考试论文084王健.doc

《考试论文084王健.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、表面活性剂在溶液表面和液液界面的吸附学院、专业化学工程与工艺课程名称表面活性剂原理及应用学生姓名王健学号2010030300162010年11月30日摘要：分离过程包括自集、浓缩、纯化、蒂懾以及离析等，对化学家和化学工程师來说非常重要。化学家使用分析分离方法，如气相色谱法，定量分析复杂混合的组成。化学家也采用通常类似分离分析方法的小规模制备分离技术來冋收和纯化化学品。化学工程师更注朿采用经济、大规模分离方法生产化学品，这可能与实验室技术有很大不同。例如在实验室屮化学家采用气液色谱來分离和分析轻坯混合物，而在大规模工业生产中化学工程师则采用精僧方法分离同样的轻

2、坯混合物。关键词：表面活性剂；分离；吸收；液液萃取。一些工业化学过程不涉及化学反应血只有化合物分离、相分离及一些辅助设备。象这样一些方块流程图（如图1.3）,图屮湿天然气通过分离器［3］被逐渐分离成6种轻的链烷坯组分及其混合物。使用一系列的分离器与使用单个分离器相比，可以获得两种或两种以丄的组分.在许多化学工业牛产屮，一个化学反应器常常伴随一个或多个分饰塔。有乙烯合成乙二醇［4］就是一个很好的例子。这个过程发牛在有固体催化剂颗粒颗粒的反应器中,在572k,6.72Mpa条件下进行，合成方程式如下：C2H4+H20—C2H50H，由于热力学平衡的限制，每次通过

3、反应器的乙烯的转化率仅为5%。未反应的乙烯在分离步骤回收后又循环回反应器。通过这种许多工业过程小常见的循环技术，它能使参加反应的乙烯几乎完全被转化。如果只有纯乙烯作为进料并且没有副反应发牛，可以构建图1・4所示的相对简单的过程，也牛成轻端和废水两种副产物。这个过程使用一个反应器，一个部分冷凝器用于乙烯回收，经蒸锚可得到近共沸组成（93%质量分数）的乙醇。不幸的是，但是多方面的因素通常结合在一•起很大程度上增加了其过程的复杂性，尤其是对分离设备的要求。这些因素包括乙烯进料的纯度不够，以及涉及乙烯与不纯进料比如内烯的副反应。因此，分离体系也必须处理二乙瞇，异内醇

4、，乙醛及其它化学物质。图1・5所示的工业过程更复杂。水合反应结束后，部分冷凝器和高压水吸收器回收未反应的乙烯循环利用。从吸收器底部来的液体压力降低，导致部分蒸发。水蒸气从低压闪蒸罐残留的液体屮分离出来。低压闪蒸后的蒸气在吸收塔经水洗涤后除去乙醇，防止损失到排放气体屮去。含有二乙醸和乙醛的粗浓缩乙醇在粗精懈塔顶精饰后，接着在气相小催化加氢从而将乙醛转化成乙醇。通过在轻端精锚及吸收塔的水洗除去二乙1札在最后的提纯塔屮通过精饰血制备最后产物，可在最高塔板下的几块塔板上回收质量分数为93%的乙醇，轻端在高于产品凹收板的所谓的巴斯德杀菌塔段浓缩并循环回催化加氢反应器，

5、废水通过塔底而除去。除了所示的分离设备，其它的用来浓缩进入过程的乙烯以及除去催化对反应器屮的催化剂有毒的朵质也是必要的。在从实验室阶段到屮试阶段的新过程开发过程屮，经验表明需要比原先设想的更多的分离步骤。丄而的例子用于说明分离过程对绝大多数工业化学过程的重要意义。这些操作不仅用于把混合进料分离为其他混合物与相对纯净的组分，用于循环过程回收溶剂,用于去除废弃物，血且当和反应器一起使用时，用于纯化反应器进料、从反应器排放物屮回收反应物再循环、回收副产品并且回收与纯化产品从而满足所要求的规格。有时，一个分离过程，比如用石灰浆吸收S02,过程会伴随发牛有利于分离的化

6、学反应。本书重点是不依赖同时发牛化学反应的分离过程如果进料混合物是均一单相（气态、液态或固态），通常在实现化学组分的分离Z前必须牛成或增加与其不相溶的第二相。第二相态的牛成通过添加能量分离剂（ESA）或质量分离剂（MSA）O能量分离剂的应用涉及待分离混合物热量和轴功转换。另一种方式，采用减压把从液相屮牛成蒸汽。质量分离剂可以与混合物小的一种或多种组分部分不互溶。在这种情况下,质量分离剂通常成为新增相高浓度的组分。或者，质量分离剂与待分离的液相混合物完全互溶，但能有选择的改变液相与汽相的比例。这使与能量分离剂一起使用的更完全的分离，比如萃取精馆?，变得容易。当

7、两个不相溶的流体相接触时，两相的充分混合对提高传质速率很重要，可以更快的达到组分的热力学最大分离度。相接触后，分离操作通过使用重力或强化技术，例如离心力，来分离两相血得以完成。表1.1是基于两相相间传质的常工业分离操作的一个汇总，两相通过能量分离剂产牛或以质量分离剂的形式加入。适用于工艺流程的图示符号也包括在表中。气、液、固分别用V、L、S表示。对于表1.1第一列屮用星号标出的操作，设计程序己经相对程序化。这些步骤以数学模型的形式包含在广泛应用的商业计算机辅助化工过程模拟与设计程序屮用于连续稳态操作，在本书的后续章节屮有详细的讨论。这些操作的问歇模型也在随后

8、几章屮适宜的地方涉及到。当进料混合物含有气化和冷凝趋