新型分離技術(shù).docx

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1、新型分離技術(shù)化學(xué)專業(yè)學(xué)生：湯婷(11130225)指導(dǎo)教師：彭鋼摘要：目前運(yùn)用較多且有很大發(fā)展前景的新型分離技術(shù)有超臨界流萃取技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)和膜分離技術(shù)，在中藥制藥、農(nóng)產(chǎn)品加工和工程中都得到了廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：C5餾分分離技術(shù)超臨界流體萃取分子蒸餾膜分離技術(shù)分離技術(shù)引言國內(nèi)外對(duì)分離技術(shù)的發(fā)展十分重視，但由于應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，原料、產(chǎn)品和對(duì)分離操作的要求多種多樣，決定了分離技術(shù)的多樣性。按機(jī)理劃分，可大致分為五類：生成新相以進(jìn)行分離(如蒸餾、結(jié)晶)；加入新相進(jìn)行分離(如萃取、吸收)；用隔離物進(jìn)行分離(如膜分離

2、)；用固體試劑進(jìn)行分離(如吸附、離子交換)和用外力場或梯度進(jìn)行分離(如離心萃取分離、電泳)等。現(xiàn)在運(yùn)用較多且有很大發(fā)展前景的新型分離技術(shù)有分子蒸餾技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)和膜分離技術(shù)。[1]C5餾分分離技術(shù)傳統(tǒng)技術(shù)雖經(jīng)歷了時(shí)間的考驗(yàn)，但也存在一些問題，像流程、能耗、二烯烴的損失、吸收劑的合理配置等方面，都需要研究者或使用者進(jìn)行近一步合理的改善，以滿足企業(yè)發(fā)展及工藝先進(jìn)化的需要。下面的幾種新技術(shù)都在研究中尚未進(jìn)入工業(yè)化，也是C5餾分分離技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)。1.1催化加氫除炔技術(shù)該技術(shù)是為了克服第二吸收單元的能耗高

3、、溶劑損失多的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，這也就是現(xiàn)在常說的一段吸收工藝。來自第一吸收單元的化學(xué)級(jí)異戊二烯進(jìn)入選擇性加氫反應(yīng)器中，在多金屬催化劑的作用下，將占總量的0.1%～2%異戊烯炔和2-丁炔等炔烴加氫除去，在經(jīng)過脫輕塔、脫重塔的處理，最終在塔頂?shù)玫骄酆霞?jí)異戊二烯。北京化工研究院［2］經(jīng)過模擬加氫前后的流程，得出結(jié)論:加氫后的異戊二烯的收率和質(zhì)量都要高于加氫前的，而且能耗和生產(chǎn)成本都大幅降低，提高了整個(gè)分離過程的經(jīng)濟(jì)效益。美國專利顯示［3］，催化加氫反應(yīng)器中的適合溫度為20～80℃，壓力為0.3～4.0MPa，其中的一種

4、催化劑的配方為:3%銅+0.03%銀+0.03%鈀+0.3%鉀。1.2反應(yīng)精餾技術(shù)該技術(shù)的核心就是集原有的二聚反應(yīng)器和其配套的蒸餾塔為一體的反應(yīng)精餾塔。在該塔中，既可以選擇性的發(fā)生環(huán)戊二烯的二聚反應(yīng)，又能分出粗環(huán)戊二烯。北京化工總院［4］采用此技術(shù)做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，與現(xiàn)有技術(shù)比較，發(fā)現(xiàn)環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率相應(yīng)的提高了，而且雙環(huán)戊二烯的純度也要高于現(xiàn)有技術(shù)下的。該技術(shù)的的獨(dú)特之處在于簡化了流程及操作，從而降低了設(shè)備的投資，減少了生產(chǎn)過程中的能耗。1.3其他一些新型技術(shù)伴隨著傳統(tǒng)技術(shù)的日臻完善和科技的進(jìn)步，一些新型分離技術(shù)也

5、應(yīng)運(yùn)而生。熱耦精餾方法就是利用新型節(jié)能精餾塔－熱耦精餾塔代替常規(guī)精餾塔序列;通過單塔之間的熱匹配及中間再沸器的使用可使熱量得到充分的利用，這就是新出現(xiàn)的熱集成方法;近年被Son等開發(fā)出的化學(xué)吸收法可以將異戊二烯從異戊二烯-正戊烷的混合物中分離出來。此外，還出現(xiàn)了一種膜分離方法，它是利用AgClO4和AgBF4乙酸纖維膜分離異戊二烯－正戊烷混合物，這種方法也可以得到較高純度的異戊二烯。[5]超臨界萃取技術(shù)超臨界萃取技術(shù)是近二三十年發(fā)展起來的一種新型分離技術(shù),它綜合了溶劑萃取和蒸餾兩種功能的特點(diǎn)其分離過程的原理是利

6、用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系。在超臨界狀態(tài)下,將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸,使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當(dāng)然,對(duì)應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的,但可以控制條件得到最佳比例的混合成分,然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質(zhì)則完全或基本析出,從而達(dá)到分離提純的目的,所以超臨界流體萃取過程是由萃取和分離過程組合而成的。2.1雙水相萃取(Aqueoustwophaseextraetion,ATPE)是基于萃取機(jī)理的一種新型分離技術(shù),20世紀(jì)

7、60年代由瑞典學(xué)者Alberttson首先提出,雙水相萃取與水一有機(jī)相萃取的原理相似,都是依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配。當(dāng)萃取體系的性質(zhì)不同時(shí),物質(zhì)進(jìn)人雙水相體系后,由于表面性質(zhì),電荷作用和各種力(如憎水鍵,氫鍵和離子鍵等)的存在和環(huán)境因素的影響,使其在上、下相中的濃度不同從而達(dá)到分離的目的。色譜分離技術(shù),是利用不同物質(zhì)在由固定相和流動(dòng)相構(gòu)成的體系中具有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這些物質(zhì)隨流動(dòng)相一起運(yùn)動(dòng),并在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配,從而使各物質(zhì)達(dá)到分離。2.2超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用超臨界萃取是基于萃取

8、機(jī)理的一種新型分離技術(shù),具有節(jié)能、無污染、省資源,可在溫和條件下完成分離操作等優(yōu)點(diǎn)。近二十年來,被廣泛應(yīng)用于石油、醫(yī)藥、食品、香料中許多特定組分的萃取及分離,如從綠茶中脫除咖啡因[6],從啤酒花中提取有效成分[7],從油沙中提取油氣[8],從植物中提取有價(jià)值的生物活性物質(zhì)[9-12],如藥物、胡蘿卜素、生物堿、香精香料、調(diào)味品及化妝品等;植物和動(dòng)物油脂的分級(jí)和有價(jià)值物質(zhì)的提取、熱敏物質(zhì)