Процесс разделения

Процесс разделения — это метод, который превращает смесь или раствор химических веществ в две или более отдельные смеси продуктов. научный процесс разделения двух или более веществ с целью достижения чистоты. По меньшей мере одна смесь продуктов разделения обогащена одним или несколькими компонентами исходной смеси. В некоторых случаях разделение может полностью разделить смесь на чистые компоненты. При разделении используются различия в химических свойствах или физических свойствах (таких как размер, форма, заряд, масса, плотность или химическое сродство) между компонентами смеси.

Процессы часто классифицируются в соответствии с конкретными свойствами, которые они используют для достижения разделения. Если ни одно различие не может быть использовано для достижения желаемого разделения, несколько операций для достижения желаемого результата часто можно объединить .

За некоторыми исключениями, элементы или соединения существуют в природе в нечистом состоянии. Часто это сырье должно пройти разделение, прежде чем его можно будет использовать в продуктивных целях, что делает методы разделения необходимыми для современной промышленной экономики.

Целью разделения может быть:

• аналитический : определить размер каждой фракции смеси, относящейся к каждому компоненту, не пытаясь собрать фракции.
• препаративный : для «подготовки» фракций для ввода в процессы, которые выигрывают от разделения компонентов.

Разделение можно проводить в небольших масштабах, например в лаборатории для аналитических целей, или в больших масштабах, например на химическом заводе .

Полное и неполное разделение

Некоторые виды разделения требуют полной очистки определенного компонента. Примером может служить производство металлического алюминия из бокситовой руды путем электролизного рафинирования . Напротив, процесс неполного разделения может привести к тому, что на выходе будет смесь, а не один чистый компонент. Хорошим примером метода неполного разделения является переработка нефти . Сырая нефть встречается в природе как смесь различных углеводородов и примесей. В процессе переработки эта смесь разделяется на другие, более ценные смеси, такие как природный газ , бензин и химическое сырье , ни одна из которых не является чистым веществом, но каждая из которых должна быть отделена от сырой нефти.

Как при полном, так и при неполном разделении для получения желаемых конечных продуктов может потребоваться серия или каскад разделений. В случае переработки нефти сырая нефть подвергается длинной серии отдельных стадий дистилляции , на каждой из которых получается отдельный продукт или промежуточный продукт .

Список методов разделения

• Центрифугирование и циклонное разделение , разделение в зависимости от разницы плотности.
• Хелатирование
• Хроматография разделяет растворенные вещества путем различного взаимодействия с материалом (т. е. прохождения через него).
  • Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)
  • Тонкослойная хроматография (ТСХ)
  • Противоточная хроматография (CCC)
  • Капельная противоточная хроматография (DCC)
  • Бумажная хроматография
  • Ионная хроматография
  • Эксклюзионная хроматография (SEC)
  • Аффинная хроматография
  • Центробежная распределительная хроматография
  • Газовая хроматография и обратная газовая хроматография
• Кристаллизация
• Декантация
• Демистер (пар) , удаляет капли жидкости из газовых потоков.
• Дистилляция , используемая для смесей жидкостей с разными температурами кипения.
• Сушка удаляет жидкость из твердого вещества путем испарения или испарения.
• Электрофорез разделяет органические молекулы на основе их различного взаимодействия с гелем под электрическим потенциалом (т. е. разного перемещения).
  • Капиллярный электрофорез
• Электростатическая сепарация работает по принципу коронного разряда, при котором две пластины располагаются близко друг к другу и подается высокое напряжение. Это высокое напряжение используется для разделения ионизированных частиц.
• Элитриация
• Испарение
• Добыча
  • выщелачивание
  • Жидкостно-жидкостная экстракция
  • Твердофазная экстракция
  • Сверхкритическая флюидная экстракция
  • Субкритическая флюидная экстракция
• Фракционирование полевого потока
• Фильтрация . Сетчатые , рукавные и бумажные фильтры используются для удаления крупных частиц, взвешенных в жидкостях (например, летучей золы ), в то время как мембранные процессы , включая микрофильтрацию , ультрафильтрацию , нанофильтрацию , обратный осмос , диализ (биохимия) с использованием синтетических мембран , отделяют частицы размером микрометра или меньше. разновидность
• Флокуляция — отделение твердого вещества от жидкости в коллоиде с помощью флокулянта, который способствует слипанию твердого вещества в хлопья.
• Фракционная перегонка
• Фракционное замораживание
• Магнитная сепарация
• Сепарация нефти и воды гравиметрически отделяет взвешенные капли нефти из сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах , нефтехимических и химических заводах , заводах по переработке природного газа и аналогичных отраслях промышленности.
• Осадки
• Рекристаллизация
• Очистка , отделение частиц (твердых веществ) или газов из газового потока с помощью жидкости.
• Седиментация , разделение с использованием разницы давлений голосовой плотности.
  • Гравитационное разделение
• просеивание
• Губка , прилипание атомов, ионов или молекул газа, жидкости или растворенных твердых веществ к поверхности.
• зачистки
• Сублимация
• Разделение пара и жидкости , разделение под действием силы тяжести, на основе уравнения Содерса-Брауна.
• веяние
• Зонная нефтепереработка

См. также

• Аналитическая химия - Исследование разделения, идентификации и количественного определения веществ.
• Химический процесс – метод или средства изменения одного или нескольких химических веществ или химических соединений .
• Высокоэффективная жидкостная хроматография - Техника аналитической химии.
• Эксплуатация установки – основной этап процесса
• Фильтрация - процесс отделения твердых веществ от жидкостей.

Дальнейшее чтение

• Национальные академии наук, техники и медицины (2019 г.). Программа исследований по преобразованию науки о разделении (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои : 10.17226/25421 . ISBN  978-0-309-49170-9 . {{cite report}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки

• Разделение смесей с использованием различных методов. Архивировано 5 июня 2013 г. в Wayback Machine , инструкции по проведению экспериментов в классе.
• Разделение компонентов смеси. Архивировано 5 июня 2013 г. в Wayback Machine , инструкции по проведению классных экспериментов.