O conhecimento mais completo da tecnologia de separação química, você sabe tudo?

A tecnologia de separação química é um ramo importante da engenharia química, seja refino de petróleo, fibra química de plásticos, hidrometalurgia, separação de isótopos ou refino de produtos biológicos, a preparação de nano-materiais, a dessulfurização da produção de pesticidas por gás e fertilizantes e a produção de pesticidas e os fertilizantes e Portanto, não pode ser separado da tecnologia de separação química. Produção química de matérias -primas e produtos na grande maioria das misturas, a necessidade de usar o sistema de diferenças nas propriedades físicas dos componentes ou com a ajuda do separador para fazer a mistura ser separada e purificada. Muitas vezes, é uma etapa essencial obter produtos qualificados, utilizar totalmente recursos e controlar a poluição ambiental.

Juntamente com o rápido desenvolvimento da indústria química, a tecnologia de separação também ganhou desenvolvimento de alta velocidade. Por um lado, a pesquisa e aplicação da tecnologia de separação tradicional vem progredindo continuamente, a eficiência da separação foi aprimorada, a capacidade de processamento foi aumentada, o problema de aumento da engenharia foi resolvido gradualmente e novos dispositivos de separação vêm aparecendo continuamente; Por outro lado, a fim de se adaptar ao progresso tecnológico e apresentar novos requisitos de separação, o desenvolvimento, a pesquisa e a aplicação da tecnologia de separação de membranas, tecnologia de extração supercrítica, tecnologia de adsorção e outras tecnologias de separação existentes se tornaram as fronteiras da engenharia de separação pesquisar. O tópico.

A importância do processo de separação química

Processo de separação química é a operação de separar uma mistura em dois (ou vários) produtos de diferentes composições. Uma planta padrão de produção química consiste em um reator e vários separadores para a purificação de matérias -primas, intermediários e produtos. Em primeiro lugar, o processo de separação fornece a reação química com matérias -primas da qualidade certa, remove substâncias perigosas e melhora os rendimentos; Em segundo lugar, os reagentes são separados e purificados para obter os produtos certos e reciclar produtos não reagidos; Além disso, desempenha um papel inestimável na utilização total dos recursos e na proteção do meio ambiente. Além disso, o processo de separação na utilização total dos recursos e na proteção do meio ambiente para desempenhar um papel indispensável; portanto, o processo de separação na produção da indústria química ocupa uma posição muito óbvia.

Classificação e características do processo de separação

Os processos de separação comumente usados ​​na produção química podem ser divididos em duas categorias: separação mecânica e separação de transferência de massa. O objeto de separação do processo de separação mecânica é uma mistura composta por mais de duas fases. O objetivo é simplesmente separar as fases, desde que um método mecânico simples possa ser separado das duas fases, e não há fenômeno de transferência de material entre as duas fases; Por exemplo, filtração, sedimentação, separação centrífuga, separação de ciclone e precipitação eletrostática e assim por diante.

O processo de separação de transferência de massa para a separação de várias misturas homogêneas, que é caracterizada pelo fenômeno da transferência de massa, de acordo com os diferentes princípios físico -químicos baseados no processo de separação de transferência de massa comumente usados ​​na indústria é dividida em processo de separação de equilíbrio e a taxa do processo de separação, ou seja, o processo de separação de energia e matéria.

1. Processo de separação de equilíbrio

O processo é transformar o sistema de mistura homogêneo em um sistema bifásico com a ajuda de um meio de separação e, em seguida, os componentes da mistura no equilíbrio de fase das duas fases em diferentes distribuição com base na realização da separação. Os exemplos são: evaporação, destilação, absorção, adsorção, extração, lixiviação, secagem, cristalização, troca iônica, etc.

Por exemplo, no processo de extração tradicional, sua energia é transferida para o extrator sem regras e, em seguida, o extrator se difunde no material do substrato e, finalmente, o substrato é dissolvido ou preso com uma variedade de componentes difundidos. A extração de microondas é uma nova tecnologia para melhorar a eficiência da extração de energia de microondas, devido à existência de substâncias com diferentes constantes dielétricas, o grau de absorção na energia do microondas será diferente; portanto, o calor gerado e o calor transferido para o ambiente circundante também são diferentes.

No campo de microondas, o tamanho da capacidade de absorção do material do substrato parte da região é aquecido seletivamente, do qual o material extraído através do substrato para se separar e, em seguida, na capacidade de absorção de microondas é relativamente fraco, a constante dielétrica é Extratante relativamente pequeno.

Processo de extração de microondas:

O processo de extração de microondas é aproximadamente da seguinte forma: pré -tratamento de matéria -prima (limpeza, esmagamento ou fatia) → mistura de material e solvente → Extração de microondas → Filtração → Concentração → Separação → Extração de componentes
O processo de separação equilibrado experimentou um longo período de prática de aplicação, com o progresso da ciência e da tecnologia e o ascensão das indústrias de alta tecnologia, cada vez mais perfeita e constantemente desenvolvendo, desenvolveu uma variedade de novas tecnologias de separação com características. No processo de separação tradicional, a destilação ainda está listada como o primeiro processo de separação de petróleo e químico, fortaleça o método na pesquisa e desenvolvimento contínuos.

2. Processo de separação de taxa

O processo de separação de taxas está em algum tipo de força motriz (diferença de concentração, diferença de pressão, diferença de temperatura, diferença de potencial etc.) sob a ação, às vezes na permeabilidade seletiva da membrana com o uso dos componentes da taxa de difusão do Diferença entre os componentes para alcançar a separação dos componentes. As matérias -primas e os produtos tratados por esse tipo de processo geralmente pertencem à mesma fase, com apenas diferenças de composição.
O princípio da tecnologia de separação de membrana é uma operação de unidade que utiliza a diferença nas taxas de permeação de cada componente no fluido na membrana para obter a separação de componentes. A membrana pode ser sólida ou líquida, o fluido processado pode ser líquido ou gás, e a força motriz do processo pode ser uma diferença de pressão, diferença de concentração ou diferença de potencial.

Microfiltração, ultrafiltração, osmose reversa, diálise e eletrodiálise são as tecnologias de separação de membranas mais maduras com aplicações e mercados industriais em larga escala. Entre eles, o ponto comum dos quatro primeiros é usado para separar o líquido contendo soluto dissolvido ou material de suspensão, solvente ou soluto de molécula pequena através da membrana, soluto ou soluto de macromolécula é retido pela membrana, o processo de membrana diferente de partículas de soluto de partículas de soluto de diferentes tamanhos de retenção. A eletrodiálise é o uso da membrana carregada, acionada pela força do campo elétrico, a partir da solução aquosa ou enriquecimento de eletrólitos.

A separação de gás e a evaporação osmótica são duas tecnologias de membrana que estão sendo desenvolvidas e aplicadas. A separação de gás é mais madura, com aplicações em escala industrial, como separação de oxigênio e nitrogênio no ar, separação de hidrogênio das misturas de plantas de amônia e separação de dióxido de carbono do metano em gás natural. A evaporação osmótica é um processo de separação da membrana com mudança de fase, que utiliza a diferença nas propriedades de dissolução e difusão de diferentes componentes do líquido misto na membrana para alcançar a separação. Como pode ser usado para remover a água de rastreamento em matéria orgânica, rastrear matéria orgânica na água, bem como para realizar a separação entre a matéria orgânica, a aplicação é promissora.

A membrana de emulsão é um ramo da tecnologia de separação da membrana líquida, que é uma operação de separação de membrana com membrana líquida como meio de separação e diferença de concentração como força motriz. A separação da membrana líquida envolve três fases de líquido, a fase da matéria -prima contendo os componentes separados, a fase do produto que recebe os componentes separados e a fase da membrana entre as duas fases acima. A separação da membrana líquida é usada principalmente na separação de hidrocarbonetos, tratamento de águas residuais e extração e recuperação de íons metálicos.

Processo de separação de transferência de massa de destilação, absorção, extração e algumas outras operações unitárias com uma longa história tem sido amplamente utilizada, separação de membranas e separação de campo e outras novas tecnologias de separação na separação de produtos, economia de energia e proteção ambiental mostrou sua superioridade.

Tipos de métodos de separação e princípios de seleção

1. Tipos de métodos de separação

Existem muitos tipos diferentes de métodos de separação de materiais, isto é, porque há uma variedade de materiais de produção química e, no processo de seleção do método de separação, geralmente de acordo com a separação de vários componentes do material é separado de acordo com o Diferentes propriedades químicas e físicas para determinar a escolha; De acordo com as propriedades químicas e físicas para distinguir entre, existem os cinco tipos seguintes de métodos de separação comuns: ① Misturas sólidas de métodos de separação, ② Misturas de fases solidos a gás de métodos de separação, ③ Misturas líquidas de métodos de separação, ③ líquido Misturas de métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação, métodos de separação ③ Método de separação de mistura de líquido, ④ Método de separação da mistura de fase líquida-sólida, ⑤ Método de separação da mistura de gás.

2. Seleção do método de separação do princípio

Na seleção dos métodos de separação, o grau de refinamento do produto e o valor de produção do produto a ser considerado, para um alto grau de refinamento e alto valor de produção do produto, não precisam considerar o custo da separação, você Pode escolher alguns dos métodos de separação de alta eficiência, para algum valor de produção relativamente baixo e um grande número de produtos, você precisa considerar o custo da separação, você pode escolher esses métodos de separação de separação menos ou relativamente simples.

Tente evitar a presença de logística de contenção sólida no processo de produção, deve ser o mais longe possível para remover os sólidos na logística, devido ao seu consumo de energia relativamente grande no transporte, e a logística líquida ou contendo gás é bastante fácil de formar bloqueio de pipeline.

Na separação de materiais misturados com muitas substâncias diferentes, a ordem de separação deve ser considerada da seguinte Ao mesmo tempo, as substâncias que precisam ser separadas sob alta pressão também devem ser consideradas separadas primeiro; Além disso, o primeiro a ser separado dos mais fáceis de separar os componentes e deixado para o último a ser separado é o mais difícil de separar os componentes.

Seleção de métodos de separação ou os principais princípios de racionalidade econômica e confiabilidade técnica a considerar. Por exemplo, destilação e extração são métodos de separação de misturas líquidas, de acordo com o grau de maturidade tecnológica, a destilação está acima da extração, se você puder tomar a destilação de materiais separados, deve evitar a extração, se o ponto de ebulição da mistura De grandes desvios, o uso da destilação pode ser simples para realizar a separação, não há necessidade de usar a destilação, para que os custos operacionais e a seleção do investimento sejam relativamente baixos.

A seleção do método de separação deve ser direcionada, porque é um trabalho técnico, apenas para ser separado das propriedades químicas e físicas do material, bem como os requisitos de separação são claramente a melhor escolha.

Ampla gama de aplicações químicas, as necessidades do ambiente são ilustradas no processo de separação química na economia nacional e nos meios de subsistência das pessoas no status e no papel e demonstra as amplas perspectivas para o processo de separação, a sociedade moderna não pode ser separada da separação Tecnologia, a separação do desenvolvimento de tecnologia na sociedade moderna.

Fonte: reimpressão
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