化工分离过程的技术开发及方法选择.pdf

《化工分离过程的技术开发及方法选择.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工分离过程的技术开发及方法选择吴鹏(天津渤海职业技术学院，天津300402)摘要：本文通过对化工分离过程的分析，从化工分离过程的技术开发和方法以及方法的选择这两个方面进行了详细的探讨。关键词：化工分离过程；方法；开发1化工分离过程的技术开发与方法开发的工程研究、过程研究以及基础研究三要素构成了化工技术的开发，然而化工分离新技术开发中的最关键环节就是开发放大技术。放大技术包括四种方法：工程理论指导放大、量纲分析放大、数学模型方法以及逐级经验放大。1．1数学模型方法通过数学模型的方法要想得到可靠的数据结果，必须要建立合理的数学模型，然而要想建立合理的数学模型就必须对分离过

2、程的本质合理的简化，从而得到切合实际的数学模型。所谓切合实际并不是使得现实的分离过程与模型的各个方面都一一对应，而是需要对所研究的问题进行原过程与数学模型的等效。所以，需要明确分离过程的内在规律，把握研究分离的目的性，对于能否合理简化现实的分离过程至关重要。若对现实的分离过程能够正确的模拟，就可以通过数学模型的方法直接对大型设备进行设计，因此这种情况也就无所谓放大效应的问题。数学模型法较比逐级经验放大的方法，能够大大减少实验的费用，缩减分离过程开发的周期，结果相对较为可靠，能够满足工程开发者的设计利益。与此同时，数学模型法同样存在一定的局限性，数学模型法虽然在分离设计过

3、程中符合逻辑、又具有一定的科学性，但是在具体的化工应用仍然有限。究其原因，现实的化工过程错综复杂，简化科学合理又相对可靠的数学模型不容易设计。对分离传质单元操作来讲，常用的吸收、精馏，已经拥有较为深入的认识，在实际工程应用中所涉及的物系，进行设计时能够从基础平衡数据及基本物性进行出发，从而避免了进行大量的实验，就能够实现设计。1．2逐级经验放大法逐级经验放大法就是在对分离过程进行小型实验的基础上，来对相应设备的反应条件、功能参数进行确定，从而满足达到设计初期的理想经济指标。假如前期的小实验能够成功，然后进行规模更大的实验，从而确保在实际应用中能够满足大设备的变化要求，也

4、就是所谓的放大效应，通过放大的实验效果进而实现最终工业化规模的设计生产设备。2化工分离方法的选择现今的科学技术水平不断提高，化工分离应用的不断增加，不同的方法也是有利有弊。化工分离过程的实现首先要对其方法的可行性进行研究，从而选择合理的应用方法，在满足企业现实利益的同时，应用先进分离技术更加有效。下面分析了化工分离方法选择的几种原则：2．1分子性质与物性利用吸收及萃取的方法进行化工过程分离就是利用同种物质在不同种的溶剂中溶解度的差异实现分离。其原理是根据分子之间的化学反应平衡或是分子偶极矩极化强度的不同，与分子所带电荷多少、形状以及大小都有关系。2．2化工分离过程不同类

5、别的选择一般情况下，我们会将传质分离过程分为速率控制的分离过程以及平衡的分离过程，或者能够根据不同的添加剂成分，分为添加能量型分离过程和添加物质型分离过程这两种。但是，不同的分离过程都存在一定优缺点，需要根据具体情况合理的进行选择。若需要对消耗能量的多少进行考虑，就应当在多级分离的过程应用中，优先选择平衡的分离过程，然后在考虑应用速率的控制过程。进行这样选择的原因是：进行多级速率的分离控制中的每一集实验都会消耗大量的添加剂量，而在平衡的分离实验过程中加入的添加剂仅需一次。2．3分离方法选择的可行性进行分离方法的选择时，另外一个重要的因素就是所选的分离方法是否满足现实要求

6、。需要对不同种的分离方法进行严格的筛选，最终选择最好的分离方法。假使某个分离方法在理论分析中可行，同时又能符合实际的生产需求，我们还应当分析进行此种方法所需的不同条件，例如：操作压力、操作温度能否具备。在进行乙醚和丙酮的分离过程操作时，仅从两者的凝固点分析，采用逐区熔融、浸取以及升华干燥都能够实现两者的分离，达到最终要求。但是由于其凝固点较低，若选择此种方法，就需要考虑是否具备满足制冷要求的设备，若没有就应当采用其他方法进行分离。例如丙烷、丙烯和丙二烯三种物质的分离操作过程，若应用蒸馏的方法来分离，我们首先就会得到丙烯；若是采用萃取精馏，首先就会得到丙烷；若采用萃取的方

7、法，首先得到的就会是丙二烯。因此，分离路线的不同选择也至关重要。3结语化工的分离过程相当复杂，而且方法众多，在进行方法的选择时首先必须进行原理的分析，而后需要考虑生产的成本，同时又要满足具体生产的实际情况，满足要求下才能最终确定适合的分离方法。参考文献：[1】朱家文，纪利俊，房鼎业．化工分离工程与高新科技发展．化学工业与工程技术，2010，(4)．【2]任立鹏，侯侠．化工分离技术的发展．2012，(11)．2015年02月化l彳拜I215