分離工程

教師：蔣春躍制作：何壽林分離工程

教師：蔣春躍1本課程的任務和內容■地位：專業基礎課■前期課程：物理化學、化工原理、化工熱力學■重點：1.基本概念、基本原理、基本公式的理解2.討論各種分離方法的特征3.對設計、分析能力的訓練4.提高解決問題能力本課程的任務和內容■地位：專業基礎課2學生應掌握：◆分離過程的基本理論

◆簡捷和嚴格計算方法

◆強化、改進操作途徑

◆對新分離技術有一定了解學生應掌握：3教材：面向21世紀課程教材：劉家祺.分離過程.北京:化學工業出版社,2002主要參考書:陳洪鈁,劉家祺.化工分離過程.北京:化學工業出版社,1995教材：面向21世紀課程教材：4返回返回5第一章緒論1.1分離過程在工業生產中的地位和作用1.2

傳質分離過程的分類和特征1.3.分離過程的集成化

學習方法與要求第一章緒論1.1分離過程在工業生產中的地位和作用61.1分離過程在工業生產中的地位和作用

1.1.1分離過程在化工生產中的重要性1.1.2

分離過程在清潔工藝中的地位與作用返回1.1分離過程在工業生產中的地位和作用返回7煤石油天然氣生物質反應化工原料分離產品一般化工生產過程：煤反應化工分離產品一般化工生產過程：8例1：乙烯水合生產乙醇1-固定床催化反應器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-閃蒸塔；6-粗餾塔；7-催化加氫反應器；8-脫輕組分塔；10-產品塔涉及分離過程：吸收：3、5、9；

精餾：6、8、10；閃蒸：4乙烯93%產品廢水乙醛12345678910水循環乙烯水放空放空水氫水廢水例1：乙烯水合生產乙醇1-固定床催化反應器；2-分凝器；3、9例2：二甲苯生產1-重整反應器；2、13-汽液分離器；3-壓縮機；4-脫丁烷塔；5-萃取塔6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷卻器；10-結晶器；11-異構化反應器；12-熔融塔放空間二甲苯和鄰二甲苯石腦油進料混合二甲苯循環混合二甲苯125678104111391233輕烴類非芳烴乙二醇芳烴苯和甲苯對二甲苯重芳烴H2H2H2例2：二甲苯生產1-重整反應器；2、13-汽液分離器；3-壓10●加氫重整后得到：輕油非芳烴苯甲苯二甲苯高級芳烴目的產物目的產物為對二甲苯鄰二甲苯間二甲苯對二甲苯沸點℃144.411139.104138.351熔點℃﹣25.173﹣47.87213.263●原料：石腦油沸程120～230K●特點：●涉及到分離過程：精餾：4、7、8萃?。?、6

結晶：10●加氫重整后得到：輕油非芳烴目的產物目11總結：

●原料的凈化與粗分

●反應產物的提純

●藥物的精制和提純

●精選金屬的提取

●食品除水、除毒、病毒分離、同位數分離

●三廢處理返回總結：返回121.1.2分離過程在清潔工藝中的地位與作用清潔工藝：生產工藝和防治污染有機的結合，將污染物減少或消滅在工藝過程中。

——面向21世紀社會和經濟可持續發展的重大課題。1.1.2分離過程在清潔工藝中的地位與作用13化學工業污染來源：未回收的原料未回收的產品有用和無用的副產品原料中的雜質工藝的物料損耗化學工業污染來源：未回收的原料14

廢物最小化？廢物最小化？15清潔工藝綜合考慮：

●合理的原料選擇；

●反應路徑的清潔化；

●物料分離技術的選擇；

●確定合理的流程和工藝參數。

核心：

化學反應/過程綠色化

●原料綠色化：采用無毒無害原料采用可再生資源（如生物質）清潔工藝綜合考慮：16●產品綠色化：設計安全的化學品設計可降解的化學品●過程綠色化：采用原子經濟性反應采用綠色催化劑采用綠色溶劑過程強化外場強化流程集約化裝備微型化●產品綠色化：設計安全的化學品17與化工分離過程密切相關的有：

●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、回收利用率、循環利用率；

●開發和采用新技術、新工藝、改善生產操作條件，以控制和消除污染；

●采用生產裝置的閉路循環技術；

●處理生產中的副產物和廢物，使之減少和消除對環境的危害；

●研究、開發和采用低物耗、低能耗、高效率的“三廢”治理技術。與化工分離過程密切相關的有：18閉路循環系統：

將過程所產生的廢物最大限度地回收和循環使用。原料產品排除111222廢物廢物1—單元過程；2—處理閉路循環系統：原料產品排除111222廢物廢物1—單元過程；19實現分離與再循環系統使廢物最小化的方法：●廢物直接再循環

例：廢水●進料提純

例：氧化反應采用純氧●除去分離過程中加入的附加物質

例：共沸劑、萃取劑●附加分離與再循環系統

例：分離廢物中的有效物，循環使用實現分離與再循環系統使廢物最小化的方法：20上述原因促使：傳統分離過程不斷改進和發展

例：反應精餾；吸附；…新分離方法不斷出現和實現工業化應用

例：膜分離；熱擴散；色層分離；…返回上述原因促使：返回21思考：循環經濟、產業鏈、工業園區等思考：221.2傳質分離過程的分類和特征1.2.1平衡分離過程1.2.2

速率分離過程返回1.2傳質分離過程的分類和特征1.2.1平衡分離過程231.2.1平衡分離過程分離設備混合物產品分離媒介分離媒介：能量、物質、壓力平衡分離過程——借助分離媒介，使均相混合物系統變成兩相系統，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不等同的分配為依據而實現分配，表征量分配系數。1.2.1平衡分離過程分離設備混合物產品分離媒介分離媒介：24平衡分離過程的分離單元操作閃蒸原料相態：

液體分離媒介：減壓分離原理：揮發度（蒸汽壓）有較大差別工業應用：海水淡化生產純水；吸收液的解吸。精餾原料相態：汽、液或汽液混合物分離媒介：熱量，有時用機械功

同上石油裂解氣的深冷分離；苯、甲苯、二甲苯的分離。平衡分離過程的分離單元操作原料分離媒介：分離原理：工業應用：25吸收蒸出原料相態：氣體或液體分離媒介：液體吸收劑（MSA）；加入熱量（ESA）

分離原理：揮發度（蒸汽壓）有較大差別工業應用：由催化裂化裝置主蒸塔頂產物中回收乙烷及較輕的烴。萃取或共沸精餾原料相態：汽、液或汽液混合物液體溶劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）液體共沸劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）改變原溶液的相對揮發度

以苯酚作溶劑由沸點相近的非芳烴中分離芳烴；以醋酸丁酯作共沸劑從稀溶液中分離醋酸。MSAL或VLLL或VMSALV返回原料分離媒介：分離原理：工業應用：萃取或共沸精餾原料液體溶劑261.2.2速率分離過程膜分離熱擴散1.2.2速率分離過程膜分離27速率分離:在某種推動力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用下，有時在選擇性膜的配合下，利用各組分擴散速率的差異實現組分的分離。速率分離:28微孔過濾（MF）：推動力：壓力差（～100kPa）傳遞機理：篩分膜類型：多孔膜進料（液體和氣體）溶劑、水、氣體顆粒、纖維目的：溶液脫離子，氣體脫離子微孔過濾（MF）：推動力：壓力差（～100kPa）29超濾（UF）：推動力：壓力差（100～1000kPa）傳遞機理：篩分膜類型：非對稱性膜進料溶劑、水膠體大分子目的：溶液脫大分子，大分子溶液脫小分子，大分子分級。如透晰。超濾（UF）：推動力：壓力差（100～1000kPa）進料溶30反滲透（RO）：推動力：壓力差（1000～10000kPa）傳遞機理：優先吸附毛細管流動溶解、擴散模型膜類型：非對稱性膜或復合膜進料溶劑、水溶質、鹽目的：溶劑脫溶質，含小分子溶質溶液濃縮。反滲透（RO）：推動力：壓力差（1000～10000kPa）31滲析（D）：推動力：濃度差傳遞機理：篩分、微孔膜內的受阻擴散透過物：小分子溶質或較小的溶質截留物：截留﹥0.02um離子、截留血液﹥0.005um離子膜類型：非對稱性膜或離子交換膜進料接受液凈化液擴散液目的：大分子溶質溶液脫小分子，小分子溶質溶液脫大分子。滲析（D）：推動力：濃度差進料接受液凈化液擴散液目的：大分子32電滲析（ED）：推動力：電化學勢傳遞機理：反離子經離子交換膜的遷移膜類型：離子交換膜濃電解質－極＋極產品陰離子交換膜陽離子交換膜進料目的：溶液脫小離子，小離子溶質的濃縮、小離子的分級。電滲析（ED）：推動力：電化學勢濃電解質－＋產品陰離子交換膜33熱擴散：原理：

先建立穩定的溫度梯度，氣體中較輕的組分向熱線方向飄逸，再建立穩定的濃度梯度，熱線附近的氣體由于密度較小流向上頂瓶；冷管壁附近的氣體由于密度較大向下底瓶流動。頂瓶底瓶溫度梯度冷壁熱線熱擴散：原理：頂瓶底瓶溫度梯度冷壁熱線34

速率分離過程特點：■節能■環保優勢■新的方法返回

速率分離過程特點：■節能返回351.3.分離過程的集成化

目的：實現清潔工藝

使物料能量消耗最小；

經濟效益、社會效益最大。1.3.1反應過程與分離過程的耦合1.3.2分離過程與分離過程的耦合1.3.3

過程的集成返回1.3.分離過程的集成化

目的：實現清潔工藝

361.3.1反應過程與分離過程的耦合目的：

改善不利的熱力學和動力學因數，減少設備、操作費用、節約資源和能源。1.3.1反應過程與分離過程的耦合37化學吸收——化學反應與吸收相結合

被溶解的組分與吸收劑中的活性組分發生反應，增加傳質推動力,如煙氣脫硫?；瘜W萃取——化學反應與萃取相結合

溶質與萃取劑反應。如：絡合反應；水解；聚合反應（催化）精餾——化學反應與精餾相結合

例：酯化、皂化、酯交換、胺化、水解…膜反應器——優良分離性能與催化反應相結合

例：利用多孔陶瓷膜催化反應器，進行丁烯脫氫制丁二烯。丙烷脫氫制丙烯。化學吸收——化學反應與吸收相結合38控制釋放

將藥物或其他生物活性物質以一定形式與膜結構相結合，使這些活性物質只能以一定速度通過擴散等方式釋放到環境中。膜生物傳感器

由生物催化劑酶或微生物與合成膜及電極轉換裝置組成，模仿生物膜對化學物質的識別能力制成，為酶膜傳感器和微生物傳感器。返回控制釋放返回391.3.2分離過程與分離過程的耦合

復合分離過程優點：集原分離過程之所長，避其所短。適用于:特殊物系的分離?！糨腿〗Y晶（加和結晶）分離：①揮發度相近的組分。②無機鹽生產（優點：節能）

溶劑可萃取出部分水。

1.3.2分離過程與分離過程的耦合復合分離過程40◆吸附蒸餾氣一液一固三相分離過程吸附分離優點：

分離因子高，產品濃度高，能耗低。缺點：吸附劑用量大，收率低?！纬苫パa◆電泳分離不同蛋白質在一定pH值的緩沖溶液中，其溶解度不同，在電場作用下，這些帶電的溶膠離子在介質中的泳動速度不同，實現不同蛋白質的分離。返回◆吸附蒸餾返回411.3.3過程的集成一、傳統分離過程的集成合理組合傳統分離過程，揚長避短，達到高效、低耗和減少污染的目的。共沸精餾與萃取集成環己烷+苯丙酮環己烷+丙酮共沸物純苯環己烷丙酮+水丙酮水水優點：無污染1.3.3過程的集成一、傳統分離過程的集成環己烷+苯丙酮42二、傳統分離過程與膜分離的集成將膜技術應用到傳統分離過程中◆滲透蒸發用來分離揮發性液體混合物，恒沸、近沸點物系?！粽羝麧B透例：發酵液脫水制無水乙醇水與醇形成二元共沸物，共沸點:78.15℃，x=0.894（mol）三、膜過程的集成優點：取長補短例：分離懸浮液為高固體含量物料將超濾、反滲透、滲透蒸餾組合在一起。返回二、傳統分離過程與膜分離的集成返回431.4設計變量變量:用于設計分離裝置的參數/物理量.如進料流率,濃度,壓力,溫度,熱負荷,機械功的輸入(或輸出)量,傳熱面積大小,以及理論塔板數等.分離裝置的設計:就是要確定上述物理量間相互聯系,相互制約.設計變量:由于變量太多,所以設計者只能規定上述變量中的若干個變量的數值.如果設計過程中給定數值的物理量數目少于設計變量的數目,設計就不能進行.反之,給定數值的物理量過多,設計也無法進行.1.4設計變量44因此，設計的第一步不是選擇變量的具體數值，而是要知道設計者所需要給定數值的變量數目。簡單過程：一般按經驗給出。如一處進料的二組分精餾塔：進料流率、進料濃度、進料狀態、塔壓、釜液濃度、餾出液濃度以及回流比。計算：精餾段理論塔板數，提餾段理論塔板數，以及冷凝器，再沸器的熱負荷等。復雜過程：Ni=Nv-Nc因此，設計的第一步不是選擇變量的具體數值，而是要知道設計者所45式中：Ni為設計變量；Nv為描述系統的獨立變量數；Nc為變量間的約束關系數（即描述約束關系的獨立方程式的數目）。相律：對于任一物流，描述它的自由度數（強度性質的變量）

f=c-C組分數；相數。對于單相物流，獨立變量數為：Nv=f+1=(c-1+2)+1=c+21-指物流的數量（容量性質）式中：Ni為設計變量；Nv為描述系統的獨立變量數；Nc為變量46約束關系：物料平衡式能量平衡式相平衡關系式化學平衡關系式內在關系式約束關系：47習題-pp233.氣體分離與滲透蒸發這兩種膜分離過程有何區別？4.在混合物分離中，固膜和固體吸附的作用有何區別？5.海水的滲透壓由下式近似計算：=RTC/M式中C為溶解鹽的濃度，g/cm3；M為離子狀態的各種溶質的平均分子量。若從含鹽0.035g/cm3的海水中制取純水，M=31.5，操作溫度298K。問反滲透膜兩側的最小壓差應為多少kPa？習題-pp233.氣體分離與滲透蒸發這兩種膜分離過程有何區48習題-pp23解：

C=0.035g/cm3=0.0351000g/L=35g/L

=RTC/M=8.314[kPaL/(molK)]298[K]35[g/L]31.5[g/mol]=2752.86kPa習題-pp23解：49樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。12月-2212月-22Friday,December30,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。15:23:2015:23:2015:2312/30/20223:23:20PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2215:23:2015:23Dec-2230-Dec-22加強交通建設管理，確保工程建設質量。15:23:2015:23:2015:23Friday,December30,2022安全在于心細，事故出在麻痹。12月-2212月-2215:23:2015:23:20December30,2022踏實肯干，努力奮斗。2022年12月30日3:23下午12月-2212月-22追求至善憑技術開拓市場，憑管理增創效益，憑服務樹立形象。30十二月20223:23:20下午15:23:2012月-22嚴格把控質量關，讓生產更加有保障。十二月223:23下午12月-2215:23December30,2022作業標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/3015:23:2015:23:2030December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。3:23:20下午3:23下午15:23:2012月-22專注今天，好好努力，剩下的交給時間。12月-2212月-2215:2315:23:2015:23:20Dec-22牢記安全之責，善謀安全之策，力務安全之實。2022/12/3015:23:20Friday,December30,2022相信相信得力量。12月-222022/12/3015:23:2012月-22謝謝大家！樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。12月-2212月-2250分離工程

教師：蔣春躍制作：何壽林分離工程

教師：蔣春躍51本課程的任務和內容■地位：專業基礎課■前期課程：物理化學、化工原理、化工熱力學■重點：1.基本概念、基本原理、基本公式的理解2.討論各種分離方法的特征3.對設計、分析能力的訓練4.提高解決問題能力本課程的任務和內容■地位：專業基礎課52學生應掌握：◆分離過程的基本理論

◆簡捷和嚴格計算方法

◆強化、改進操作途徑

◆對新分離技術有一定了解學生應掌握：53教材：面向21世紀課程教材：劉家祺.分離過程.北京:化學工業出版社,2002主要參考書:陳洪鈁,劉家祺.化工分離過程.北京:化學工業出版社,1995教材：面向21世紀課程教材：54返回返回55第一章緒論1.1分離過程在工業生產中的地位和作用1.2

傳質分離過程的分類和特征1.3.分離過程的集成化

學習方法與要求第一章緒論1.1分離過程在工業生產中的地位和作用561.1分離過程在工業生產中的地位和作用

1.1.1分離過程在化工生產中的重要性1.1.2

分離過程在清潔工藝中的地位與作用返回1.1分離過程在工業生產中的地位和作用返回57煤石油天然氣生物質反應化工原料分離產品一般化工生產過程：煤反應化工分離產品一般化工生產過程：58例1：乙烯水合生產乙醇1-固定床催化反應器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-閃蒸塔；6-粗餾塔；7-催化加氫反應器；8-脫輕組分塔；10-產品塔涉及分離過程：吸收：3、5、9；

精餾：6、8、10；閃蒸：4乙烯93%產品廢水乙醛12345678910水循環乙烯水放空放空水氫水廢水例1：乙烯水合生產乙醇1-固定床催化反應器；2-分凝器；3、59例2：二甲苯生產1-重整反應器；2、13-汽液分離器；3-壓縮機；4-脫丁烷塔；5-萃取塔6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷卻器；10-結晶器；11-異構化反應器；12-熔融塔放空間二甲苯和鄰二甲苯石腦油進料混合二甲苯循環混合二甲苯125678104111391233輕烴類非芳烴乙二醇芳烴苯和甲苯對二甲苯重芳烴H2H2H2例2：二甲苯生產1-重整反應器；2、13-汽液分離器；3-壓60●加氫重整后得到：輕油非芳烴苯甲苯二甲苯高級芳烴目的產物目的產物為對二甲苯鄰二甲苯間二甲苯對二甲苯沸點℃144.411139.104138.351熔點℃﹣25.173﹣47.87213.263●原料：石腦油沸程120～230K●特點：●涉及到分離過程：精餾：4、7、8萃取：5、6

結晶：10●加氫重整后得到：輕油非芳烴目的產物目61總結：

●原料的凈化與粗分

●反應產物的提純

●藥物的精制和提純

●精選金屬的提取

●食品除水、除毒、病毒分離、同位數分離

●三廢處理返回總結：返回621.1.2分離過程在清潔工藝中的地位與作用清潔工藝：生產工藝和防治污染有機的結合，將污染物減少或消滅在工藝過程中。

——面向21世紀社會和經濟可持續發展的重大課題。1.1.2分離過程在清潔工藝中的地位與作用63化學工業污染來源：未回收的原料未回收的產品有用和無用的副產品原料中的雜質工藝的物料損耗化學工業污染來源：未回收的原料64

廢物最小化？廢物最小化？65清潔工藝綜合考慮：

●合理的原料選擇；

●反應路徑的清潔化；

●物料分離技術的選擇；

●確定合理的流程和工藝參數。

核心：

化學反應/過程綠色化

●原料綠色化：采用無毒無害原料采用可再生資源（如生物質）清潔工藝綜合考慮：66●產品綠色化：設計安全的化學品設計可降解的化學品●過程綠色化：采用原子經濟性反應采用綠色催化劑采用綠色溶劑過程強化外場強化流程集約化裝備微型化●產品綠色化：設計安全的化學品67與化工分離過程密切相關的有：

●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、回收利用率、循環利用率；

●開發和采用新技術、新工藝、改善生產操作條件，以控制和消除污染；

●采用生產裝置的閉路循環技術；

●處理生產中的副產物和廢物，使之減少和消除對環境的危害；

●研究、開發和采用低物耗、低能耗、高效率的“三廢”治理技術。與化工分離過程密切相關的有：68閉路循環系統：

將過程所產生的廢物最大限度地回收和循環使用。原料產品排除111222廢物廢物1—單元過程；2—處理閉路循環系統：原料產品排除111222廢物廢物1—單元過程；69實現分離與再循環系統使廢物最小化的方法：●廢物直接再循環

例：廢水●進料提純

例：氧化反應采用純氧●除去分離過程中加入的附加物質

例：共沸劑、萃取劑●附加分離與再循環系統

例：分離廢物中的有效物，循環使用實現分離與再循環系統使廢物最小化的方法：70上述原因促使：傳統分離過程不斷改進和發展

例：反應精餾；吸附；…新分離方法不斷出現和實現工業化應用

例：膜分離；熱擴散；色層分離；…返回上述原因促使：返回71思考：循環經濟、產業鏈、工業園區等思考：721.2傳質分離過程的分類和特征1.2.1平衡分離過程1.2.2

速率分離過程返回1.2傳質分離過程的分類和特征1.2.1平衡分離過程731.2.1平衡分離過程分離設備混合物產品分離媒介分離媒介：能量、物質、壓力平衡分離過程——借助分離媒介，使均相混合物系統變成兩相系統，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不等同的分配為依據而實現分配，表征量分配系數。1.2.1平衡分離過程分離設備混合物產品分離媒介分離媒介：74平衡分離過程的分離單元操作閃蒸原料相態：

液體分離媒介：減壓分離原理：揮發度（蒸汽壓）有較大差別工業應用：海水淡化生產純水；吸收液的解吸。精餾原料相態：汽、液或汽液混合物分離媒介：熱量，有時用機械功

同上石油裂解氣的深冷分離；苯、甲苯、二甲苯的分離。平衡分離過程的分離單元操作原料分離媒介：分離原理：工業應用：75吸收蒸出原料相態：氣體或液體分離媒介：液體吸收劑（MSA）；加入熱量（ESA）

分離原理：揮發度（蒸汽壓）有較大差別工業應用：由催化裂化裝置主蒸塔頂產物中回收乙烷及較輕的烴。萃取或共沸精餾原料相態：汽、液或汽液混合物液體溶劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）液體共沸劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）改變原溶液的相對揮發度

以苯酚作溶劑由沸點相近的非芳烴中分離芳烴；以醋酸丁酯作共沸劑從稀溶液中分離醋酸。MSAL或VLLL或VMSALV返回原料分離媒介：分離原理：工業應用：萃取或共沸精餾原料液體溶劑761.2.2速率分離過程膜分離熱擴散1.2.2速率分離過程膜分離77速率分離:在某種推動力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用下，有時在選擇性膜的配合下，利用各組分擴散速率的差異實現組分的分離。速率分離:78微孔過濾（MF）：推動力：壓力差（～100kPa）傳遞機理：篩分膜類型：多孔膜進料（液體和氣體）溶劑、水、氣體顆粒、纖維目的：溶液脫離子，氣體脫離子微孔過濾（MF）：推動力：壓力差（～100kPa）79超濾（UF）：推動力：壓力差（100～1000kPa）傳遞機理：篩分膜類型：非對稱性膜進料溶劑、水膠體大分子目的：溶液脫大分子，大分子溶液脫小分子，大分子分級。如透晰。超濾（UF）：推動力：壓力差（100～1000kPa）進料溶80反滲透（RO）：推動力：壓力差（1000～10000kPa）傳遞機理：優先吸附毛細管流動溶解、擴散模型膜類型：非對稱性膜或復合膜進料溶劑、水溶質、鹽目的：溶劑脫溶質，含小分子溶質溶液濃縮。反滲透（RO）：推動力：壓力差（1000～10000kPa）81滲析（D）：推動力：濃度差傳遞機理：篩分、微孔膜內的受阻擴散透過物：小分子溶質或較小的溶質截留物：截留﹥0.02um離子、截留血液﹥0.005um離子膜類型：非對稱性膜或離子交換膜進料接受液凈化液擴散液目的：大分子溶質溶液脫小分子，小分子溶質溶液脫大分子。滲析（D）：推動力：濃度差進料接受液凈化液擴散液目的：大分子82電滲析（ED）：推動力：電化學勢傳遞機理：反離子經離子交換膜的遷移膜類型：離子交換膜濃電解質－極＋極產品陰離子交換膜陽離子交換膜進料目的：溶液脫小離子，小離子溶質的濃縮、小離子的分級。電滲析（ED）：推動力：電化學勢濃電解質－＋產品陰離子交換膜83熱擴散：原理：

先建立穩定的溫度梯度，氣體中較輕的組分向熱線方向飄逸，再建立穩定的濃度梯度，熱線附近的氣體由于密度較小流向上頂瓶；冷管壁附近的氣體由于密度較大向下底瓶流動。頂瓶底瓶溫度梯度冷壁熱線熱擴散：原理：頂瓶底瓶溫度梯度冷壁熱線84

速率分離過程特點：■節能■環保優勢■新的方法返回

速率分離過程特點：■節能返回851.3.分離過程的集成化

目的：實現清潔工藝

使物料能量消耗最?。?/p>

經濟效益、社會效益最大。1.3.1反應過程與分離過程的耦合1.3.2分離過程與分離過程的耦合1.3.3

過程的集成返回1.3.分離過程的集成化

目的：實現清潔工藝

861.3.1反應過程與分離過程的耦合目的：

改善不利的熱力學和動力學因數，減少設備、操作費用、節約資源和能源。1.3.1反應過程與分離過程的耦合87化學吸收——化學反應與吸收相結合

被溶解的組分與吸收劑中的活性組分發生反應，增加傳質推動力,如煙氣脫硫?；瘜W萃取——化學反應與萃取相結合

溶質與萃取劑反應。如：絡合反應；水解；聚合反應（催化）精餾——化學反應與精餾相結合

例：酯化、皂化、酯交換、胺化、水解…膜反應器——優良分離性能與催化反應相結合

例：利用多孔陶瓷膜催化反應器，進行丁烯脫氫制丁二烯。丙烷脫氫制丙烯?；瘜W吸收——化學反應與吸收相結合88控制釋放

將藥物或其他生物活性物質以一定形式與膜結構相結合，使這些活性物質只能以一定速度通過擴散等方式釋放到環境中。膜生物傳感器

由生物催化劑酶或微生物與合成膜及電極轉換裝置組成，模仿生物膜對化學物質的識別能力制成，為酶膜傳感器和微生物傳感器。返回控制釋放返回891.3.2分離過程與分離過程的耦合

復合分離過程優點：集原分離過程之所長，避其所短。適用于:特殊物系的分離?！糨腿〗Y晶（加和結晶）分離：①揮發度相近的組分。②無機鹽生產（優點：節能）

溶劑可萃取出部分水。

1.3.2分離過程與分離過程的耦合復合分離過程90◆吸附蒸餾氣一液一固三相分離過程吸附分離優點：

分離因子高，產品濃度高，能耗低。缺點：吸附劑用量大，收率低?！纬苫パa◆電泳分離不同蛋白質在一定pH值的緩沖溶液中，其溶解度不同，在電場作用下，這些帶電的溶膠離子在介質中的泳動速度不同，實現不同蛋白質的分離。返回◆吸附蒸餾返回911.3.3過程的集成一、傳統分離過程的集成合理組合傳統分離過程，揚長避短，達到高效、低耗和減少污染的目的。共沸精餾與萃取集成環己烷+苯丙酮環己烷+丙酮共沸物純苯環己烷丙酮+水丙酮水水優點：無污染1.3.3過程的集成一、傳統分離過程的集成環己烷+苯丙酮92二、傳統分離過程與膜分離的集成將膜技術應用到傳統分離過程中◆滲透蒸發用來分離揮發性液體混合物，恒沸、近沸點物系?！粽羝麧B透例：發酵液脫水制無水乙醇水與醇形成二元共沸物，共沸點:78.15℃，x=0.894（mol）三、膜過程的集成優點：取長補短例：分離懸浮液為高固體含量物料將超濾、反滲透、滲透蒸餾組合在一起。返回二、傳統分離過程與膜分離的集成返回931.4設計變量變量:用于設計分離裝置的參數/物理量.如進料流率,濃度,壓力,溫度,熱負荷,機械功的輸入(或輸出)量,傳熱面積大小,以及理論塔板數等.分離裝置的設計:就是要確定上述物理量間相互聯系,相互制約.設計變量:由于變量太多,所以設計者只能規定上述變量中的若干個變量的數值.如果設計過程中給定數值的物理量數目少于設計變量的數目,設計就不能進行.反之,給定數值的物理量過多,設計也無法進行.1.4設計變量94因此，設計的第一步不是選擇變量的具體數值，而是要知道設計者所需要給定數值的變量數目。簡單過程：一般按經驗