化工分离技术范文

化工分离技术范文第1篇

[关键词]化工分离技术；新技术；应用前景

中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0380-01

化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用，对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术，是化工研究整体的一个重要分支，在所有的化工生产中，化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。从化工分离技术的发展历史来看，化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合，并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践，把理论知识利用到现实生活中，方便人们的生活和工作效率的提高。而在此基础上，化工分离技术又产生了新的分离技术方式，可以运用于更多的领域，这种更大程度上的化工分离技术的普及使得化工分离技术的发展逐渐变得成熟。

一、现今化工分离技术新技术的应用范围

1、环境保护工程

随着人类社会发展的原来越成熟和科技运用的越来越普及，人们的生活水平得到了极大的提升，但环境污染的现实情况却是很让人担忧。各种废水及其他污染物的肆意排放使得人们的生活环境质量不断下降，甚至因为有些废气、废水的慢性污染，人们还会因此患上一些不治之症。例如上世纪很有名的日本水俣病。从化工分离的角度来看，在很多工业制造过程中排出的各种废气、废水并不是别无它用的，无论是硫化物质或者二氧化碳，还是其他具有放射性的废物，如果采用合理地化工分离处理方法都能得到很好的回收利用。这样就能使得废物在减少环境污染的同时能够进行工业生产的再循环利用，而不像生化处理或肆意排放那样的简单处理方法，无论是对人还是对环境都没有任何有效利用价值。

2、能源资源利用

能源供给是现如今我们生存发展的必需之物，没有了能源的供给，我们人类就不能生存，企业也无法生存，可以说能源的合理利用是国家和社会优良发展的基础，利用的好，节能减排；利用的不好，对整个社会各个方面的影响都是巨大的。综合来看，如今的能源主要以石油、天然气、煤炭为主，而随着化工技术的发展，相关石油产物如塑料等乙烯合成物都普及出现在了我们的生活中。因为这些资源都是不可再生的，所以我们必须要对其化学分离过程进行进一步的节能降耗，充分利用现有资源。

3、生物制药

生物制药技术是一种伴随上世纪70年代出现的DNA重组等新生物技术诞生而出现的一种高新技术，它的发展必须有效的依靠化工分离技术来高效、纯净地提取生物的活性。同时，也对化工分离技术中分离剂、分离设备和分离技术的革新也提出了新的要求。生物制药技术和化工分离技术之间是相互影响的关系，人们对生物制药技术的需求，必须要在很大程度上以来化工分离技术的发展，这样才能在保证生物活性的过程中提升生物制药技术的发展。

二、化工分离技术新技术开发现状

1、结晶分离

对于结晶分离，传统的化工分离都是采用冷冻、浓缩等方式，在这种方式下，由于效率低、需求大，所以能耗效率显得非常不客观。而根据目前最新的化工结晶分离技术，萃取、高压和融合的方式都能有效的代替原有的冷冻、浓缩等传统方式。

在萃取分离下，利用沸点等物理性质相近的混合物，把要提取的物质用萃取的方式提取出来。对于萃取这个分离技术来说，不论是有机物还是无机物，都可以用这种方法。

在高压分离下，因为压力的上升，物质本身的熔点就会下降，结晶就会不断形成，而在此过程中，由于液相杂质的浓度上升，相变压力也会不断上升，在共晶压力下，排出母液减压蒸发，就能得到分离的结晶物质。

2、膜分离

膜分离技术主要是根据特定膜的渗透作用，利用外界的压力，对气相或液相的混合物进行分离、分级、提纯和富集。对于膜分离技术来说，其所需的成本较小，相应的污染排放也较小，适合大面积的开发利用。而膜分离技术具体细分，又可以分为离子膜技术、气体分离膜技术、膜萃取技术、膜蒸馏技术、微滤膜技术等。比如，在离子膜技术中，因为节能效果显著，所以在很大程度上可以取代传统的隔膜法生产烧碱。这种技术同样也可以应用于医疗和食品工业及海水淡化工程。

3、变压吸附分离

变压吸附主要用于气体的分离，在混合气体中用特定的吸附剂对特定的气体细分能力的差异进行分离。这种方法适用范围广泛，操作流程相对简单，在对气体的分离中起到了很好的效果。比如，从天然气中净化甲烷或者从一氧化碳的混合气体中制取一氧化碳等，变压吸附分离的方法都能很好的对目标气体进行分离，这种利用特定吸附剂的相对便捷的方法使得其展现的节能效果和经济效益都十分可观。

4、化工分离新技术与现实冲突

化工方法的创新发展给这个技术领域的人们都带来了领域的前景，但是一项技术是否成熟，其最终标志不是它有多优秀、多高端，而是是否能以相对较低的成本进行市场的普及应用。新兴的化工分离技术的确在很多化工分离实例方面都展现了他们的优越，但是有的新技术所需要的高成本并不是每个企业都能够承受的，相对应企业的高成本，产品流通到消费者手上的时候，其中的高价格顾客是否能接受也是一个存在的风险。

在考虑化工分离技术革新的同时，必须要以成本低廉、步骤简单的思想为前提，若不能达到此要求，即使化工分离技术再优秀，都只能利用在很少的范围内，不能真正的将这种技术普及于社会，做到促进社会的发展进步。所以，化工分离技术在革新的同时，必须要考虑成本的因素，要在低成本的前提下进行科技创新，把新技术普及应用放在创新的首位，真正做到技术服务于大众。

三、以活性炭纤维吸附家装有毒气体为例阐述化工分离技术新技术的实际利用情况

活性炭是种新型高效吸附材料，与传统的粒状活性炭相比，具有吸附能力强、速度快的特点。而且，由于活性炭纤维是粒状体，不易粉碎而造成不必要的污染，所以对于家装等污染物质的吸附有很好的效果。在家庭装修的过程中，由于各种装修材料的使用，会有各种各样的有毒金属气体的产生，而活性炭纤维（ACF）对金属离子有很好的吸附效果，可分离出空气里混合的有毒气体并进行吸附，净化空气。在ACF的吸附过程中，会将高价的金属离子还原为低价的金属离子，如Au3+、Ag+、Pt+、Hg2+、Fe3+分别还原成Au、Ag、Pt2+或者Pt、Hg+、Fe2+，而且在大多数的氧化还原反应中，吸附量会大大提高。Au3+和Hg2+的还原吸附量分别为1200―2000mg/g和600―800mg/g。

综合来看，化工分离技术新技术的研究成果逐渐得到拓展，从原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合，并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术新技术实践，把理论知识利用到现实生活中，方便相关工作效率的提高，这在更大程度上使得化工分离技术的创新发展逐渐变得成熟。

参考文献

[1] 朴香兰.樊蓉.朱慎林.活性炭纤维在化工分离中的应用及研究进展[J]. 现代化工.2000年第6期

[2] 徐智策.张雪梅.张志艳.黄永茂.化工分离过程节能的现状与发展[J]. 江苏化工.2008年第6期

化工分离技术范文第2篇

关键词：MAG焊；埋弧焊；化工分离器

对于厚度为32mm、材质为0Cr18Ni9的厚板不锈钢筒体的纵缝、环缝，打底焊缝一般采用手工电弧焊或钨极氩弧焊，填充、盖面焊缝常用传统的手工电弧焊。对于焊条手工电弧焊打底、填充和盖面的焊接方法，每道焊缝焊后都需要清除焊渣。这不仅增加了辅助工时，而且由于焊渣清除不净极易造成焊缝夹渣的缺陷。对于化工分离器重要部件的焊缝，需要对夹渣处进行挖补焊接，直至焊缝质量达到设计要求。对于手工TIG焊，手工操作影响了焊缝质量的再现性，另外，手工TIG焊和手工电弧焊的熔敷率低，焊接速度较小，生产率低。

一、生产分离器筒体结构及焊接特点

1、分离器筒体结构分离器筒体结构。筒体材质:SUS304（0Cr18Ni9）；筒身直径：950mm；筒节长度:1600mm；筒壁厚度：32mm；封头长度：600mm；筒身总长约4400mm。

2、分离器焊接的质量要求①GB150-1998《钢制压力容器》制造验收条件；②对接焊缝无损检测长度及合格标准：JB4730-94，100%焊缝长度射线探伤，Ⅱ级合格；③水压试验压力:容器卧置10.5MPa；④内外焊缝焊后打磨与母材面的平整度≤0.5mm；⑤不锈钢内外表面作酸洗钝化处理。

二、化工分离器的焊接特性

1、大厚型化工分离器的焊接技术特点①对于大型化工容器的焊接，焊接工艺及工装夹具的设计和应用不可避免地造成焊缝存在较大的焊接应力，焊后一般需要进行消应力热处理。②因为不锈钢焊缝对氧化性气体比较敏感，为避免焊缝形成氧化物夹杂，必须严格控制保护气中氧化性气体的含量（一般控制在2%左右），因（Ar+CO2）混合气体焊接不锈钢时，常引起增碳，故在设计混合气体成分时不宜采用Ar+CO2，一般选择Ar+O2。③可以看出:该化工分离器的筒体结构为大厚型不锈钢焊接结构，焊接工作量、焊接难度都比较大。因此在焊接方法上采用MAG自动焊代替手工焊，保护气体采用Ar+O2混合气体（Ar98%+O22%）。与纯氩相比，它能使熔融金属表面维持表面张力小、电弧的电子发射能力强且有稳定的含氧原子层，电弧阴极斑点稳定，喷射过渡稳定、熔滴直径小、飞溅很少，焊缝深宽比恰当，焊缝表面成形美观。

2、0Cr18Ni9不锈钢焊接特点0Cr18Ni9不锈钢与碳钢相比有如下特点：①导热系数为碳钢的1/3；②电阻约为碳钢的4倍；③线胀系数比碳钢大40%，且随着温度的升高线胀系数相应增加。

在不锈钢焊接过程中，如果焊接材料选择不当或规范参数控制不好，焊接接头容易出现晶间腐蚀或热裂纹等焊接缺陷。为减少晶间腐蚀，主要控制“贫铬现象”产生，在焊接工艺方面就要合理选择焊接材料成分并控制焊接过程中焊缝的冷却速度。预防热裂纹的主要措施是控制焊缝杂质含量。对不锈钢，过高的焊接热输入会扩大近缝区敏化温度区间，最终导致焊接热影响区耐蚀性的丧失。同时，较小的焊接线能量可降低冷裂倾向。所以在设计焊接工艺参数时要尽可能采用较高的焊接速度配合较小的焊接电流。

3、厚板坡口设计要点X型坡口角度太大，则需要填充的金属增加，焊缝热输入也会随之增加，影响焊缝质量。角度太小焊缝就容易产生气孔。因此X型坡口角度控制在70±5°为宜。一般在破口设计过程中，在相同厚度条件下不锈钢的坡口角度比普通碳钢要大7-10°。对于厚度为32mm的板材卷圆而成的纵焊缝、筒节间的环焊缝以及其中一个筒节与封头的环焊缝的坡口均设计为X型坡口。反面坡口高度较小，有利于MAG焊打底、填充和盖面，符合MAG焊电流较小、焊接质量高的特点。正面坡口高度较大，充分利用埋弧自动焊电流大、焊接生产率高的特性。因为筒体无人孔，且筒体新开孔径均小于310mm，故焊最后一道环缝时只能从筒体外面施焊，采用埋弧焊盖面的焊接工艺，所以最后一道环焊缝坡口与前两道环焊缝及纵缝的坡口不同，具体设计为带环形垫圈的U型坡口，这不仅减少了焊接接头的填充金属和焊接工作量，同时可提高焊接接头的焊接质量。内环缝增加的环形垫圈，材质与筒体材质相同，垫圈厚度为4mm，宽度为30mm。

三、厚板不锈钢的焊接工艺评定试验

1、试件的坡口设计及焊接材料选择①试件坡口设计：工艺评定用的2个试件的坡口形式、尺寸和焊道设计，试件的材料与分离器筒体的材质相同，为0Cr18Ni9不锈钢。②焊接材料的选择：MAG焊的焊丝选用H0Cr20Ni10，焊丝直径为1.2mm。埋弧焊焊剂选用F308，焊丝直径4.0mm，材质为H0Cr21Ni10。填充焊丝Cr、Ni含量略高于母材，可使焊缝增加Cr、Ni成分，保证焊缝耐蚀性能。

2、焊缝质量评定经检验，焊缝表面成形良好，焊缝X射线探伤为Ⅰ级。焊缝金属的抗拉强度为585MPa，延伸率为40.1%。可见焊缝金属的抗拉强度、延伸率均与母材相当，符合设计要求。

四、焊接工艺设计和焊接质量检验

1、分离器主体焊缝坡口预置纵缝及前两道环焊缝的坡口尺寸为X型钝边坡口，反面V形夹角为65°，正面V形夹角70°，钝边高度为2mm。接头间隙为0-2mm。最后一道环焊缝（筒节2与封头4的接头）的坡口接头间隙为0-2mm，圆弧半径R=6mm，夹角α=15°，钝边高度为2mm。坡口须用机械加工方法制作。对筒节的直焊缝制作引弧板、收弧板各一块，其材质、板厚、坡口尺寸要与相应焊缝的母材相同，焊前随焊缝同时进行表面处理。

2、焊前准备及部件装配自动送丝MAG焊选用直流反接。坡口及附近30-40mm范围内进行表面处理，将浓碱盛在塑料盒内，加50%热水搅拌，用棉纱浸湿后，在需处理的表面或焊口揩擦呈白色，然后用清水冲洗、吹干。焊件组对：封头与筒体组对的错边量b≤2mm，间隙0-2mm，棱角度E≤2.8mm。检查并确定定位焊点环缝间距70-80mm，直缝间距为120-180mm，焊缝长度15-20mm，焊点高度为2-3mm。定位焊缝的起弧和收尾处应圆滑过渡，以避免正式焊接时引起未熔合的缺陷。

3、现场工艺参数及施焊筒节的纵缝和前两道环焊缝的焊接层次，最后一道环焊缝（筒节2与封头4的接头）的焊接层次，MAG焊的保护气体流量为15-17L/min。焊缝的层间温度控制在80°以下。

化工分离技术范文第3篇

[关键词]化工工艺；分离精制方法；选择

中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0038-01

1 前言

化工生产中，分离工程一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，另一方面对反应产物进行分离提纯，得到合格的产品，并且使未反应的物料循环利用，对生成的三废进行末端治理。因此，分离工程在提高化工生产过程的经济效益和社会效益中起着举足轻重的作用。

2 化工分离过程的重要性

化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用，对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术，是化工研究整体的一个重要分支，在所有的化工生产中，化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。从化工分离技术的发展历史来看，化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合，并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践，利用到现实生活中，方便人们的生活和工作效率的提高。而在此基础上，又产生了新的分离方式，可以运用于更多的领域。

3 化工分离技术新技术开发现状

3.1 结晶分离

对于结晶分离，传统的化工分离都是采用冷冻、浓缩等方式，在这种方式下，由于效率低、需求大，所以能耗效率显得非常不客观。而根据目前最新的化工结晶分离技术，萃取、高压和融合的方式都能有效的代替原有的冷冻、浓缩等传统方式。

在萃取分离下，利用沸点等物理性质相近的混合物，把要提取的物质用萃取的方式提取出来。对于萃取这个分离技术来说，不论是有机物还是无机物，都可以用这种方法。

在高压分离下，因为压力的上升，物质本身的熔点就会下降，结晶就会不断形成，而在此过程中，由于液相杂质的浓度上升，相变压力也会不断上升，在共晶压力下，排出母液减压蒸发，就能得到分离的结晶物质。

3.2 膜分离

膜分离技术主要是根据特定膜的渗透作用，利用外界的压力，对气相或液相的混合物进行分离、分级、提纯和富集。对于膜分离技术来说，其所需的成本较小，相应的污染排放也较小，适合大面积的开发利用。而膜分离技术具体细分，又可以分为离子膜技术、气体分离膜技术、膜萃取技术、膜蒸馏技术、微滤膜技术等。比如，在离子膜技术中，因为节能效果显著，所以在很大程度上可以取代传统的隔膜法生产烧碱。这种技术同样也可以应用于医疗和食品工业及海水淡化工程。

3.3 变压吸附分离

变压吸附主要用于气体的分离，在混合气体中用特定的吸附剂对特定的气体细分能力的差异进行分离。这种方法适用范围广泛，操作流程相对简单，在对气体的分离中起到了很好的效果。比如，从天然气中净化甲烷或者从一氧化碳的混合气体中制取一氧化碳等，变压吸附分离的方法都能很好的对目标气体进行分离，这种利用特定吸附剂的相对便捷的方法使得其展现的节能效果和经济效益都十分可观。

3.4 化工分离新技术与现实冲突

化工方法的创新发展给这个技术领域的人们都带来了领域的前景，但是一项技术是否成熟，其最终标志不是它有多优秀、多高端，而是是否能以相对较低的成本进行市场的普及应用。新兴的化工分离技术的确在很多化工分离实例方面都展现了他们的优越，但是有的新技术所需要的高成本并不是每个企业都能够承受的，相对应企业的高成本，产品流通到消费者手上的时候，其中的高价格顾客是否能接受也是一存在的风险。

4 化工工艺分离精制方法的选择

随着社会科技水平的提高，化工分离的方法也越来越多，每中方法都有利有弊。分离工序的第一步就是进行方法的可行性研究，对方法进行合理选择，既要在技术上先进还要更加经济节能。以下的集中方法仅提供些准则，供大家参考。

4.1 分离方法选择可行性

在对分离的方法进行选择的时候，第一个要考虑的就是这个分离方法能否可行。通过对分离方法的严格筛选，选出最好的方法。

如果一个方法在原理上完全可行，能够满足我们的要求，我们也要看看进行这个反应所需要的条件，如：温度、压力等我们是否具备。比如丙酮和乙醚的分离操作，单单从两种物质的凝固点来看的话，我们运用升华干燥、浸取和逐区熔融的方法都可以进行两种物质的分离，达到我们的目的。但是他们的凝固点温度很低，如果选择这个方法的话，就得看看我们有没有低温制冷设备进行此次试验，如果没有设备还是不能选择这个方法。如果我们有了低温制冷设备，也要考虑一下成本是否较大，成本很高的话也是得考虑别的方法。所以，如果有多个分离方法可以选择的话，我们还是得多多比较，选择最经济、最合理的方法。

4.2 分离过程类别的选择

通常情况下，我们把传质分离分成平衡分离过程和速率控制分离过程；也可以根据添加剂的不同成分，分成添加物质型分离过程和添加能量型分离过程两种。这几种过程都有自己的优点和缺点，我们可以进行合理选择。

如果考虑能量消耗的量大与量小，在进行多级分离过程时，我们应当优先选择平衡分离过程，其次考虑速率控制过程。之所以这样选择是因为：多级速率控制分离的每一级试验中需要消耗的添加剂量大，而在平衡分离的试验中添加剂只需要加入一次。平衡分离过程中我们先运用能量添加型分离过程。因为物质添加型分离过程中添加的溶剂在试验的过程中可以再次利用。所以，在丙二烯一丙烯-丙烷分离时，我们先运用蒸馏，其次萃取蒸馏，最后选择萃取。当然，个别的分离试验操作只能够让我们选择多级分离过程。分离过程中有固态的分离，就会在生产中的连续性造成困难，只能用复杂的设备来处理。

4.3 物性与分子性质

利用萃取和吸收操作进行分离的原理就是同一种溶质在不同的溶剂中的溶解度不同。更深层的原因就是分子的偶极矩或分子间的化学反应平衡和极化强度的大小，从结晶的过程看，在大的方面表现出来的是溶解度的大小不同，其实是因为各个分子聚集能力的不同，跟分子的大小、形状和所带的电荷有很大关系。

5 结束语

总而言之，化工广泛的应用，环境的需要都说明化工分离过程在国计民生中所占有的地位和作用，现代社会离不开分离技术，分离技术发展于现代社会。

参考文献

[1] 任立鹏，侯侠.化工分离技术的发展.化学与黏合，2012，（11）.

化工分离技术范文第4篇

关键词：研究生课程；化工分离过程；教学方式改革与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0151-02

一、引言

《化工分离过程》是武汉大学能源动力学科化学工程与工艺专业开设的研究生专业课程。该课程特点是综合性强、内容广泛，包括化工实际生产中多组分物系分离过程的原理、流程、计算、应用以及相关领域的前沿研究。要求学生掌握各主要分离过程的基本原理、特性分析、操作特点、简捷和严格计算法、应用以及研究进展等。虽然学生在本科阶段已经学习了《物理化学》、《化工原理》等基础课程，但由于分离过程所涉及到的化学工程基础知识点较多，经验性知识内容较多，而新的分离技术与分离装置又不断出现[1]，学生学习有一定难度，因此，如何组织好这门课的教学至关重要[2，3]。本文根据研究生课程《化工分离过程》教学的特点，对该课程教学存在的问题进行了总结，结合研究生课程教学实践，深入研究教学方法，并提出了课程教学的改革方案。

二、课程现状及存在的问题

1.课程概况。本课程第一章为单级平衡过程，主要讲述相平衡，多组分物系的泡点和露点计算，闪蒸过程的计算。第二章为多组分多级分离过程分析与简捷计算，涉及设计变量，多组分精馏过程，萃取精馏和共沸精馏，吸收和蒸出过程流程，萃取过程。第三章为多组分多级分离的严格计算，包括平衡级的理论模型、逐级计算法、三对角线矩阵法。第四章为分离设备的处理能力和效率，主要为气液传质设备的处理能力和效率、萃取设备的处理能力和效率、传质设备的选择。第五章为分离过程的节能，分离的最小功和热力学效率，精馏的节能技术，分离顺序的选择。第六章为其他分离技术和分离过程的选择，主要为膜分离技术、吸附分离、反应精馏、分离过程的选择。教材选择为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》（化学工业出版社，2006年），参考教材选择勒海波等编著《化工分离过程》（中国石化出版社，2008年），贾绍义、柴诚敬主编《化工传质与分离过程》（化学工业出版社，2001年），以及蒋维钧编著《新型传质分离技术》（化学工业出版社，2006年）。

2.教学面临的主要问题。（1）内容多，学时少。“化工分离过程”具有知识点多、复杂例题多、图表公式多等特点，传统的教学以板书为主，重要内容、公式推导以及例题讲解都不便，教学效果不理想。同时随着化工分离过程新技术的出现，要求研究生更加重视新知识、新理论，这些要求与较少的课程学时形成冲突[4]。（2）教学内容落后。随着学科和新技术的发展，化工分离过程理论也应不断完善。当前课程教学内容很多都已落后，而且对于本学科的前沿思想、理念、方法未得到重视。早期的教学大纲和教材不能满足学生目前所学所用[3]。（3）教学评价机制不完善。考核评价单一且不完善，传统的考核方式通常以单一的期末闭卷考试为主，教学效果和学生对课程的掌握程度主要通过期末理论考试成绩来评价。这种单一评价学生成绩的考核方式不适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求，也不利于学生的全面综合发展。（4）教学方法单一。化工分离过程的原理和结构复杂，依靠传统教学方式获得的信息很抽象，学生难以理解，而且教学方式过于单一，学生较难理解工作原理。当前已经跨入网络时代，但专业课的教学远远没有利用先进网络技术，仍然停留在教师讲授、学生习题的状态。学生的创造性和积极性难以被激发出来，导致教学效果欠缺。

三、教学方法改革与实践

1.优化并整合教学内容。合理安排教学内容，在有限的学时数下，尽量保持教学内容的系统性和完整性。化工分离过程仅有36个学时，如何选择教学重点以及教学方法，对提高本课程的教学效果十分重要。目前现有课程内容设置与化工原理、物理化学、化工热力学等课程具有一定的重复性。通过认真比较，教师对教材内容进行了优化与整合。

我们采用的主教材为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》，由于本专业研究生本科期间未修《化工热力学》，故将第二章作为讲述重点。此外，增加新型化工分离技术，将超离子液体、膜分离、双水相技术等典型工程案例引入教学中，使课堂教学更具有现实性和新意。减少与化工原理内容的重复，对化工原理教材中已涉及到的内容如双组分精馏、吸附和结晶等安排自学，重点讲解多组分体系的工程计算，将有关基础及计算机应用在藕合与集成过程设计中体现出来，培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。由于每章授课时间只有3～4学时，我们将课程重点放在分离技术合理选择、分离过程优化设计上；且根据具体产品的生产方法，结合化工原理、反应工程、化工热力学，从工程、经济、环保等角度出发，讲授专业知识。

2.多元化教学方式相结合。化工分离过程涉及大量单元过程及分离设备，需要较多的图表表述，传统的教学方法中，图形的表述形式和内容受到局限。因此通过多媒体课件、板书及视频相结合改进教学效果。

一方面，采用多媒体教学可充分利用电子课件、动画、视频等将其知识直观表述，为学生提供真实的情景教学环境，把化工分离过程中复杂内容简单化，抽象内容具体化，枯燥内容形象化，不仅激发了学生的学习兴趣，同时也丰富了课堂教学内容，提高了教学效率和效果[2]。充分利用网络资源如动画和录像，改善了教学媒体的表现力和交互性，促进了课堂教学内容、教学方法、教学过程的全面优化，从而提高了教学效果[1]。例如讲解甲醇生产装置工艺设计等。另一方面，传统板书在教学中也起着至关重要的作用。公式推导、逻辑计算与微观原理的分析，需要板书与PPT结合，引导学生的思维。此外，在教学过程中还采用了对比式教学方法，例如，双组分精馏和多组分精馏，简捷计算法和严格计算法，共沸精馏和萃取精馏，操作型计算和设计型计算等。

3.课堂讨论教学。研究生课程的教学应更加深入地采用师生互动的方式而非传统的本科生课程教学方式。讨论课的一种方式是当讲授到课程的重难点时，加入讨论环节，把重要问题提出来，先让学生分组讨论，然后教师再针对重点和难点进行细致讲解。这样可充分调动学生的积极性，加深了学生对知识的理解，也加强了学生知识体系的完整性。例如在讲多组分精馏时，教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取后，让学生讨论简捷计算方法的步骤和应用，并与二组分精馏进行对比分析。另一种方式是教师根据每章主要内容，列出讨论选题提前发给学生。本课程的讨论课设置了不同专题，例如超临界流体萃取、反胶团萃取及双水相萃取，液膜分离技术，特殊精馏过程分析，新型吸附技术、新型膜分离等。每人自选一题，要求学生查阅国内外最新文献并制作PPT。每人陈述20分钟，其他同学和教师对其论题进行提问，由该同学负责回答。讨论结束后，教师评价该同学的陈述情况，并提出建议。教师从学生的讲述中可基本了解其掌握知识的程度，查阅资料的多少，其他学生通过该生的陈述，也扩展了知识面。通过开展讨论式课堂教学，极大调动了学生的主观能动性，取得了很好的效果。

4.课堂教学与课题研究相结合。如何提高研究生的学术研究能力是研究生培养的关键。武汉大学能源动力学科化学工程与技术专业是由电厂化学专业发展而来的，主要培养面向电力能源行业尤其在电力生产用水处理方面的从业人员，因此在教学过程中如何提高研究生解决问题的能力显得尤为重要。在加强学习理论知识的基础上，教学中要求研究生对学科前沿加以关注，根据导师的研究方向，了解化工分离过程在该研究方向上的发展及应用近况，撰写文献综述，同时通过查阅大量文献资料，获取化工分离过程最前沿的知识，不断提高理论水平。

5.改革考核评价方法。建立多元化、规范化的研究生专业课程评价体系。本课程有针对性地改革了考核方式，重点考察研究生掌握知识的能力，如：采用开卷考试、专题研讨和课程论文相结合等方式，注重考核研究生将所学知识融会贯通，应用于解决实际问题的能力；指导研究生撰写课程论文，促使其查阅大量文献资料，了解学科发展前沿，拓宽知识面。通过考核力求提高研究生分析问题和解决问题的能力，激励学生重视和积极参与学习的全过程，把能力培养、知识传授和素质教育融为一体。本课程将考核进行细化，分成以下四部分：期末开卷笔试成绩占40%，专题汇报占25%，课程论文占25%，平时表现10%。

四、结语

工科研究生专业课程的教学目的在于学以致用，需要通过有效的教学环节保证学生掌握必要的课程知识要点，并学会将之运用于分析解决实际问题。本文作者经过近几年对研究生课程《化工分离过程》教学方式的探索与实践，通过优化整合课程内容，采取多元化教学方式，能够有效改善传统教学方法上存在的诸多问题，调动学生的学习兴趣和主动性，从而提高课程的教学效果，并且能使学生在其他方面得到提高，全面提升专业素养。

参考文献：

[1]曾涛.《化工分离过程》教学中提高学生工程能力的探索研究[J].广州化工，2014，13（42）：216-217.

[2]孙晨.化工分离过程教学方法探讨[J].广东化工，2014，41（16）：192-193.

[3]李洪伟，刘文超.研讨式教学方法在研究生课程教学中的应用――以《算法设计与分析》为例[J].中国校外教育，2014，（11）：65-66.

化工分离技术范文第5篇

关键词：化工分离工程；教学改革；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0133-02

分离工程是化学工程专业的一门重要专业课程，是研究化学工业和其他化学类型工业生产中混合物的分离与提纯的一门工程学科，是建立在高等数学、物理化学、化工原理、化工热力学等课程知识基础上的一门必修课程[1，2]。随着化工行业的迅速发展，分离工程在现代化学工业及相关工程领域中的应用越来越重要，高校的培养目标也由最初的单纯掌握教材知识转化为能够应用专业知识解决实际工程问题。这就要求教学目的要逐渐转化为应用与实践，摒弃“填鸭式”教学，引导学生主动掌握知识，培养学生的兴趣并自主发现解决问题。由于化工分离工程课程的实践性非常强，所涉及到的化学工程领域知识较多且杂，甚至有一些经验性的知识内容，新装置、新设备的不断涌现对高校教学提出了更高的要求，因此改传统专业课的教学模式、加强分离工程教学改革与实践、锻炼学生解决实际问题的能力显得尤为重要。围绕这一目标，本文探讨了在教学内容、教学方法改革、教学与实际结合等方面的一些尝试。

一、教材选择和内容安排

随着时代和技术的发展，化工分离工程课程的知识也在更新，学术内容越来越丰富多彩，因教学课时的限制，不能面面俱到的全部涉猎，因此教材的合理选择和教学内容的安排对提高本门课程的教学效果十分重要。近几年，化工分离工程的教材出版较多，重点内容如相平衡关系、多组分精馏、特殊精馏、多组分萃取、分离设备性能和效率、分离过程节能等传统知识基本都被涵盖在内，但一类侧重于工艺过程的学习，另一类借鉴国外教材，侧重于讲解理论知识[3]。新型分离技术由于发展较快，侧重点各有不同。综合考虑教材、学生基础以及实验室条件等因素，选择了陈洪钫、刘家w主编的卓越工程师教育培养计划系列教材《化工分离过程》第二版。该教材第一版1995年出版，在众多高校沿用20余年，2014年再版，该书对原有基础知识做了更优的安排，将陈旧技术进行了删除，修改增加了符合时展的新型分离技术；对教学内容也进行了新的安排，更容易让学生接受，课后主动去探讨问题的解决方法，提高教学效果。

针对这本教材，笔者在教学过程中对该课程的教学内容主要讲解以下章节：（1）传质分离过程的介绍。（2）单级平衡过程章节中介绍相平衡、物料衡算和传递速率的介绍。主要讲解相平衡关系、相平衡常数的计算、泡露点计算和绝热闪蒸。（3）多组分多级分离过程分析与简捷计算中介绍设计变量计算、多组分精馏、萃取精馏、反应精馏、间歇精馏的简捷计算。（4）多组分多级分离的严格计算章节中介绍平衡级理论模型、三对角矩阵法以及新型软件等知识，偏向实际问题的应用。（5）分离设备的性能和效率。（6）分离过程的节能。（7）新型分离技术和过程继承。针对以上7个主要章节进行讲解，按照课时要求精心设计教案，增加更多的实例讲解，深入浅出，在课堂上抓住学生的兴趣点和好奇心，逐步提高学生对概念的理解和对公式应用能力的把握。

二、教学方法改进

课堂教学是化工分离工程专业课程的重要环节，各种典型的单元分离操作知识在此课程的先修课程中都接触过，如蒸馏、吸收等操作，深入系统的讲解典型的分离单元操作，使学生在能力上提高是本课程教学的关键。这就要求任课教师能利用各种教学方法调动学生的积极性，激发学生扩展已有知识，对实际反应物系、多远组分物系中的复杂问题进行探讨学习，如对比理想物系与真实物系、二元组分精馏与多组分精馏之间的区别，理论板数与进料比如何变化等问题[4]。重点对多组分物系进行介绍，提高学生对实际问题的处理能力，对泡露点计算、闪蒸计算、设计变量的计算、MESH方程的建立与求解以及多组分多级分离的严格计算，都进行详细的讲解，同时让学生根据自己的需求查阅相关文献资料，建立课堂讨论组，重点讨论通过学习后，在文献中仍然不理解的问题，提高学生的学习兴趣与动力，促进专业技能的培养。另外，结合工厂的实习，加强学生对化工分离工程理论的感性认识。本门课程学习前，学生已经进入工厂进行了认识实习，对实际生产过程有了一定的了解。通过实习，学生也增强了学习比较抽象的课堂知识的热情。任课教师通过针对典型的分离工艺制订详细的实习方案，让学生带有目的的去学习，既能开阔视野，又能增长知识。对实际生产过程中所遇到的一些典型问题，有针对性的了解学习，互相讨论研究解决方案。如有学生在学习了分离原理后对工厂塔原料反应有了浓厚兴趣，并结合软件进行一些数据的模拟，找出自己所学理论知识与实际应用中所需知识的差距；对现有工艺提出一些改造建议，极大地锻炼了学生处理实际问题的能力，也为后续的化工专业实验、毕业环节、工作等打好了基础。

三、教学与研究相结合

在教学过程中，教师结合自己的科研工作，把结合教材知识的实际应用内容传授给学生，对学生提高能力，甚至是考研都有一定的引导作用。对学生来说，最有吸引力的课程是教材中超临界萃取、膜分离等新兴分离技术，教师在实验室进行演示实验（合成气转化费托反应合成长链烷烃及烯烃），由于实验为气体转化为清洁燃料课题，气体产汽油让学生产生了好奇，便于引导学生课后查阅文献，提高专业知识。在分离检测方面给学生提供充足的支持，各种气相、液相产品经过分离后进行色谱检测，通过演示实验以及学生自己动手实践，以便对分离技术有更深的了解，并能扩展视野，从理论可行、经济可行等角度考虑实际问题，达到提高专业水平的目的。

四、考核方式的完善

对化工分离工程课程的考核，一般采用考试成绩与平时成绩相结合的方法，但平时成绩常常是由出勤、课堂作业成绩以及课堂表现组成，忽视了学生在课外时间对知识的学习。针对这一问题，将学生进行分组，要求学生将课后从技术原理、特点、研究进展、技术展望等方面查阅文献，以小组为单位形成报告，并在平时成绩中提高报告分数的比例。

这种考核方式有利于学生积极主动地进行化工分离工程课程的学习，也锻炼了查阅文献、总结知识的能力，引导学生自主分析，了解科技发展现状，为以后进行科研工作或考研打下基础，提高综合素质。

五、结语

对化工分离工程课程进行教学改革，使本课程更好的适应当代本科生工程教育的特点和学科发展趋势。通过实施以上教学方式，强化学生对理论知识的理解和应用能力，激发兴趣，提高素质以应对实际工程问题。化工分离工程是一个不断发展的应用学科，在未来的教学工作中我们还将继续加深对分离工程的研究，及时发现并完善教学上能够改进的地方，培养满足社会要求的化工人才。

参考文献：

[1]中国工程教育认证协会(筹)秘书处.工程教育认证工作指南(2013版)[Z].

[2]陈洪钫,刘家w.化工分离过程[M].北京:化学工业出版社,2014.

[3]曾.《化工分离过程》教学中提高学生工程能力的探索研究[J].广州化工,2014,13(42):216-217.

[4]曹平,李军,全学军.化工分离工程教学改革探索[J].广东化工,2012,39(11):199.

Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering

LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2

(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;

2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)

Abstract:With the development of the training objectives and requirements in domestic universities,chemical engineering and technology professional courses teaching reform has never ceased. "The chemical separation engineering" is a specialized course for the relevant professional students,which provides professional support for the students who will engage in the chemical production after graduation. We put forward a new reform plan according to the teaching experience,as well as program requirements,aiming at the problems existing in the traditional teaching.

化工分离技术范文第6篇

关键词 化学；化工分离；开发；方法

中图分类号O6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0109-02

1化工分离过程的开发与方法

开发基础研究、过程研究及工程研究三个因素组成了化工技术开发，而在化工新技术开发的三个关键环节中最主要的就是放大技术。放大技术有四种方法即：逐级经验放大、数学模型方法、参照类似工业装置放大和工程理论指导放大。

1.1逐级经验放大

逐级经验放大的方法是：先对过程进行小的试验，根据试验来确定相关的反应条件和相应的设备，来满足理想的技术经济指标。小试验如果获得成功就进行规模再大一点的试验，来确定设备变大后的相关影响作用也就是放大效应，根据放大的效果再次进行放大到工业规模的大型设备。

1.2数学模型方法

数学模型方法结果的可靠性，取决于数学模型的合理性，而数学模型的合理性则取决于对过程的简化是否抓住了本质，得到了不失真的物理模型。所谓不失真，并不是要求模型与原过程在各方面都惟妙惟肖（如是这样，就无所谓简化），而是要求在所研究问题的方面，模型与原过程等效。因此，抓住研究过程的内在规律的特殊性，明确研究的目的性，是能否得到合理简化的物理模型的关键。如果模型方程可靠，就可由数学模型方法的结果直接设计出大设备，不存在什么放大效应问题，与逐级经验放大方法相比，可以节省试验费用，缩短开发周期，结果比较可靠，所以是工程开发者试图遵循的。但是，数学模型法尽管在方法的逻辑上合理，从方法论上说也很科学，但在化工中的实际应用至今仍然有限。主要原因在于化工过程太复杂，可靠又合理简化的数学模型难以建立。

就传质分离操作而言，对于常用的蒸馏、吸收，已经达到了相当探度的认识，对于工程上广泛遇到的物系，其设计可以从基本物性和基础平衡数据出发进行，几乎不必进行实验，就可以完成设计。对于不熟悉的新物系，或希望开发的塔设备，一般也只要作下述的实验测定工作：1）平衡关系以及必要的热力学和传递物性的测定；2）板效率，传质单元数或传质系数的测定。因相平衡热力学的迅速发展，开发出了一些比较可靠的关联式，使得相平衡的实测工作量可以大为减少。

总之，能否自觉应用正确的方法论和利用规律性知识作指导，开发的速度和效果将大不一样。

2化工分离方法的选择

随着社会科技水平的提高，化工分离的方法也越来越多，每中方法都有利有弊。分离工序的第一步就是进行方法的可行性研究，对方法进行合理选择，既要在技术上先进还要更加经济节能。以下的集中方法仅提供些准则，供大家参考。

2.1分离方法选择可行性

在对分离的方法进行选择的时候，第一个要考虑的就是这个分离方法能否可行。通过对分离方法的严格筛选，选出最好的方法。

如果一个方法在原理上完全可行，能够满足我们的要求，我们也要看看进行这个反应所需要的条件，如：温度、压力等我们是否具备。比如丙酮和乙醚的分离操作，单单从两种物质的凝固点来看的话，我们运用升华干燥、浸取和逐区熔融的方法都可以进行两种物质的分离，达到我们的目的。但是他们的凝固点温度很低，如果选择这个方法的话，就得看看我们有没有低温制冷设备进行此次试验，如果没有设备还是不能选择这个方法。如果我们有了低温制冷设备，也要考虑一下成本是否较大，成本很高的话也是得考虑别的方法。所以，如果有多个分离方法可以选择的话，我们还是得多多比较，选择最经济、最合理的方法。

相同的一种原料，我们如果用不一样的方法进行分离提纯，得到产品的先后顺序和纯度也不一样。比如丙二烯、丙烯和丙烷这三样物质的混合在一起来分离操作，采用蒸馏的方式进行分离，首先我们得到的是丙烯；采用萃取蒸馏的方法进行操作，加入极性溶剂，我们首先得到的就能够成为丙烷；采用萃取方法进行操作，我们加上跟丙二烯、丙烯和丙烷不溶解的极性溶剂，我们首先得到的将是丙二烯。由此看出，分离路线的选择也非常重要。

2.2分离过程类别的选择

通常情况下，我们把传质分离分成平衡分离过程和速率控制分离过程；也可以根据添加剂的不同成分，分成添加物质型分离过程和添加能量型分离过程两种。这几种过程都有自己的优点和缺点，我们可以进行合理选择。

如果考虑能量消耗的量大与量小，在进行多级分离过程时，我们应当优先选择平衡分离过程，其次考虑速率控制过程。之所以这样选择是因为：多级速率控制分离的每一级试验中需要消耗的添加剂量大，而在平衡分离的试验中添加剂只需要加入一次。平衡分离过程中我们先运用能量添加型分离过程。因为物质添加型分离过程中添加的溶剂在试验的过程中可以再次利用。跟能量添加型的相比起来，需要消耗更多的能量。所以，在丙二烯一丙烯-丙烷分离时，我们先运用蒸馏，其次萃取蒸馏，最后选择萃取。当然，个别的分离试验操作只能够让我们选择多级分离过程。分离过程中有固态的分离，就会在生产中的连续性造成困难，只能用复杂的设备来处理。拿气固吸附作为例子，如果运用固定床吸附的时候我们一定要考虑到吸附剂的动态吸附平衡，应当使用复套固定床的生产流程线，但是这个也仅仅能够对混合物中低浓度组分的分离。

2.3物性与分子性质

利用萃取和吸收操作进行分离的原理就是同一种溶质在不同的溶剂中的溶解度不同。更深层的原因就是分子的偶极矩或分子间的化学反应平衡和极化强度的大小，从结晶的过程看，在大的方面表现出来的是溶解度的大小不同，其实是因为各个分子聚集能力的不同，跟分子的大小、形状和所带的电荷有很大关系。

3结论

化工分离过程是一个复杂的过程，方法有很多，在选择方法时既要考虑原理上的合理，还要考虑成本的降低。因为作者自身能力有限，文中不当之处还请读者批评指正。

参考文献

[1]任立鹏，侯侠.化工分离技术的发展.化学与黏合，2012（11）.

化工分离技术范文第7篇

关键词：化工分析技术 离子选择性电极 环境污染

在化工生产过程中合理使用化工分析技术，可以保障生产运行顺利、降低生产投入成本、提高生产效率，对化工生产具有重要意义。近几年，随着我国化工产业的不断发展，对化工分析技术所提出的要求也逐渐提高，本文就我国化工分析技术的实际应用与发展前景进行了简单的分析。

一、化工分析技术简要概述

化工分析技术在化工生产过程中扮演着非常重要的角色，与制造企业中的检测员具有相同的职责，对公司所生产出来的产品质量进行严格把关。化工分析是对化工生产过程进行实时监控，在制造型企业中，如果没有检测员的层层把关，会导致很多不良品流入市场，这样既浪费成本，又影响企业在社会中的声誉。化工生产过程中，也需要利用化工分析技术对生产过程中的错误进行检查，避免不良品流入市场。

1.化工分析所包含的检测方式

化工分析是化工生产过程中的一种工业应用，是由化学分析及仪器分析两种方式构成。化学分析是根据一定的化学原理，并使用相关化学方法对化工产物的构成进行检测，其中所运用的化学方法可以根据不同的分析任务分别进行定性分析和定量分析。定性分析指的是检测某种物质是否存在被检测的产品中，并对该物质的构成成分进行进一步探测，分析它是由哪些元素或哪些有机物所构成；定量分析指的是对某化学产品中各类物质的组成成分进行检查，研究他们的相对含量。仪器分析是指依靠专业检验设备对样品中某物质是否存在、及相对含量进行分析的方式。

2.化工分析的引导性作用

在化工生产过程中运用化工分析，可以有效引导化工生产工作的顺利进行。化工分析是使用化学分析及仪器分析两种方式来实现化工生产过程中的材料分析，并实时对化工生产工程中遇到的问题进指导和反馈，实现化工生产的科学管理。化工分析在化工生产过程中的指导作用十分明显，主要体现在以下方面：首先，化工分析技术可以对能源燃料及化工原材料进行分析，减小原材料和能量的消耗速度，降低生产投入成本，提高生产效率。对原材料、半成品、成品进行质量检测，并监督生产过程，及时控制异常状况发生，最大程度降低不良品生产率，确保成品的优质性；其次，化工分析技术可以对废水、废气、废固进行检测分析，尽可能地将污染程度降到最低，并避免安全事故的发生，维护化学生产工作人员的人身安全。

二、化工分析技术的应用分析

化工分析技术中常用的是离子选择性电极技术。大部分离子选择性电极均为膜电极，虽然还存在一些其他类型的电极，但是都具备相同的敏感膜，敏感膜可以将两种电解质溶液分开，在很大程度上可以影响反应性及电极的选择性，敏感膜与能斯特公式相符合，可以使用膜电位的理论基础对离子的浓度进行检测。它主要是通过电位法来对液体中一些特殊离子的活跃度进行检测。近几年来，我们在膜材料的研发上进行了一些探索，对各种类型的敏感膜进行了一系列研究，敏感膜的研制可以有效改善化工分析技术的精确性，并且对溶液的化学带来了较大影响，无论是在工业还是农业方面，都得到了充分的应用。下面，我们看就对离子选择性电极的特点进行简单介绍。

第一是使用范围较广，离子选择性电极从理论上来说是可以对任何离子的选择性电极进行制造和提取的。因此，相关学者正在努力提高其选择性方面的能力；第二是反应能力较快，离子选择性电极使用起来较为简单，且反应较快，在操作过程中不会对溶液的基本条件进行破坏，也不用对操作进行分离。相比于化学分析方式来说更加迅速便捷；第三是价格低廉，便于携带，离子选择性电极的形状多样，一些较小的选择性电极甚至可以做成针尖插入血管。因此，在试验室内，离子选择性电极作为一种合适的检测工具，为化工分析工作提供了极大的便利；第四是能够实现与其他仪器的连接，离子选择性电极操作简单，可以与其他检测设备进行连接，进行更加深入的检测工作。正是由于以上特点，离子选择性电极才被广泛地应用在化工分析工作中，并拥有良好的发展前景。从理论上来说，离子选择性电极可以对任何离子的选择性电极进行制取，因此专家正在致力于消除干扰离子及提高制取速度方面进行研究。离子选择性电极是电化学传感器，大多数都是根据膜电极技术而进行工作的。离子选择性电极根据敏感膜和试液接触方式进行区分，可以分为原电极和离子选择电极两种类型，原电极是利用敏感膜与试液进行直接接触，而离子选择电极是敏感膜利用其它介质实现与试液的接触，

三、我国化工分析技术的发展与前景

随着我国科技的不断发展，化工自动化技术也在随之进步，在近几年内得到了较快的发展。而化工分析作为化工生产中的重要环节，其要求也不断提高。因此，我们必须在化工分析技术上面多下功夫，以更好的技术去适应时代的发展，只有这样才能预防一些不必要的麻烦发生，例如原材料浪费、人力成本过高、产品质量不合格等的，这些情况都会为企业的社会声誉造成严重影响，不利于化工企业的发展。由此可见，化工分析技术在化工生产中所占的地位越来越重要。随着化工分析技术重要性的不断提高，化工行业对化工分析技术人员提出的要求也越来越高，化工分析人员应努力坚固专业理论知识，并熟练掌握化工工艺的操作技术，并了解化工分析技术的相关知识。通过这些知识，来树立严谨的工作态度，并形成对“量”的概念，及时提供精准的分析数据。培养专业的化工分析人才，可以有效推动化工产业的高速发展，并提高原材料的利用率，为环境保护作出一份贡献。近几年随着环境污染情况的不断恶化，环境保护问题也越来越受到社会的重视，化工产业作为污染程度较高的产业，自然而然成为了治理的首要对象。因此，化工分析作为其中一项重要的环境，必须得到科学合理的应用，尽量将其对于大自然的破坏程度降到最低，使化工生产变得更加环保，更加原生态，为国家的环保事业贡献一份力量。

参考文献

[1] 张秋香.浅谈国内化工技术的应用与发展[J].化学工程与设备，2011，5（5）：169.

[2] 毕强，郭营娟，李国平.现代化学分析技术课程教学改革探讨[J].广州化工，2012，10（23）：35.

[3] 孙利霞.试析化工生产过程中化工分析方法的运用[J].中国石油化工标准与质量，2012，11（15）：125.

[4] 贾艳梅. 浅谈化验分析工作的重要性[J]. 黑龙江科技信息. 2011（06）

[5] 孙明华. 浅议化工工艺设施安全连锁有效性评价[J]. 黑龙江科技信息. 2011（06）

化工分离技术范文第8篇

【关键词】化工工艺；混合物；分离过程

在化工生产中，分离工程一方面为化学反应提供符合质量要求的原料；另一方面，对反应产物进行分离提纯，得到合格的产品，并且使未反应的物料循环利用，对生成的三废进行末端治理。因此，分离工程在提高化工生产过程的经济效益和社会效益中起着举足轻重的作用。伴随化工生产事业的飞速扩充发展，正逐步发展为工艺技术高参数、智能化、高效性经营生产模式。

1 化工分离过程的重要性

化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种（或几种）产品的操作。一个标准的化工生产设备装置，主要是由一个反 应器与具有提 纯原料、中间 产物与产品的多 个分离设备构成；首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料，去除有害物且使收率提高；再者对反应物在分离提纯时获得合格品，并使未反应的得到循环利用价值；另外，分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用，所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。

2 分离过程的分类和特征

化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。其目的只是简单地将各相加以分离，只要用简单的机械方法就可将两相分离，而两相间并无物质传递现象发生；例如，过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。

而传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程，也即是以能量与物质分离的过程。

2.1 平衡分离过程

该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。例如：蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。

例如，在传统萃取的过程中，其能量无规则地传递给萃取剂，接着萃取剂扩散到基体物 质， 最后由基体溶解或夹带多种成分扩散出来。微波萃取就是一种采取使微波能萃取效率得到提高的新型技术，因存在介电常数不同的物质，在微波能吸收的程度会有所不同，因此所产生的热 能与给周边环境传递的热能也存在异同。

微波萃取的工艺流程大致为：原料预处理（清洗、粉碎或切片）物料混合与溶剂微波萃取过滤浓缩分离萃取成分。

平衡分离过程经历了长时期的应用实践，随着科学技术的进步和高新产业的兴起，日趋完善不断发展，演变出多种具有特色的新型分离技术。在传统分离的过程中，精馏仍列为石油和化工分离过程的首位，因此强化方法在不断地研究和开发中。

2.2 速率分离过程

速率分离过程是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成上的差别。

膜分离技术原理（如图所示）是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。

微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析为较成熟的膜分离技术，已有大规模的工业应用和市场。其中，前四种的共同点是用来分离含溶解的溶质或悬浮料的液体，溶剂或小分子溶质透过膜，溶质或大分子溶质被膜截留，不同膜过程所截留溶质粒子的大小不同。电渗析则采用荷电膜，在电场力的推动下，从水溶液中脱出或富集电解质。

气体分离和渗透蒸发是两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些，工业规模的应用有空气中氧、氮的分离，从合成氨厂混合气中分离氢，以及天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。由于它能用于脱除有机物中的微量水、水中的微量有机物，以及实现有机物之间的分离，应用前景广阔。

乳化液膜是液膜分离技术的一个分支，是以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜分离涉及三相液体，含有被分离组分的原料相，接受被分离组分的产品相，处于上述两相之间的膜相。液膜分离主要应用于烃类分离、废水处理和金属离子的提取和回收等。

综上所述，传质分离过程中的精馏、吸收、萃取等一些具有较长历史的单元操作已经应用很广，膜分离和场分离等新型分离技术在产品分离、节约能耗和环保等方面已显示出它们的优越性。

3 分离方法的类型与选用的原则

3.1 分离方法的类型

物料的分离方法存在多种不同类型，那是因为有多种多样的化工生产物料，而在选择分离方法的过程中，往往是按照物料被分离中各种组分的化学与物理的不同性质来确定选择；按照化学与物理性质进行区分，有如下五种类型常见的分离方法：①固体混合物分离方法；②气固相混合物分离方法；③液体混合物分离方法；④液固相混合物分离方法；⑤气体混合物分离方法。

3.2 分离方法选用的原则

在分离方法选用之时，需对产品的精细化程度与产品生产的产值进行考虑，对于精细化程度高与产值高的产品，不需考虑分离成本，可选用部分高效分离方法，对于一些相对较低产值而很大产量的产品，则需要对分离成本进行考虑，可以选用那些分离步骤较少或相对简便的分离方法。

尽量避免含有固体的物流在生产过程中出现，应尽可能预先除尽物流中的固体，由于它们在输送中能量的消耗相对较大，而且含液体或气体的物流相当容易形成管道堵塞。

在进行多种不同物质混合的物料分离时，其分离顺序应考虑的原则为：为避免其工艺过程受到影响，应尽量先分离易导致极其有害与副反应的物质，同时对需要高压方可分离的物质，也应考虑进行先分离；另外，首先被分离出来的是最容易分离的组分，而留到最后分离的是最难分离的组分。

选择分离方法的主要原则还是要从经济上的合理性与技术上的可靠性进行考虑。例如，精馏与萃取两者均为分离液体混合物的方法，依技术成熟的程度而言，精馏在于萃取之上，若能够采取精 馏分离的物料，应尽可避免采用萃取，若混合 物的沸点出现较大偏差时，利用蒸馏即可简单进行分离，就勿需采用精馏，如此的操作费用与选择投资都相对较低。

分离方法的选用一定要有针对性地进行，因为它是一项技术性相当强的工作，只有对被分离出物料的化学、物理性质，以及分离的要求均清楚把握后方可进行最佳的选择。

4 结束语

总而言之，化工广泛的应用，环境的需要都说明化工分离过程在国计民生中所占有的地位和作用，并展示了分离过程的广阔前景，现代社会离不开分离技术，分离技术发展于现代社会。

【参考文献】

[1]侯景枫.连铸工艺手册[M].机械工业出版社，2006.

[2]张利平.液压传动系统及设计[M].化学工业出版社，2009.

化工分离技术范文第9篇

【关键词】化工工艺；混合物；分离过程

1.化工分离过程的重要性

化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种（或几种）产品的操作。一个标准的化工生产设备装置，主要是由一个反应器与具有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成；首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料，去除有害物且使收率提高；再者对反应物在分离提纯时获得合格品，并使未反应的得到循环利用价值；另外，分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用，所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。

2.分离过程的分类和特征

化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。其目的只是简单地将各相加以分离，只要用简单的机械方法就可将两相分离，而两相间并无物质传递现象发生；例如，过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。

而传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程，也即是以能量与物质分离的过程。

2.1平衡分离过程

该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。例如：蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。

例如在传统萃取的过程中，其能量无规 则地传递给萃取剂，接着萃取剂扩散到基体物质，最后由基体溶解或夹带多种成分扩散出来。微波萃取就是一种采取使微波能萃取效率得到提高的新型技术，因存在介电常数不同的物质， 在微波能吸收的程度会有所不同， 因此所产生的热 能与给周边环境传递的热能也存在异同。

在微波场中，其吸收能力的大小致使基体物质的部分区域被选择性的加热，从中使得被萃取物质经基体中分离出来，然后进入到微波吸收能力比较弱、介电常数相对较小的萃取剂中。

平衡分离过程经历了长时期的应用实践，随着科学技术的进步和高新产业的兴起，日趋完善不断发展，演变出多种具有特色的新型分离技术。在传统分离的过程中，精馏仍列为石油和化工分离过程的首位，因此强化方法在不断地研究和开发中。

2.2速率分离过程

速率分离过程是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成上的差别。

膜分离技术原理是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。

微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析为较成熟的膜分离技术，已有大规模的工业应用和市场。其中，前四种的共同点是用来分离含溶解的溶质或悬浮料的液体，溶剂或小分子溶质透过膜，溶质或大分子溶质被膜截留，不同膜过程所截留溶质粒子的大小不同。电渗析则采用荷电膜，在电场力的推动下，从水溶液中脱出或富集电解质。

气体分离和渗透蒸发是两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些，工业规模的应用有空气中氧、氮的分离，从合成氨厂混合气中分离氢，以及天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。由于它能用于脱除有机物中的微量水、水中的微量有机物，以及实现有机物之间的分离，应用前景广阔。

乳化液膜是液膜分离技术的一个分支，是以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜分离涉及三相液体，含有被分离组分的原料相，接受被分离组分的产品相，处于上述两相之间的膜相。液膜分离主要应用于烃类分离、废水处理和金属离子的提取和回收等。

传质分离过程中的精馏、吸收、萃取等一些具有较长历史的单元操作已经应用很广，膜分离和场分离等新型分离技术在产品分离、节约能耗和环保等方面已显示出它们的优越性。

3.分离方法的类型与选用的原则

3.1分离方法的类型

物料的分离方法存在多种不同类型，那是因为有多种多样的化工生产物料，而在选择分离方法的过程中，往往是按照物料被分离中各种组分的化学与物理的不同性质来确定选择；按照化学与物理性质进行区分，有如下五种类型常见的分离方法：①固体混合物分离方法，②气固相混合物分离方法，③液体混合物分离方法，④液固相混合物分离方法，⑤气体混合物分离方法。

3.2分离方法选用的原则

在分离方法选用之时，需对产品的精细化程度与产品生产的产值进行考虑，对于精细化程度高与产值高的产品，不需考虑分离成本，可选用部分高效分离方法，对于一些相对较低产值而很大产量的产品，则需要对分离成本进行考虑，可以选用那些分离步骤较少或相对简便的分离方法。

尽量避免含有固体的物流在生产过程中出现，应尽可能预先除尽物流中的固体，由于它们在输送中能量的消耗相对较大，而且含液体或气体的物流相当容易形成管道堵塞。

在进行多种不同物质混合的物料分离时，其分离顺序应考虑的原则为：为避免其工艺过程受到影响，应尽量先分离易导致极其有害与副反应的物质，同时对需要高压方可分离的物质，也应考虑进行先分离；另外，首先被分离出来的是最容易分离的组分，而留到最后分离的是最难分离的组分。

选择分离方法的主要原则还是要从经济上的合理性与技术上的可靠性进行考虑。例如精馏与萃取两者均为分离液体混合物的方法，依技术成熟的程度而言，精馏在于萃取之上，若能够采取精 馏分离的物料，应尽可避免采用萃取，若混合 物的沸点出现较大偏差时，利用蒸馏即可简单进行分离，就勿需采用精 馏，如此的操作费用与选择投资都相对较低。

分离方法的选用一定要有针对性地进行，因为它是一项技术性相当强的工作，只有对被分离出物料的化学、物理性质，以及分离的要求均清楚把握后方可进行最佳的选择。

4.结束语

化工分离技术范文第10篇

化工原理系列课程包括：理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容，而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础，所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前，化工原理主要授课内容：流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法，而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块，在讲课过程中，教师可以在讲授基本原理后，使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬等，利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件，对固定床反应器进行动量模拟，结合反应动力学模型和对流传热模型等，研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应，从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况，模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了：不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成，而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程，实验情况与计算模拟必须相互反馈，相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发，与传统的换热器设计计算方法相比，结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟，说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明，该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果，而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数，得到塔结构详细设计，另外学生还可以通过改变模拟计算条件，综合考察各因素对分离效果的影响，便于教学。中国石油大学（华东）化学工程学院刘相、王兰娟利用软件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式，简化繁琐的计算过程，强化学生的工程意识和制图规范，使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学（华东）化学工程学院孙兰义，张月明等，选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中，利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据，计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇，郑纯智等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用，在教学过程中使学生看到的都是工程实例，充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕，谭军等，山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学，通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练，使学生加深对化工单元设计的理解，达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工学院化学工程系葛明兰，李翠清等和安阳大学化工系李安林，张换平等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型，青海大学化工学院李晓昆，张宏等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉，李琼还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中，取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合，且呈非线性关系作用的结果，解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算，尽管与设计型应用的原理是一样的，但是因为思考问题的角度不同，使得此类问题复杂、灵活，综合条件的选择计算不是一次完成，而是需要多次试算，反复迭代，加之公式复杂，计算步骤繁多，计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径，既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解，又培养了他们解决实际工程问题的能力。

2在化学反应工程、分离工程教学中的应用

化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中，化学反应是生产的核心，而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制，一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中，基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型，另外系统还集成了用户自定义模块，用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上，还是从模拟结果的精度上，都堪称化工模拟技术发展的代表。如：在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例，其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类：简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。严格法计算单元模块库有六类：严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取，每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器（冷凝器）和侧线物流等不同组合形式，如：严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算，还可用于三相(汽-液-液)计算，即可模拟：普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程，而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选，所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要，而且对其后继石化、炼化等工艺课程，也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞，朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量，讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性，在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因，有助于学生对反应过程的理解，并通过软件使用可以回答，“如果改变某些条件，那么对于结果有哪些影响？”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌，徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具，在SO2转化反应器的工艺设计上，通过使用VBA语言编程，实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件，计算得到与之对应的反应器体积，从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧，郁平等对化学反应工程教学改革和实践，在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用，提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。天津大学化工学院李士雨，齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括：分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出：无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看，还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看，在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟，朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上，同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等，完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较，实现整体优化；通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较，在其之间建立量化概念，这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟，回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析，结果表明：运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程，结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法，使学生迅速掌握并使用软件，借此求解泡、露点及塔板数等。广西大学化学化工学院秦祖赠，葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟，福建农林大学材料工程学院卢泽湘，范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟，并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上，真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助，连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“，学习兴趣强烈”的分别占到总人数：72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学，避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题，可以在少用课时的情况下，尽量全面地展示化学反应工程的核心内容。多组分多平衡级分离的严格计算，是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段，也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统，在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时，使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中，解决其工程实际问题成为可能，并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算，极大地提高了学习的深度与广度，使学生更加主动积极，综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。

3结语

通过对以上课程的学习及过程模拟系统的应用，为接下来学好化工过程合成与分析创造了条件，为化工设计打下了基础，同时这两门课程对过程模拟系统的应用又是不可或缺的。由此可见，过程模拟系统是化学工程与工艺专业核心知识点有机综合、相互贯通而成的产物，是新时期培养具有过程科学和工程知识背景的计算机应用人才的利器。在高等教育日趋大众化，呈现多样性的今天，强调核心知识点在专业规范上的统一性特征，是最终形成专业特色多样性的前提和保证，而在教学中推广应用过程模拟系统无疑是这一特征的具体体现。