Метод, который преобразует смесь или раствор в два или более отдельных продукта
Процесс разделения — это метод, который преобразует смесь или раствор химических веществ в две или более отдельных смесей продуктов, [1] научный процесс разделения двух или более веществ с целью получения чистоты. По крайней мере одна смесь продуктов из разделения обогащается одним или несколькими компонентами исходной смеси. В некоторых случаях разделение может полностью разделить смесь на чистые компоненты. Разделения используют 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 часто могут быть объединены для достижения желаемого результата.
За редкими исключениями, элементы или соединения существуют в природе в нечистом состоянии. Часто эти сырьевые материалы должны пройти разделение, прежде чем их можно будет использовать в продуктивной сфере, что делает методы разделения необходимыми для современной промышленной экономики.
Целью разделения может быть:
- аналитический : определить размер каждой фракции смеси, присущей каждому компоненту, без попытки сбора фракций.
- препаративный : «подготавливать» фракции для ввода в процессы, которые получают преимущества при разделении компонентов.
Разделение может проводиться в небольших масштабах, например, в лаборатории для аналитических целей, или в больших масштабах, например, на химическом заводе .
Полное и неполное разделение
Некоторые типы разделения требуют полной очистки определенного компонента. Примером является производство металлического алюминия из бокситовой руды путем электролиза . Напротив, процесс неполного разделения может указывать на выход, состоящий из смеси вместо одного чистого компонента. Хорошим примером метода неполного разделения является переработка нефти . Сырая нефть встречается в природе как смесь различных углеводородов и примесей. Процесс переработки разделяет эту смесь на другие, более ценные смеси, такие как природный газ , бензин и химическое сырье , ни одно из которых не является чистым веществом, но каждое из которых должно быть отделено от сырой нефти. [ требуется цитата ]
Как при полном разделении, так и при неполном разделении может потребоваться серия или каскад разделений для получения желаемых конечных продуктов. В случае переработки нефти сырая нефть подвергается длинной серии отдельных этапов дистилляции , каждый из которых производит другой продукт или промежуточное вещество . [ необходима цитата ]
Список методов разделения
- Центрифугирование и циклонное разделение , разделение на основе разницы в плотности
- Хелатирование
- Хроматография разделяет растворенные вещества посредством различного взаимодействия с материалом (т.е. прохождения через него).
- Кристаллизация
- Декантация
- Демистер (пароуловитель) , удаляет капли жидкости из газовых потоков.
- Дистилляция , применяемая для смесей жидкостей с различными температурами кипения.
- Сушка , удаление жидкости из твердого тела путем испарения или выпаривания.
- Электрофорез разделяет органические молекулы на основе их различного взаимодействия с гелем под действием электрического потенциала (т.е. различного перемещения).
- Электростатическое разделение работает по принципу коронного разряда, где две пластины располагаются близко друг к другу и подается высокое напряжение. Это высокое напряжение используется для разделения ионизированных частиц.
- Отмучивание
- Испарение
- Извлечение
- Фракционирование потока в полевых условиях
- Фильтрация – сетчатые , мешочные 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 микрометрового размера или меньше.
- Флокуляция — разделение твердого вещества от жидкости в коллоиде с помощью флокулянта, который способствует слипанию твердого вещества в хлопья.
- Фракционная перегонка
- Фракционное замораживание
- Магнитная сепарация
- Разделение нефти и воды , гравиметрическое отделение взвешенных капель нефти из сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах , нефтехимических и химических заводах , заводах по переработке природного газа и аналогичных предприятиях.
- Осадки
- Перекристаллизация
- Очистка , отделение твердых частиц или газов из газового потока с помощью жидкости.
- Седиментация , разделение с использованием разницы давления и плотности звука
- Просеивание
- Губка , адгезия атомов, ионов или молекул газа, жидкости или растворенных твердых веществ к поверхности
- Раздевание
- Сублимация
- Разделение пара и жидкости , разделение под действием силы тяжести, основанное на уравнении Саудерса-Брауна
- Провеивание
- Зонная очистка
Смотрите также
Ссылки
- ^ Уилсон, Иэн Д.; Адлард, Эдвард Р.; Кук, Майкл; и др., ред. (2000). Энциклопедия науки разделения . Сан-Диего: Academic Press. ISBN 978-0-12-226770-3.
Дальнейшее чтение
- Национальные академии наук, инженерии и медицины (2019). Программа исследований для преобразования науки о разделении (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. doi : 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 05.06.2013 в Wayback Machine , инструкции по проведению экспериментов в классе.
- Разделение компонентов смеси Архивировано 2013-06-05 в Wayback Machine , инструкции по проведению экспериментов в классе
