變壓精餾實驗裝置

Ⅰ 物料衡算式中用氣體或液體總摩爾流量可以嗎

第三章 物料衡算和能量衡算
化工過程的物料衡算和能量衡算,是利用物理與化學的基本定律,對化工過程單元及化工過程單元系統的物料平衡與能量平衡進行定量的計算.
通過計算,從中找出主副產品的生成量,廢物的排出量,確定原材料的消耗與定額,確定各物流的流量,組成和狀態,確定每一設備內物質轉換與能量傳遞速度.
從而為確定操作方式,設備選型以及設備尺寸的確定,管路設施與公用工程的設計提供依據.
第一節 物料衡算的原理,方法和程序
一,物料衡算的基本原理
1.物料衡算的目的:
通過物料衡算可以確定:
(1)原材料消耗定額,判斷是否達到設計要求.
(2)各設備的輸入及輸出的物流量,摩爾分率組成及其他組成表示方法.
(3)作為熱量計算的依據.
(4)根據計算結果繪出物流圖,可進行管路設計及材質選擇,儀表及自控設計等.
2.物料衡算的依據
(1)設計任務書中確定的技術方案,產品生產能力,年工作時及操作方法.
(2)建設單位或研究單位所提供的要求,設計參數及實驗室試驗或中試等數據,主要有:
①化工單元過程的主要化學反應方程式,反應物配比,轉化率,選擇性,總收率,催化劑狀態及加入配比量,催化劑是否回收使用,安全性能等.
②原料及產品的分離方式,各步的回收率,採用物料分離劑時,加入分離劑的配比.
③特殊化學品的物性,如沸點,熔點,飽和蒸汽壓,閃點等.
(3)工藝流程示意圖.
二,物料衡算的基本方法
1.物料平衡的方程
物料衡算的理論依據是質量守恆定律.
對於任一化工過程單元或過程單元系統,均服從質量守恆定律.
可寫出如下物料平衡方程:
該式在下列情況下可簡化:
(1)穩定操作過程 (Fi-F0)+(DP-Dr)=0
(2)系統內無化學反應 Fi-F0 =W
(3)系統內無化學反應的穩定操作過程
Fi-F0 =0
對於沒有化學反應的過程,一般只列寫各組分的衡算方程,只有涉及化學反應時,才列出各元素的衡算方程.
2.物料衡算的基準
進行物料衡算時,必須選擇一計算基準,並在整個運算中保持一致.
(1)時間基準
對於連續操作過程,選用單位時間作為基準是很自然的,單位時間可取1d,1h,或1s等.
(2)批量基準
對於間歇操作過程,按投入一批物料的數量為基準,最為方便.
(3)質量基準
可取某一基準物流的質量為100kg,然後計算其它物流的質量.
(4)物質的量基準
對於有化學反應的過程,由於化學反應是按摩爾進行的,因此用物質的量基準更為方便.
(5)標准體積基準
對於氣體物料,可採用標准體積基準,其實質與物質的量基準相同.
三,物料衡算的基本程序
(1)確定衡算的對象和范圍,並畫出計算對象的草圖.
(2)確定計算任務
(3)確定過程所涉及的組分,並對所有組分依次編號.
(4)對物流流股進行編號,並標注物流變數.
(5)收集數據資料 數據資料包括兩類:一類為設計任務所規定的已知條件;另一類為與過程有關的物理化學參數.具體如下:
①生產規模和生產時間
②有關的定額的技術指標
③原輔材料,產品,中間產品的規格
④與過程有關的物理化學參數.
(6)列出過程的全部獨立物料平衡方程式及其相關約束式
對於有化學反應發生的要寫出其化學反應方程式,明確反應前後的物料組成和各個組分之間的定量關系,必要時應指出其轉化率和選擇性,為計算做准備.
約束式分為兩類:
(I)分數約束式
當一般物流的組成用摩爾分數或質量分數表示時,有下式成立:
式中xij 第j組分在第i股物流中的摩爾分數;
Ns 物流的股數
Ne 物流組分數
(II)設備約束式
常見的設備約束式有:
①進料比為一常數
②兩股物流具有相同的組成
③相平衡常數
④化學平衡常數
⑤化學反應過程中的轉化率,選擇性或其他限度.
(7)選擇計算基準
(8)統計變數個數與方程個數,確定設計變數的個數及全部設計變數.
(9)整理並校核計算結果
(10)繪制物料流程圖,編寫物流表
上述步驟可歸納如下:
①陳述的問題
②列出可獲得的數據
③畫出衡算方框圖
④對物流流股及各組分編號
⑤確定衡算范圍
⑥建立系統各參數的基準
⑦建立各組分和總物料的衡算方程
⑧解析方程
⑨校核計算結果
⑩繪制物料流程圖,編寫物流表
第二節 連續過程的物料衡算
對於連續過程,在正常操作條件下一般是穩態過程,體系內無物料積累.將穩態過程以各物流的總流量Fi及組成xij表示,則有:
式中Fi 第i股物流物質的量的流量,流入為正,
流出為負
xij 第j組分的第i股物流中的摩爾分數
vjm 第j組分的第m個化學反應中的化學計量系數,
生成物為正,反應物為負,惰性組分為零.
rm 第m個化學反應的反應速率
Nr 過程中所包含的化學反應個數
一,非反應過程的物料衡算
對於非反應的連續穩態過程,上式可簡化為:
常見物理過程的物料衡算
1.混合
2.連續蒸餾
3.增濕
4.氣體混合物部分冷凝
5.液體混合物部分汽化
6.閃蒸
7.物理吸收
8.提濃
二,反應過程的物料衡算
對於包括有化學反應的物料計算舉例說明其衡算過程與步驟.
例3-1:P46
三,間歇反應釜中的物料衡算
在進行反應釜的物料衡算時,往往需要用到轉化率和收率的數據.
轉化率是針對主要原料而言的,,即主要原料在主反應和副反應中反應掉的摩爾數與其加入的摩爾數之比的百分率成為轉化率.
收率則是針對主產物而言的,主產物實際得量的摩爾數與其理論得量的摩爾數之比的百分率稱為收率.
收率通常小於轉化率.
例:乙苯用混酸硝化,原料(工業用)乙苯的純度為95%,混酸中(HNO332%,H2SO456%,H2O12%),HNO3過剩率(HNO3過剩量與理論消耗量之比)為0.052,乙苯的轉化率99%,轉化為對,鄰,間位分別為52%,43%和4%,若年產300噸對硝基乙苯,年工作日300天,試以一天為基準作硝化反應的物料衡算.
解:1)每天應生產的對硝基乙苯的量為:
300× 1000/300=1000kg
(2)每天需投料乙苯:

(純乙苯)
X=1351/0.95=1422kg(工業品)
(3)每天副產鄰,間位硝基乙苯:
(4)每天需投料的混酸:
(5)反應消耗乙苯:1351X0.99=1337.5kg
剩餘乙苯:1351-1337.5=13.5kg
(6)反應消耗HNO3:
剩餘HNO3:843.7-793.9=49.8kg
(7)反應生成的H2O:
最後將物料衡算列成表格:
作業題:
3.含有苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)分別為50%,30%,20%的混合物,以30000kg/d的流量進入一個由兩座精餾塔組成的分離系統,流程及賦值見圖.已知52%(質量)自塔Ⅰ 頂部流出,物流3中所含的苯有75%(質量)自塔Ⅱ頂部流出.計算所有未知物流變數.
第三節 能量衡算
一,基本原理
能量衡算是化工設計中極其重要的組成部分,熱力學第一定律是能量衡算的依據.
能量是熱能,電能,化學能,動能,輻射能的總和.
物料衡算則是能量衡算的基礎.
化工生產中最常用的能量形式為熱能,故化工設計中經常把能量計算稱為熱量計算.
通過熱量衡算可以確定傳熱設備的的熱負荷,以此為設計傳熱型設備的形式,尺寸傳熱面積等,並為反應器,結晶器塔式設備,壓縮系統分離設備及各種控制儀表等提供參數,以確定單位產品的能耗指標;同時也為非工藝專業設計提供設計條件做准備.
能量衡算的一般步驟與物料衡算相同,亦包括組分編號,畫計算簡圖,列寫方程式與約束式,求解方程組及結果整理等若干步驟.
由於能量衡算是以物料衡算為基礎的故其方程與約束式包括物料衡算所需的全部方程與約束式,再加上能量平衡方程與質量焓值方程.
能量平衡的變數除包括描述物料平衡問題的全部變數外,還包括:
(1)每股物流的溫度Ti壓力pi與質量焓Hi
(2)該過程所涉及的熱流與非體積功流.
對於一個過程單元,若每股物流中有NC個組分,是該過程單元能量平衡問題所涉及的變數個數:
NV=NS(NC+4)+Nq+NW+NP
二,普遍能量平衡方程式
將熱力學第一定律應用於敞開體系,可導出在普遍條件下適用的普遍能量平衡方程.
假定進入體系的物料為一微分量的質量δ m1,其單位質量的物料所具有的總能量為E1,平均流速為u1,壓力為p1,內能為U1,該流體處於距基準面z1的高度處.同樣,流出體系的參數用下標"2"表示.
對於敞開體系,若體系內沒有化學反應發生,對體系進行質量平衡有:
對敞開體系進行能量平衡有:
即:
式中dmS為體繫纍積的質量;下標"syst"表示體系;體系吸熱Q取正值,體系對外做功W取正值;反之,取負值.
由於δ W是體系與環境所交換的功,他包括與環境交換的軸功δ Ws和流動功δ Wf,因此:
將δ W代入上式,得到:
三,封閉體系的能量平衡方程式
封閉體系是指體系與環境之間的界面,只有能量交換,而無物質傳遞的體系.
將上式簡化,對於單位質量體系有:
四,穩定流動體系的能量平衡方程式
穩定流動體系是指物料連續的通過設備,進入和流出的質量流率在任何時刻都完全相等,體系中人一點的熱力學性質均不隨時間而變,體系沒有質量和能量的積累,於是上式簡化為:
或寫成:
在化工生產中,絕大多數過程都屬於穩流過程,在應用能量平衡方程的幾種常見的情況:
(1)體系在設備進出口之間的動能變化,位能變化與焓變相比較,其值很小,可以忽略.則
(2)當流體流經管道,閥門等設備時,體系與環境沒有功的交換,而進出口的動能與位能變化可忽略,則
(3)流體經節流膨脹,絕熱反應等過程,體系與環境無熱量交換,也不做功,動能,位能也不變化,則
(4)機械能量平衡方程
第四節 非反應過程的能量衡算
一,無相變體系的能量衡算
對於化工過程中的無相變,變溫,變壓過程,由熱量衡算式可知:
間歇過程或封閉過程
Q=Δ U
連續穩定流動過程
Q= ΔH
因此,要確定過程所需加入或取出的熱量,必須首先計算出ΔU或ΔH.
(一)利用熱容計算ΔU或ΔH
(1)恆容過程
式中n 物質的摩爾數
CV 恆容摩爾熱容
T1和T2 始溫和終溫
(2)恆壓過程
式中Cp 恆壓摩爾熱容.
(3)壓力對焓的影響
對理想氣體U和H只是溫度的函數,與壓力無關;對固體或液體,在恆溫變壓時, ΔU≈0, ΔH= ΔU+ Δ(PV)≈ VΔP;對於真空氣體,在低壓高溫情況下接近理想氣體;其他情況下,可根據氣體的焓校正圖加以校正.
(二)單相體系的能量衡算
由熱量衡算式Q= ΔH或Q=ΔU可以看出,如果體系的進料和出料的每個組分的焓都能直接從圖表中查得,則只需直接代入公式中計算ΔH或ΔU即可.
否則,要為每個組分選一參考態(溫度,壓力或相態),用已知的或估算的的熱容計算過程溫度下的焓,方可進行能量衡算.
二,相變體系的能量衡算
汽化和冷凝,熔化和凝固,升華和凝固這類相變過程往往伴有顯著的內能和焓的變化,這種變化常成為過程熱量的主體,不容忽視.
這里主要介紹建立和解算這類過程能量衡算的方法.
主要討論液氣間,固液間,固氣間的相變熱.
相變熱:在恆定的溫度和壓力下,單位質量或摩爾的物質發生相的變化時的焓變稱為相變熱.
三種相變的相變熱定義如下:
①汽化潛熱(ΔHV)當T和p不變,單位數量的液體汽化所需的熱量.
②熔化潛熱(ΔHm)當T和p不變,單位數量的固體熔化所需的熱量.
③升華潛熱(ΔHs)當T和p不變,單位數量的固體氣化所需的熱量.
許多純物質在正常沸點(或熔點)下的相變熱數據,可在手冊中查到,如果查到的數據,其條件不符合要求時,可設計一定的計算途徑來求算.
其中ΔH3是液體的焓變,忽略壓力對焓的影響:
ΔH4是溫度,壓力變化時的氣體焓變:
三,溶解與混合過程的能量衡算
(一)溶解熱和混合熱
(二)溶解與混合過程的能量衡算
當配製,濃縮,稀釋一種溶液時,要作熱量衡算,可列進,出口焓表,列表時將溶液看作是一種簡單的物質,還應列出溶質的量或流率,焓的單位是J/mol溶質.
第五節 化學反應過程的能量衡算
前面討論的無化學反應的能量衡算,主要就是計算進出口流股相對於參考態的焓,計算出焓差:
將ΔH代入能量衡算式即可.
當體系進行化學反應時,應將反應熱列入能量衡算式中.
反應體系能量衡算的方法按計算焓時的基準區分,主要有兩種.
一,以反應熱效應為基礎的計算方法
第一種基準:如果已知標准反應熱,則可選298K,101.3kPa為反應物及產物的計算基準.
對非反應物質另選適當的溫度為基準.
選好基準後,為了計算過程的焓變,可以畫一張表,將進出口流股中組分的流率ni和焓Hi填入表內,然後計算過程的ΔH.
ΔH的計算式為:
式中A 任意一種反應物或產物;
nAR 過程中生成或消耗A的物質的量,mol;
A A的化學計量系數.
二,以生成熱為基礎的計算方法
第二種基準:以組成反應物及產物的元素,在25℃,101.3kPa時的焓為零,非反應分子以任意適當的溫度為基準,也要畫一張填有所有流股組分ni和Hi的表,只是在這張表中反應物或產物的Hi是各物質25 ℃的生成熱與物質由25 ℃變到它進口狀態或出口狀態所需顯熱和潛熱之和.過程的總焓變即為:
第六節 實際過程的熱量衡算
一,設備的熱量平衡方程式:
(一)Q1與Q4
Q1與Q4均可有下式計算:
式中m 輸入(或輸出)設備的物料質量kg;
c 物料的平均比熱容kJ/kg·℃
t 物料的溫度℃
(二)Q5
消耗在加熱或冷卻設備上的熱量Q5,凡屬於間歇操作,開車,停車等,可按下式計算:
式中M 設備各部件的質量kg
c 設備各 部件的比熱容kJ/kg·℃
t1 設備各部件的初始溫度℃
t2 設備各部件的最終溫度℃
(三)Q6
設備向環境散失的熱量Q6可按下式計算:
式中A 設備散熱表面積m2
αT 設備散熱表面與周圍介質之間的
聯合給熱系數W/(m2·℃ )
tT 與周圍介質直接接觸的設備表面溫度℃
t0 周圍介質的溫度℃
τ 過程持續時間s .
(四)過程熱效應Q3
1.化學反應熱
2.狀態變化熱
相變熱,濃度變化熱(汽化熱,熔融熱,溶解熱,燃燒熱等)
二,加熱劑,冷卻劑及其他能量消耗的計算
(一)水蒸汽的消耗量
式中D 加熱蒸汽消耗量kg
Q2 由加熱蒸汽傳給所處理物料及設備
的熱量kJ
H 水蒸汽的熱焓kJ/kg
C 冷凝水比熱容,可取4.18kJ/kg ·℃
T 冷凝水溫度K
η 熱利用率,保溫設備取0.97-0.98;
不保溫設備取0.93-0.95.
(二)燃料的消耗量
式中B 燃料的消耗量kg
η 工業鍋爐的熱效率為0.6-0.92
QP 燃料的發熱值,無煙煤為
14600-29300kJ/kg.
(三)電能的消耗量
式中E 電能消耗量kWh
Q2 熱負荷kJ
η 電熱裝置的熱效率,一般為0.85-0.95.
(四)冷卻劑的消耗量
式中W 冷卻劑的消耗量kg
C 冷卻劑的平均比熱容kJ/kg·℃
Tk 冷卻劑的最終溫度K
TH 冷卻劑的最初溫度K
(五)壓縮空氣消耗量
式中P0 液面上方的壓強Pa;
H 壓送靜壓高度m
ρ 液體密度kg/m3
g 重力加速度;9.81m/s2
u 管內液體流速m/s
∑ξ 阻力系數總和
六,真空的抽氣量
式中VA 容器的容積 m3
τ 抽氣時間 h
PH 容器內初始壓強 Pa
PK 容器內最終壓強 Pa
三,實際過程的物料與熱量衡算
解:在圖中畫出系統外邊界及內邊界,列出已知條件,見表.
確定基準:1小時.
1.物料衡算:
按系統外邊界作衡算.
全系統衡算:W=12000-6050=5950kg
組分C的衡算:
WC=12000 × 0.14=1680kg
組分B的衡算: DB=6050 × 0.02=120kg
WB=0.36 × 12000-120=4200kg
組分A的衡算: DA=6050 × 0.98=5930kg
WA=12000 × 0.5-5930
=70kg
塔頂餾分流率: V=(R+1)D
=(2.32+1) × 6050=20090kg/h
2.熱量衡算:
按系統內邊界進行衡算.
由於系統的最低溫度為95 ℃ ,故可選用95 ℃為基準溫度,進而可作出各流股的焓流表.
通過計算後可再計算再沸器和冷凝器的熱負荷.
表3.19為各流股的焓流表:
F:氣液兩相進料 溫度140 ℃ 流量12000kg/h
顯熱:MCP(T-95)=12000× 2× 45
=1.08× 106kJ
潛熱:1/2ML=1/2× 12000× 400=2.40× 106kJ
∑ QF=3.48× 106kJ
W:液體 溫度160 ℃ 流量5950kg/h
顯熱:QW=MCP(T-95)=20090× 2× 65=7.74× 105kJ
液體無潛熱
V:氣體溫度100 ℃ 流量20090kg/h
顯熱:MCP(T-95)=20090× 2× 5=2.01× 105kJ
潛熱 :ML=20090× 400=8.036× 106kJ
∑ QV=8.237× 106kJ
3.計算熱負荷
1)輸入流股帶進的總熱量:
∑ Q1=再沸器輸入熱流量
+進料輸入熱流+迴流帶進熱流
2)輸出流股帶走的總熱量:
∑ Q2=再沸器帶走熱流量
+塔底出料帶走的熱流量
+塔頂蒸汽帶走的熱量
總熱量:∑ Q1= ∑ Q2
3)再沸器的熱負荷:
Q3=再沸器輸入熱流量-再沸器帶走熱流量
=塔底出料帶走的熱流量+塔頂蒸汽帶走
的熱量-進料輸入熱流-迴流帶進熱流
= QW + ∑ QV - ∑ QF
=5.53× 106kJ
4)冷凝器的熱負荷:
Q4=上升蒸汽熱流量-迴流熱流量-餾出液熱流量
=8.237 × 106kJ
習題課
一,物料衡算
1.物料衡算的目的:
通過物料衡算可以確定:
(1)原材料消耗定額,判斷是否達到設計要求.
(2)各設備的輸入及輸出的物流量,摩爾分率組成及其他組成表示方法.
(3)作為熱量計算的依據.
(4)根據計算結果繪出物流圖,可進行管路設計及材質選擇,儀表及自控設計等.
2.物料衡算的依據
(1)設計任務書中確定的技術方案,產品生產能力,年工作時及操作方法.
(2)建設單位或研究單位所提供的要求,設計參數及實驗室試驗或中試等數據,
(3)工藝流程示意圖.
3.物料平衡的方程
物料衡算的理論依據是質量守恆定律.
對於任一化工過程單元或過程單元系統,均服從質量守恆定律.
可寫出如下物料平衡方程:
4.物料衡算的基準
進行物料衡算時,必須選擇一計算基準,並在整個運算中保持一致.
(1)時間基準
對於連續操作過程,選用單位時間作為基準是很自然的,單位時間可取1d,1h,或1s等.
(2)批量基準
對於間歇操作過程,按投入一批物料的數量為基準,最為方便.
(3)質量基準
(4)物質的量基準
(5)標准體積基準
5.物料衡算的步驟:
①陳述的問題
②列出可獲得的數據
③畫出衡算方框圖
④對物流流股及個組分編號
⑤確定衡算范圍
⑥建立系統各參數的基準
⑦建立各組分和總物料的衡算方程
⑧解析方程
⑨校核計算結果
⑩繪制物料流程圖,編寫物流表
二,能量衡算
1.能量衡算的基本原理
熱力學第一定律是能量衡算的依據.
能量是熱能,電能,化學能,動能,輻射能的總和.
物料衡算則是能量衡算的基礎.
通過熱量衡算可以確定傳熱設備的的熱負荷,以此為設計傳熱型設備的形式,尺寸,傳熱面積等,並為反應器,結晶器,塔式設備,壓縮系統,分離設備及各種控制儀表等提供參數,以確定單位產品的能耗指標;同時也為非工藝專業設計提供設計條件做准備.
2,普遍能量平衡方程式
將熱力學第一定律應用於敞開體系,可導出在普遍條件下適用的普遍能量平衡方程.
假定進入體系的物料為一微分量的質量δ m1,其單位質量的物料所具有的總能量為E1,平均流速為u1,比體積為υ1 ,壓力為p1,內能為U1,該流體處於距基準面z1的高度處.同樣,流出體系的參數用下標"2"表示.
對於敞開體系,若體系內沒有化學反應發生,對體系進行質量平衡有:
對敞開體系進行能量平衡有:
即:
式中dmS為體繫纍積的質量;下標"syst"表示體系;體系吸熱Q取正值,體系對外做功W取正值;反之,取負值.
3,設備的熱量平衡方程式:
例:如圖所示,該塔的進料量F為12000kg/h,進料為氣液混合進料,氣液比為1:1,餾分D的流率為6050kg/h,料液和餾分的溫度分別為140℃及95℃,過熱蒸汽V為100℃,塔底組分溫度為160℃,所有組分的平均比熱容為cp=2kJ/kg· K,所有組分的潛熱為H=400kJ/kg,迴流比R=2.32,忽略熱量損失.求再沸器和冷凝器的熱負荷;若塔頂冷凝器的進出口溫度分別為20℃和60℃,總傳熱系數K取2500W/m2·K,估算冷凝器的面積.
3)再沸器的熱負荷:
Q3=再沸器輸入熱流量-再沸器帶走熱流量
=塔底出料帶走的熱流量+塔頂蒸汽帶走
的熱量-進料輸入熱流-迴流帶進熱流
= QW + ∑ QV - ∑ QF
=5.53× 106kJ
4)冷凝器的熱負荷:
Q4=上升蒸汽熱流量-迴流熱流量-餾出液熱流量
=8.237 × 106kJ
5)冷凝面積的計算:
T1=95 T 2=100 100
t1=20 t2=60 95
Δ t1 =95-20=75 60
Δ t2 =100-60=40 20
=55.7(℃)
Q=KA Δ tm
A=Q/KΔ tm
=8.237 × 109/(2500 × 3600 × 55.7)
=16.4(M2)
作業題
1.含有苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)分別為50%,30%,20%的混合物,以30000kg/d的流量進入一個由兩座精餾塔組成的分離系統,流程及賦值見圖.已知52%(質量)自塔Ⅰ 頂部流出,物流3中所含的苯有75%(質量)自塔Ⅱ頂部流出.計算所有未知物流變數.
2.如圖所示,該塔的進料量F為1500kg/h,進料為氣液混合進料,氣液比為1:2,餾分D的流率為800kg/h,料液和餾分的溫度分別為110℃及70℃,過熱蒸汽V為90℃,塔底組分溫度為130℃,所有組分的平均比熱容為cp=1.5kJ/kg· K,所有組分的潛熱為H=200kJ/kg,迴流比R=2,忽略熱量損失.求再沸器和冷凝器的熱負荷;若塔頂冷凝器的進出口溫度分別為20℃和50℃,總傳熱系數K取2200W/m2·K,計算冷凝器的面積.

Ⅱ 怎樣自製氦氣

1、冷凝法：天然氣提氦在工業上採用冷凝法該法工藝包括天然氣的預處理凈化、粗氦製取及氦的精製等工序，製得99.99%的純氦氣。

2、空分法：一般採用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣，由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經分離及純化，製得99.99%的純氦氣。

3、氫液化法：工業上採用氫液化法從合成氨尾氣中提氦。該法工藝是低溫吸附清除氮、精餾得到粗氦加氧催化除氫及氦的純化，製得99.99%的純氦氣。

(2)變壓精餾實驗裝置擴展閱讀：

性質：是宇宙中第二輕的氣體，只比氫氣稍微重一點點；稀有氣體又稱惰性氣體，化學性質穩定，不易生成化合物，是絕不會爆炸的優良氣體；沸點很低，是強力的冷卻劑。

氦氣具有化學惰性，常被用做半導體工業的保護氣和科學實驗中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣，避免電焊工件、單質硅和氧氣發生化學反應。在氣相色譜中，氦氣作為載體氣可運送被測氣體且不與其發生反應；

Ⅲ 變壓精餾分離原料摩爾分率對實驗的哪些數據影響

摩爾質量 單位物質的量的物質所具有的質量,稱為摩爾質量(molar mass),用符號M表示。當物質的質量以克為單位時,摩爾質量的單位為g/mol,在數值上等於該物質的相對原子質量或相對分子質量。對於某一純凈物來說，它的摩爾質量是固定不變的，而物質的質量則隨著物質的物質的量不同而發生變化 摩爾分率 相間組分濃度表示方法，指某一相中，一種組分在全部組分中所佔的比例。

Ⅳ CO2怎樣回收和捕集技術介紹

回收設備常用的CO2回收利用方法有：

1.溶劑吸收法。使用溶劑對CO2進行吸收和解吸，CO2濃度可達98％以上。該法只適合於從低濃度CO2廢氣中回收CO2，且流程復雜，操作成本高。

2.變壓吸附法。採用固體吸附劑吸附混合氣中的CO2，濃度可達60％以上。該法只適合於從化肥廠變換氣中脫除CO2，且CO2濃度太低不能作為產品使用。

3.有機膜分離法。利用中空纖維膜在高壓下分離CO2，只適用於氣源干凈、需用CO2濃度不高於90％的場合。目前該技術在國內處於開發階段。

4.催化燃燒法。利用催化劑和純氧氣把CO2中的可燃燒雜質轉換成CO2和水。該法只能脫除可燃雜質，能耗和成本高，已被淘汰。

上述方法生產的CO2都是氣態，都需經吸附精餾法進一步提純凈化、精餾液化，才能進行液態儲存和運輸。吸附精餾技術是上述方法在接續過程中必須使用的通用技術。

美國電力研究院（EPRI）所作的研究指出，在發電廠中採用氨洗滌可使CO2減少10%，而較老式的MEA（胺洗滌）法可使CO2減少29%。

世界新的CO2回收和捕集技術正在加快發展之中。

1.脫除CO2新溶劑巴斯夫公司和日本JGC公司已開始聯合開發一種新技術，可使天然氣中含有的CO2脫除和貯存費用削減20%。該項目得到日本經濟、貿易和工業省的支持。CO2可利用吸收劑如單乙醇胺（MEA）從燃燒過程產生的煙氣中加以捕集。然而，再生吸收劑需額外耗能，對於MEA，從煙氣中回收CO2需耗能約900千卡/千克CO2，這通常是不經濟的。日本三菱重工公司（MHI）與關西電力公司（KEPCO）合作，開發了新工藝，可給CO2回收途徑帶來新的變化。MHI發現的CO2新吸收劑是稱為KS-1和KS-2的位阻胺類，其回收所需能量比MEA所需能量約少20%。因為KS-1和KS-2對熱更穩定、腐蝕性也比MEA小，因此操作時胺類的總損失約為常規吸收劑的1/20。對於能量費用不昂貴的地區，大規模裝置使用新的工藝，CO2回收費用（包括壓縮所需費用）約為20美元/噸CO2，它比基於MEA的常規方法低約30%。MHI已在馬來西亞一套尿素裝置上驗證了這一技術，可從煙氣中回收200噸CO2/日。

2.基於氨的新工藝美國Powerspan公司開發了ECO2捕集工藝，可使用含水的氨（AA）溶液從電廠煙氣（FG）中捕集CO2。這是該公司與美國能源部國家能源技術實驗室（NETL）共同研究的成果。BP替代能源公司與Powerspan公司正在開發和驗證Powerspan公司稱為ECO2基於氨的CO2捕集技術，並將使其用於燃煤電廠從而推向商業化。這種後燃燒CO2捕集工藝適用於改造現有的燃煤發電機組和新建的燃煤電廠。ECO2捕集工藝與Powerspan公司的電催化氧化技術組合在一起，使用氨水吸收大量SO2、NOx和汞。CO2加工步驟設置在ECO的SO2、NOx和汞脫除步驟的下游。根據美國國家能源技術實驗室（NETL）等對使用含水的氨吸收CO2進行的研究表明，傳統的MEA工藝用於CO2脫除，CO2負荷能力（吸收每千克CO2/千克吸收劑）低，有高的設備腐蝕率，胺類會被其他煙氣成分降解，同時吸收劑再生時能耗較高。比較而言，氨水有較高的負荷能力，無腐蝕問題，在煙氣環境下不會降解，可使吸收劑補充量減少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低於MEA。尤其是NETL採用的Powerspan公司開發的氨水工藝與常規胺類相比，有以下優點：蒸汽負荷小（500Btu/磅被捕集的CO2）；產生較濃縮的CO2攜帶物；較低的化學品成本；產生可供銷售的副產物，實現多污染物控制。

3.CO2吸附技術近年來工業級和食品級CO2的標准要求越來越高，而通常採用的溶劑吸收法、變壓吸附法、有機膜分離法和催化燃燒法等回收的CO2產品無法達到食品級標准要求，在工業領域的應用也受到限制。美國新開發的一種超級海綿狀物質可吸收發電廠或汽車尾管排放的大量CO2。這種超級海綿狀物質作為可用於凈化溫室氣體的新方法，比現用方法（包括水溶液處理）更為有效和價格低廉。美國密歇根大學的研究人員採用化學合成方法，製取了這類海綿狀物質。這種材料稱為金屬有機骨架（MOF）混合物，為穩定的、結晶型多孔物質，由有機鏈接基團組合金屬簇構成。據報道，這種MOF能很好地捕集CO2。其化合物之一MOF?177在中等壓力（約3.0兆帕）下，可捕集140w%（33.5毫摩爾/克）室溫下的CO2，遠遠超過任何其他多孔材料的CO2貯存能力。超級綿狀MOF-177由正八面體Zn4羧基化物簇與有機基團鏈接而成，這種材料有極高的表面積，達4500平方米/克，相當於每克材料有約4個足球場大小的面積。在捕集CO2後，氣體在稍微加熱的情況下會很容易地釋放出來，然後可用於各種反應的試劑，包括製取聚碳酸酯建築材料的聚合過程和軟飲料的碳酸化。

4.利用LSCF管使CO2易於捕集一項最近的科研成果表明，採用先進陶瓷材料製作的微細管，通過控制燃燒過程，可望使發電站的溫室氣體排放減少至近乎於零。這種稱為LSCF的材料具有從空氣中過濾氧氣的顯著特徵。這樣，通過在純氧中燃燒燃料，就可產生近乎純CO2的氣流，純CO2具有可再加工為有用化學品的潛在商業化用途。LSCF是相對較新的材料，它原為燃料電池技術而開發，許多國家已研究了數十年之久，主要用作燃料電池的陰極。

5.分離CO2的膜法技術美國得克薩斯大學的工程技術人員開發的改進型塑料材料可大大改進從天然氣中分離CO2的能力。這種新的聚合物膜可自然地仿製電池膜中才有的小孔，基於它們的形狀，其獨特的沙漏形狀可有效地分離分子。科學工業研究組織2007年10月的評價表明，它可從甲烷中分離CO2。像海綿一樣，它僅吸收某些化學品。新的塑料允許CO2或其他小分子通過沙漏形狀的小孔，而天然氣（甲烷）則不會通過這些相同的小孔運移。這種熱重排（TR）塑料通過小孔分離CO2要優於常規膜。BennyFreeman教授的實驗室研究也表明，熱重排塑料膜的分離速度也較快，比常規膜去除CO2要快幾百倍。

6.從大氣中直接捕集CO2的技術美國哥倫比亞大學的科學家於2007年10月中旬宣布，正在加快開發從大氣中直接捕集CO2的工業技術。分析認為，這樣可從分散和移動的排放源中捕集全球溫室氣體中50%的CO2，甚至無需完全採用碳捕集和貯存（CCS）技術，據統計，大的靜止點排放源產生超過0.1兆噸/年的CO2。由FrankZeman提出的技術基於KlausLackner以前在哥倫比亞大學所做的工作，已確立了這一特定的空氣捕集工藝過程的熱動力學的可行性。KlausLackner於1999年首次提出從空氣中去除CO2以達到碳捕集和貯存的目的。新的研究成果已在美國《環境科學和技術》2007年11月版上發布。

7.海藻生物反應器去除CO2開發Chinchilla地下煤氣化（UCG）從合成氣制油的澳大利亞Linc能源公司2007年11月底宣布，與BioCleanCoal公司組建各持股60%和40%的合資企業，開發將工藝過程CO2轉化為氧氣和生物質用的海藻生物反應器。該合資公司將開發生物反應器，通過光合作用將CO2轉化為氧氣和固體生物質，以持久地和安全地從大氣中去除CO2。Linc能源公司將在今後一年內投入100萬澳元，開發原型裝置，用於在Chinchilla地區運行。BioCleanCoal公司是生物技術公司，專長於利用海藻將CO2轉化為氧氣和生物質。

Ⅳ 超臨界流體萃取技術的基本原理,工藝流程,基本特點及主要影響因素

超臨界流體(SCF)的特性
超臨界流體(SCF)是指物體處於其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態時,向該狀態氣體加壓,氣體不會液化,只是密度增大,具有類似液體的性質,同時還保留氣體的性能.
超臨界流體兼具氣體和液體的優點,其密度接近於液體,溶解能力較強,而黏度與氣體相近,擴散系數遠大於一般的液體,有利於傳質.另外,超臨界流體具有零表面張力,很容易滲透擴散到被萃取物的微孔內.因此,超臨界流體具有良好的溶解和傳質特性,能與萃取物很快地達到傳質平衡,實現物質的有效分離.
超臨界流體萃取分離的原理
超臨界流體萃取分離過程是利用其溶解能力與密度的關系,即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的.在超臨界狀態下,流體與待分離的物質接觸,使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和分子質量大小的不同成分萃取出來.然後藉助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則自動完全或基本析出,從而達到分離提純的目的,並將萃取分離的兩個過程合為一體.
超臨界流體萃取的溶劑
超臨界流體萃取過程能否有效地分離產物或除去雜質,關鍵是萃取中使用的溶劑必須具有良好的選擇性.目前研究的超臨界流體種類很多,主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等.近年來主要還是以使用二氧化碳超臨界流體居多,因為二氧化碳的臨界狀態易達到,它的臨界溫度(Tc=30.98℃) 接近室溫,臨界壓力(Pc=7.377 MPa)也不高,具有很好的擴散性能,較低的表面張力,且無毒、無味、不易燃、價廉、易精製等特點,這些特性對熱敏性易氧化的天然產品更具吸引力
超臨界流體萃取主要特點
超臨界流體技術在萃取和精餾過程中,作為常規分離方法的替代,有許多潛在的應用前景.其優勢特點是：
（1）使用SFE是最干凈的提取方法,由於全過程不用有機溶劑,因此萃取物絕無殘留的溶劑物質,從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環境的污染,保證了100%的純天然性；
（2）萃取和分離合二為一,當飽和的溶解物的CO2流體進入分離器時,由於壓力的下降或溫度的變化,使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開,不僅萃取的效率高而且能耗較少,提高了生產效率也降低了費用成本；
（3）超臨界萃取可以在接近室溫(35～40℃)及CO2氣體籠罩下進行提取,有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散.
（4）CO2是一種不活潑的氣體,萃取過程中不發生化學反應,且屬於不燃性氣體,無味、無臭、無毒、安全性非常好；
（5）CO2氣體價格便宜,純度高,容易製取,且在生產中可以重復循環使用,從而有效地降低了成本；
（6）壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數,通過改變溫度和壓力達到萃取的目的,壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質分離開來；反之,將溫度固定,通過降低壓力使萃取物分離,因此工藝簡單容易掌握,而且萃取的速度快.
超臨界流體萃取過程的主要影響因素
(1)萃取壓力的影響
萃取壓力是SFE最重要的參數之一,萃取溫度一定時,壓力增大,流體密度增大,溶劑強度增強,溶劑的溶解度就增大.對於不同的物質,其萃取壓力有很大的不同.
(2)萃取溫度的影響
溫度對超臨界流體溶解能力影響比較復雜,在一定壓力下,升高溫度被萃取物揮發性增加,這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度,從而使萃取量增大；但另一方面,溫度升高,超臨界流體密度降低,從而使化學組分溶解度減小,導致萃取數減少.因此,在選擇萃取溫度時要綜合這兩個因素考慮.
(3)萃取粒度的影響
粒度大小可影響提取回收率,減小樣品粒度,可增加固體與溶劑的接觸面積,從而使萃取速度提高.不過,粒度如過小、過細,不僅會嚴重堵塞篩孔,造成萃取器出口過濾網的堵塞.
(4)CO2流量的影響
CO2的流量的變化對超臨界萃取有兩個方面的影響.CO2的流量太大,會造成萃取器內CO2流速增加,CO2停留時間縮短,與被萃取物接觸時間減少,不利於萃取率的提高.但另一方面,CO2的流量增加,可增大萃取過程的傳質推動力,相應地增大傳質系數,使傳質速率加快,從而提高SFE的萃取能力.因此,合理選擇CO2的流量在SFE中也相當重要.
超臨界流體萃取的過程是由萃取和分離2個階段組合而成的.根據分離方法的不同,可以把超臨界萃取流程分為：等溫法、等壓法和吸附法,如圖2所示.
3.1 等溫變壓萃取流程
等溫條件下,萃取相減壓,膨脹,溶質分離,溶劑CO2經壓縮機加壓後再回到萃取槽,溶質經分離器分離從底部取出.如此循環,從而得到被分離的萃取物.該過程易於操作,應用較為廣泛,但能耗高一些.
3.2 等壓變溫萃取流程
等壓條件下,萃取相加熱升溫,溶質分離,溶劑CO2經冷卻後回到萃取槽.過程只需用循環泵操作即可,壓縮功率較少,但需要使用加熱蒸汽和冷卻水.
3.3吸附萃取流程
萃取相中的溶質由分離槽中的吸附劑吸附,溶劑CO2再回到萃取槽中.吸附萃取流程適用於萃取除去雜質的情況,萃取器中留下的剩餘物則為提純產品.
其中,前兩種流程主要用於萃取相中的溶質為需要的精製產品,第三種流程則常用於萃取產物中雜質或有害成分的去除.
超臨界流體具有許多不同於一般液體溶劑的物理化學特性,基於超臨界流體的萃取技術具有傳統萃取技術無法比擬的優勢,近年來,超臨界流體萃取技術的研究和應用從基礎數據、工藝流程到實驗設備等方面均有較快的發展.
但由於對超臨界流體本身尚缺乏透徹的認識,對其化學反應、傳質理論以及反應中熱力學的本質問題研究有待深入,而且超臨界流體萃取分離技術需要高壓裝置,因而對工藝設備的要求往往也比較高,需要有較大的投入等原因的客觀存在,因此目前超臨界流體的大規模實際應用還存在諸多問題需要進一步解決.
目前國際上超臨界流體萃取與造粒技術的研究和應用正方興未艾,技術發展應用范圍包括了：萃取(extraction),分離(separation),清洗(cleaning),包覆(coating),浸透(impregnation),顆粒形成(particle formation)與反應(reaction).德國,日本和美國已處於領先地位,在醫葯,化工,食品,輕工,環保等方面研究成果不斷問世,工業化的大型超臨界流體設備有5000L～10000L的規模,日本已成功研製出超臨界色譜分析儀,而台灣亦有五王糧食公司運用超臨界二氧化碳萃取技術進行食米農葯殘留及重金屬的萃取與去除.
目前國際上超臨界流體萃取的研究重點已有所轉移,為得到純度較高的高附加值產品,對超臨界流體逆流萃取和分餾萃取的研究越來越多.超臨界條件下的反應的研究成為重點, 特別是超臨界水和超臨界二氧化碳條件下的各類反應,更為人們所重視.超臨界流體技術應用的領域更為廣泛,除了天然產物的提取,有機合成外還有環境保護,材料加工,油漆印染,生物技術和醫學等；有關超臨界流體技術的基礎理論研究得到加強,國際上的這些動向值得我們關注.
由於超臨界二氧化碳萃取技術在萃取後能將二氧化碳再次利用,把對環境的污染降至最低,所以未來傳統工業若是能以超臨界二氧化碳當作主要溶劑,那現在我們這顆唯一的地球,便能得到舒緩.
21世紀的化學工業,醫葯工業等必須通過調整自身的產業結構和產品結構,研究開發清潔化生產和綠色工業的新工藝和新技術.超臨界流體技術就是近30年來迅速發展起來的這樣一種新技術.我們應當從這個戰略高度來認識超臨界流體技術研究和推廣應用的重要性,制定研究規劃,加大投入,加強對該技術的基礎和應用研究,使它真正用於工業化生產,造福於人類,造福於社會.

Ⅵ 氦氣有什麼簡單的製作方法

常規而言從天然氣中提取氦氣的氦氣製作的方法有以下幾種：
吸附法
這種氦氣製作的方法的原理是根據天然氣中各組分在固體吸附劑表面上吸附能力的差異來將氦氣提取分離。此氦氣製作的方法適用於雜質含量低於10%的粗氦精製，這些年來發展的變壓吸附就是由此種氦氣製作的方法改進的。

吸收法
這種氦氣製作的方法的原理是選用適當的吸收溶劑（一般是氟烴、液態烷烴），在一定的條件下將沸點比氦氣高的雜質洗滌吸收去除，從而得到氦氣。

冷凝法：天然氣提氦在工業上採用冷凝法該法工藝包括天然氣的預處理凈化、粗氦製取及氦的精製等工序，製得99.99%的純氦氣。

擴散法
利用氦氣的良好導熱性將天然氣中的氦氣組分濃縮提取出來，這種氦氣製作的方法一般的操作溫度是400-500攝氏度。

膜滲透法
各類膜材料的發展很迅速，利用各種氣體對膜的滲透性不同，就能利用膜滲透法將天然氣中的氦氣提取出來。這種氦氣製作的方法在提取工業氦氣上運用很廣泛。

空分法
一般採用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣，由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經分離及純化，製得99.99%的純氦氣。

氫液化法
工業上採用氫液化法從合成氨尾氣中提氦。該法工藝是低溫吸附清除氮、精餾得到粗氦加氧催化除氫及氦的純化，製得99.99%的純氦氣。

高純氦法
將99.99%的純氦進一步用活性炭吸附純化製得99.9999%的高純氦氣。

Ⅶ 什麼是純物質的臨界點，說出超臨界流體的兩個應用范圍

超臨界流體(SCF)的特性超臨界流體(SCF)是指物體處於其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態時，向該狀態氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液體的性質，同時還保留氣體的性能。超臨界流體兼具氣體和液體的優點，其密度接近於液體，溶解能力較強，而黏度與氣體相近，擴散系數遠大於一般的液體，有利於傳質。另外，超臨界流體具有零表面張力，很容易滲透擴散到被萃取物的微孔內。因此，超臨界流體具有良好的溶解和傳質特性，能與萃取物很快地達到傳質平衡，實現物質的有效分離。超臨界流體萃取分離的原理超臨界流體萃取分離過程是利用其溶解能力與密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和分子質量大小的不同成分萃取出來。然後藉助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則自動完全或基本析出，從而達到分離提純的目的，並將萃取分離的兩個過程合為一體。超臨界流體萃取的溶劑超臨界流體萃取過程能否有效地分離產物或除去雜質，關鍵是萃取中使用的溶劑必須具有良好的選擇性。目前研究的超臨界流體種類很多，主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等。近年來主要還是以使用二氧化碳超臨界流體居多，因為二氧化碳的臨界狀態易達到，它的臨界溫度(Tc=30.98℃)接近室溫，臨界壓力(Pc=7.377MPa)也不高，具有很好的擴散性能，較低的表面張力，且無毒、無味、不易燃、價廉、易精製等特點，這些特性對熱敏性易氧化的天然產品更具吸引力超臨界流體萃取主要特點超臨界流體技術在萃取和精餾過程中，作為常規分離方法的替代，有許多潛在的應用前景。其優勢特點是：（1）使用SFE是最干凈的提取方法，由於全過程不用有機溶劑，因此萃取物絕無殘留的溶劑物質，從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環境的污染，保證了100%的純天然性；（2）萃取和分離合二為一，當飽和的溶解物的CO2流體進入分離器時，由於壓力的下降或溫度的變化，使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取的效率高而且能耗較少，提高了生產效率也降低了費用成本；（3）超臨界萃取可以在接近室溫(35～40℃)及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散。（4）CO2是一種不活潑的氣體，萃取過程中不發生化學反應，且屬於不燃性氣體，無味、無臭、無毒、安全性非常好；（5）CO2氣體價格便宜，純度高，容易製取，且在生產中可以重復循環使用，從而有效地降低了成本；（6）壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數，通過改變溫度和壓力達到萃取的目的，壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質分離開來；反之，將溫度固定，通過降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單容易掌握，而且萃取的速度快。超臨界流體萃取過程的主要影響因素(1)萃取壓力的影響萃取壓力是SFE最重要的參數之一，萃取溫度一定時，壓力增大，流體密度增大，溶劑強度增強，溶劑的溶解度就增大。對於不同的物質，其萃取壓力有很大的不同。(2)萃取溫度的影響溫度對超臨界流體溶解能力影響比較復雜，在一定壓力下，升高溫度被萃取物揮發性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取量增大；但另一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，從而使化學組分溶解度減小，導致萃取數減少。因此，在選擇萃取溫度時要綜合這兩個因素考慮。(3)萃取粒度的影響粒度大小可影響提取回收率，減小樣品粒度，可增加固體與溶劑的接觸面積，從而使萃取速度提高。不過，粒度如過小、過細，不僅會嚴重堵塞篩孔，造成萃取器出口過濾網的堵塞。(4)CO2流量的影響CO2的流量的變化對超臨界萃取有兩個方面的影響。CO2的流量太大，會造成萃取器內CO2流速增加，CO2停留時間縮短，與被萃取物接觸時間減少，不利於萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取過程的傳質推動力，相應地增大傳質系數，使傳質速率加快，從而提高SFE的萃取能力。因此，合理選擇CO2的流量在SFE中也相當重要。超臨界流體萃取的過程是由萃取和分離2個階段組合而成的。根據分離方法的不同，可以把超臨界萃取流程分為：等溫法、等壓法和吸附法，如圖2所示。3.1等溫變壓萃取流程等溫條件下，萃取相減壓，膨脹，溶質分離，溶劑CO2經壓縮機加壓後再回到萃取槽，溶質經分離器分離從底部取出。如此循環，從而得到被分離的萃取物。該過程易於操作，應用較為廣泛，但能耗高一些。3.2等壓變溫萃取流程等壓條件下，萃取相加熱升溫，溶質分離，溶劑CO2經冷卻後回到萃取槽。過程只需用循環泵操作即可，壓縮功率較少，但需要使用加熱蒸汽和冷卻水。3.3吸附萃取流程萃取相中的溶質由分離槽中的吸附劑吸附，溶劑CO2再回到萃取槽中。吸附萃取流程適用於萃取除去雜質的情況，萃取器中留下的剩餘物則為提純產品。其中,前兩種流程主要用於萃取相中的溶質為需要的精製產品，第三種流程則常用於萃取產物中雜質或有害成分的去除。超臨界流體具有許多不同於一般液體溶劑的物理化學特性，基於超臨界流體的萃取技術具有傳統萃取技術無法比擬的優勢，近年來，超臨界流體萃取技術的研究和應用從基礎數據、工藝流程到實驗設備等方面均有較快的發展。但由於對超臨界流體本身尚缺乏透徹的認識，對其化學反應、傳質理論以及反應中熱力學的本質問題研究有待深入，而且超臨界流體萃取分離技術需要高壓裝置，因而對工藝設備的要求往往也比較高，需要有較大的投入等原因的客觀存在，因此目前超臨界流體的大規模實際應用還存在諸多問題需要進一步解決。目前國際上超臨界流體萃取與造粒技術的研究和應用正方興未艾，技術發展應用范圍包括了：萃取(extraction)，分離(separation)，清洗(cleaning)，包覆(coating)，浸透(impregnation)，顆粒形成(particleformation)與反應(reaction)。德國，日本和美國已處於領先地位，在醫葯，化工，食品，輕工，環保等方面研究成果不斷問世，工業化的大型超臨界流體設備有5000L～10000L的規模，日本已成功研製出超臨界色譜分析儀，而台灣亦有五王糧食公司運用超臨界二氧化碳萃取技術進行食米農葯殘留及重金屬的萃取與去除。目前國際上超臨界流體萃取的研究重點已有所轉移，為得到純度較高的高附加值產品，對超臨界流體逆流萃取和分餾萃取的研究越來越多。超臨界條件下的反應的研究成為重點，特別是超臨界水和超臨界二氧化碳條件下的各類反應，更為人們所重視.超臨界流體技術應用的領域更為廣泛，除了天然產物的提取，有機合成外還有環境保護，材料加工，油漆印染，生物技術和醫學等；有關超臨界流體技術的基礎理論研究得到加強，國際上的這些動向值得我們關注。由於超臨界二氧化碳萃取技術在萃取後能將二氧化碳再次利用，把對環境的污染降至最低，所以未來傳統工業若是能以超臨界二氧化碳當作主要溶劑，那現在我們這顆唯一的地球，便能得到舒緩。21世紀的化學工業，醫葯工業等必須通過調整自身的產業結構和產品結構，研究開發清潔化生產和綠色工業的新工藝和新技術。超臨界流體技術就是近30年來迅速發展起來的這樣一種新技術.我們應當從這個戰略高度來認識超臨界流體技術研究和推廣應用的重要性，制定研究規劃，加大投入，加強對該技術的基礎和應用研究，使它真正用於工業化生產，造福於人類，造福於社會。

Ⅷ 氦氣怎麼製造

根據您的提問，氦氣製造方法有四種：

1、天然氣分離法：工業上，主要以含有氦的天然氣為原料，反復進行液化分餾，然後利用活性炭進行吸附提純，得到純氦。

2、合成氨法：在合成氨中，從尾氣經分離提純可得氦。

3、空氣法：從液態空氣中用分餾法從氖氦混合氣中提出。

4、鈾礦石法：將含氦的鈾礦石經過焙燒，分離出氣體，再經過化學方法，除去水蒸氣、氫氣和二氧化碳等雜質提純出氦。

拓展資料：

氦（舊譯作氜）是一種化學元素，它的化學符號是He，它的原子序數是2，是一種無色的惰性氣體，放電時發深黃色的光。在常溫下，它是一種極輕的無色、無臭、無味的單原子氣體。氦氣是所有氣體中最難液化的，是唯一不能在標准大氣壓下固化的物質。氦的化學性質非常不活潑，一般狀態下很難和其他物質發生反應。氦是宇宙中第二最豐富的元素，在銀河系佔24％。

Ⅸ 開封空分集團的公司產品

大、中型空分設備產品是我公司的主導產品。
我公司設計和製造的空分設備已成系列化，最大規格82000m/h。20世紀90年代開發了分子篩凈化帶增壓膨脹機流程空分設備，規整填料精餾塔、無氫制氬、大型內壓縮流程等新技術的應用已達國際水平，在國內居領先地位。
我公司設計、製造的大、中型空分設備有：20000/h、30000 m/h、40000 m/h、50000 m/h、60000 m/h、80000 m/h等級及高純氮系列設備。自20世紀90年代以來，我公司進一步拓展國際市場，先後出口1500 m/h、3200 m/h、4500 m/h、6000 m/h、15000 m/h空分設備和多種規格的全液體設備到印尼、印度、菲律賓、伊朗、歐盟、越南、土爾其、伊拉克等國家。
進入2000年以來，根據市場變化，我公司加大了大型內壓縮空分產品的開發力度，先後向冶金、化工企業提供氧氣壓力等級2.5—11.0Mpa，容量為2萬、3萬、4萬、5萬、6萬、8萬等級不同流程型式的大型內壓縮成套空分設備。
我公司也可根據用戶具體要求，設計、製造全提取空分設備，可同時製取氧、氮、氬及稀有氣體的氣、液態產品，或單獨製取氧氣或氮的氣、液態產品的空分設備。 鋁制板翅式換熱器以其結構緊湊,重量輕傳熱效率高等優點,廣泛應用於工業氣體分離和液化、石油化工、動力運輸機械及製冷設備上。我公司在板翅式換熱器的設計和製造方面實力雄厚,有完善的生產體系,積累了豐富的經驗,擁有我國最大的真空釺焊爐以及成套製造和檢驗設備,是我國板翅式換熱器的生產基地。BCK3—800/6、BCK2.1—900/6鋁制板翅式切換換熱器,於1985年榮獲國優銀質獎。目前可釺焊的產品單元體最大尺寸達1350×1350×7800mm,能同時進行9種流體的熱交換。
管殼式換熱器產品有：列管式、翅片管式、套片式、繞管式、雙管板式、內翅管式等，可根據用戶的不同需求進行設計和生產，其中多股流高壓繞管式換熱器（最高設計壓力大20Mpa以上，最大外形尺寸，Φ3000 ×22000，噸位大90餘噸）已被國家經貿委列為技術創新項目，可以為大化肥裝置、大型空分設備、天然氣液化設備等進行配套，由於技術先進，質量可靠作為國際上著名公司的配套產品已實現替代進口。 我公司是我國設計、製造離心式空氣壓縮機、氧氣壓縮機的骨幹企業之一，具有三十多年的設計、製造經驗。多年來，先後與西安交通大學、中國科學院、清華大學、鄭州工業大學等科研院所進行了多個項目合作，共同開發了用於壓縮機氣動熱力計算，軸承及轉子動力計算，葉輪強度計算等設計軟體，並應用這些軟體在國內率先開展三元葉輪模型級的實驗研究工作，於八十年代初在消化國外先進技術的基礎上研製出我國第一台帶近口導葉調節的H型等溫壓縮機，並實現了該機型的系列化。該機性能先進，多變率達86%以上，整機等溫效率達74%以上。我公司研製開發的立式無油潤滑、活塞式氧氣、氮氣壓縮機具有氣動性能先進、結構緊湊、佔地面積小，運轉平穩、可靠性高等特點，具有很高的市場佔有率。1995年，公司從美國北方研究工作公司（NREC）引進了用於三元葉輪設計、加工用大型軟體包，包括離心式壓縮機性能預測、三元流暢分析及三元葉輪模擬加工軟體，從美國波士頓機床公司購進了專門用於三元葉輪加工的五軸聯動數控制加工中心，並成功運用於我公司該類產品的設計加工，大大提高了產品的設計、加工精度，保證了設計與實際運行值的一致性。
目前我公司設計製造的離心式空氣壓縮機有單軸DA型和雙軸H型兩種形式，規格達幾十種，流量從80m/min-2300 m/min,排氣壓從0.6Mpa-2.0Mpa；無油潤滑活塞式氧氣，氮氣壓縮機有單列、雙列、三列、四列，單機排氣量從300 m/h-7500 m/h，排氣壓力從0.2Mpa-3.0MPa，增壓機排氣壓力可達6.4MPa，也可根據用戶的特殊要求，設計製造全新型號的壓縮機。 透平膨脹機是空分設備的主要配套機組之一,我公司從20世紀六十年代起就開始從事透平膨脹機的研究、開發、設計和製造,至今已有千餘台機組運行在鋼鐵,石化等工業部門,部分隨空分設備出口國外。
二十世紀八十年代末九十年代初，我公司與西安交通大學合作進行增壓透平膨脹機的研究開發工作，從國外引進了物性資料庫，開發出適用於多組分介質的增壓透平膨脹機的熱力學特性及兩端功率的設計計算軟體，公司專門建立了膨脹機冷試台位，通過實驗取得了大量的經驗數據，豐富了設計計算軟體，大大提高了設計的准確性。1995年，公司從美國北方工程公司（NREC）引進了透平膨脹機械設計、加工軟體包，從美國波士頓機床公司引進了專門用於三元葉輪加工的五軸聯動數控加工中心，這些軟體可以用於膨脹機、增壓機的性能預測、優化，對三元流場進行分析，對三元葉輪型進行設計、造型。2003年，公司對NREC軟體進行了升級優化。軟、硬體結合可以實現三元葉輪的全自動加工，大大提高了設計精度，確保了設計性能與實際運行參數的高度一致性，使機組的效率得到很大的提高，接近或達到當今世界先進水平。 我公司從事國內和出口空分裝置控制系統和儀表工程的設計、成套、組態、調試和現場技術服務。
控制系統覆蓋了800--80000Nm3/h近千套特大、大、中小型空分設備，變壓吸附、LNG冷能利用。從氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表到PLC、DCS、遠程監控先進控制和ITCC。
我公司還承擔了多套環保工程（葯廠、造紙廠、污水處理）的儀控系統設計、成套、調試等工作。我公司先後採用了以下各類控制系統以滿足用戶多層需求：
美國 Honeywell(Micro TDC3000、TDC3000、TPS、ePKS 、TPS)
美國 FOXBORO(I/A Series)
美國 ABB(Infi90、Freelance 2000、InstrialIT)
日本 Yokogawa(μXL、CS1000、CS3000)
美國 Emerson(Delta V)
德國 Siemens(S7-200、S7-300、S7-400、PCS7)
美國 GE(Fanuc9030、(Fanuc9070、Versa Max)
美國 Schneider (Quantum)
日本 YOMOTOKE(HARMONAS)
浙大中控(JX-300XP)
北京和利時(MACS)
美國 Triconex(TS3000)
日本 ORMRON(C40P、CPMEA)
我公司的自動化控制水平處於空分行業先進水平，至今為止實現了如下控制：
1、空分裝置的局部優化控制，如空壓機、增壓機的自動啟動、自動載入和卸載、防喘振控制以及送出流量自動變負荷等控制策略,並實現整套空分裝置的自動變負荷先進控制。
2、大、中、小型空分裝置的儀電一體化控制，通過DCS系統監控所有的空分成套設備（包括各個機組），減少了儀一電之間大量的外部硬接線、低壓控制電器元件以及工程安裝材料，提高了空分設備的可靠性，使得控制系統具有更好的性價比。
3、遠程監控的實施，通過Inter網對空分的操作進行遠程實時分析和指導，大大方便了用戶。
4、DCS與工廠管理網計算機之間的數據通訊。
5、大型空分配套機組（空壓機、增壓機、汽輪機、氧透和氮透等）採用ITCC控制，完成空分裝置緊急停車聯鎖保護、機組綜合控制與保護、安全保護系統的集成。
6、成立了透平機械遠程診斷與故障診斷，空分設備遠程監測中心。 我公司為各類工業氣體分離和液化設備設計生產各種配套閥門，主要產品有：蝶閥、截止閥、節流閥、止回閥、調節閥、切換閥六大類，二十二個品種約二百個規格，公稱壓力為0.06—22Mpa，使用溫度為-196℃--200℃，傳動方式有手動、電動、氣動三種。
最近我公司開發研究使用於分子篩預凈化流程空分設備的各種規格的平面、球面軟密封切換閥及平面硬密封切換蝶閥，其特點是耐高溫、壽命長、結構簡單、開啟靈活、平穩、已成功地應用於多家用戶的空分設備上。

Ⅹ 如何提取氧氣

提取氧氣的方法很多，主要方法介紹一下：
1、深冷制氧。就是將空氣通過深冷技術，液化，再進行精餾，得到液氧，同時生產氮氣、氬氣等氣體。規模大，純度高，成本低，是主要的氧氣來源。
2、變壓吸附制氧。通過吸附劑，將氮氣吸附，得到氧氣。該方法氧氣純度較低，含有氬氣，成本低，規模大，也是工業上常用的制氧方法，比如煤化工廠大多採用這種方式制氧。
3、電解水制氧。氧的純度高，成本也很高，能耗巨大，需要少量氧氣時使用。
4、實驗室制備。比如氯酸鉀分解，高錳酸鉀分解等，實驗室里制備少量氧氣。