化工分離技術(shù)課件

1、 色譜基本原理 1.薄層色譜:利用混合物中的各個(gè)組分在某 一物質(zhì)中的吸附或溶解性的不同，或親和 作用性能的差異，是混合物的溶液流經(jīng)該 種物質(zhì)，進(jìn)行反復(fù)地吸附或分配等作用， 從而將各組分分開。流動(dòng)的混合物溶液稱 流動(dòng)相，固定物質(zhì)稱固相。 2.柱色譜：也稱洗脫色譜，利用欲分 離的混合物中各個(gè)組分分配在固定相 和洗脫劑之間，被吸附、分配、交換 的性質(zhì)不同，而相互得以分離?；?物被吸附、分配、交換的這種作用越 強(qiáng)，該化合溶解在洗脫劑中越少，沿 洗脫劑移動(dòng)的距離則越小，反之，則 越多。 模擬移動(dòng)床色譜分離的原理 模擬移動(dòng)床是利用色譜分離原理, 通過連 接裝有分離劑的柱子而使液流流動(dòng)的循環(huán) 系統(tǒng)的色譜分

2、離器, 是一種現(xiàn)代化分離設(shè) 備, 選用適當(dāng)?shù)姆蛛x劑, 可以高效、廉價(jià) 地分離那些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)非常相似 的且用一般分離方法(如蒸餾、結(jié)晶、沉淀、 離子交換、萃取、膜過濾等) 難以分離的 混合物。 模擬移動(dòng)床把固定吸附床分為許多段（常 為24段），段內(nèi)裝有吸附劑，段間液體不 能直接流通。每段均裝有進(jìn)出口管道（進(jìn) 出兩用），由中央控制裝置控制其進(jìn)出。 24個(gè)進(jìn)出口中的20個(gè)只起段間聯(lián)系的作用， 另四個(gè)供四股物料的進(jìn)入或離出，某一瞬 間的物料進(jìn)出口位置 模擬移動(dòng)床技術(shù)的前景 移動(dòng)床色譜分離技術(shù)也稱SMB，是一種多 學(xué)科技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)的分離設(shè)備, 設(shè)備 復(fù)雜, 技術(shù)含量高, 其綜合了工藝、設(shè)備、

3、 電器和自動(dòng)控制等技術(shù)于一身。選用適當(dāng) 的分離劑, 可以高效、廉價(jià)地分離那些物 理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)非常相似的且用一般分 離方法難以分離的混合物。 與傳統(tǒng)的制備色譜技術(shù)相比, SMB 采 用連續(xù)操作手段, 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操 作, 制備效率高, 制備量大, 大型模 擬移動(dòng)床制備儀器每年制備量可達(dá)百 萬噸級水平, 同時(shí)流動(dòng)相的消耗量少, 因而在石油、精細(xì)化工、食品工業(yè)、 制藥工業(yè)(特別是手性藥物) 等諸多領(lǐng) 域發(fā)揮很大作用, 應(yīng)用前景廣闊。 模擬移動(dòng)床技術(shù)的發(fā)展 模擬移動(dòng)床技術(shù)的出現(xiàn) 模擬移動(dòng)床技術(shù)的發(fā)展 模擬移動(dòng)床技術(shù)成熟應(yīng)用 1.1969年美國年美國UOPUOP公司開發(fā)成功吸附分離工藝公司開發(fā)成功

4、吸附分離工藝, , 稱稱Parex Parex 工藝工藝, , 該工藝由高選擇性的吸附劑、脫該工藝由高選擇性的吸附劑、脫 附劑附劑( (即解吸劑即解吸劑) ) 和模擬移動(dòng)床技術(shù)組成和模擬移動(dòng)床技術(shù)組成, , 采用八采用八 面沸石型分子篩作為吸附劑面沸石型分子篩作為吸附劑, , 將最有價(jià)值的對二將最有價(jià)值的對二 甲苯從間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯甲苯從間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯( C8( C8化合物化合物) ) 中分離出來。中分離出來。 2.1970年代初日本東麗年代初日本東麗( Toray) ( Toray) 株式會(huì)社也研株式會(huì)社也研 究成功類似的工藝究成功類似的工藝, , 稱稱A romaxA r

5、omax工藝工藝。 3. 1986 1996法國石油研究院法國石油研究院( IFP)( IFP)研究的吸附研究的吸附 分離工藝稱分離工藝稱Eluxy lEluxy l工藝工藝, , 用于生產(chǎn)高純度對二甲用于生產(chǎn)高純度對二甲 苯苯, , 工業(yè)示范裝置于工業(yè)示范裝置于19951995年投入運(yùn)轉(zhuǎn)。年投入運(yùn)轉(zhuǎn)。 國內(nèi)模擬移動(dòng)床分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 1.石化行業(yè) 國內(nèi)引進(jìn)的模擬移動(dòng)床分離裝置大部分采用美國 UOP公司的工藝技術(shù)及吸附劑。 2.糖醇食品行業(yè) 糖醇行業(yè)上糖醇行業(yè)上, , 模擬移動(dòng)床分離裝置可用于果糖與模擬移動(dòng)床分離裝置可用于果糖與 葡萄糖分離葡萄糖分離; ; 木糖與阿拉伯糖分離木糖與阿拉伯糖

6、分離; ; 麥芽糖醇與麥芽糖醇與 多糖醇和山梨醇分離多糖醇和山梨醇分離; ; 甘露醇與山梨醇分離甘露醇與山梨醇分離; ; 甘甘 露糖與葡萄糖分離露糖與葡萄糖分離; ; 低聚果糖分離低聚果糖分離; ; 大豆低聚糖大豆低聚糖 與一糖二糖分離等。與一糖二糖分離等。 SMB的不足與缺陷 對于精細(xì)化工行業(yè)和制藥行業(yè)上使用的小 型化SMB,要解決減小分離體積、尋找選擇 合適的吸附劑、提高產(chǎn)品濃度和純度的問 題； 我國要自行研究生產(chǎn)大型SMB, 以解決石 化系統(tǒng)長期從國外進(jìn)口問題。就目前國內(nèi) SMB的設(shè)備生產(chǎn)水平和自動(dòng)化控制水平來說, 完全可以生產(chǎn)百萬噸級的SMB, 替代進(jìn)口產(chǎn) 品。 簡述 自清潔過濾器是一

7、種利用濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質(zhì)， 去除水體懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質(zhì)，減少 系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕等產(chǎn)生，以凈化水質(zhì)及保護(hù)系統(tǒng) 其他設(shè)備正常工作的精密設(shè)備，水由進(jìn)水口進(jìn)入自清洗 過濾器機(jī)體， 由于智能化（PLC、PAC）設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可 自動(dòng)識別雜質(zhì)沉積程度，給排污閥信號自動(dòng)排污。主要 組件有：電機(jī)、電控箱、控制管路、主管組件、濾芯組 件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動(dòng)軸、進(jìn)出口連接法 蘭等。 自清潔過濾器種類 刷式自清潔過濾器 吸污式自清潔過濾器 轉(zhuǎn)臂式自清潔過濾器 刮盤式自清潔過濾器 自清潔過濾器原理 待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，水中的雜質(zhì)沉積在不 銹鋼濾網(wǎng)上，由此產(chǎn)生壓差。通過壓差開關(guān)

8、監(jiān)測進(jìn)出水口 壓差變化，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電控器給水力控制閥、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號，引發(fā)下列動(dòng)作： 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刷子旋轉(zhuǎn)，對濾芯進(jìn)行清洗，同時(shí)控制閥 打開進(jìn)行排污，整個(gè)清洗過程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘，當(dāng)清洗 結(jié)束時(shí)，關(guān)閉控制閥，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)恢復(fù)至其初始 狀態(tài)，開始進(jìn)入下一個(gè)過濾工序。 設(shè)備安裝后，由技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試，設(shè)定過濾時(shí)間和 清洗轉(zhuǎn)換時(shí)間，待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，過濾器開 始正常工作，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)清洗時(shí)間時(shí)，電控器給水力控制 閥、驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號，引發(fā)下列動(dòng)作： 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刷子旋轉(zhuǎn)，對濾芯進(jìn)行清洗，同時(shí)控制閥 打開進(jìn)行排污，整個(gè)清洗過程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘，當(dāng)清洗 結(jié)束時(shí)，關(guān)閉控制閥，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

9、系統(tǒng)恢復(fù)至其初始 狀態(tài)，如此循環(huán)進(jìn)行。 應(yīng)用 鋼鐵行業(yè) 汽車行業(yè) 發(fā)電廠 農(nóng)業(yè)園林及造紙廠 礦山 污水處理廠 化工廠 （提醒） 精密微孔過濾機(jī) 此機(jī)器廣泛應(yīng)用于化工，制藥， 食品及有色金屬等生產(chǎn)，本產(chǎn)品還大 量應(yīng)用于各種生產(chǎn)用水與廢水去懸浮 物的精濾；用作電滲析，超濾，納濾， 反滲透，蒸發(fā)及精餾等裝置前的預(yù)過 濾，以提高這些裝置的效率與壽命， 用作板框，帶式，轉(zhuǎn)鼓及離心機(jī)等穿 漏微粒的回收過濾，提高效率，減少 環(huán)境污染。 自清潔過濾器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小; 反清洗時(shí)間短、壓力損失小、排污耗水量 少，不超過總流量的1%; 控制系統(tǒng)智能化(PLC、PAC)控制，自動(dòng)化 程度高

10、，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制; 維修性強(qiáng)、安裝拆卸簡便易行; 缺點(diǎn)： 自清洗過濾器只限于室內(nèi)水族箱中使用。自清洗過濾器只限于室內(nèi)水族箱中使用。 過濾器不能在無水情況下使用。過濾器不能在無水情況下使用。 膜分離技術(shù) 定義 工藝原理 技術(shù)特點(diǎn) 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展與展望 膜分離技術(shù)是指在分子水平上不 同粒徑分子的混合物在通過半透 膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù) 種類可分為：微濾膜（MF）超濾膜 （UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜 （RO）等 定義 在過濾過程中料液通過泵的 加壓，料液以一定流速沿著 濾膜的表面流過，大于膜截 留分子量的物質(zhì)分子不透過 膜流回料罐，小于膜截留分 子量的物質(zhì)或分子透過膜， 形成透析液。 工藝

11、原理 膜是具有選擇性分離功能的材料， 利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的 不同組分的分離、純化、濃縮的 過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾 的不同在于，膜可以在分子范圍 內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種 物理過程，不需發(fā)生相的變化和 添加助劑。 技術(shù)特點(diǎn) 1.微濾具體涉及領(lǐng)域主要有：醫(yī)藥工業(yè)、 食品工業(yè)（明膠、葡萄酒、白酒、果汁、 牛奶等）、高純水、城市污水、工業(yè)廢 水、飲用水、生物技術(shù)、生物發(fā)酵等。 2.超濾早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水 和污水處理。三十多年來，隨著超濾技 術(shù)的發(fā)展，如今超濾技術(shù)已經(jīng)涉及食品 加工、飲料工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、 中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品 工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等 眾多領(lǐng)域。 （提醒）（提醒） 應(yīng)用領(lǐng)域 3.納濾主要應(yīng)用領(lǐng)域涉及：食品工業(yè)、植 物深加工、飲料工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、生物醫(yī)藥、 生物發(fā)酵、精細(xì)化工、環(huán)保工業(yè)等。 4.反滲透應(yīng)用領(lǐng)域包括以下：食品工業(yè)、 牛奶工業(yè)、飲料工業(yè)、植物（農(nóng)產(chǎn)品）深加工、 生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、