第七章 其它分离技术和分离过程的选择.ppt

第七章其它分离技术和分离过程的选择7.1膜分离技术（1）微滤：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm之间；（4）纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm7.1.1分离用膜和膜分离设备2、膜的分类3、对膜材料的特性的要求4、各种膜材料二、膜分离设备1、板框式膜器2、卷式膜器3、管式膜器7.1.2反渗透（RO)溶液中水的化学势如果在溶液一侧施加一压力，外界力做功使溶液中水的化学势升高，则纯水通过膜的渗透就会逐渐减小，当压力为P2时，渗透最终停止，此时的压力差就是溶液的渗透压。实际反渗透过程，透过液中多少含有一些溶质，其推动力为：二、反渗透过程的机理与传质方程的渗透压当膜表面的有效孔径≤2t时，透过的将是纯水，膜表面的有效孔径>2t时，溶质将透过膜。膜上毛细孔径＝2t时得到最大的纯水渗透量，此孔径称为临界孔径。三、浓差极化稳态过程，在截面Ⅰ、Ⅱ间对溶质A作物料衡算反渗透过程截留率高xAi>xA1>>xA2，则（2）溶质通过膜的通量上升；4、渗透通量的影响因素四、反渗透过程工艺流程7.1.3超滤（UF）一、超滤的通量和浓差极化2、浓差极化自边界层边缘(x=0)到膜表面(x=δ)积分二、影响渗透量的因素2、料液速度三、超滤流程7.1.4电渗析电渗析的基本条件二、电渗析过程中的传递过程三、电极反应和电极电位膜的选择透过度P为反离子在膜内迁移数世纪增值与理想增值之比。六、电渗析器流程7.1.5气体膜分离二、影响渗透通量与分离系数的因素四、气体膜分离的应用四、气体分离膜与设备五、气体膜分离流程7.1.6液膜分离7.3反应精馏反应精馏的优点：7.3.1反应精馏的应用2、对于连串反应A→R→S二、利用反应促进精馏的反应精馏同分异构体A+B该类反应精馏的基本条件：
1）反应是快速可逆的，反应产物仅存于塔内，不污染产品；
2）添加剂必须选择性地与异构体之一反应；
3）添加剂、异构体和反应产物沸点间关系符合精馏要求。三、催化精馏1、预反应器对受平衡限制的反应，催化精馏可大大超过固定床的xe。相对于固定床反应器，催化精馏的另一优点是由于精馏作用移出物系中较重的污染物使催化剂保持清洁，延长了催化剂寿命。
催化精馏塔有精馏段、提馏段和反应段组成，反应段装填催化剂是催化反应精馏技术的关键，催化剂在塔内装填方式需满足以下以条件：1）使反应段的催化剂床层有足够的自由空间，提供汽液相流通通道，以进行气液传质，这些空间的分离效果和阻力降应与一般填料相近；
2）具有足够的表面积进行催化反应；
3）允许催化剂颗粒的膨胀和收缩，而不损伤催化剂；
4）结构简单便于更换。7.3.2反应精馏过程据反应类型和反应物、产物的α关系有以下几种流程：A（4）反应，
则进料位置A在塔下部，B在塔上部，B进料口以上为精馏段，A进料口以下为提馏段，B与A间为反应段（B与A也可在塔中部同时进料）；A对于催化精馏，Cat放于反应物含量最大的区域。例如：2）异丙苯生产的情况与之相反，催化剂装于塔的上部。
过量甲醇或异丁烯
二、反应精馏过程的物理化学基础三、反应精馏过程分析3、停留时间和进料位置4、反应精馏的特点反应精馏局限性：7.4加盐精馏溶盐精馏的优点：7.4分离过程选择的方法7.4.2分离过程类别的选择对于分离因子较大的系统，应尽量采用单级和级数不多的分离过程
可利用各种组分的分子在添加剂的影响下所具有的不同迁移速率的这一特性，优先采用速率控制分离过程。如膜分离过程
带有固相的分离过程,采用增加管道切换装置的模拟移动床和多柱串联吸附分离,可连续化7.4.3生产规模和产品价格主要分离过程在单生产线操作时的最大生产能力7.4.4产品热敏性和物性与分子性质不同的分子性质对分离因子的影响对于任何给定的混合物，按分子性质及其宏观性质的差异选择可能的分离过程
如果混合物中各组分的极性相差很大，有可能采用精馏过程
如果各组分的挥发度相差不大，可能采用极性溶剂进行萃取或萃取精馏
如果极性大的分子以很低的浓度存在于混合物中，可采用极性吸附剂的吸附过程二甲苯和乙苯的性质二甲苯异构体的分离7.4.5分离过程设计的可靠性和独立操作性能3、结晶
结晶设备的设计很困难，需要在小型工业装置上做中试，并在实际工业装置需调整操作
固体产品需进行洗涤和过滤
4、吸附
有实测的吸附等温线数据和能够确定物料传质特性的一定数量的小试结果，能够对吸附设备和操作循环作可靠的设计
吸附剂需要再生5、反渗透
在单个膜组件或小型实验设备上，用实际物料进行小试。当小试提供了可靠的设计依据之后，反渗透设备的设计是有把握
反渗透的产品是纯溶剂和被浓缩溶液，所以它不是一个完整的分离过程
如果希望完全分离或使溶剂有高回收率，则必须附加其它过