化工分离设备技术的特点及应用介绍

化工分离设备技术的特点及应用介绍

来源:澳门新濠天地登入澳门新濠天地网 发布时间:2011-2-8 11:16:32
化工分离设备技术有以下特点:

(1)化工分离技术的多样性

由 于化工分离技术的应用领域十分广泛,决定了分离技术的多样性。按机理划分,大致可分成5类:①生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶);②加入新相进行分离 (如萃取、吸收);③用隔离物进行分离(如膜分离);④用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换);⑤用外力场和梯度进行分离(如离心萃取分离和电泳等), 它们的特点和设计方法有所不同。

Keller于1987年总结了一些常用分离技术和应用成熟度关系图。精馏、萃取、吸收、结晶等仍是当前应用的分离技术。液膜分离虽然构思巧妙,但技术上仍有局限性,仅在药物缓释等方面得到了应用。

(2)化工分离技术的复杂性

化 工分离技术的重要性和多样性决定了它的复杂性。即使对于精馏、萃取这些较为成熟的技术,多组分体系大型设备的设计仍是一项困难的工作,问题是缺乏基础特性 数据和大型塔器的可靠设计方法。对于高温、高压、多组分和强非理想体系,不仅平衡数据和分子扩散系数难以准确计算,就连界面张力粘度等物性数据也难以求 得。

催化剂和反应萃取之类的耦合分离技术的基础特性数据更为缺乏。大型塔器设计的放大的主要难度在于塔内两相流和传质特性十分复杂,数字 模型尚不完善。沿用了百余年的平衡级模型虽然简单直观,但用于多组分分离过程的缺点已显而易见。非平衡模型被称为"可能开创板式分离设备设计和模拟新纪 元"优点显著,但缺乏传质系数实验数据和模型参数过多,使其工程应用存在困难。已开发出的软件功能强大,已在工程设计中得到应用,但工程经验和中试实验仍 是不可缺少的。

(3)分离技术的前瞻性

 随着能源、资源、环境、新材料等基础工业和高新技术的发展,分类技术面临着新的机 遇和挑战。石化领域的分离过程必需进一步节能和降耗,充分利用能源和资源。生产装置大型化步伐正在加快,能耗和成本不断降低。在生物制药工程方面,随着基 因工程和细胞工程的发展,生物药品得到迅速发展。利用CO2作为溶剂的超临萃取具有不污染产品和选择性高等优点。色谱分离、电泳分离等方法由于其常 温常压特点而成功地应用于生产及实验室研究。随着环境意识的加强,"三废"处理引起了重视。从工业生态学的角度分析,许多工艺过程排出的"废物",不再 是"无用"的,而是没有利用的物质,"三废处理"对分离技术是一种新的挑战。

(4)分离技术的特殊性

竞争了分离过程的强化,分离过程的强化包括新装置新工艺方法两个方面。任何能使设备小型化、能量化和有利于可持续性发展的化工分离新技术均属于分离过程的强化之列。这是化工分离技术发展的重要趋势之一。

耦合分离技术受到关注。催化剂精馏、膜精馏、吸附精馏、反应萃取、络合吸附、反胶团、膜萃取、发酵萃取、化学吸附和电泳萃取等新型耦合分离技术得到了长足的发展,并实现了工业化。耦合分离技术可能解决许多传统分离难以完成的任务。电动耦合色谱可以分离维生素。

信息技术推动了分离技术的发展。分离科学和技术具有多学科交叉的特点,信息技术和传统化工方法结合加速了分离技术的进步。
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