【正文】 。 活性碳 凈 水 處理 77 吸附分離 （ Adsorption Separation） ? （ 1） 飲用 水水源之 凈化 ，包括水 內(nèi) 含色、臭、合成 洗滌 劑 及 農(nóng)藥 等 的 去除 ； ? （ 2） 工 業(yè) 及 產(chǎn)業(yè) 用水之 處理； ? （ 3） 家庭 廢水 之 處理 及再利用 ； ? （ 4） 工業(yè) 及 產(chǎn)業(yè)廢水 之 處理 及再利用 ； ? （ 5） 垃圾 滲出 水 處 理 。 ? 環(huán)境領(lǐng)域 水： 脫色脫臭，有害有機(jī)物的去除，金屬離子，氮、磷； 空氣： 脫濕，有害氣體，脫臭 。目前，反應(yīng)精餾技術(shù)已經(jīng)成為提高分離效率而將反應(yīng)與精餾相結(jié)合的一種 分離操作 ，也是為了提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率而借助于精餾分離手段的一種 反應(yīng)過程 。 ? 原理： 對(duì)于可逆反應(yīng) ， 當(dāng)某一產(chǎn)物的揮發(fā)度大于反應(yīng)物時(shí) ， 如果將該產(chǎn)物從液相中蒸出 ， 則可破壞原有的平衡 ， 使反應(yīng)繼續(xù)向生成物的方向進(jìn)行 ，因而可提高單程轉(zhuǎn)化率 ， 在一定程度上變可逆反應(yīng)為不可逆反應(yīng) 。 使用反應(yīng)精餾的基本要求 84 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） ? （ 1）根據(jù)使用 催化劑形態(tài) 的不同，反應(yīng)精餾可以 分為 均相反應(yīng)精餾 和 催化精餾 ； ? （ 2）根據(jù) 投料操作方式 ，反應(yīng)精餾可分為 連續(xù)反應(yīng)精餾 和 間歇反應(yīng)精餾 ； ? （ 3）根據(jù) 化學(xué)反應(yīng)速度的快慢 ，反應(yīng)精餾分為 瞬時(shí) 、 快速 和 慢速反應(yīng)精餾 。 例如 C8芳烴異構(gòu)體 。 87 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾工藝流程和傳統(tǒng)工藝流程的比較 88 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾流程 89 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾過程的特點(diǎn) ? 由于反應(yīng)產(chǎn)物一旦生成就從反應(yīng)區(qū)移走 ， 因此 ， 對(duì)于若干的可逆和復(fù)雜反應(yīng) 。 ? 因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)物及時(shí)的移出反應(yīng)區(qū) ， 因此反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)物的濃度高 ， 增加了反應(yīng)速度 ， 提高了裝置的生產(chǎn)能力 。 ? 將反應(yīng)器和精餾塔結(jié)合為一個(gè)設(shè)備 ， 節(jié)省了投資 。 90 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾的特點(diǎn) ? 反應(yīng)精餾過程的 主要優(yōu)點(diǎn) ： ? （ 1）選擇性高； （ 2）轉(zhuǎn)化率高 ； ? （ 3）生產(chǎn)能力高 ；（ 4）產(chǎn)品純度高 ； ? （ 5）能耗低 ；（ 6）投資省； ? （ 7）系統(tǒng)容易控制 。 反應(yīng)精餾的特點(diǎn) 92 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾的應(yīng)用 反應(yīng)精餾技術(shù)的工藝研究和應(yīng)用經(jīng)歷了近 70年的發(fā)展 ， 在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用 ， 如：酯化 、 酯交換 、 皂化 、 胺化 、 水解 、 異構(gòu)化等反應(yīng)過程 。 93 反應(yīng)精餾 （ Reactive Distillation） 反應(yīng)精餾的應(yīng)用 94 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體萃取的幾個(gè)基本概念 物質(zhì)的臨界狀態(tài) ：指物質(zhì)氣態(tài)和液態(tài)共存的一種邊緣狀態(tài) ，在此狀態(tài)下 ， 液態(tài)的密度與其飽和蒸汽密度相同 ， 因此氣液兩態(tài)界面消失 。 臨界點(diǎn) ：物質(zhì)處于臨界狀態(tài)下所在的溫度 、 壓力點(diǎn) 。 穩(wěn)定的純物質(zhì)都有固定的臨界點(diǎn) 。 95 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） PT相圖上的超臨界區(qū) 壓 力 溫 度 2 4 固相 液相 氣相 1 3 PC TC 2：三相點(diǎn) 4：臨界點(diǎn) 12：升華曲線 23：熔化曲線 24：汽化曲線 物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上狀態(tài)時(shí)，這種流體稱為超臨界流體（ Supercritical Fluids，簡(jiǎn)稱 SCF）。 超臨界流體（ SCF）的特性 97 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體對(duì)溶質(zhì)的溶解度取決于其密度 ，密度越高 ， 溶解度越大 ， 當(dāng) 改變壓力或溫度 時(shí) ，密度即發(fā)生變化 ， 導(dǎo)致 溶解度變化 。 超臨界流體萃取原理 98 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體萃取的優(yōu)點(diǎn) SCF的密度 ， 可以將待分離成分溶出 ， 降低 SCF密度 ，又可使該成分從 SCF中析出；同時(shí) ， SCF保持了氣體具有的傳遞特征 ， 比液體滲透得更快 ， 能更快到達(dá)平衡 。 ， 只要溫度和壓力有微小變化 ， SCF的密度和溶解度都會(huì)發(fā)生很大變化 ， 比較 容易控制工藝條件 。 SCF性質(zhì)穩(wěn)定 、 無腐蝕性 ， 特別 適合具有熱敏性或易氧化性的成分分離純化 。 常用的 SCF： CO SO C2H C3H C4H CClF3 超臨界流體的選擇原則 100 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 常用的超臨界溶劑及其臨界參數(shù) 物質(zhì) TC /oC PC/MPa ?C / 二氧化碳 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 正戊烷 101 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? 臨界溫度接近室溫 （ 適用于熱敏性物質(zhì) ） ， 臨界壓力容易達(dá)到； ? 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ， 不燃 ， 不爆 ， 無腐蝕； ? 無色 ， 無味 ， 無毒； ? 防氧化性 ， 抑制微生物活動(dòng) （ 適用于食品工業(yè) ） ； ? 來源廣泛 ， 價(jià)格便宜 ， 易得到純度較高的二氧化碳 。 超臨界二氧化碳的局限 103 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)就是利用超臨界的二氧化碳代替普通的有機(jī)溶劑來進(jìn)行提取的一種技術(shù) 。 超臨界二氧化碳萃取過程簡(jiǎn)介 104 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 105 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界二氧化碳萃取過程受很多因素的影響 ， 包括被萃取物質(zhì)的性質(zhì)和超臨界二氧化碳所處的狀態(tài)等 。 超臨界二氧化碳萃取的影響因素 106 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? ? 壓力是超臨界二氧化碳萃取過程最重要的參數(shù)之一 。 ? 對(duì)于不同的物質(zhì) ， 其萃取壓力有很大的不同 。 107 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 108 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? 2. 萃取溫度的影響 ? 萃取溫度是超臨界二氧化碳萃取過程的另一個(gè)重要因素 。 ? 一方面 ， 溫度升高 ， 超臨界流體 密度降低 ， 其溶解能力相應(yīng)下降 ， 導(dǎo)致 萃取數(shù)量的減少 ； ? 但另一方面 ， 溫度升高使被萃取溶質(zhì)的 揮發(fā)性增加 ， 這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度 ， 從而使 萃取數(shù)量增大 。 109 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? 3. 二氧化碳流量的影響 ? CO2的流量 [升 /(秒 加大 CO2流量 ， 會(huì)產(chǎn)生有利和不利兩方面的影響 。 110 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? 4. 夾帶劑的選擇 ? 超臨界流體萃取的溶劑大多數(shù)是非極性或弱極性 ， 對(duì)親脂類物質(zhì)的溶解度較大 ， 對(duì)較大極性的物質(zhì)溶解較小 。 ? 如丹參中的丹參酮難溶于二氧化碳流體 ， 在二氧化碳中添加一定量的 95％ 乙醇可大大增加其溶解度 。其中 固體原料被研究得最多 。 ? 6. 粒度 ? 原料的粒度對(duì)萃取效率也有重要影響 。 112 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） ? 7. 傳質(zhì)性能的改善 ? 盡管超臨界流體具有較好的傳質(zhì)性能 ， 但在超臨界流體萃取天然產(chǎn)物的實(shí)際過程中 ， 常采用必要的 強(qiáng)化措施以減少溶質(zhì)的阻力 ， 包括攪拌 、 增加流量或采用移動(dòng)床等 。 113 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用 1 食品工業(yè) （ 1）動(dòng)植物油脂的提取（卵磷脂、魚肝油、可可、大豆、花生等） （ 2）食品殺菌（醬油殺菌） （ 3）啤酒花的提取，天然色素提取 （ 4）米胚芽提取 （ 5）桔皮中萜烯精油的提取 （ 6）食品除臭 114 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用 2 精細(xì)化工（香料、化妝品 ） （ 1）天然香料精油的提?。ü鸹?、玫瑰、茉莉等） （ 2）煙草中提取香精 （ 3）植物中去植物堿 （ 4）煙草中去尼古丁 （ 5）精制化妝品原料（表面活性劑、脂肪酸甘油酯） 115 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用 3 醫(yī)藥工業(yè) （ 1）中草藥有效成份提?。ㄉ叽沧?、連翹、桑白皮、丹參等） （ 2）類固醇類樣品提取 （ 3） EPA和 DHA的提取（原料：魚油、南海翡翠貽貝） （ 4）酶及維生素的精制回收 116 超臨界流體萃取 （ Supercritical Fluid Extraction） 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用 4 環(huán)境保護(hù) （ 1）環(huán)境樣品中污染物的分析檢測(cè) （ 2）水果中農(nóng)藥殘余物的分析 （ 3）超臨界水氧化法處理有機(jī)廢物、廢水 117 第七章 其它分離技術(shù)和分離過程的選擇 思考題 1 膜通常是由什么材料制成？ 2 膜分離與精餾過程的最大區(qū)別？ 3 膜分離過程的特點(diǎn)？ 4 列出五種最常見的膜分離過程并給出每一個(gè)過程 的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。 6 簡(jiǎn)述吸附質(zhì)被吸附劑吸附 —脫附機(jī)理