Separation Process Technology一书评介

化工学院98博 黄启明

化工生产过程中通常包含有多组分混合物的分离操作，用于原料的预处理、产品分离、产品最后提纯，以及废料处理等。对于化工厂，分离过程在全厂的投资费用和操作费用上占很大比重，但从能耗上看，分离过程（如蒸馏、干燥、萃取等操作）在化学工业中约占30%，所以改进过程的设计与操作是非常重要的，形成了“分离工程”学科。

1.前言。

说明了分离技术在化学工业中的重要地位，选择正确的分离工艺在化工生产中能降低消耗增加利润；简要介绍了各种分离工艺如精馏、吸收、吸附与离子交换、色谱分离、结晶、干燥、蒸发、萃取、电渗析以及膜分离等的关键因素、技术的成熟度、应用的广泛程度；决定分离工艺时分离效率与分离容量之间的取舍；分离工艺设计时的基本步骤。

2.精馏

到目前为止，仅美国就有接近40000套精馏装置在使用中，在所有化学工业分离工艺中，精馏占了90~95%的比重。本章对精馏分离工艺作了简要的描述、叙述了精馏在分离过程中的优缺点，介绍了精馏的应用与基本设计概念；对平衡级分离理论作了精辟的讲解，如泡点、露点的计算，塔板效率，求最小回流比的Underwood方法，求理论塔板数的Gilliland关联式，传质单元高度的计算，传质单元数的计算；对板式精馏塔介绍了几种常用的如筛板塔、浮阀塔等错流板式精馏塔及一些新型的板式精馏塔，对填料式精馏塔的基本结构、常规填料与新型填料也作了介绍，同时比较了两种精馏塔之间的差别与应用范围。介绍了几种特殊的精馏过程，如恒沸精馏、萃取精馏、间歇精馏等；介绍了两种与精馏相似的分离工艺：吸收与汽提。最后对精馏过程的经济学进行简要的讨论。

3.萃取

萃取过程是分离和提出各类物质的重要的单元操作之一。具有连续操作、分离效果好、能耗低、易于自动控制等优点，在化学工业得到广泛的应用。尽管萃取的工业应用远远赶不上精馏过程，但从能耗及分离效果而言，萃取较之精馏有着一定的优势。本章介绍了较为传统的液/液萃取分离过程，概述了其分离工艺，分析了液液萃取过程的优缺点，介绍了其在工业中的应用。介绍了一种新的萃取工艺——超临界流体萃取及其工艺特点与工业应用。从设备角度介绍了几种新型的萃取装置及其设计，并分析了各种不同装置所需投资费用。

4.吸附

固体物质表面对气体或液体分子的吸着现象称为吸附，其中的固体物质成为吸附剂，被吸附的物质成为吸附质。本章首先对吸附分离工艺作了扼要的总结，介绍了其中的一些基本概念、吸附过程的基本原理和一些典型的商业应用。阐述了吸附与脱附过程的动力学基础：吸附平衡、吸附平衡等温线。介绍了几种常用不同的吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、活性氧化铝，分析了这些吸附剂的分子结构与特点和工业应用。介绍了工业应用中常见的几种工艺——变压吸附、变温吸附和工业应用情况。阐述了设计吸附工艺时需要考虑的几种因素，这包括：吸附剂的表征、吸附与脱附穿透曲线、温度影响因素、吸附器装置的设计等。本章最后还讨论了吸附工艺的应用与技术发展方向。

5.膜分离

本章讨论的膜分离是质利用固体薄膜对混合物组分的选择性透过的性能是混合物分离的过程。首先结合现有的工业用膜分离工艺如反渗透、超滤、微滤、电渗析等介绍了膜分离的基本原理、基本工艺、操作特征，比较了膜分离工艺的优缺点。讨论了各种膜分离器及其设计师应当考虑的因素：结垢问题、浓差极化等；介绍了现有的工业应用，气体分离（氢气提纯、膜分离制氧等），液体分离，渗透汽化；最后讨论了工业应用发展方向：气体分离，包括空气与氢气的提纯、制氧、脱除二氧化碳、从工业防空污染气体中回收有用物质；膜反应器；液体分离；废水处理；催化剂与产品的分离；低分子量无机物质的分离；与精馏或其他分离工艺组成联合工艺；新型膜材料的开发。

6.分离过程能量因素

在分离工艺中能耗是很重要的一个因素，如精馏过程中，能耗相当大，而且这也是精馏的一个缺陷所在。本章介绍了精馏过程中用能计算的基本原理与方法，分析了不同产品精馏过程的能耗，对精馏过程与萃取过程的能耗进行了详细的比较，讨论了精馏、萃取、膜分离等不同工艺的最低能耗。

7.分离工艺选择

本章首先讨论了对于一个给定的分离对象如何选择一个正确的分离工艺，或者如何减少可能的工艺路径。从经济学的角度评述了精馏与其他汽液分离工艺的优缺点，介绍了复杂混合物的分离和分离工艺选择的直观推断法。讲解了工艺选择的基本步骤，给出了一些工程项目的分离工艺选择实例。

本书馆藏索书号：TQ028·H926