Kimyasal ayırma teknolojisi hakkında en eksiksiz bilgi, hepsini biliyor musunuz?

Kimyasal ayırma teknolojisi, petrol rafinasyonu, plastik kimyasal lif, hidrometalurji, izotop ayrımı veya biyolojik ürünlerin rafine edilmesi, nano maddelerin hazırlanması, baca gazı ve gübre pestist üretiminin desülfürizasyonu ve biyolojik ürünlerin rafine edilmesi ve Bu nedenle, kimyasal ayırma teknolojisinden ayrılamaz. Karışımların büyük çoğunluğunda hammadde ve ürünlerin kimyasal üretimi, bileşenlerin fiziksel özelliklerindeki farklılıklar sistemini veya karışımın ayrılmasını ve saflaştırılmasını sağlamak için ayırıcı yardımıyla kullanma ihtiyacı. Nitelikli ürünler elde etmek, kaynakları tam olarak kullanmak ve çevre kirliliğini kontrol etmek için genellikle önemli bir adımdır.

Kimya endüstrisinin hızlı gelişimi ile birlikte, ayrılık teknolojisi de yüksek hız geliştirme kazanmıştır. Bir yandan, geleneksel ayrılık teknolojisinin araştırılması ve uygulanması sürekli ilerliyor, ayrılık verimliliği artırıldı, işleme kapasitesi arttırıldı, mühendislik büyütme sorunu kademeli olarak çözüldü ve yeni ayırma cihazları sürekli olarak ortaya çıkıyor; Öte yandan, teknolojik ilerlemeye uyum sağlamak ve yeni ayrılık gereksinimlerini ortaya koymak için, membran ayırma teknolojisinin geliştirilmesi, araştırılması ve uygulanması, süperkritik çıkarma teknolojisi, adsorpsiyon teknolojisi ve diğer mevcut ayırma teknolojileri, ayrılık mühendisliği sınırları haline gelmiştir. araştırma. Konu.

Kimyasal ayırma sürecinin önemi

Kimyasal ayırma işlemi, bir karışımın farklı bileşimlerin iki (veya birkaç) ürününe ayırmanın çalışmasıdır. Standart bir kimyasal üretim tesisi, bir reaktör ve hammaddelerin, ara maddelerin ve ürünlerin saflaştırılması için bir dizi ayırıcıdan oluşur. İlk olarak, ayırma işlemi kimyasal reaksiyonu doğru kalitede hammaddelerle sağlar, tehlikeli maddeleri giderir ve verimleri iyileştirir; İkincisi, reaktanlar doğru ürünleri elde etmek ve reaksiyona girmemiş ürünleri geri dönüştürmek için ayrılır ve saflaştırılır; Ayrıca, kaynakların tam kullanımında ve çevrenin korunmasında paha biçilmez bir rol oynamaktadır. Buna ek olarak, kaynakların tam kullanımı ve çevrenin korunmasında ayrışma süreci vazgeçilmez bir rol oynamak için, bu nedenle kimya endüstrisi üretimindeki ayrılık süreci çok açık bir konuma sahiptir.

Ayrılma sürecinin sınıflandırılması ve özellikleri

Kimyasal üretimde yaygın olarak kullanılan ayırma süreçleri iki kategoriye ayrılabilir: mekanik ayırma ve kütle transfer ayrımı. Mekanik ayırma işleminin ayırma nesnesi, ikiden fazla fazdan oluşan bir karışımdır. Amaç, basit bir mekanik yöntem iki aşamadan ayrılabildiği ve iki aşama arasında bir malzeme transfer fenomeni olmadığı sürece sadece aşamaları ayırmaktır; Örneğin, filtrasyon, sedimantasyon, santrifüj ayrımı, siklon ayrımı ve elektrostatik çökelme vb.

Kütle transfer fenomeni ile karakterize edilen çeşitli homojen karışımların ayrılması için kütle transfer ayırma işlemi, endüstride yaygın olarak kullanılan kütle transferi ayırma sürecine dayanan farklı fizikokimyasal prensiplere göre, denge ayırma sürecine ve hıza ayrılmıştır. ayrılık süreci, yani enerji ve maddenin ayrılması süreci.

1. Denge ayırma işlemi

İşlem, homojen karışım sistemini bir ayırma ortamı yardımıyla iki fazlı bir sisteme dönüştürmek ve daha sonra ayrımın gerçekleştirilmesine dayanarak farklı dağılımdaki iki fazın faz dengesindeki karışımın bileşenleri yapmaktır. Örnekler şunlardır: buharlaşma, damıtma, emilim, adsorpsiyon, ekstraksiyon, sızıntı, kurutma, kristalizasyon, iyon değişimi vb.

Örneğin, geleneksel ekstraksiyon sürecinde, enerjisi ekstraktı kurallar olmadan aktarılır ve daha sonra ekstrakt substrat malzemesine yayılır ve son olarak substrat çözülür veya çeşitli bileşenler dağılır. Mikrodalga ekstraksiyonu, mikrodalga enerji ekstraksiyonunun verimliliğini artırmak için yeni bir teknolojidir, farklı dielektrik sabitleri olan maddelerin varlığı nedeniyle, mikrodalga enerjisinde emilim derecesi farklı olacaktır, bu nedenle üretilen ısı ve ısı, çevreleyen ortama aktarılan ayrıca farklıdır.

Mikrodalga alanında, bölgenin substrat malzemesi kısmının emilim kapasitesinin boyutu seçici olarak ısıtılacak, substrattan çıkarılan malzemenin ayrılması ve daha sonra mikrodalga emilim kapasitesine nispeten zayıf olduğu, dielektrik sabiti nispeten küçük ekstrakt.

Mikrodalga çıkarma işlemi:

Mikrodalga ekstraksiyon işlemi kabaca aşağıdaki gibidir: hammadde ön işlemi (temizleme, ezme veya dilimleme) → malzeme karıştırma ve çözücü → mikrodalga çıkarma → filtrasyon → konsantrasyon → ayırma → Bileşenlerin ekstraksiyonu
Dengeli ayrılık süreci, bilim ve teknolojinin ilerlemesi ve giderek daha mükemmel ve sürekli gelişen yüksek teknoloji endüstrilerinin yükselişi ile uzun bir uygulama uygulaması yaşamıştır, özelliklerle çeşitli yeni ayrılık teknolojisi geliştirmiştir. Geleneksel ayırma sürecinde, damıtma hala ilk petrol ve kimyasal ayırma süreci olarak listelenmiştir, bu nedenle sürekli araştırma ve geliştirmedeki yöntemi güçlendirir.

2. Oran Ayrışma Süreci

Hız ayırma süreci, eylem altında, bazen membranın seçici geçirgenliğinde bir tür itici güçte (konsantrasyon farkı, basınç farkı, sıcaklık farkı, potansiyel fark, vb.) Bileşenlerin ayrılmasını elde etmek için bileşenler arasındaki fark. Bu tür bir süreç tarafından ele alınan hammaddeler ve ürünler genellikle sadece bileşimsel farklılıklarla aynı faza aittir.
Membran ayırma teknolojisi prensibi, bileşenlerin ayrılmasını sağlamak için sıvıdaki her bir bileşenin permeasyon oranlarındaki farkı membrana kullanan bir birim işlemdir. Membran katı veya sıvı olabilir, işlenen sıvı sıvı veya gaz olabilir ve işlem için itici güç bir basınç farkı, konsantrasyon farkı veya potansiyel fark olabilir.

Mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, ters ozmoz, diyaliz ve elektrodualiz, büyük ölçekli endüstriyel uygulamalar ve pazarlara sahip daha olgun membran ayırma teknolojileridir. Bunlar arasında, ilk dördünün ortak noktası, çözünmüş çözünen veya süspansiyon malzemesini, çözücü veya küçük molekül çözünen maddeyi, çözünen veya makromolekül çözünen maddeden ayırmak için kullanılır, membran tarafından tutulur, farklı membran parçacıklarının çözünen parçacıkların farklı membran işlemi. farklı boyutlarda tutulma. Elektrodiyaliz, sulu çözelti veya elektrolit zenginleştirmesinden elektrik alan kuvveti tarafından tahrik edilen yüklü membran kullanımıdır.

Gaz ayırma ve ozmotik buharlaşma, geliştirilen ve uygulanan iki membran teknolojisidir. Gaz ayırma, havada oksijen ve azotun ayrılması, hidrojenin amonyak bitki karışımlarından ayrılması ve karbondioksitin doğal gazda metandan ayrılması gibi endüstriyel ölçekli uygulamalar ile daha olgundur. Ozmotik buharlaşma, ayrımı elde etmek için membrandaki karışık sıvının farklı bileşenlerinin çözünme ve difüzyon özelliklerindeki farkı kullanan faz değişikliğine sahip bir membran ayırma işlemidir. Organik maddedeki eser suyun, sudaki izleme organik maddesini izlemek ve organik madde arasındaki ayrımı gerçekleştirmek için kullanılabilir, uygulama umut vericidir.

Emülsiyon membranı, ayırma ortamı olarak sıvı membran ve itici kuvvet olarak konsantrasyon farkı olan bir membran ayırma operasyonu olan sıvı membran ayırma teknolojisinin bir dalıdır. Sıvı membran ayrımı, üç sıvı fazı, ayrılmış bileşenleri içeren hammadde fazı, ayrı bileşenleri alan ürün fazı ve yukarıdaki iki faz arasındaki membran fazını içerir. Sıvı membran ayrımı esas olarak hidrokarbon ayrımı, atık su arıtımı ve metal iyonlarının ekstraksiyonu ve geri kazanımı kullanılır.

Damıtma, emilim, ekstraksiyon ve uzun geçmişi olan diğer bazı birim işlemlerin kütle transfer ayrımı süreci yaygın olarak kullanılmıştır, membran ayrımı ve alan ayrımı ve ürün ayrımı, enerji tasarrufu ve çevre korumasındaki diğer yeni ayırma teknolojileri üstünlüklerini göstermiştir.

Seçim yöntemleri ve seçim ilkeleri

1. Ayırma yöntemleri türleri

Birçok farklı malzeme ayırma yöntemi türü vardır, yani çeşitli kimyasal üretim malzemeleri ve ayırma yöntemini seçme işleminde, genellikle malzemenin çeşitli bileşenlerinin ayrılmasına uygun olarak ayrılır. seçimi belirlemek için farklı kimyasal ve fiziksel özellikler; Aralarında ayrım yapmak için kimyasal ve fiziksel özelliklere göre, aşağıdaki beş tip ortak ayırma yöntemi vardır: ① Ayrılma yöntemlerinin katı karışımları, ② Gaz katı-faz karışımları, ③ Sıvı ayırma yöntemlerinin sıvı karışımları, ③ sıvı Ayırma yöntemlerinin karışımları, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri, ayırma yöntemleri ③ Sıvı karışım ayırma yöntemi, ④ Sıvı-katı faz karışımı ayırma yöntemi, ⑤ Gaz karışımı ayırma yöntemi.

2. Ayırma yöntemi seçimi ilkesi

Ayırma yöntemlerinin seçiminde, ürünün iyileştirme derecesi ve dikkate alınacak ürünün üretim değeri, yüksek derecede iyileştirme ve ürünün yüksek üretim değeri için ayrılma maliyetini göz önünde bulundurmanız gerekmez, Bazı yüksek verimlilik ayırma yöntemlerini seçebilir, nispeten düşük üretim değeri ve çok sayıda ürün için ayrılma maliyetini göz önünde bulundurmanız gerekir, bu ayırma adımlarını daha az veya nispeten basit ayırma yöntemlerini seçebilirsiniz.

Üretim sürecinde katı içeren lojistiğin varlığından kaçınmaya çalışın, ulaşımdaki nispeten büyük enerji tüketimleri ve sıvı veya gaz içeren lojistik nedeniyle lojistikteki katıları gidermek için mümkün olduğunca uzak olmalıdır. boru hattı tıkanması oluşturmak oldukça kolaydır.

Birçok farklı maddeyle karıştırılmış malzemelerin ayrılmasında, ayırma sırası aşağıdaki gibi düşünülmelidir: Etkilenen sürecin önlenmesi için, son derece zararlı ve yan reaksiyonlara yol açması kolay olan maddeleri ayırmaya çalışmalıdır ve Aynı zamanda, yüksek basınç altında ayrılması gereken maddelerin de önce ayrıldığı düşünülmelidir; Buna ek olarak, bileşenleri ayırmak için en kolay olandan ilk ayrılan ve son ayrılacak olana bırakılan bileşenleri ayırmak en zor olanıdır.

Ayırma yöntemlerinin seçimi veya ekonomik rasyonalitenin temel prensipleri ve dikkate alınması gereken teknik güvenilirlik. Örneğin, damıtma ve ekstraksiyon, teknolojik olgunluk derecesine göre, sıvı karışımlarını ayırmanın her iki yöntemidir, damıtma ekstraksiyonun üstünde yer alır, eğer ayrılmış malzemelerin damıtılmasını alabilirseniz, karışımın kaynama noktası, ekstraksiyonu kullanmaktan kaçınmalıdır. Büyük sapmalardan, damıtma kullanımının ayrılmayı gerçekleştirmesi kolay olabilir, damıtma kullanmaya gerek yoktur, böylece işletme maliyetleri ve yatırım seçimi nispeten düşüktür.

Ayrılma yönteminin seçimi hedeflenmelidir, çünkü teknik bir iştir, sadece malzemenin kimyasal ve fiziksel özelliklerinden ayrılmak ve ayırma gereksinimleri açıkça en iyi seçimi kavramaktadır.

Çok çeşitli kimyasal uygulamalar, çevrenin ihtiyaçları, ulusal ekonomideki kimyasal ayırma sürecinde ve halkın durum ve roldeki geçim kaynaklarında gösterilmiştir ve ayrılık süreci için geniş beklentileri gösterir, modern toplum ayrılıktan ayrılamaz Teknoloji, modern toplumda teknoloji gelişiminin ayrılması.

Kaynak: Yeniden Baskı
Feragatname: Bu makale internette yeniden basılmıştır, telif hakkı orijinal yazara aittir. Telif hakkı sorunlarını içeriyorsa, lütfen bizimle iletişime geçin, içeriği ilk kez kaldıracağız.