華東工人骨 EASI CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE B IECHNCLOGY 分离工程 第一章:绪论 面向二十一世纪的化工分离工程 分离工程
分离工程 分离工程 第一章：绪论 － 面向二十一世纪的化工分离工程
目录 1.化工分离工程及其研究内容 2.分离工程的发展促进了化学工业等过程 工业的进步 3.二十一世纪的化工分离工程:机遇与挑 战 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 目录 1. 化工分离工程及其研究内容 2. 分离工程的发展促进了化学工业等过程 工业的进步 3. 二十一世纪的化工分离工程：机遇与挑 战
Part 1 化工分离工程及其研究内容 Feed Desorbent Resin Resin Desorbent Raffinate Extract Speed of running tortoise and rabbit Migration rate of A and B components Belt conveyor: Migration of resin Raffinate Extract 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 Part 1 化工分离工程及其研究内容
什么是化工分离工程? 化工分离工程是化学工程学科 的重要组成部分。 化工分离 工 程是研究 化工及其 花男程中接荣R拿离和纯 许多天然物质都以混合物的形 式存在,要从其中获得具有使 用价值的一种或几种产品,必 须对混合物进行分离。 在许多加工工业中,例如化工、 石油化工、炼油、医药、食 材料、冶金、生化等,必须对 中间体和产物进行分离和提纯 得到符合使用要求的产高,苯 才能使加工过程 进 分离过程还是环保工程中用于 污染物脱除的一个重要环节 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 什么是化工分离工程 ？ ⚫ 化工分离工程是化学工程学科 的重要组成部分。 ⚫ 化工分离工程是研究化工及其 它相关过程中物质的分离和纯 化方法的一门技术科学。 ⚫ 许多天然物质都以混合物的形 式存在，要从其中获得具有使 用价值的一种或几种产品，必 须对混合物进行分离。 ⚫ 在许多加工工业中，例如化工、 石油化工、炼油、医药、食品、 材料、冶金、生化等，必须对 中间体和产物进行分离和提纯， 才能使加工过程进行下去，并 得到符合使用要求的产品。 ⚫ 分离过程还是环保工程中用于 污染物脱除的一个重要环节
生产实践是分离工程形成与发展的源泉 早期的化学工厂是由化学家十 根据实验室研究结果直接建 立的 通过生产实践发现,生产用 的大装置中的化学或物理过 程与实验室玻璃器皿中的现 当 象有很大的不同 ●而在不同产品的生产过程中 却有许多过程遵循相似的原 早期哈伯一博施法合成氨流程 理 1煤气发生炉2洗涤塔36气框4变换瓦器5冷却塔 7、9压擦机8二氧化碳洗涤塔10一氧化碳洗涤塔11再生器 氨合成 循环气压缩机14氢吸收塔 由此提出的单元操作原理奠 定了化学工程学科最初的理 论基础。 即使是在一种产品的生产流程中, 也有原理相似的不同操作步骤。 荜東理工人學 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 生产实践是分离工程形成与发展的源泉 ⚫ 早期的化学工厂是由化学家 根据实验室研究结果直接建 立的。 ⚫ 通过生产实践发现，生产用 的大装置中的化学或物理过 程与实验室玻璃器皿中的现 象有很大的不同。 ⚫ 而在不同产品的生产过程中， 却有许多过程遵循相似的原 理。 ⚫ 由此提出的单元操作原理奠 定了化学工程学科最初的理 论基础。 即使是在一种产品的生产流程中， 也有原理相似的不同操作步骤
早期人类生产活动中的分离过程 早在数千年前,人们已利用各 种分离方法制作许多人们生活和社 会发展中需要的物质。例如,利用 日光蒸发海水结晶制盐;农产品的 干燥;从矿石中提炼铜、铁、金、 银等金属;火药原料硫磺和木炭的 制造;从植物中提取药物;酿造葡 萄酒时用布袋过滤葡萄汁;制造蒸 馏酒等等。 这些早期的人类生产活动都是 以分散的手工业方式进行的,主要 依靠世代相传的经验和技艺,尚未 形成科学的体系 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 早在数千年前，人们已利用各 种分离方法制作许多人们生活和社 会发展中需要的物质。例如，利用 日光蒸发海水结晶制盐；农产品的 干燥；从矿石中提炼铜、铁、金、 银等金属；火药原料硫磺和木炭的 制造；从植物中提取药物；酿造葡 萄酒时用布袋过滤葡萄汁；制造蒸 馏酒等等。 这些早期的人类生产活动都是 以分散的手工业方式进行的，主要 依靠世代相传的经验和技艺，尚未 形成科学的体系。 早期人类生产活动中的分离过程
近代化学工业的兴起 近代化学工业是伴随着十八世纪开始 的工业革命而崛起的。于十九世纪末开始 精馏塔 了大规模的发展。当时,三酸二碱和以煤 焦油为基础的基本有机化工等都有了一定 的规模。在生产中,需要将产品或生产过 冷凝器 提馏塔 程的中间体从混合物中分离出来,才可供 使用。例如,当时著名的索尔维制碱法中, 使用了高达二十余米的纯碱碳化塔,在其 进料A步 锅炉中同时进行化学吸收、结晶、沉降等分离 过程,这是一项了不起的成就。 但在当时,这项成就是由化学家在进 科菲的筛板塔 行化学工艺过程开发的同时完成的,他们 并没有意识到他们同时在履行着化学工程 师的职责。这时的分离技术是结合在具体 的化工生产工艺的开发过程中,单独而分 散地发展的 暮乘谓工大學 分离工程
分离工程 近代化学工业是伴随着十八世纪开始 的工业革命而崛起的。于十九世纪末开始 了大规模的发展。当时，三酸二碱和以煤 焦油为基础的基本有机化工等都有了一定 的规模。在生产中，需要将产品或生产过 程的中间体从混合物中分离出来，才可供 使用。例如，当时著名的索尔维制碱法中， 使用了高达二十余米的纯碱碳化塔，在其 中同时进行化学吸收、结晶、沉降等分离 过程，这是一项了不起的成就。 但在当时，这项成就是由化学家在进 行化学工艺过程开发的同时完成的，他们 并没有意识到他们同时在履行着化学工程 师的职责。这时的分离技术是结合在具体 的化工生产工艺的开发过程中，单独而分 散地发展的。 近代化学工业的兴起
化学工程学科的雏形 随着大量的工业实践,人们逐渐认识到, 各种化工生产工艺,除了其中的核心即反应 过程外,大都是由为数不多的一些基本操作 组成的。这些基本操作的知识对于化工过程 的正确开发和化工流程、装置的正常运行及 经济性有重要的作用 在二十世纪初提出的单元操作的概念指 出:任何化工生产过程不论规模如何,皆可 分解为一系列名为单元操作的过程,例如粉 碎、混合、加热、吸收、冷凝、浸取、沉降 结晶、过滤等。单元操作的概念包含了流体 动力过程、传热过程、传质分离过程、热力 过程、粉体工程等许多化工生产过程中常见 的操作和过程,传质分离过程是其重要组成 部分 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 随着大量的工业实践，人们逐渐认识到， 各种化工生产工艺，除了其中的核心即反应 过程外，大都是由为数不多的一些基本操作 组成的。这些基本操作的知识对于化工过程 的正确开发和化工流程、装置的正常运行及 经济性有重要的作用。 在二十世纪初提出的单元操作的概念指 出：任何化工生产过程不论规模如何，皆可 分解为一系列名为单元操作的过程，例如粉 碎、混合、加热、吸收、冷凝、浸取、沉降、 结晶、过滤等。单元操作的概念包含了流体 动力过程、传热过程、传质分离过程、热力 过程、粉体工程等许多化工生产过程中常见 的操作和过程，传质分离过程是其重要组成 部分。 化学工程学科的雏形
单元操作和化学工程理论的形成 G.E.戴维斯,《化 单元操作概念的建立对化学工程的发展起了 学工程手册》(1901)重大的作用。它对用于不同的化学工艺中的同样 C.S.鲁宾逊,《精的操作,以单元操作的概念抽象出来,对其共同 馏原理》(1922) 规律进行研究。通过对其基础研究、单元操作所 WK刘易斯,WH.用设备的结构、操作特性、设计计算方法及应用 开发等多方面的研究,为分离过程在化工工艺开 麦克亚当斯,《化发、化工过程放大、化工装置设计和在化工生产 工原理》(1923)中的正确应用提供了较为完整的理论体系和经济 WK刘易斯的《化高效的分离设备,对促进化学工业的发展起到了 工计算》(1926) 重要的作用。 K.舍伍德的《吸 同时,以此为基础发展起来了以因次分析和 收与萃取》(1937)相似论为基础的实验研究方法和以数学模型方法 为基本的理论结合实际的化学工程研究方法,也 对化学工程学本身的发展作出了很大的贡献。 粟瑁工人骨 EAST CHNA UNIVERSITY O SCENCE ItCNOOGY 分离工程
分离工程 单元操作和化学工程理论的形成 ⚫ G.E.戴维斯，《化 学工程手册》(1901) ⚫ C.S.鲁宾逊，《精 馏原理》(1922) ⚫ W.K.刘易斯，W.H. 麦克亚当斯，《化 工原理》（1923） ⚫ W.K.刘易斯的《化 工计算》(1926) ⚫ T.K.舍伍德的《吸 收与萃取》(1937) 单元操作概念的建立对化学工程的发展起了 重大的作用。它对用于不同的化学工艺中的同样 的操作，以单元操作的概念抽象出来，对其共同 规律进行研究。通过对其基础研究、单元操作所 用设备的结构、操作特性、设计计算方法及应用 开发等多方面的研究，为分离过程在化工工艺开 发、化工过程放大、化工装置设计和在化工生产 中的正确应用提供了较为完整的理论体系和经济 高效的分离设备，对促进化学工业的发展起到了 重要的作用。 同时，以此为基础发展起来了以因次分析和 相似论为基础的实验研究方法和以数学模型方法 为基本的理论结合实际的化学工程研究方法，也 对化学工程学本身的发展作出了很大的贡献
自二十世纪五十年代以来,通过对化学工程的深入研究, 提出了三传一反(动量传递、热量传递、质量传递、化学反 应工程)的概念。使分离工程建立在更基本的质量传递的基 础上,从界面的分子现象和基本流体力学现象进行分离工程 中各单元操作的基础研究,并用定量的数学模型描述分离过 程,用于分析已有的分离设备,并用于设计新的过程和设备 由于计算机技术的飞速发展,使得从较基础的理论角度 出发对分离过程和设备进行研究成为可能,减少了误差和失 真。对一些复杂的数学模型的开发并用于分离过程的优化, 使化工过程更趋成熟和完善。 暮乘谓工大學 分离工程
分离工程 自二十世纪五十年代以来，通过对化学工程的深入研究， 提出了三传一反（动量传递、热量传递、质量传递、化学反 应工程）的概念。使分离工程建立在更基本的质量传递的基 础上，从界面的分子现象和基本流体力学现象进行分离工程 中各单元操作的基础研究，并用定量的数学模型描述分离过 程，用于分析已有的分离设备，并用于设计新的过程和设备。 由于计算机技术的飞速发展，使得从较基础的理论角度 出发对分离过程和设备进行研究成为可能，减少了误差和失 真。对一些复杂的数学模型的开发并用于分离过程的优化， 使化工过程更趋成熟和完善