原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤
液体 液体 液体 液体
ห้องสมุดไป่ตู้
电场和膜 电场
压力梯度和膜 压力梯度和膜
液体 液体 液体+液体 液体+液体
膜对不同离子的选择 性渗透
胶质在电场下的迁 移速率差异
产品1 产品2 产品n
能量分离剂 ESA 物质分离剂 MSA
借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级 （Fractionalization）、浓缩（Concentration）、富集 （Enrichment）、纯化（Purification）、精制（Refining） 与隔离（Isolation）等的过程称为分离过程。
（2）分离因子的意义
1）双组分中的相对挥发度
已知A、B两组分挥发度为：
WHY
Why Separate?
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应（Reactive）
分离
萃取物 （Extractive Natural raw material）
配制（Formulation）
分离 分离
典型的化工生产装置包括： 反应器；原料、中间产物和产品的分离设备； 泵、换热器；
原料 预处理 反应 分离 粗产品 精制 产品
相态： 固—固、固—液、固—气、气—液、 液—液、气—气
有无传质发生： 机械分离、传质分离
处理两相以上的混合物 如过滤、沉降、离心分离等。
处理均相混合物
（二）传质分离过程的分类
按物理化学原理的不同，传质分离可分为：
平衡分离过程： 如精馏、吸收、萃取、结晶、吸附等。 借助分离剂使均相混合物变成两相系统，再利 用混合物中各组分在处于相平衡的两相中的不 等同分配而实现分离。
分离工程
三废处理
分离贯穿化工过程，占有十分重要的地位。 分离过程的费用占总投资的50～90％。
乙醚
炼油、石油化工：
石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 液化石油气、煤油、柴油、燃料油、润滑油、 石蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原 料等；
石油化学工业以上述原料生产种类极多、范围 极广的各种化学品，例如塑料、合成纤维、合 成橡胶、合成洗涤剂、溶剂、涂料、农药、染 料等；
炼油和石油化工过程紧密结合，各种分离操作 是其生产过程必不可少的组成部分。
轻烃类
其他：
食品、乳品和饮料工业 材料工业 生化工业 环境保护
分离过程的重要性
原料净化 产品提纯 有效组分回收 污染物处理
二、分离过程的分类
（一）分离过程的分类 级数： 单级、多级
化工分离工程
Chemical Separation Engineering
课程简介
化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分，是化学 工程与工艺专业的一门专业必修课。本课程的任务是利 用相平衡热力学、动力学的微观机理，传热、传质和动 量传递理论来研究化工及其它相关过程中复杂物质的分 离和纯化技术，分析和解决在化工生产、设计和科研中 常用的分离过程的理论和实际问题。 通过本课程的学习，要求我们 1）正确理解化工分离工程的有关基本概念和理论； 2）理解各概念之间的联系和应用； 3）掌握化工分离工程的基本计算方法； 4）能够理论联系实际，灵活分析和解决实际化工生产
分离因子与1的偏离程度表示组分之间分离的难易程度。
当αij＝1时，两组分在两产品中的含量相同，无法实现分 离；
当αij接近1时，两组分在两产品中的含量相近，难以实现分 离；
当αij远离1时，两组分在两产品中的含量差别大，容易实现 分离。
精馏中，分离因子又称为相对挥发度，它相对于汽液平衡 常数而言，对温度和压力的变化不敏感，可近似看作常数， 使计算简化。
和设计中的有关问题；
先修课程：
物理化学、化工热力学、化工原理
同时进行的课程：
化工工艺学、化工过程分析与模拟
教材：
刘家祺 主编.分离过程.化学工业出版社,2002.
参考书：
陈洪纺 刘家祺.化工分离过程.化学工业出版社, 1995. 邓修，吴俊生.化工分离工程. 科学出版社，2000.
J D Seeder, E J Henley. Separation Process Principles. 化学工业出版社， 2002.
溶质溶解度与溶剂 在膜中的扩散速率 分子大小差异
1.2 分离因子
（1）分离因子的定义
假设要将i、j两组分构成的混合物分离成1、2两种产品，
两种产品中两组分的含量分别用xi1、xj1、xi2、xj2表示。比
较这两个组分在两种产品中的含量关系，就可以判定这两 个组分在两种产品中的分离程度：
ij
xi1 / x j1 xi2 / x j2
第1章 绪论
基本要求： 1)了解分离操作在化工生产中的重要性; 2)熟悉分离过程的分类; 3)掌握分离因子的概念及意义; 4)了解分离方法的选择;
1.1 概 述
什么是分离过程？ 纯组分变成混合物，是熵增自发过程，反之， 混合物变成纯净物则需作功。
混合物 （气、液、固） 分 离 过 程
速率分离过程： 如微滤、超滤、反渗透、电渗析等。 在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电 位差等）的作用下，利用各组分扩散速率的差 异实现分离。
1）平衡分离过程
过程名称 原 料
蒸发
液体
蒸馏
液体
吸收
气体
萃取
液体
结晶
液体
吸附 气体或液体
干燥
湿物料
浸取
固体
离子交换 液体
分离剂 热 热
不挥发性液体 不互溶液体
主要内容
第1章 绪论 第2章 单级平衡过程 第3章 多组分精馏 第4章 气体吸收 第5章 液液萃取 第6章 多组分精馏的严格计算 第7章 吸附 第8章 结晶 第9章 膜分离 第10章 分离过程设备的选择与放大
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
冷或热 固体吸附剂
热 溶剂 固体树脂
产品 液体+蒸汽 液体+蒸汽 液体+气体 液体+液体 液体+固体 固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2）速率控制分离过程
过程名称 气体扩散