几种现代分离方法及应用ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,几种现代,分离方法,及,应用,什么是分离？,分离是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，,通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间一次分配至同一空间区域的,过程。,1,5,2,6,3,7,超导磁分离,溶剂萃取法,分子蒸馏,超临界流体萃取,高效液相色谱,膜分离,4,电解分离法,1,超导磁分离,原 理,磁分离技术是将物质进行磁场处理的一种技术，该技术是利用组分或元素的磁敏感性的差异，借助外磁场进行磁场处理，从而达到强化分离的技术。,1,超导磁分离,什么,是,超导体,使用超导导线制作的磁体。通常都,用加,电流源供电方式工作，升场、降场都方便、安全。原则上也可以用闭合超导回路采用超导开关方式工作。在低温下，超导线可以无电阻运行，因此具有非常大的优势，广泛用于工业及科研、医疗领域。,1,超导磁分离,什么是超导磁分离,以超导体作为磁体材料的一种磁分离技术。,分类,按装置原理分类,磁凝聚,分离,磁盘分离,高,梯度磁分离法,。,按产生磁场的方式,分类,永磁,分离,电磁分离,按工作方式,分类,连续式,间断式,按颗粒物去除,方式,磁凝聚沉降,分离,磁力,吸着分离,1,超导磁分离,超导磁分离技术的应用,1,超导磁分离,矿石选矿,高岭土提纯,燃煤脱硫,污水处理,2,分子蒸馏,SWPU,原 理,为了,达到使液体混合物分离的目的，首先进行加热，能量足够的分子逸出液面。轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，从而破坏了轻分子的动态平衡，使得轻分子继续不断逸出。而重分子因达不到冷凝面，很快趋于动态平衡。于是将混合物分离了,。,2,分子蒸馏,静止式（一个静止不动的水平蒸发表面，按其形状，有釜式、盘式等）,2,分子蒸馏,分子蒸馏设备,降膜式（流体靠重力在蒸发避免流动时形成一层薄膜，液膜流动一般为层流，传质、传热阻力大,）,2,分子蒸馏,分子蒸馏设备,离心式（物料送到高速旋转的转盘中央，在旋转面扩散形成薄膜，同时加热蒸发，在对面的冷凝面凝缩,）,2,分子蒸馏,分子蒸馏设备,刮膜式（在釜中设置一聚四氟乙烯制的转动刮板，既保证液体能够均匀覆盖蒸发表面，又可使下流液层得到充分的搅动，从而清华传热、传质过程。）,2,分子蒸馏,分子蒸馏设备,分子蒸馏,技术应用,1,4,2,5,3,高碳醇、碳氢化合物、芥酸酰胺、油酸酰胺、塔尔油、硅油、润滑油、真空泵油、制动液、沥青脱蜡、粗石蜡、微晶蜡、焦油、废油回收等。,化学产业,酸性氯化物、氨基酸酯、葡萄糖衍生物、茄尼醇、萜烯烃、自然及合成维生素等。,医药产业,异氰酸酯、环氧树脂、丙烯酸酯、增塑剂等。农业：氯菊酯、增效醚、氧化乐果、除草剂、杀虫剂等。,塑料及涂料产业,精制鱼油、鱼肝油、脂肪酸及其衍生物、二聚酸、生养酚、单甘酯、脂肪酸酯、牛油及猪油脱胆固醇、小麦胚芽油、乳酸、双甘油酯、辣椒油树脂、植物蜡等。,食品产业,羊毛脂、羊毛醇、烷基多苷、玫瑰油、姜油、辣椒红色素等。,化妆品产业,2,分子蒸馏,3,高效液相色谱,简介,高效液相色谱法,(HPLC),是目前应用广泛的分离、分析、纯化有机化合物,(,包括能通过化学反应转变为有机化合物的无机物,),的有效方法之一。在已知的有机化合物中，约有,80%,能用高效液相色谱法分离、分析，而且由于此法条件温和，不破坏样品，因此特别适合高沸点、难气化挥发、热稳定性差的有机化合物和生命物质。,3,高效液相色,谱,HPLC,系统,输液泵、色谱柱、检测器是关键部位。有的仪器还有梯度洗脱装置、在线脱气机、自动进样器、与柱或保护住、柱温控制器等，现代,HPLC,仪还有微机控制系统，进行自动化仪器控制和数据处理。制备型,HPLC,仪还备有自动馏分收集装置。,3,高效液相色,谱,优点,（四高一广）,1,4,2,5,3,流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对,载液,加高压。,高压,分离效能高。可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果，比工业,精馏塔,和气相色谱的分离效能高出许多倍。,高效,百分之七十以上的,有机化合物,可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。,应用范围广,分析速度快、载液流速快，较经典液体色谱法速度快得多，通常分析一个样品在,15,30,分钟，有些样品甚至在,5,分钟内即可完成，一般小于,1,小时。,高速,紫外检测器可达,0.01ng,，进样量在,L,数量级。,高灵敏度,3,高效液相色,谱,4,膜分离,原 理,现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，可用于液相和气相。对于液相分离，可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。,4,膜,分离,电渗析,反渗透,超滤,纳滤,微滤,4,膜,分离,分离方法的分类,优缺点,优点,缺点,在,常温下进行,无,相态变化,无,化学变化,选择性,好,适应性,强,能耗低,膜,面易发生污染，膜分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法；,稳定性,、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，故使用范围有限；,单独,的膜分离技术功能有限，需与其他分离技术连用。,4,膜,分离,总结,虽然膜分离技术的广泛成熟应用在许多方面离产业化要求仍有很长距离，但是随着新型膜材的不断开发，高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入，膜分离技术将得到更加广泛的应用。,4,膜,分离,应用,随着,工业化的发展，大量的工业废水和生活废水排入水体中，严重影响了水质。为了保护环境不受污染，并能回收一些有用物质，需对工业和生活污水进行处理，以达到排放标准要求。废水处理中常采用超滤和纳滤技术。据研究采用纳滤技术处理城市污水，可有效地降低水的浊度、色度及有机物；经超滤处理的污水可用于循环冷却水、造纸用水等对水质要求不高的工业用水水源，这大大提高了水的利用率，也保护了水资源。,5,溶剂萃取法,5,溶剂萃取法,概念,利用不同物质在互不相溶的两相间的分配系数的差异，使目标物质与基体物质相互分离的方法。因为两相都是液体，所以溶剂萃取也称液液萃取。,优缺点,优点,：,仪器设备简单、操作方便、分离选择性高、应用范围广泛,缺点,：,大量使用有机溶剂,分离效率不高,自动化溶剂萃取仪器的普及慢,手工操作费时,手工操作重现性低,易乳化,5,溶剂萃取法,水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂生成可萃取化合物,（也称为萃合物，通常是配合物）,在两相界面萃合物因疏水分配作用进入有机相,萃合物在有机相中发生化学反应（聚合、解离、与其它,组分反应等）溶质最终在两相中达到平衡。,基本步骤,5,溶剂萃取法,应用实例,胡敬辉等采用溶剂萃取法对有机硅高,COD,废水进行处理，,实验结果,表明，采用庚烷作为萃取剂，废水的,pH,值采用盐酸调节,为,5,，在温度,25,，庚烷与有机硅废水的体积比为,3 1,时,，采用机械,搅拌,在速,1000r,/min,的条件下搅拌,6min,，然后静置分层,可以,使有机硅水,裂工段,产生的高,COD,碱性废水的,COD,去除率达到,69%,。,6,超临界流体萃取,6,超临界流体萃取,原 理,超临界流体,(Supercritical Fluid,即,SCF),即指的是物体处于其临界温度和临界压力以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体的性质。同时还保留气体性能。超临界流体既具有液体对溶质有较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特点。更重要的是，超临界流体的许多性质如黏度、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化很大，因此对选择性的分离非常敏感。,超临界流体萃取的应用,6,超临界流体萃取,超临界流体萃取技术在食品工业中的应用已有相当长的历史，而且发展迅速，并取得了一定成效。,利用超临界流体萃取咖啡中的咖啡因、啤酒花的萃取、动植物油的萃取及对食品中香料的萃取。随着超临界流体萃取技术的进一步研究，在日本、美国、德国等发达国家陆续建立起了一些中小规模的超临界技术生产厂家。在德国和美国,1,万,t,以上的咖啡豆脱咖啡因装置已分别投产。日本已经建立起用于天然产物加工的中等和工业化规模的超临界流体萃取装置。从世界来看，超临界流体萃取技术正在向石油、化工医药等各个领域迈进，并将成为,21,世纪一门新兴的高新技术。,7,电解分离法,原 理,电解是一种借外电源的作用使化学反应向着非自发方向进行的过程，外加直流电压于电解池的两个电极上，改变电极电势，使电解质在电极上发生氧化还原反应，电解池中通过电流的过程称为电解。电解法应用广泛，如氯碱工业中电解食盐水制取烧碱，氯气和氢气；冶金工业中电解法制学纯金属铜，铅及铝等。在分析化学中，用电解法分离和沉淀各种物质等,。,7,电解分离法,电解分离法的,应用,7,电解分离法,提炼,金、银、铜、铅、锌、铝等，在分析测试中也获得广泛应用。,致谢,THANK YOU,