Kiến thức đầy đủ nhất về công nghệ phân tách hóa học, bạn có biết tất cả không?

Công nghệ phân tách hóa học là một nhánh quan trọng của kỹ thuật hóa học, cho dù đó là tinh chế dầu khí, sợi hóa học, thủy văn, tách đồng vị, hoặc tinh chế các sản phẩm sinh học, chuẩn bị cho vật liệu nano, khử lưu tương Vì vậy, không thể tách rời khỏi công nghệ phân tách hóa học. Sản xuất hóa chất nguyên liệu và sản phẩm trong phần lớn các hỗn hợp, sự cần thiết phải sử dụng hệ thống khác biệt về tính chất vật lý của các thành phần hoặc với sự trợ giúp của thiết bị tách để làm cho hỗn hợp được phân tách và tinh chế. Nó thường là một bước quan trọng để có được các sản phẩm đủ điều kiện, sử dụng đầy đủ các nguồn lực và kiểm soát ô nhiễm môi trường.

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hóa chất, công nghệ tách biệt cũng đã đạt được sự phát triển tốc độ cao. Một mặt, nghiên cứu và áp dụng công nghệ phân tách truyền thống đã được tiến triển liên tục, hiệu quả tách biệt đã được cải thiện, khả năng xử lý đã được tăng lên, vấn đề mở rộng kỹ thuật đã được giải quyết dần dần và các thiết bị tách mới đã xuất hiện liên tục; Mặt khác, để thích ứng với tiến bộ công nghệ và đưa ra các yêu cầu phân tách mới, phát triển, nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tách màng, công nghệ chiết xuất siêu tới hạn, công nghệ hấp phụ và các công nghệ tách biệt khác đã trở thành biên giới của kỹ thuật phân tách nghiên cứu. Chủ đề.

Tầm quan trọng của quá trình phân tách hóa học

Quá trình tách hóa học là hoạt động của việc tách hỗn hợp thành hai (hoặc một số) sản phẩm của các chế phẩm khác nhau. Một nhà máy sản xuất hóa chất tiêu chuẩn bao gồm một lò phản ứng và một số thiết bị phân tách để tinh chế nguyên liệu thô, chất trung gian và sản phẩm. Đầu tiên, quá trình phân tách cung cấp phản ứng hóa học với nguyên liệu thô có chất lượng phù hợp, loại bỏ các chất nguy hiểm và cải thiện sản lượng; Thứ hai, các chất phản ứng được tách ra và tinh chế để có được các sản phẩm phù hợp và tái chế các sản phẩm không phản ứng; Hơn nữa, nó đóng một vai trò vô giá trong việc sử dụng đầy đủ các tài nguyên và bảo vệ môi trường. Ngoài ra, quá trình phân tách trong việc sử dụng đầy đủ các nguồn lực và bảo vệ môi trường để đóng một vai trò không thể thiếu, do đó, quá trình phân tách trong sản xuất ngành công nghiệp hóa học chiếm một vị trí rất rõ ràng.

Phân loại và đặc điểm của quá trình phân tách

Các quá trình tách thường được sử dụng trong sản xuất hóa học có thể được chia thành hai loại: tách cơ học và phân tách chuyển khối. Đối tượng phân tách của quá trình phân tách cơ học là một hỗn hợp bao gồm nhiều hơn hai giai đoạn. Mục đích chỉ đơn giản là để phân tách các pha, miễn là một phương pháp cơ học đơn giản có thể được tách ra khỏi hai pha và không có hiện tượng chuyển vật chất giữa hai pha; Ví dụ, lọc, lắng, tách ly tâm, tách lốc xoáy và kết tủa tĩnh điện, v.v.

Quá trình phân tách chuyển khối để tách các hỗn hợp đồng nhất khác nhau, được đặc trưng bởi hiện tượng chuyển khối xảy ra, theo các nguyên tắc hóa lý khác nhau dựa trên quá trình phân tách khối lượng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp được chia thành quá trình phân tách cân bằng và tỷ lệ của quá trình tách, nghĩa là quá trình tách năng lượng và vật chất.

1. Quá trình phân tách cân bằng

Quá trình này là biến hệ thống hỗn hợp đồng nhất thành hệ thống hai pha với sự trợ giúp của môi trường tách, và sau đó các thành phần của hỗn hợp trong trạng thái cân bằng pha của hai pha trong phân phối khác nhau dựa trên việc thực hiện phân tách. Ví dụ là: bay hơi, chưng cất, hấp thụ, hấp phụ, chiết xuất, lọc, sấy khô, kết tinh, trao đổi ion, v.v.

Ví dụ, trong quá trình chiết xuất truyền thống, năng lượng của nó được chuyển sang chất chiết mà không có quy tắc, và sau đó chất chiết khuếch tán vào vật liệu chất nền, và cuối cùng chất nền được hòa tan hoặc bao quanh với một loạt các thành phần khuếch tán ra. Khai thác vi sóng là một công nghệ mới để cải thiện hiệu quả chiết xuất năng lượng vi sóng, do sự tồn tại của các chất có hằng số điện môi khác nhau, mức độ hấp thụ năng lượng vi sóng sẽ khác nhau, do đó, nhiệt được tạo ra và nhiệt chuyển sang môi trường xung quanh cũng khác nhau.

Trong trường vi sóng, kích thước của khả năng hấp thụ của phần vật liệu cơ chất của vùng được làm nóng có chọn lọc, từ đó vật liệu chiết xuất qua chất nền để tách, sau đó vào khả năng hấp thụ vi sóng tương đối yếu, hằng số điện môi là chiết xuất tương đối nhỏ.

Quá trình chiết lò vi sóng:

Quá trình chiết bằng lò vi sóng gần như sau: Tiền xử lý nguyên liệu thô (làm sạch, nghiền hoặc cắt)
Quá trình phân tách cân bằng đã trải qua một thời gian dài thực hành ứng dụng, với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ và sự phát triển của các ngành công nghệ cao, ngày càng hoàn hảo và không ngừng phát triển, phát triển một loạt các công nghệ tách biệt mới với các đặc điểm. Trong quá trình phân tách truyền thống, chưng cất vẫn được liệt kê là quá trình phân tách hóa học và dầu mỏ đầu tiên, do đó tăng cường phương pháp trong nghiên cứu và phát triển liên tục.

2. Quá trình phân tách tỷ lệ

Quá trình phân tách tốc độ ở một số loại động lực (chênh lệch nồng độ, chênh lệch áp suất, chênh lệch nhiệt độ, chênh lệch tiềm năng, v.v.) theo tác dụng, đôi khi ở độ thấm chọn lọc của màng với việc sử dụng các thành phần của tốc độ khuếch tán của tốc độ khuếch tán của Sự khác biệt giữa các thành phần để đạt được sự phân tách các thành phần. Các nguyên liệu thô và sản phẩm được xử lý theo loại quy trình này thường thuộc cùng một pha, chỉ có sự khác biệt về thành phần.
Nguyên tắc của công nghệ tách màng là một hoạt động đơn vị sử dụng sự khác biệt về tốc độ thẩm thấu của từng thành phần trong chất lỏng đến màng để đạt được sự phân tách các thành phần. Màng có thể là chất rắn hoặc chất lỏng, chất lỏng được xử lý có thể là chất lỏng hoặc khí, và động lực cho quá trình này có thể là sự khác biệt áp suất, chênh lệch nồng độ hoặc chênh lệch tiềm năng.

Vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngược, lọc máu và điện điện là các công nghệ tách màng trưởng thành hơn với các ứng dụng và thị trường công nghiệp quy mô lớn. Trong số đó, điểm chung của bốn đầu tiên được sử dụng để tách chất lỏng chứa chất tan hòa tan hoặc vật liệu huyền phù, dung môi hoặc chất tan phân tử nhỏ thông qua màng, chất tan hoặc chất tan chảy được giữ lại bởi màng Kích thước khác nhau của việc duy trì. Điện cực là việc sử dụng màng tích điện, được điều khiển bởi lực điện trường, từ dung dịch nước hoặc làm giàu chất điện phân.

Tách khí và bay hơi thẩm thấu là hai công nghệ màng đang được phát triển và áp dụng. Tách khí trưởng thành hơn, với các ứng dụng quy mô công nghiệp như tách oxy và nitơ trong không khí, tách hydro với hỗn hợp thực vật amoniac và tách carbon dioxide khỏi metan trong khí tự nhiên. Sự bay hơi thẩm thấu là một quá trình tách màng với sự thay đổi pha, sử dụng sự khác biệt về tính chất hòa tan và khuếch tán của các thành phần khác nhau của chất lỏng hỗn hợp trong màng để đạt được sự tách biệt. Bởi vì nó có thể được sử dụng để loại bỏ nước theo dõi trong chất hữu cơ, vi lượng chất hữu cơ trong nước, cũng như để nhận ra sự tách biệt giữa các chất hữu cơ, ứng dụng này rất hứa hẹn.

Màng nhũ tương là một nhánh của công nghệ tách màng lỏng, là hoạt động tách màng với màng chất lỏng là môi trường tách và chênh lệch nồng độ như động lực. Phân tách màng chất lỏng bao gồm ba pha của chất lỏng, pha nguyên liệu thô chứa các thành phần riêng biệt, pha sản phẩm nhận các thành phần tách biệt và pha màng giữa hai pha trên. Tách màng chất lỏng chủ yếu được sử dụng trong tách hydrocarbon, xử lý nước thải, và chiết xuất và phục hồi các ion kim loại.

Quá trình phân tách khối lượng của chưng cất, hấp thụ, chiết xuất và một số hoạt động đơn vị khác có lịch sử lâu dài đã được sử dụng rộng rãi, tách màng và tách trường và các công nghệ phân tách mới khác trong tách sản phẩm, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường đã cho thấy sự vượt trội của chúng.

Các loại phương pháp phân tách và nguyên tắc lựa chọn

1. Các loại phương pháp tách

Có nhiều loại phương pháp tách vật liệu khác nhau, đó là do có nhiều vật liệu sản xuất hóa học và trong quá trình chọn phương pháp tách, thường theo cách tách các thành phần khác nhau của vật liệu được phân tách theo Tính chất hóa học và vật lý khác nhau để xác định sự lựa chọn; Theo các tính chất hóa học và vật lý để phân biệt giữa, có năm loại phương pháp phân tách phổ biến sau đây: hỗn hợp rắn của các phương pháp tách, ② Hỗn hợp pha khí của các phương pháp phân tách, hỗn hợp chất lỏng của phương pháp tách, chất lỏng Hỗn hợp các phương pháp phân tách, phương pháp tách, phương pháp tách, phương pháp tách, phương pháp tách, phương pháp tách, phương pháp tách, phương pháp phân tách Phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng, Phương pháp tách hỗn hợp pha lỏng-rắn, phương pháp phân tách hỗn hợp khí.

2. Nguyên tắc lựa chọn phương pháp phân tách

Trong việc lựa chọn các phương pháp phân tách, mức độ tinh chỉnh của sản phẩm và giá trị sản xuất của sản phẩm sẽ được xem xét, với mức độ tinh chỉnh cao và giá trị sản xuất cao của sản phẩm, không cần phải xem xét chi phí phân tách, bạn Có thể chọn một số phương pháp phân tách hiệu quả cao, đối với một số giá trị sản xuất tương đối thấp và một số lượng lớn sản phẩm, bạn cần xem xét chi phí phân tách, bạn có thể chọn các bước tách biệt hoặc các phương pháp phân tách tương đối đơn giản hơn hoặc tương đối đơn giản.

Cố gắng tránh sự hiện diện của hậu cần có chứa rắn trong quá trình sản xuất, nên càng xa càng tốt để loại bỏ các chất rắn trong hậu cần, do mức tiêu thụ năng lượng tương đối lớn của chúng trong vận chuyển và hậu cần có chứa chất lỏng hoặc khí đốt khá dễ dàng để hình thành tắc nghẽn đường ống.

Trong việc tách các vật liệu trộn với nhiều chất khác nhau, thứ tự tách nên được xem xét như sau: Để tránh quá trình bị ảnh hưởng, nên cố gắng tách các chất dễ dẫn đến các phản ứng cực kỳ có hại và bên cạnh, và tại Đồng thời, các chất cần được tách ra dưới áp suất cao cũng nên được coi là được tách ra trước; Ngoài ra, người đầu tiên được tách ra khỏi các thành phần dễ nhất để tách các thành phần nhất, và để lại đến phần cuối cùng được tách ra là khó khăn nhất để tách các thành phần.

Lựa chọn các phương pháp tách hoặc các nguyên tắc chính của tính hợp lý kinh tế và độ tin cậy kỹ thuật cần xem xét. Ví dụ, chưng cất và chiết xuất đều là phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng, theo mức độ trưởng thành công nghệ, chưng cất nằm trên chiết xuất, nếu bạn có thể chưng cất vật liệu tách, nên tránh sử dụng chiết, nếu điểm sôi của hỗn hợp Về độ lệch lớn, việc sử dụng chưng cất có thể đơn giản để thực hiện việc tách ra, không cần phải sử dụng chưng cất, do đó chi phí vận hành và lựa chọn đầu tư là tương đối thấp.

Việc lựa chọn phương pháp phân tách phải được nhắm mục tiêu, bởi vì nó là một công việc kỹ thuật, chỉ được tách ra khỏi các tính chất hóa học và vật lý của vật liệu, cũng như các yêu cầu phân tách rõ ràng nắm bắt được sự lựa chọn tốt nhất.

Một loạt các ứng dụng hóa học, nhu cầu của môi trường được minh họa trong quá trình phân tách hóa học trong nền kinh tế quốc gia và sinh kế của mọi người trong tình trạng và vai trò, và thể hiện triển vọng rộng lớn cho quá trình tách biệt, xã hội hiện đại không thể tách rời khỏi sự tách biệt Công nghệ, sự tách biệt của phát triển công nghệ trong xã hội hiện đại.

Nguồn: In lại
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được in lại trên internet, bản quyền thuộc về tác giả gốc. Nếu nó liên quan đến các vấn đề bản quyền, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi, chúng tôi sẽ xóa nội dung lần đầu tiên.