变压精馏实验装置

Ⅰ 物料衡算式中用气体或液体总摩尔流量可以吗

第三章 物料衡算和能量衡算
化工过程的物料衡算和能量衡算,是利用物理与化学的基本定律,对化工过程单元及化工过程单元系统的物料平衡与能量平衡进行定量的计算.
通过计算,从中找出主副产品的生成量,废物的排出量,确定原材料的消耗与定额,确定各物流的流量,组成和状态,确定每一设备内物质转换与能量传递速度.
从而为确定操作方式,设备选型以及设备尺寸的确定,管路设施与公用工程的设计提供依据.
第一节 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:
通过物料衡算可以确定:
(1)原材料消耗定额,判断是否达到设计要求.
(2)各设备的输入及输出的物流量,摩尔分率组成及其他组成表示方法.
(3)作为热量计算的依据.
(4)根据计算结果绘出物流图,可进行管路设计及材质选择,仪表及自控设计等.
2.物料衡算的依据
(1)设计任务书中确定的技术方案,产品生产能力,年工作时及操作方法.
(2)建设单位或研究单位所提供的要求,设计参数及实验室试验或中试等数据,主要有:
①化工单元过程的主要化学反应方程式,反应物配比,转化率,选择性,总收率,催化剂状态及加入配比量,催化剂是否回收使用,安全性能等.
②原料及产品的分离方式,各步的回收率,采用物料分离剂时,加入分离剂的配比.
③特殊化学品的物性,如沸点,熔点,饱和蒸汽压,闪点等.
(3)工艺流程示意图.
二,物料衡算的基本方法
1.物料平衡的方程
物料衡算的理论依据是质量守恒定律.
对于任一化工过程单元或过程单元系统,均服从质量守恒定律.
可写出如下物料平衡方程:
该式在下列情况下可简化:
(1)稳定操作过程 (Fi-F0)+(DP-Dr)=0
(2)系统内无化学反应 Fi-F0 =W
(3)系统内无化学反应的稳定操作过程
Fi-F0 =0
对于没有化学反应的过程,一般只列写各组分的衡算方程,只有涉及化学反应时,才列出各元素的衡算方程.
2.物料衡算的基准
进行物料衡算时,必须选择一计算基准,并在整个运算中保持一致.
(1)时间基准
对于连续操作过程,选用单位时间作为基准是很自然的,单位时间可取1d,1h,或1s等.
(2)批量基准
对于间歇操作过程,按投入一批物料的数量为基准,最为方便.
(3)质量基准
可取某一基准物流的质量为100kg,然后计算其它物流的质量.
(4)物质的量基准
对于有化学反应的过程,由于化学反应是按摩尔进行的,因此用物质的量基准更为方便.
(5)标准体积基准
对于气体物料,可采用标准体积基准,其实质与物质的量基准相同.
三,物料衡算的基本程序
(1)确定衡算的对象和范围,并画出计算对象的草图.
(2)确定计算任务
(3)确定过程所涉及的组分,并对所有组分依次编号.
(4)对物流流股进行编号,并标注物流变量.
(5)收集数据资料 数据资料包括两类:一类为设计任务所规定的已知条件;另一类为与过程有关的物理化学参数.具体如下:
①生产规模和生产时间
②有关的定额的技术指标
③原辅材料,产品,中间产品的规格
④与过程有关的物理化学参数.
(6)列出过程的全部独立物料平衡方程式及其相关约束式
对于有化学反应发生的要写出其化学反应方程式,明确反应前后的物料组成和各个组分之间的定量关系,必要时应指出其转化率和选择性,为计算做准备.
约束式分为两类:
(I)分数约束式
当一般物流的组成用摩尔分数或质量分数表示时,有下式成立:
式中xij 第j组分在第i股物流中的摩尔分数;
Ns 物流的股数
Ne 物流组分数
(II)设备约束式
常见的设备约束式有:
①进料比为一常数
②两股物流具有相同的组成
③相平衡常数
④化学平衡常数
⑤化学反应过程中的转化率,选择性或其他限度.
(7)选择计算基准
(8)统计变量个数与方程个数,确定设计变量的个数及全部设计变量.
(9)整理并校核计算结果
(10)绘制物料流程图,编写物流表
上述步骤可归纳如下:
①陈述的问题
②列出可获得的数据
③画出衡算方框图
④对物流流股及各组分编号
⑤确定衡算范围
⑥建立系统各参数的基准
⑦建立各组分和总物料的衡算方程
⑧解析方程
⑨校核计算结果
⑩绘制物料流程图,编写物流表
第二节 连续过程的物料衡算
对于连续过程,在正常操作条件下一般是稳态过程,体系内无物料积累.将稳态过程以各物流的总流量Fi及组成xij表示,则有:
式中Fi 第i股物流物质的量的流量,流入为正,
流出为负
xij 第j组分的第i股物流中的摩尔分数
vjm 第j组分的第m个化学反应中的化学计量系数,
生成物为正,反应物为负,惰性组分为零.
rm 第m个化学反应的反应速率
Nr 过程中所包含的化学反应个数
一,非反应过程的物料衡算
对于非反应的连续稳态过程,上式可简化为:
常见物理过程的物料衡算
1.混合
2.连续蒸馏
3.增湿
4.气体混合物部分冷凝
5.液体混合物部分汽化
6.闪蒸
7.物理吸收
8.提浓
二,反应过程的物料衡算
对于包括有化学反应的物料计算举例说明其衡算过程与步骤.
例3-1:P46
三,间歇反应釜中的物料衡算
在进行反应釜的物料衡算时,往往需要用到转化率和收率的数据.
转化率是针对主要原料而言的,,即主要原料在主反应和副反应中反应掉的摩尔数与其加入的摩尔数之比的百分率成为转化率.
收率则是针对主产物而言的,主产物实际得量的摩尔数与其理论得量的摩尔数之比的百分率称为收率.
收率通常小于转化率.
例:乙苯用混酸硝化,原料(工业用)乙苯的纯度为95%,混酸中(HNO332%,H2SO456%,H2O12%),HNO3过剩率(HNO3过剩量与理论消耗量之比)为0.052,乙苯的转化率99%,转化为对,邻,间位分别为52%,43%和4%,若年产300吨对硝基乙苯,年工作日300天,试以一天为基准作硝化反应的物料衡算.
解:1)每天应生产的对硝基乙苯的量为:
300× 1000/300=1000kg
(2)每天需投料乙苯:

(纯乙苯)
X=1351/0.95=1422kg(工业品)
(3)每天副产邻,间位硝基乙苯:
(4)每天需投料的混酸:
(5)反应消耗乙苯:1351X0.99=1337.5kg
剩余乙苯:1351-1337.5=13.5kg
(6)反应消耗HNO3:
剩余HNO3:843.7-793.9=49.8kg
(7)反应生成的H2O:
最后将物料衡算列成表格:
作业题:
3.含有苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)分别为50%,30%,20%的混合物,以30000kg/d的流量进入一个由两座精馏塔组成的分离系统,流程及赋值见图.已知52%(质量)自塔Ⅰ 顶部流出,物流3中所含的苯有75%(质量)自塔Ⅱ顶部流出.计算所有未知物流变量.
第三节 能量衡算
一,基本原理
能量衡算是化工设计中极其重要的组成部分,热力学第一定律是能量衡算的依据.
能量是热能,电能,化学能,动能,辐射能的总和.
物料衡算则是能量衡算的基础.
化工生产中最常用的能量形式为热能,故化工设计中经常把能量计算称为热量计算.
通过热量衡算可以确定传热设备的的热负荷,以此为设计传热型设备的形式,尺寸传热面积等,并为反应器,结晶器塔式设备,压缩系统分离设备及各种控制仪表等提供参数,以确定单位产品的能耗指标;同时也为非工艺专业设计提供设计条件做准备.
能量衡算的一般步骤与物料衡算相同,亦包括组分编号,画计算简图,列写方程式与约束式,求解方程组及结果整理等若干步骤.
由于能量衡算是以物料衡算为基础的故其方程与约束式包括物料衡算所需的全部方程与约束式,再加上能量平衡方程与质量焓值方程.
能量平衡的变量除包括描述物料平衡问题的全部变量外,还包括:
(1)每股物流的温度Ti压力pi与质量焓Hi
(2)该过程所涉及的热流与非体积功流.
对于一个过程单元,若每股物流中有NC个组分,是该过程单元能量平衡问题所涉及的变量个数:
NV=NS(NC+4)+Nq+NW+NP
二,普遍能量平衡方程式
将热力学第一定律应用于敞开体系,可导出在普遍条件下适用的普遍能量平衡方程.
假定进入体系的物料为一微分量的质量δ m1,其单位质量的物料所具有的总能量为E1,平均流速为u1,压力为p1,内能为U1,该流体处于距基准面z1的高度处.同样,流出体系的参数用下标"2"表示.
对于敞开体系,若体系内没有化学反应发生,对体系进行质量平衡有:
对敞开体系进行能量平衡有:
即:
式中dmS为体系累积的质量;下标"syst"表示体系;体系吸热Q取正值,体系对外做功W取正值;反之,取负值.
由于δ W是体系与环境所交换的功,他包括与环境交换的轴功δ Ws和流动功δ Wf,因此:
将δ W代入上式,得到:
三,封闭体系的能量平衡方程式
封闭体系是指体系与环境之间的界面,只有能量交换,而无物质传递的体系.
将上式简化,对于单位质量体系有:
四,稳定流动体系的能量平衡方程式
稳定流动体系是指物料连续的通过设备,进入和流出的质量流率在任何时刻都完全相等,体系中人一点的热力学性质均不随时间而变,体系没有质量和能量的积累,于是上式简化为:
或写成:
在化工生产中,绝大多数过程都属于稳流过程,在应用能量平衡方程的几种常见的情况:
(1)体系在设备进出口之间的动能变化,位能变化与焓变相比较,其值很小,可以忽略.则
(2)当流体流经管道,阀门等设备时,体系与环境没有功的交换,而进出口的动能与位能变化可忽略,则
(3)流体经节流膨胀,绝热反应等过程,体系与环境无热量交换,也不做功,动能,位能也不变化,则
(4)机械能量平衡方程
第四节 非反应过程的能量衡算
一,无相变体系的能量衡算
对于化工过程中的无相变,变温,变压过程,由热量衡算式可知:
间歇过程或封闭过程
Q=Δ U
连续稳定流动过程
Q= ΔH
因此,要确定过程所需加入或取出的热量,必须首先计算出ΔU或ΔH.
(一)利用热容计算ΔU或ΔH
(1)恒容过程
式中n 物质的摩尔数
CV 恒容摩尔热容
T1和T2 始温和终温
(2)恒压过程
式中Cp 恒压摩尔热容.
(3)压力对焓的影响
对理想气体U和H只是温度的函数,与压力无关;对固体或液体,在恒温变压时, ΔU≈0, ΔH= ΔU+ Δ(PV)≈ VΔP;对于真空气体,在低压高温情况下接近理想气体;其他情况下,可根据气体的焓校正图加以校正.
(二)单相体系的能量衡算
由热量衡算式Q= ΔH或Q=ΔU可以看出,如果体系的进料和出料的每个组分的焓都能直接从图表中查得,则只需直接代入公式中计算ΔH或ΔU即可.
否则,要为每个组分选一参考态(温度,压力或相态),用已知的或估算的的热容计算过程温度下的焓,方可进行能量衡算.
二,相变体系的能量衡算
汽化和冷凝,熔化和凝固,升华和凝固这类相变过程往往伴有显著的内能和焓的变化,这种变化常成为过程热量的主体,不容忽视.
这里主要介绍建立和解算这类过程能量衡算的方法.
主要讨论液气间,固液间,固气间的相变热.
相变热:在恒定的温度和压力下,单位质量或摩尔的物质发生相的变化时的焓变称为相变热.
三种相变的相变热定义如下:
①汽化潜热(ΔHV)当T和p不变,单位数量的液体汽化所需的热量.
②熔化潜热(ΔHm)当T和p不变,单位数量的固体熔化所需的热量.
③升华潜热(ΔHs)当T和p不变,单位数量的固体气化所需的热量.
许多纯物质在正常沸点(或熔点)下的相变热数据,可在手册中查到,如果查到的数据,其条件不符合要求时,可设计一定的计算途径来求算.
其中ΔH3是液体的焓变,忽略压力对焓的影响:
ΔH4是温度,压力变化时的气体焓变:
三,溶解与混合过程的能量衡算
(一)溶解热和混合热
(二)溶解与混合过程的能量衡算
当配制,浓缩,稀释一种溶液时,要作热量衡算,可列进,出口焓表,列表时将溶液看作是一种简单的物质,还应列出溶质的量或流率,焓的单位是J/mol溶质.
第五节 化学反应过程的能量衡算
前面讨论的无化学反应的能量衡算,主要就是计算进出口流股相对于参考态的焓,计算出焓差:
将ΔH代入能量衡算式即可.
当体系进行化学反应时,应将反应热列入能量衡算式中.
反应体系能量衡算的方法按计算焓时的基准区分,主要有两种.
一,以反应热效应为基础的计算方法
第一种基准:如果已知标准反应热,则可选298K,101.3kPa为反应物及产物的计算基准.
对非反应物质另选适当的温度为基准.
选好基准后,为了计算过程的焓变,可以画一张表,将进出口流股中组分的流率ni和焓Hi填入表内,然后计算过程的ΔH.
ΔH的计算式为:
式中A 任意一种反应物或产物;
nAR 过程中生成或消耗A的物质的量,mol;
A A的化学计量系数.
二,以生成热为基础的计算方法
第二种基准:以组成反应物及产物的元素,在25℃,101.3kPa时的焓为零,非反应分子以任意适当的温度为基准,也要画一张填有所有流股组分ni和Hi的表,只是在这张表中反应物或产物的Hi是各物质25 ℃的生成热与物质由25 ℃变到它进口状态或出口状态所需显热和潜热之和.过程的总焓变即为:
第六节 实际过程的热量衡算
一,设备的热量平衡方程式:
(一)Q1与Q4
Q1与Q4均可有下式计算:
式中m 输入(或输出)设备的物料质量kg;
c 物料的平均比热容kJ/kg·℃
t 物料的温度℃
(二)Q5
消耗在加热或冷却设备上的热量Q5,凡属于间歇操作,开车,停车等,可按下式计算:
式中M 设备各部件的质量kg
c 设备各 部件的比热容kJ/kg·℃
t1 设备各部件的初始温度℃
t2 设备各部件的最终温度℃
(三)Q6
设备向环境散失的热量Q6可按下式计算:
式中A 设备散热表面积m2
αT 设备散热表面与周围介质之间的
联合给热系数W/(m2·℃ )
tT 与周围介质直接接触的设备表面温度℃
t0 周围介质的温度℃
τ 过程持续时间s .
(四)过程热效应Q3
1.化学反应热
2.状态变化热
相变热,浓度变化热(汽化热,熔融热,溶解热,燃烧热等)
二,加热剂,冷却剂及其他能量消耗的计算
(一)水蒸汽的消耗量
式中D 加热蒸汽消耗量kg
Q2 由加热蒸汽传给所处理物料及设备
的热量kJ
H 水蒸汽的热焓kJ/kg
C 冷凝水比热容,可取4.18kJ/kg ·℃
T 冷凝水温度K
η 热利用率,保温设备取0.97-0.98;
不保温设备取0.93-0.95.
(二)燃料的消耗量
式中B 燃料的消耗量kg
η 工业锅炉的热效率为0.6-0.92
QP 燃料的发热值,无烟煤为
14600-29300kJ/kg.
(三)电能的消耗量
式中E 电能消耗量kWh
Q2 热负荷kJ
η 电热装置的热效率,一般为0.85-0.95.
(四)冷却剂的消耗量
式中W 冷却剂的消耗量kg
C 冷却剂的平均比热容kJ/kg·℃
Tk 冷却剂的最终温度K
TH 冷却剂的最初温度K
(五)压缩空气消耗量
式中P0 液面上方的压强Pa;
H 压送静压高度m
ρ 液体密度kg/m3
g 重力加速度;9.81m/s2
u 管内液体流速m/s
∑ξ 阻力系数总和
六,真空的抽气量
式中VA 容器的容积 m3
τ 抽气时间 h
PH 容器内初始压强 Pa
PK 容器内最终压强 Pa
三,实际过程的物料与热量衡算
解:在图中画出系统外边界及内边界,列出已知条件,见表.
确定基准:1小时.
1.物料衡算:
按系统外边界作衡算.
全系统衡算:W=12000-6050=5950kg
组分C的衡算:
WC=12000 × 0.14=1680kg
组分B的衡算: DB=6050 × 0.02=120kg
WB=0.36 × 12000-120=4200kg
组分A的衡算: DA=6050 × 0.98=5930kg
WA=12000 × 0.5-5930
=70kg
塔顶馏分流率: V=(R+1)D
=(2.32+1) × 6050=20090kg/h
2.热量衡算:
按系统内边界进行衡算.
由于系统的最低温度为95 ℃ ,故可选用95 ℃为基准温度,进而可作出各流股的焓流表.
通过计算后可再计算再沸器和冷凝器的热负荷.
表3.19为各流股的焓流表:
F:气液两相进料 温度140 ℃ 流量12000kg/h
显热:MCP(T-95)=12000× 2× 45
=1.08× 106kJ
潜热:1/2ML=1/2× 12000× 400=2.40× 106kJ
∑ QF=3.48× 106kJ
W:液体 温度160 ℃ 流量5950kg/h
显热:QW=MCP(T-95)=20090× 2× 65=7.74× 105kJ
液体无潜热
V:气体温度100 ℃ 流量20090kg/h
显热:MCP(T-95)=20090× 2× 5=2.01× 105kJ
潜热 :ML=20090× 400=8.036× 106kJ
∑ QV=8.237× 106kJ
3.计算热负荷
1)输入流股带进的总热量:
∑ Q1=再沸器输入热流量
+进料输入热流+回流带进热流
2)输出流股带走的总热量:
∑ Q2=再沸器带走热流量
+塔底出料带走的热流量
+塔顶蒸汽带走的热量
总热量:∑ Q1= ∑ Q2
3)再沸器的热负荷:
Q3=再沸器输入热流量-再沸器带走热流量
=塔底出料带走的热流量+塔顶蒸汽带走
的热量-进料输入热流-回流带进热流
= QW + ∑ QV - ∑ QF
=5.53× 106kJ
4)冷凝器的热负荷:
Q4=上升蒸汽热流量-回流热流量-馏出液热流量
=8.237 × 106kJ
习题课
一,物料衡算
1.物料衡算的目的:
通过物料衡算可以确定:
(1)原材料消耗定额,判断是否达到设计要求.
(2)各设备的输入及输出的物流量,摩尔分率组成及其他组成表示方法.
(3)作为热量计算的依据.
(4)根据计算结果绘出物流图,可进行管路设计及材质选择,仪表及自控设计等.
2.物料衡算的依据
(1)设计任务书中确定的技术方案,产品生产能力,年工作时及操作方法.
(2)建设单位或研究单位所提供的要求,设计参数及实验室试验或中试等数据,
(3)工艺流程示意图.
3.物料平衡的方程
物料衡算的理论依据是质量守恒定律.
对于任一化工过程单元或过程单元系统,均服从质量守恒定律.
可写出如下物料平衡方程:
4.物料衡算的基准
进行物料衡算时,必须选择一计算基准,并在整个运算中保持一致.
(1)时间基准
对于连续操作过程,选用单位时间作为基准是很自然的,单位时间可取1d,1h,或1s等.
(2)批量基准
对于间歇操作过程,按投入一批物料的数量为基准,最为方便.
(3)质量基准
(4)物质的量基准
(5)标准体积基准
5.物料衡算的步骤:
①陈述的问题
②列出可获得的数据
③画出衡算方框图
④对物流流股及个组分编号
⑤确定衡算范围
⑥建立系统各参数的基准
⑦建立各组分和总物料的衡算方程
⑧解析方程
⑨校核计算结果
⑩绘制物料流程图,编写物流表
二,能量衡算
1.能量衡算的基本原理
热力学第一定律是能量衡算的依据.
能量是热能,电能,化学能,动能,辐射能的总和.
物料衡算则是能量衡算的基础.
通过热量衡算可以确定传热设备的的热负荷,以此为设计传热型设备的形式,尺寸,传热面积等,并为反应器,结晶器,塔式设备,压缩系统,分离设备及各种控制仪表等提供参数,以确定单位产品的能耗指标;同时也为非工艺专业设计提供设计条件做准备.
2,普遍能量平衡方程式
将热力学第一定律应用于敞开体系,可导出在普遍条件下适用的普遍能量平衡方程.
假定进入体系的物料为一微分量的质量δ m1,其单位质量的物料所具有的总能量为E1,平均流速为u1,比体积为υ1 ,压力为p1,内能为U1,该流体处于距基准面z1的高度处.同样,流出体系的参数用下标"2"表示.
对于敞开体系,若体系内没有化学反应发生,对体系进行质量平衡有:
对敞开体系进行能量平衡有:
即:
式中dmS为体系累积的质量;下标"syst"表示体系;体系吸热Q取正值,体系对外做功W取正值;反之,取负值.
3,设备的热量平衡方程式:
例:如图所示,该塔的进料量F为12000kg/h,进料为气液混合进料,气液比为1:1,馏分D的流率为6050kg/h,料液和馏分的温度分别为140℃及95℃,过热蒸汽V为100℃,塔底组分温度为160℃,所有组分的平均比热容为cp=2kJ/kg· K,所有组分的潜热为H=400kJ/kg,回流比R=2.32,忽略热量损失.求再沸器和冷凝器的热负荷;若塔顶冷凝器的进出口温度分别为20℃和60℃,总传热系数K取2500W/m2·K,估算冷凝器的面积.
3)再沸器的热负荷:
Q3=再沸器输入热流量-再沸器带走热流量
=塔底出料带走的热流量+塔顶蒸汽带走
的热量-进料输入热流-回流带进热流
= QW + ∑ QV - ∑ QF
=5.53× 106kJ
4)冷凝器的热负荷:
Q4=上升蒸汽热流量-回流热流量-馏出液热流量
=8.237 × 106kJ
5)冷凝面积的计算:
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)
作业题
1.含有苯(B),甲苯(T),二甲苯(X)分别为50%,30%,20%的混合物,以30000kg/d的流量进入一个由两座精馏塔组成的分离系统,流程及赋值见图.已知52%(质量)自塔Ⅰ 顶部流出,物流3中所含的苯有75%(质量)自塔Ⅱ顶部流出.计算所有未知物流变量.
2.如图所示,该塔的进料量F为1500kg/h,进料为气液混合进料,气液比为1:2,馏分D的流率为800kg/h,料液和馏分的温度分别为110℃及70℃,过热蒸汽V为90℃,塔底组分温度为130℃,所有组分的平均比热容为cp=1.5kJ/kg· K,所有组分的潜热为H=200kJ/kg,回流比R=2,忽略热量损失.求再沸器和冷凝器的热负荷;若塔顶冷凝器的进出口温度分别为20℃和50℃,总传热系数K取2200W/m2·K,计算冷凝器的面积.

Ⅱ 怎样自制氦气

1、冷凝法：天然气提氦在工业上采用冷凝法该法工艺包括天然气的预处理净化、粗氦制取及氦的精制等工序，制得99.99%的纯氦气。

2、空分法：一般采用分凝法从空气装置中提取粗氦、氖混合气，由粗氦、氖混合气制纯氦、氖混合气经分离及纯化，制得99.99%的纯氦气。

3、氢液化法：工业上采用氢液化法从合成氨尾气中提氦。该法工艺是低温吸附清除氮、精馏得到粗氦加氧催化除氢及氦的纯化，制得99.99%的纯氦气。

(2)变压精馏实验装置扩展阅读：

性质：是宇宙中第二轻的气体，只比氢气稍微重一点点；稀有气体又称惰性气体，化学性质稳定，不易生成化合物，是绝不会爆炸的优良气体；沸点很低，是强力的冷却剂。

氦气具有化学惰性，常被用做半导体工业的保护气和科学实验中的载体气。氦气可以隔绝氧气，避免电焊工件、单质硅和氧气发生化学反应。在气相色谱中，氦气作为载体气可运送被测气体且不与其发生反应；

Ⅲ 变压精馏分离原料摩尔分率对实验的哪些数据影响

摩尔质量 单位物质的量的物质所具有的质量,称为摩尔质量(molar mass),用符号M表示。当物质的质量以克为单位时,摩尔质量的单位为g/mol,在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。对于某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而发生变化 摩尔分率 相间组分浓度表示方法，指某一相中，一种组分在全部组分中所占的比例。

Ⅳ CO2怎样回收和捕集技术介绍

回收设备常用的CO2回收利用方法有：

1.溶剂吸收法。使用溶剂对CO2进行吸收和解吸，CO2浓度可达98％以上。该法只适合于从低浓度CO2废气中回收CO2，且流程复杂，操作成本高。

2.变压吸附法。采用固体吸附剂吸附混合气中的CO2，浓度可达60％以上。该法只适合于从化肥厂变换气中脱除CO2，且CO2浓度太低不能作为产品使用。

3.有机膜分离法。利用中空纤维膜在高压下分离CO2，只适用于气源干净、需用CO2浓度不高于90％的场合。目前该技术在国内处于开发阶段。

4.催化燃烧法。利用催化剂和纯氧气把CO2中的可燃烧杂质转换成CO2和水。该法只能脱除可燃杂质，能耗和成本高，已被淘汰。

上述方法生产的CO2都是气态，都需经吸附精馏法进一步提纯净化、精馏液化，才能进行液态储存和运输。吸附精馏技术是上述方法在接续过程中必须使用的通用技术。

美国电力研究院（EPRI）所作的研究指出，在发电厂中采用氨洗涤可使CO2减少10%，而较老式的MEA（胺洗涤）法可使CO2减少29%。

世界新的CO2回收和捕集技术正在加快发展之中。

1.脱除CO2新溶剂巴斯夫公司和日本JGC公司已开始联合开发一种新技术，可使天然气中含有的CO2脱除和贮存费用削减20%。该项目得到日本经济、贸易和工业省的支持。CO2可利用吸收剂如单乙醇胺（MEA）从燃烧过程产生的烟气中加以捕集。然而，再生吸收剂需额外耗能，对于MEA，从烟气中回收CO2需耗能约900千卡/千克CO2，这通常是不经济的。日本三菱重工公司（MHI）与关西电力公司（KEPCO）合作，开发了新工艺，可给CO2回收途径带来新的变化。MHI发现的CO2新吸收剂是称为KS-1和KS-2的位阻胺类，其回收所需能量比MEA所需能量约少20%。因为KS-1和KS-2对热更稳定、腐蚀性也比MEA小，因此操作时胺类的总损失约为常规吸收剂的1/20。对于能量费用不昂贵的地区，大规模装置使用新的工艺，CO2回收费用（包括压缩所需费用）约为20美元/吨CO2，它比基于MEA的常规方法低约30%。MHI已在马来西亚一套尿素装置上验证了这一技术，可从烟气中回收200吨CO2/日。

2.基于氨的新工艺美国Powerspan公司开发了ECO2捕集工艺，可使用含水的氨（AA）溶液从电厂烟气（FG）中捕集CO2。这是该公司与美国能源部国家能源技术实验室（NETL）共同研究的成果。BP替代能源公司与Powerspan公司正在开发和验证Powerspan公司称为ECO2基于氨的CO2捕集技术，并将使其用于燃煤电厂从而推向商业化。这种后燃烧CO2捕集工艺适用于改造现有的燃煤发电机组和新建的燃煤电厂。ECO2捕集工艺与Powerspan公司的电催化氧化技术组合在一起，使用氨水吸收大量SO2、NOx和汞。CO2加工步骤设置在ECO的SO2、NOx和汞脱除步骤的下游。根据美国国家能源技术实验室（NETL）等对使用含水的氨吸收CO2进行的研究表明，传统的MEA工艺用于CO2脱除，CO2负荷能力（吸收每千克CO2/千克吸收剂）低，有高的设备腐蚀率，胺类会被其他烟气成分降解，同时吸收剂再生时能耗较高。比较而言，氨水有较高的负荷能力，无腐蚀问题，在烟气环境下不会降解，可使吸收剂补充量减少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低于MEA。尤其是NETL采用的Powerspan公司开发的氨水工艺与常规胺类相比，有以下优点：蒸汽负荷小（500Btu/磅被捕集的CO2）；产生较浓缩的CO2携带物；较低的化学品成本；产生可供销售的副产物，实现多污染物控制。

3.CO2吸附技术近年来工业级和食品级CO2的标准要求越来越高，而通常采用的溶剂吸收法、变压吸附法、有机膜分离法和催化燃烧法等回收的CO2产品无法达到食品级标准要求，在工业领域的应用也受到限制。美国新开发的一种超级海绵状物质可吸收发电厂或汽车尾管排放的大量CO2。这种超级海绵状物质作为可用于净化温室气体的新方法，比现用方法（包括水溶液处理）更为有效和价格低廉。美国密歇根大学的研究人员采用化学合成方法，制取了这类海绵状物质。这种材料称为金属有机骨架（MOF）混合物，为稳定的、结晶型多孔物质，由有机链接基团组合金属簇构成。据报道，这种MOF能很好地捕集CO2。其化合物之一MOF?177在中等压力（约3.0兆帕）下，可捕集140w%（33.5毫摩尔/克）室温下的CO2，远远超过任何其他多孔材料的CO2贮存能力。超级绵状MOF-177由正八面体Zn4羧基化物簇与有机基团链接而成，这种材料有极高的表面积，达4500平方米/克，相当于每克材料有约4个足球场大小的面积。在捕集CO2后，气体在稍微加热的情况下会很容易地释放出来，然后可用于各种反应的试剂，包括制取聚碳酸酯建筑材料的聚合过程和软饮料的碳酸化。

4.利用LSCF管使CO2易于捕集一项最近的科研成果表明，采用先进陶瓷材料制作的微细管，通过控制燃烧过程，可望使发电站的温室气体排放减少至近乎于零。这种称为LSCF的材料具有从空气中过滤氧气的显著特征。这样，通过在纯氧中燃烧燃料，就可产生近乎纯CO2的气流，纯CO2具有可再加工为有用化学品的潜在商业化用途。LSCF是相对较新的材料，它原为燃料电池技术而开发，许多国家已研究了数十年之久，主要用作燃料电池的阴极。

5.分离CO2的膜法技术美国得克萨斯大学的工程技术人员开发的改进型塑料材料可大大改进从天然气中分离CO2的能力。这种新的聚合物膜可自然地仿制电池膜中才有的小孔，基于它们的形状，其独特的沙漏形状可有效地分离分子。科学工业研究组织2007年10月的评价表明，它可从甲烷中分离CO2。像海绵一样，它仅吸收某些化学品。新的塑料允许CO2或其他小分子通过沙漏形状的小孔，而天然气（甲烷）则不会通过这些相同的小孔运移。这种热重排（TR）塑料通过小孔分离CO2要优于常规膜。BennyFreeman教授的实验室研究也表明，热重排塑料膜的分离速度也较快，比常规膜去除CO2要快几百倍。

6.从大气中直接捕集CO2的技术美国哥伦比亚大学的科学家于2007年10月中旬宣布，正在加快开发从大气中直接捕集CO2的工业技术。分析认为，这样可从分散和移动的排放源中捕集全球温室气体中50%的CO2，甚至无需完全采用碳捕集和贮存（CCS）技术，据统计，大的静止点排放源产生超过0.1兆吨/年的CO2。由FrankZeman提出的技术基于KlausLackner以前在哥伦比亚大学所做的工作，已确立了这一特定的空气捕集工艺过程的热动力学的可行性。KlausLackner于1999年首次提出从空气中去除CO2以达到碳捕集和贮存的目的。新的研究成果已在美国《环境科学和技术》2007年11月版上发布。

7.海藻生物反应器去除CO2开发Chinchilla地下煤气化（UCG）从合成气制油的澳大利亚Linc能源公司2007年11月底宣布，与BioCleanCoal公司组建各持股60%和40%的合资企业，开发将工艺过程CO2转化为氧气和生物质用的海藻生物反应器。该合资公司将开发生物反应器，通过光合作用将CO2转化为氧气和固体生物质，以持久地和安全地从大气中去除CO2。Linc能源公司将在今后一年内投入100万澳元，开发原型装置，用于在Chinchilla地区运行。BioCleanCoal公司是生物技术公司，专长于利用海藻将CO2转化为氧气和生物质。

Ⅳ 超临界流体萃取技术的基本原理,工艺流程,基本特点及主要影响因素

超临界流体(SCF)的特性
超临界流体(SCF)是指物体处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)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,同时还保留气体的性能.
超临界流体兼具气体和液体的优点,其密度接近于液体,溶解能力较强,而黏度与气体相近,扩散系数远大于一般的液体,有利于传质.另外,超临界流体具有零表面张力,很容易渗透扩散到被萃取物的微孔内.因此,超临界流体具有良好的溶解和传质特性,能与萃取物很快地达到传质平衡,实现物质的有效分离.
超临界流体萃取分离的原理
超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的.在超临界状态下,流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来.然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离的两个过程合为一体.
超临界流体萃取的溶剂
超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质,关键是萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性.目前研究的超临界流体种类很多,主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等.近年来主要还是以使用二氧化碳超临界流体居多,因为二氧化碳的临界状态易达到,它的临界温度(Tc=30.98℃) 接近室温,临界压力(Pc=7.377 MPa)也不高,具有很好的扩散性能,较低的表面张力,且无毒、无味、不易燃、价廉、易精制等特点,这些特性对热敏性易氧化的天然产品更具吸引力
超临界流体萃取主要特点
超临界流体技术在萃取和精馏过程中,作为常规分离方法的替代,有许多潜在的应用前景.其优势特点是：
（1）使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染,保证了100%的纯天然性；
（2）萃取和分离合二为一,当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时,由于压力的下降或温度的变化,使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开,不仅萃取的效率高而且能耗较少,提高了生产效率也降低了费用成本；
（3）超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散.
（4）CO2是一种不活泼的气体,萃取过程中不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒、安全性非常好；
（5）CO2气体价格便宜,纯度高,容易制取,且在生产中可以重复循环使用,从而有效地降低了成本；
（6）压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数,通过改变温度和压力达到萃取的目的,压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之,将温度固定,通过降低压力使萃取物分离,因此工艺简单容易掌握,而且萃取的速度快.
超临界流体萃取过程的主要影响因素
(1)萃取压力的影响
萃取压力是SFE最重要的参数之一,萃取温度一定时,压力增大,流体密度增大,溶剂强度增强,溶剂的溶解度就增大.对于不同的物质,其萃取压力有很大的不同.
(2)萃取温度的影响
温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂,在一定压力下,升高温度被萃取物挥发性增加,这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度,从而使萃取量增大；但另一方面,温度升高,超临界流体密度降低,从而使化学组分溶解度减小,导致萃取数减少.因此,在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑.
(3)萃取粒度的影响
粒度大小可影响提取回收率,减小样品粒度,可增加固体与溶剂的接触面积,从而使萃取速度提高.不过,粒度如过小、过细,不仅会严重堵塞筛孔,造成萃取器出口过滤网的堵塞.
(4)CO2流量的影响
CO2的流量的变化对超临界萃取有两个方面的影响.CO2的流量太大,会造成萃取器内CO2流速增加,CO2停留时间缩短,与被萃取物接触时间减少,不利于萃取率的提高.但另一方面,CO2的流量增加,可增大萃取过程的传质推动力,相应地增大传质系数,使传质速率加快,从而提高SFE的萃取能力.因此,合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要.
超临界流体萃取的过程是由萃取和分离2个阶段组合而成的.根据分离方法的不同,可以把超临界萃取流程分为：等温法、等压法和吸附法,如图2所示.
3.1 等温变压萃取流程
等温条件下,萃取相减压,膨胀,溶质分离,溶剂CO2经压缩机加压后再回到萃取槽,溶质经分离器分离从底部取出.如此循环,从而得到被分离的萃取物.该过程易于操作,应用较为广泛,但能耗高一些.
3.2 等压变温萃取流程
等压条件下,萃取相加热升温,溶质分离,溶剂CO2经冷却后回到萃取槽.过程只需用循环泵操作即可,压缩功率较少,但需要使用加热蒸汽和冷却水.
3.3吸附萃取流程
萃取相中的溶质由分离槽中的吸附剂吸附,溶剂CO2再回到萃取槽中.吸附萃取流程适用于萃取除去杂质的情况,萃取器中留下的剩余物则为提纯产品.
其中,前两种流程主要用于萃取相中的溶质为需要的精制产品,第三种流程则常用于萃取产物中杂质或有害成分的去除.
超临界流体具有许多不同于一般液体溶剂的物理化学特性,基于超临界流体的萃取技术具有传统萃取技术无法比拟的优势,近年来,超临界流体萃取技术的研究和应用从基础数据、工艺流程到实验设备等方面均有较快的发展.
但由于对超临界流体本身尚缺乏透彻的认识,对其化学反应、传质理论以及反应中热力学的本质问题研究有待深入,而且超临界流体萃取分离技术需要高压装置,因而对工艺设备的要求往往也比较高,需要有较大的投入等原因的客观存在,因此目前超临界流体的大规模实际应用还存在诸多问题需要进一步解决.
目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾,技术发展应用范围包括了：萃取(extraction),分离(separation),清洗(cleaning),包覆(coating),浸透(impregnation),颗粒形成(particle formation)与反应(reaction).德国,日本和美国已处于领先地位,在医药,化工,食品,轻工,环保等方面研究成果不断问世,工业化的大型超临界流体设备有5000L～10000L的规模,日本已成功研制出超临界色谱分析仪,而台湾亦有五王粮食公司运用超临界二氧化碳萃取技术进行食米农药残留及重金属的萃取与去除.
目前国际上超临界流体萃取的研究重点已有所转移,为得到纯度较高的高附加值产品,对超临界流体逆流萃取和分馏萃取的研究越来越多.超临界条件下的反应的研究成为重点, 特别是超临界水和超临界二氧化碳条件下的各类反应,更为人们所重视.超临界流体技术应用的领域更为广泛,除了天然产物的提取,有机合成外还有环境保护,材料加工,油漆印染,生物技术和医学等；有关超临界流体技术的基础理论研究得到加强,国际上的这些动向值得我们关注.
由于超临界二氧化碳萃取技术在萃取后能将二氧化碳再次利用,把对环境的污染降至最低,所以未来传统工业若是能以超临界二氧化碳当作主要溶剂,那现在我们这颗唯一的地球,便能得到舒缓.
21世纪的化学工业,医药工业等必须通过调整自身的产业结构和产品结构,研究开发清洁化生产和绿色工业的新工艺和新技术.超临界流体技术就是近30年来迅速发展起来的这样一种新技术.我们应当从这个战略高度来认识超临界流体技术研究和推广应用的重要性,制定研究规划,加大投入,加强对该技术的基础和应用研究,使它真正用于工业化生产,造福于人类,造福于社会.

Ⅵ 氦气有什么简单的制作方法

常规而言从天然气中提取氦气的氦气制作的方法有以下几种：
吸附法
这种氦气制作的方法的原理是根据天然气中各组分在固体吸附剂表面上吸附能力的差异来将氦气提取分离。此氦气制作的方法适用于杂质含量低于10%的粗氦精制，这些年来发展的变压吸附就是由此种氦气制作的方法改进的。

吸收法
这种氦气制作的方法的原理是选用适当的吸收溶剂（一般是氟烃、液态烷烃），在一定的条件下将沸点比氦气高的杂质洗涤吸收去除，从而得到氦气。

冷凝法：天然气提氦在工业上采用冷凝法该法工艺包括天然气的预处理净化、粗氦制取及氦的精制等工序，制得99.99%的纯氦气。

扩散法
利用氦气的良好导热性将天然气中的氦气组分浓缩提取出来，这种氦气制作的方法一般的操作温度是400-500摄氏度。

膜渗透法
各类膜材料的发展很迅速，利用各种气体对膜的渗透性不同，就能利用膜渗透法将天然气中的氦气提取出来。这种氦气制作的方法在提取工业氦气上运用很广泛。

空分法
一般采用分凝法从空气装置中提取粗氦、氖混合气，由粗氦、氖混合气制纯氦、氖混合气经分离及纯化，制得99.99%的纯氦气。

氢液化法
工业上采用氢液化法从合成氨尾气中提氦。该法工艺是低温吸附清除氮、精馏得到粗氦加氧催化除氢及氦的纯化，制得99.99%的纯氦气。

高纯氦法
将99.99%的纯氦进一步用活性炭吸附纯化制得99.9999%的高纯氦气。

Ⅶ 什么是纯物质的临界点，说出超临界流体的两个应用范围

超临界流体(SCF)的特性超临界流体(SCF)是指物体处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)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，同时还保留气体的性能。超临界流体兼具气体和液体的优点，其密度接近于液体，溶解能力较强，而黏度与气体相近，扩散系数远大于一般的液体，有利于传质。另外，超临界流体具有零表面张力，很容易渗透扩散到被萃取物的微孔内。因此，超临界流体具有良好的溶解和传质特性，能与萃取物很快地达到传质平衡，实现物质的有效分离。超临界流体萃取分离的原理超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的两个过程合为一体。超临界流体萃取的溶剂超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质，关键是萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。目前研究的超临界流体种类很多，主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等。近年来主要还是以使用二氧化碳超临界流体居多，因为二氧化碳的临界状态易达到，它的临界温度(Tc=30.98℃)接近室温，临界压力(Pc=7.377MPa)也不高，具有很好的扩散性能，较低的表面张力，且无毒、无味、不易燃、价廉、易精制等特点，这些特性对热敏性易氧化的天然产品更具吸引力超临界流体萃取主要特点超临界流体技术在萃取和精馏过程中，作为常规分离方法的替代，有许多潜在的应用前景。其优势特点是：（1）使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性；（2）萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降或温度的变化，使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取的效率高而且能耗较少，提高了生产效率也降低了费用成本；（3）超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。（4）CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒、安全性非常好；（5）CO2气体价格便宜，纯度高，容易制取，且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低了成本；（6）压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之，将温度固定，通过降低压力使萃取物分离，因此工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。超临界流体萃取过程的主要影响因素(1)萃取压力的影响萃取压力是SFE最重要的参数之一，萃取温度一定时，压力增大，流体密度增大，溶剂强度增强，溶剂的溶解度就增大。对于不同的物质，其萃取压力有很大的不同。(2)萃取温度的影响温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂，在一定压力下，升高温度被萃取物挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从而使萃取量增大；但另一方面，温度升高，超临界流体密度降低，从而使化学组分溶解度减小，导致萃取数减少。因此，在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑。(3)萃取粒度的影响粒度大小可影响提取回收率，减小样品粒度，可增加固体与溶剂的接触面积，从而使萃取速度提高。不过，粒度如过小、过细，不仅会严重堵塞筛孔，造成萃取器出口过滤网的堵塞。(4)CO2流量的影响CO2的流量的变化对超临界萃取有两个方面的影响。CO2的流量太大，会造成萃取器内CO2流速增加，CO2停留时间缩短，与被萃取物接触时间减少，不利于萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取过程的传质推动力，相应地增大传质系数，使传质速率加快，从而提高SFE的萃取能力。因此，合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要。超临界流体萃取的过程是由萃取和分离2个阶段组合而成的。根据分离方法的不同，可以把超临界萃取流程分为：等温法、等压法和吸附法，如图2所示。3.1等温变压萃取流程等温条件下，萃取相减压，膨胀，溶质分离，溶剂CO2经压缩机加压后再回到萃取槽，溶质经分离器分离从底部取出。如此循环，从而得到被分离的萃取物。该过程易于操作，应用较为广泛，但能耗高一些。3.2等压变温萃取流程等压条件下，萃取相加热升温，溶质分离，溶剂CO2经冷却后回到萃取槽。过程只需用循环泵操作即可，压缩功率较少，但需要使用加热蒸汽和冷却水。3.3吸附萃取流程萃取相中的溶质由分离槽中的吸附剂吸附，溶剂CO2再回到萃取槽中。吸附萃取流程适用于萃取除去杂质的情况，萃取器中留下的剩余物则为提纯产品。其中,前两种流程主要用于萃取相中的溶质为需要的精制产品，第三种流程则常用于萃取产物中杂质或有害成分的去除。超临界流体具有许多不同于一般液体溶剂的物理化学特性，基于超临界流体的萃取技术具有传统萃取技术无法比拟的优势，近年来，超临界流体萃取技术的研究和应用从基础数据、工艺流程到实验设备等方面均有较快的发展。但由于对超临界流体本身尚缺乏透彻的认识，对其化学反应、传质理论以及反应中热力学的本质问题研究有待深入，而且超临界流体萃取分离技术需要高压装置，因而对工艺设备的要求往往也比较高，需要有较大的投入等原因的客观存在，因此目前超临界流体的大规模实际应用还存在诸多问题需要进一步解决。目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾，技术发展应用范围包括了：萃取(extraction)，分离(separation)，清洗(cleaning)，包覆(coating)，浸透(impregnation)，颗粒形成(particleformation)与反应(reaction)。德国，日本和美国已处于领先地位，在医药，化工，食品，轻工，环保等方面研究成果不断问世，工业化的大型超临界流体设备有5000L～10000L的规模，日本已成功研制出超临界色谱分析仪，而台湾亦有五王粮食公司运用超临界二氧化碳萃取技术进行食米农药残留及重金属的萃取与去除。目前国际上超临界流体萃取的研究重点已有所转移，为得到纯度较高的高附加值产品，对超临界流体逆流萃取和分馏萃取的研究越来越多。超临界条件下的反应的研究成为重点，特别是超临界水和超临界二氧化碳条件下的各类反应，更为人们所重视.超临界流体技术应用的领域更为广泛，除了天然产物的提取，有机合成外还有环境保护，材料加工，油漆印染，生物技术和医学等；有关超临界流体技术的基础理论研究得到加强，国际上的这些动向值得我们关注。由于超临界二氧化碳萃取技术在萃取后能将二氧化碳再次利用，把对环境的污染降至最低，所以未来传统工业若是能以超临界二氧化碳当作主要溶剂，那现在我们这颗唯一的地球，便能得到舒缓。21世纪的化学工业，医药工业等必须通过调整自身的产业结构和产品结构，研究开发清洁化生产和绿色工业的新工艺和新技术。超临界流体技术就是近30年来迅速发展起来的这样一种新技术.我们应当从这个战略高度来认识超临界流体技术研究和推广应用的重要性，制定研究规划，加大投入，加强对该技术的基础和应用研究，使它真正用于工业化生产，造福于人类，造福于社会。

Ⅷ 氦气怎么制造

根据您的提问，氦气制造方法有四种：

1、天然气分离法：工业上，主要以含有氦的天然气为原料，反复进行液化分馏，然后利用活性炭进行吸附提纯，得到纯氦。

2、合成氨法：在合成氨中，从尾气经分离提纯可得氦。

3、空气法：从液态空气中用分馏法从氖氦混合气中提出。

4、铀矿石法：将含氦的铀矿石经过焙烧，分离出气体，再经过化学方法，除去水蒸气、氢气和二氧化碳等杂质提纯出氦。

拓展资料：

氦（旧译作氜）是一种化学元素，它的化学符号是He，它的原子序数是2，是一种无色的惰性气体，放电时发深黄色的光。在常温下，它是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。氦气是所有气体中最难液化的，是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦的化学性质非常不活泼，一般状态下很难和其他物质发生反应。氦是宇宙中第二最丰富的元素，在银河系占24％。

Ⅸ 开封空分集团的公司产品

大、中型空分设备产品是我公司的主导产品。
我公司设计和制造的空分设备已成系列化，最大规格82000m/h。20世纪90年代开发了分子筛净化带增压膨胀机流程空分设备，规整填料精馏塔、无氢制氩、大型内压缩流程等新技术的应用已达国际水平，在国内居领先地位。
我公司设计、制造的大、中型空分设备有：20000/h、30000 m/h、40000 m/h、50000 m/h、60000 m/h、80000 m/h等级及高纯氮系列设备。自20世纪90年代以来，我公司进一步拓展国际市场，先后出口1500 m/h、3200 m/h、4500 m/h、6000 m/h、15000 m/h空分设备和多种规格的全液体设备到印尼、印度、菲律宾、伊朗、欧盟、越南、土尔其、伊拉克等国家。
进入2000年以来，根据市场变化，我公司加大了大型内压缩空分产品的开发力度，先后向冶金、化工企业提供氧气压力等级2.5—11.0Mpa，容量为2万、3万、4万、5万、6万、8万等级不同流程型式的大型内压缩成套空分设备。
我公司也可根据用户具体要求，设计、制造全提取空分设备，可同时制取氧、氮、氩及稀有气体的气、液态产品，或单独制取氧气或氮的气、液态产品的空分设备。 铝制板翅式换热器以其结构紧凑,重量轻传热效率高等优点,广泛应用于工业气体分离和液化、石油化工、动力运输机械及制冷设备上。我公司在板翅式换热器的设计和制造方面实力雄厚,有完善的生产体系,积累了丰富的经验,拥有我国最大的真空钎焊炉以及成套制造和检验设备,是我国板翅式换热器的生产基地。BCK3—800/6、BCK2.1—900/6铝制板翅式切换换热器,于1985年荣获国优银质奖。目前可钎焊的产品单元体最大尺寸达1350×1350×7800mm,能同时进行9种流体的热交换。
管壳式换热器产品有：列管式、翅片管式、套片式、绕管式、双管板式、内翅管式等，可根据用户的不同需求进行设计和生产，其中多股流高压绕管式换热器（最高设计压力大20Mpa以上，最大外形尺寸，Φ3000 ×22000，吨位大90余吨）已被国家经贸委列为技术创新项目，可以为大化肥装置、大型空分设备、天然气液化设备等进行配套，由于技术先进，质量可靠作为国际上著名公司的配套产品已实现替代进口。 我公司是我国设计、制造离心式空气压缩机、氧气压缩机的骨干企业之一，具有三十多年的设计、制造经验。多年来，先后与西安交通大学、中国科学院、清华大学、郑州工业大学等科研院所进行了多个项目合作，共同开发了用于压缩机气动热力计算，轴承及转子动力计算，叶轮强度计算等设计软件，并应用这些软件在国内率先开展三元叶轮模型级的实验研究工作，于八十年代初在消化国外先进技术的基础上研制出我国第一台带近口导叶调节的H型等温压缩机，并实现了该机型的系列化。该机性能先进，多变率达86%以上，整机等温效率达74%以上。我公司研制开发的立式无油润滑、活塞式氧气、氮气压缩机具有气动性能先进、结构紧凑、占地面积小，运转平稳、可靠性高等特点，具有很高的市场占有率。1995年，公司从美国北方研究工作公司（NREC）引进了用于三元叶轮设计、加工用大型软件包，包括离心式压缩机性能预测、三元流畅分析及三元叶轮模拟加工软件，从美国波士顿机床公司购进了专门用于三元叶轮加工的五轴联动数控制加工中心，并成功运用于我公司该类产品的设计加工，大大提高了产品的设计、加工精度，保证了设计与实际运行值的一致性。
目前我公司设计制造的离心式空气压缩机有单轴DA型和双轴H型两种形式，规格达几十种，流量从80m/min-2300 m/min,排气压从0.6Mpa-2.0Mpa；无油润滑活塞式氧气，氮气压缩机有单列、双列、三列、四列，单机排气量从300 m/h-7500 m/h，排气压力从0.2Mpa-3.0MPa，增压机排气压力可达6.4MPa，也可根据用户的特殊要求，设计制造全新型号的压缩机。 透平膨胀机是空分设备的主要配套机组之一,我公司从20世纪六十年代起就开始从事透平膨胀机的研究、开发、设计和制造,至今已有千余台机组运行在钢铁,石化等工业部门,部分随空分设备出口国外。
二十世纪八十年代末九十年代初，我公司与西安交通大学合作进行增压透平膨胀机的研究开发工作，从国外引进了物性数据库，开发出适用于多组分介质的增压透平膨胀机的热力学特性及两端功率的设计计算软件，公司专门建立了膨胀机冷试台位，通过实验取得了大量的经验数据，丰富了设计计算软件，大大提高了设计的准确性。1995年，公司从美国北方工程公司（NREC）引进了透平膨胀机械设计、加工软件包，从美国波士顿机床公司引进了专门用于三元叶轮加工的五轴联动数控加工中心，这些软件可以用于膨胀机、增压机的性能预测、优化，对三元流场进行分析，对三元叶轮型进行设计、造型。2003年，公司对NREC软件进行了升级优化。软、硬件结合可以实现三元叶轮的全自动加工，大大提高了设计精度，确保了设计性能与实际运行参数的高度一致性，使机组的效率得到很大的提高，接近或达到当今世界先进水平。 我公司从事国内和出口空分装置控制系统和仪表工程的设计、成套、组态、调试和现场技术服务。
控制系统覆盖了800--80000Nm3/h近千套特大、大、中小型空分设备，变压吸附、LNG冷能利用。从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到PLC、DCS、远程监控先进控制和ITCC。
我公司还承担了多套环保工程（药厂、造纸厂、污水处理）的仪控系统设计、成套、调试等工作。我公司先后采用了以下各类控制系统以满足用户多层需求：
美国 Honeywell(Micro TDC3000、TDC3000、TPS、ePKS 、TPS)
美国 FOXBORO(I/A Series)
美国 ABB(Infi90、Freelance 2000、InstrialIT)
日本 Yokogawa(μXL、CS1000、CS3000)
美国 Emerson(Delta V)
德国 Siemens(S7-200、S7-300、S7-400、PCS7)
美国 GE(Fanuc9030、(Fanuc9070、Versa Max)
美国 Schneider (Quantum)
日本 YOMOTOKE(HARMONAS)
浙大中控(JX-300XP)
北京和利时(MACS)
美国 Triconex(TS3000)
日本 ORMRON(C40P、CPMEA)
我公司的自动化控制水平处于空分行业先进水平，至今为止实现了如下控制：
1、空分装置的局部优化控制，如空压机、增压机的自动启动、自动加载和卸载、防喘振控制以及送出流量自动变负荷等控制策略,并实现整套空分装置的自动变负荷先进控制。
2、大、中、小型空分装置的仪电一体化控制，通过DCS系统监控所有的空分成套设备（包括各个机组），减少了仪一电之间大量的外部硬接线、低压控制电器元件以及工程安装材料，提高了空分设备的可靠性，使得控制系统具有更好的性价比。
3、远程监控的实施，通过Inter网对空分的操作进行远程实时分析和指导，大大方便了用户。
4、DCS与工厂管理网计算机之间的数据通讯。
5、大型空分配套机组（空压机、增压机、汽轮机、氧透和氮透等）采用ITCC控制，完成空分装置紧急停车联锁保护、机组综合控制与保护、安全保护系统的集成。
6、成立了透平机械远程诊断与故障诊断，空分设备远程监测中心。 我公司为各类工业气体分离和液化设备设计生产各种配套阀门，主要产品有：蝶阀、截止阀、节流阀、止回阀、调节阀、切换阀六大类，二十二个品种约二百个规格，公称压力为0.06—22Mpa，使用温度为-196℃--200℃，传动方式有手动、电动、气动三种。
最近我公司开发研究使用于分子筛预净化流程空分设备的各种规格的平面、球面软密封切换阀及平面硬密封切换蝶阀，其特点是耐高温、寿命长、结构简单、开启灵活、平稳、已成功地应用于多家用户的空分设备上。

Ⅹ 如何提取氧气

提取氧气的方法很多，主要方法介绍一下：
1、深冷制氧。就是将空气通过深冷技术，液化，再进行精馏，得到液氧，同时生产氮气、氩气等气体。规模大，纯度高，成本低，是主要的氧气来源。
2、变压吸附制氧。通过吸附剂，将氮气吸附，得到氧气。该方法氧气纯度较低，含有氩气，成本低，规模大，也是工业上常用的制氧方法，比如煤化工厂大多采用这种方式制氧。
3、电解水制氧。氧的纯度高，成本也很高，能耗巨大，需要少量氧气时使用。
4、实验室制备。比如氯酸钾分解，高锰酸钾分解等，实验室里制备少量氧气。