化工分離設備技術的特點及應用

化工分離設備技術有以下特點:

　　
　　(1)化工分離技術的多樣性

　　按機理劃分，大致可分成5類：①生成新相以進行分離(如蒸餾、結晶)；②加入新相進行分離(如萃取、吸收)；③用隔離物進行分離(如膜分離)；④用固體試劑進行分離(如吸附、離子交換)；⑤用外力場和梯度進行分離(如離心萃取分離和電泳等)，它們的特點和設計方法有所不同。

　　
　　Keller于1987年總結了一些常用分離技術和應用成熟度關系圖。精餾、萃取、吸收、結晶等仍是當前應用最多的分離技術。液膜分離雖然構思巧妙，但技術上仍有局限性，僅在藥物緩釋等方面得到了應用。

　　
　　(2)化工分離技術的復雜性

　　
　　化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的復雜性。即使對于精餾、萃取這些較為成熟的技術，多組分體系大型設備的設計仍是一項困難的工作，問題是缺乏基礎特性數據和大型塔器的可靠設計方法。對于高溫、高壓、多組分和強非理想體系，不僅平衡數據和分子擴散系數難以準確計算，就連界面張力粘度等物性數據也難以求得。

　　
　　催化劑和反應萃取之類的耦合分離技術的基礎特性數據更為缺乏。大型塔器設計的放大的主要難度在于塔內兩相流和傳質特性十分復雜，數字模型尚不完善。沿用了百余年的平衡級模型雖然簡單直觀，但用于多組分分離過程的缺點已顯而易見。非平衡模型被稱為"可能開創板式分離設備設計和模擬新紀元"優點顯著，但缺乏傳質系數實驗數據和模型參數過多，使其工程應用存在困難。已開發出的軟件功能強大，已在工程設計中得到應用，但工程經驗和中試實驗仍是不可缺少的。

　　
　　(3)分離技術的前瞻性

　　
　　隨著能源、資源、環境、新材料等基礎工業和高新技術的發展，分類技術面臨著新的機遇和挑戰。石化領域的分離過程必需進一步節能和降耗，充分利用能源和資源。生產裝置大型化步伐正在加快，能耗和成本不斷降低。在生物制藥工程方面，隨著基因工程和細胞工程的發展，生物藥品得到迅速發展。利用CO2作為溶劑的超臨萃取具有不污染產品和選擇性高等優點。色譜分離、電泳分離等方法由于其高效、常溫常壓特點而成功地應用于生產及實驗室研究。隨著環境意識的加強，"三廢"處理引起了重視。從工業生態學的角度分析，許多工藝過程排出的"廢物"，不再是"無用"的，而是沒有完全利用的物質，"三廢處理"對分離技術是一種新的挑戰。

　　
　　(4)分離技術的特殊性

　　競爭促進了分離過程的強化，分離過程的強化包括新裝置新工藝方法兩個方面。任何能使設備小型化、能量高效化和有利于可持續性發展的化工分離新技術均屬于分離過程的強化之列。這是化工分離技術發展的重要趨勢之一。

　　
　　耦合分離技術受到關注。催化劑精餾、膜精餾、吸附精餾、反應萃取、絡合吸附、反膠團、膜萃取、發酵萃取、化學吸附和電泳萃取等新型耦合分離技術得到了長足的發展，并實現了工業化。耦合分離技術可能解決許多傳統分離難以完成的任務。電動耦合色譜可以高效地分離維生素。


　　信息技術推動了分離技術的發展。分離科學和技術具有多學科交叉的特點，信息技術和傳統化工方法結合加速了分離技術的進步。