新型分离技术

信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学新型分离技术主讲林晓艳E_mail:[e-mail]西南科技大学网络教育系列课程信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学课程内容绪论吸附分离技术离子交换分离分子蒸馏技术新型分离技术泡沫吸附分离其他分离技术色谱分离技术薄层色谱色谱分离原理液相色谱超临界流体色谱膜分离技术微滤超滤纳滤反渗透液膜分离膜分离概述亲和膜分离萃取分离技术超临界萃取胶团萃取萃取分离原理双水相萃取信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学前言:为什么学习新型分离技术？分离技术是指利用混合物中各组分在物理性质和化学性质上的差异,通过适当的方法和装置,将混合物分成彼此不同的两种或多种产物的手段。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学分离技术是人们认识物质世界的必经之路。分离技术是各种分析技术的前提。新型分离技术大大提高了人类生活的品质。分离技术广泛应用于化工、材料、生物、环境、能源等领域，贯穿整个生产过程，是获得最终产品必不可少的重要环节。新型分离技术提高了分离效率、降低能耗、降低成本、提高质量，是劳动力密集型企业转向技术密集型，形成新兴的高利润、高技术产业的重要手段。前言:为什么学习新型分离技术？信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学分离反应原料杂质空气废气废水回收物副产物循环产品水分离分离回收物分离信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学１、分离技术是人们认识物质世界的必经之路人们发现或合成一种新物质，必须通过分离技术得到它纯品，才能进一步研究其物理化学性质。２、分离技术是各种分析技术的前提分析对象往往处于一个复杂的样品基体中，共存物干扰目标物质的测定。样品的物理、化学状态不适合于直接测定，样品有剧毒或危险。必须在分析前应用分离技术对样品进行适当分离。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学３、分离技术在化工工业中具有重要作用分离技术广泛应用于石油、化工、医药、食品、冶金、原子能等领域。分离装备和能量消耗在整个生产成本中占绝大部分分额。４、分离技术在日常生活中具有重要作用人们日常生活所用水、食物、饮料、燃料油等都是分离技术的产品。现代分离技术大大提高了人类生活的品质，如纯洁水、色拉油、各种方便食品和药物等。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学５、分离技术在人类健康和保健中具有重要作用人工肾、人工肝、人工肺等是膜分离技术在医药工业应用的结果。６、分离技术在能源再生和利用方面具有重要作用化石能源日趋枯竭，迫使人们不断开发新能源和提高利用率。如贫矿铀的富集、氢能源开发、风能水能的利用等均需要高效分离技术。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学７、发展新型分离技术是以高效、节能为核心的对传统分离操作进行技术改造的需要。能源开发、石油产品的深度加工、煤化工的更新振兴、精细化工的持续发展都带来了多样化产品分离和高纯物质的再提纯任务。蒸馏、吸收、萃取、吸附等传统的分离单元操作必不可少，且占据重要的地位。因此，采用新型分离技术、提高分离效率、降低能耗、降低成本、提高质量，是促使传统分离技术不断进步的重要任务。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学８、现代科学的发展促进新型分离技术的发展。现代工业的发展和科学技术的进步，对产品分离纯度的要求更高，难度也在不断加大。如蛋白质和基因工程产品的分离和纯化，产品往往是很昂贵的，因此，发展新型分离技术是形成新兴的高利润、高技术产业的需要。当前，某些重要的生物制品，如某些标准蛋白或激素由于提取困难，价格竞高达每毫克数万美元。一些发达园家正在或已放弃了一些劳动力密集型企业，转向技术密集型的高利润产业。新型分离技术是实现这一目标的重要手段。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学９、现代分离技术对于治理现代化工业带来的“三废”，防止环境污染也是一种有效的工具。治理“三废”，变废为宝是与现代化建设同步发展的事业。近年来利用现代分离技术治理“三废”已取得长足进展。泡沫吸附分离技术、微生物技术，如降解塑料消除白色污染等已经用于多种工业废水及垃圾的处理中并取得良好效果就是很好的事例。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学第一章绪论1.1分离技术及其研究内容1.2分离技术的发展1.3分离方法的分类1.4分离技术在工业生产中的地位和作用1.5选择分离技术的一般规则1.6分离方法的评价什么是分离技术？研究内容是什么？学习分离技术的重要性？分离技术的本质是什么？分离技术的种类？分离技术的选择原则？怎样评价分离技术？信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学第一章绪论•本章要点掌握：分离技术的分类、分离技术选择的一般原则，分离技术的评价。理解：分离技术的本质。了解：分离技术及其研究内容，分离技术在工业生产中的地位和作用。现代分离技术发展趋势信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.1分离技术及其研究内容1.1.1分离技术基本概念♥分离技术：利用混合物中各组分在物理性质和化学性质上的差异,通过适当的方法和装置,将混合物分成彼此不同的两种或多种产物的手段。这个过程称为分离过程信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.1.2.分离过程的组成原料（混合物）分离装置分离剂（能量或质量）产品（不同组分的物流）图1-1分离过程简图混合物,产品（不同组分或相）。分离剂:能量（如热能）或质量（沉淀剂）。分离装置。1.1分离技术及其研究内容信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.分离剂（separatingagent）分离剂是分离过程的辅助物质或推动力。分离剂包括能量分离剂和质量分离剂。常见分离剂如下表。能量分离剂机械能:重力、离心力、压力等光能、电能、磁能、核能热能、冷能等质量分离剂溶剂、吸收剂、吸附剂、表面活性剂，交换树脂、化学反应物、过滤介质等表1—1常见的分离剂1.1分离技术及其研究内容信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学（1）能量分离剂特点：部分利用性。不管是机械能、电能、光能还是热能、冷能，这些能量真正被用于分离过程的往往只有其中的一部分，即有效利用部分。这决定分离技术成本的关键因素。1.1分离技术及其研究内容信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学（2）质量分离剂特点优点：质量分离剂使用可减少能量分离剂的用量，如助滤剂。缺点：质量分离剂的使用消耗新材料，可能产生污染。污染包括对产品的污染和对环境的污染两个方面。信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.1.2分离技术研究内容1.研究分离过程的共同规律：用热力学原理讨论分离体系的功能和热的转换关系以及物质运输的方向和限度；用动力学原理研究各种分离过程的速度与效率；研究分离体系的化学平衡、相平衡和分离平衡。2.研究不同分离方法、分离设备及其应用。1.1分离技术及其研究内容信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.2分离技术的发展早在古代，海水煮盐:“蒸发”和“结晶”两个分离技术。煮酒、制糖、造纸：蒸馏、结晶、过滤等分离技术.（提问？（上述过程包括那些分离技术）。分离技术是化学工程学科中发展较早的分支学科之一。上世纪80年代后，三大新型分离技术迅速发展：第一类：由传统方法的变革的分离技术：超临界萃取、色谱分离（吸附）等信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学第二类：基于材料学发展形成的分离技术：反渗透、超滤等膜分离技术第三类：耦合与集成技术：（1）膜与传统分离相结合的分离技术：膜萃取、膜反应器等。（2）反应与分离耦合集成技术：催化反应-蒸馏集成技术、酯化反应-渗透汽化集成技术。1.2分离技术的发展信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学分离过程的分类方法有多种，从不同的角度将分离方法分成不同种类1.按分离过程的功能分：提取、净化(澄清、提纯或精制)、浓缩、干燥、洗涤、分级等；2.按分离过程的程度或精度分：有粗分离（如压榨、筛分、旋流分离等）细分离（如重力、沉降、细过滤）、和精分离（离心分离、蒸发、膜分离）等三个级别。1.3分离过程的分类信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学3.按分离过程的原理来分：机械分离、传质分离、反应分离。目前最为普遍的分类方法。（1）机械分离：利用机械力简单地将两相混合物相互分离的过程。分离时无物质传递。典型的机械分离过程如重力沉降、离心分离、过滤。蒸馏，吸附，电渗析，电泳？1.3分离过程的分类信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学（2）传质分离过程：平衡分离、速率差分离平衡分离：依据被分离混合物各组分在不相溶的两相平衡分配组成不等的原理进行分离的过程。如：吸收（气/液相）、结晶（液/固相）、萃取（液/液）、蒸发、蒸馏？等。1.3分离过程的分类信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学速率差分离：依据被分离组分在均相中的传递速率差异而进行分离的。如分子、离子迁移速率或扩散速率不同进行分离。如沉降、电泳、渗析、色谱分析等信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学（3）反应分离：利用外加能量或化学试剂，促进化学反应，利用化学反应将混合物进行分离。例如：离子交换、化学（反应）吸收、分步沉淀分离（CI-、I-+AgNO3）等1.3分离过程的分类信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.3分离过程的分类信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学化工产品的生产过程离不开两类关键过程：一是反应过程，产生新物质的化学反应过程，其为化工生产的核心；二是分离过程，用于原料、中间产物、产品等混合物的分离、提纯过程，它是获得合格产品的关键。分离过程成本占产品成本的60~70%1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学分离反应原料杂质空气废气废水回收物副产物循环产品水分离分离回收物分离1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学粗糖制备过程中的分离技术1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学糖的精制过程中的分离技术信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学纯水生产工艺1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学纯水生产工艺信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学润滑油生产工艺流程信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学制药工艺流程信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学1.4.1分离技术的功能及用途1.分离技术的功能：主要有1）提取：如甘蔗中糖的提取，药用植物中活性成份的提取.2）澄清：连续相为液体的混合物的分离.3）增浓：固液分散相分离.4）脱水或脱液：固液混合物或液液混合物的分离.1.4分离技术在化工生产中的重要性信息经济学（INFORMATIONECONOMIC）西南科技大学5）干燥：固液混合物或液液混合物的进一步分离。6）洗涤：固体分散相分离。7）净化或精制：将气体液体或固体中残留的杂质