化工原理论文

精馏分离技术

化学（师范）二班 段志宽 20100512

摘要：随着人们对产品的需求，产品的提纯和精制越来越受到关注，精馏分离技术在工业生产中的发挥作用也越来越大。本文主要概述了精馏、分离的类型及简单原理，论述了分离技术对生产化工产品的重要性和在实际生产中的一些应用。

关键字：应用 生产技术 化学工业 精馏分离

精细化工产品品种繁多，生产方法各异，但一般都有原料的预处理、化学反应、深加工精制等过程。原料之所以必要，是因为自然界的原料多数是不纯的。例如，石油是由多种碳氢化合物组成的混合液，煤也是组成复杂的化合物的固体化合物，天然农副产品更是组成复杂的、相态各异的不同品种的混合产品。这其中有需要的物质，也有不需要甚至有害的物质。如果直接采用这样的原料进行化学反应，让那些与反应无关的多余组分通过反应器，轻则影响反应器的处理能力，是生成的产物组成复杂；重则损坏催化剂和设备，是反应无法进行。因此，反应前原料预处理的分离操作往往是必不可少的。至于从反应器出来的中间产物或粗产品更离不开分离技术。因为绝大多数有机化学反应都不可能完全，而且除主反应外，往往有副反应发生。这样，反应后的物料往往是由目的产物、副产品以及未反应的原料组成的。要得到所需产品，必须采用分离提纯技术。

分离过程可以分为机械分离过程和传质分离过程两大类。机械分离过程是指被分离的混合物是一个两相混合物，仅是简单地将两相加以分离，相间不发生任何物质传递的过程，例如过滤、沉降及气液分离等均属这一类。传质分离过程则不同，它除了机械地将不同的相加以分离外，相间还发生物质传递过程。如精馏、吸收、萃取等均属这一类。它们利用两相平衡组成不相等的原理，采用多级分离将物料分开，因此又可称为平衡分离过程。传质分离过程不一定要在非均相中才能进行，而在均相中也可以进行，例如热扩散，电渗析、反渗析即属这一类。

实际生产过程中，尽管反应器设备重要，但在整个流程中，分离设备所占的比重，在数量上远远超过反应设备；在投资上也不在反应设备以下。而分离操作消耗的能量和操作费用在产品成本中也占极大地比重。此外，分离技术在环境保护和充分利用资源方面，起着特别重要的作用。因此，分离技术在化工生产过程中，特别是在精细化工生产中占有十分重要的地位。因此，对分离技术必须予以应有的重视。

随着精细化工的飞速发展，作为分离液体混合物的蒸馏技术 显得十分重要。蒸馏的基本原理是借助液体混合物具有挥发而成为蒸汽的能力，将液体混合物部分气化、部分冷凝，利用其中各组分挥发性的差异，即在同一温度下各组分的蒸汽压不同的性质，而将液体混合物分离来。许多化学工业产品，特别是有机精馏化工产品，只有经过蒸馏提纯才有实用价值。因此，分离技术广泛用于化学工业和石油工作中。在石油炼制中的原油精制最初阶段，将混合物分为汽油、煤油、柴油和润滑油等。据统计，在炼油厂中，蒸馏设备占工业投资额的10%~20%,可见蒸馏技术的重要性。

精馏是分离液体液体混合物的典型单元操作，利用其中各组分挥发性的不同而达到分离的目的。这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现的。化学工业中精馏的应用最为广泛，历史也悠久。在有机化工、精细化工中，原料、中间产物或粗产品常常是由若干组分组成的。粗产品中的杂质采用精馏方法加以分离。合格的合成高分子化合物所用的单体，对某些杂质的允许含量常常只有几个 10-6 （百万分之几），这对分离技术所提出的要求很高。另外，所用的原料多是烃类混合物，如果把这样的混合物用来合成，将使反应复杂化，副反应增多，使粗产品的精制任务更繁重。因此，应在反应前用精馏方法将原料加以精制，使反应后不仅可以得到质量高的的产品，而且经济上也更为合理。在石油化工中，也需要将组分很多的石油用精馏的方法分离成有用的组分，然后才能将其进一步加工成各种化工产品。例如，乙苯脱氢制苯乙烯，需要从脱氢产物中分离出纯度达98%以上的苯乙烯作为聚苯乙烯的原料。对于能液化的气体混合物，如烃类裂解所得的烷烃和烯烃的气体混合物，也可采用蒸馏的方法将其分离。一些无机物的提纯，例如为了得到高纯度的硅，先用精馏的方法得到极纯的氯硅烷，然后再制得单质硅；其他如液态空气的分离等，都要采用精馏。一般来说，较易分离的物系或对分离要求不高者，可采用简单蒸馏；较难分离者可采用精馏；

综上所述，随着人们对产品纯度的要求提高，精馏分离技术将在会在更多的领域使用，进一步缩短了新工艺工业化的进程并大大提高了产品的质量和技术经济指标。

参考文献：

林华盛，曾兰萍，王玫. 化工原理实验. 北京：化学工业出版社，2011

李德华编著.化学工程基础.第二版 .北京：化学工业出版社，3 丁学杰.精细化工生产技术及应用.广州：化学工业出版社，1995 2010 1 2