化工工藝分離過(guò)程研究

馬楠

摘要：在當(dāng)前我國(guó)化工行業(yè)飛速的發(fā)展的過(guò)程中，人們?yōu)榱吮Ｕ匣ぎa(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，就采用分離凈制的方法來(lái)對(duì)原材料進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而使得化工工藝生產(chǎn)成本得到有效的控制。目前，在我國(guó)化工行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，分離技術(shù)有著十分重要的意義，它不僅使得化工生產(chǎn)的原材料的質(zhì)量得到進(jìn)一步的保障，還使得化學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量得到有效的提高，從而提升了化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以下就對(duì)化工工藝分離的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：化工工藝；分離；生產(chǎn)

在化工生產(chǎn)中，分離工程一方面為化學(xué)反應(yīng)提供符合質(zhì)量要求的原料；另一方面，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離提純，得到合格的產(chǎn)品，并且使未反應(yīng)的物料循環(huán)利用，對(duì)生成的三廢進(jìn)行末端治理。因此，分離工程在提高化工生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益中起著舉足輕重的作用。伴隨化工生產(chǎn)事業(yè)的飛速擴(kuò)充發(fā)展，正逐步發(fā)展為工藝技術(shù)高參數(shù)、智能化、高效性經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)模式。

1 化工分離過(guò)程的重要性

化工分離處理過(guò)程中，主要就是將不同形式的混合物進(jìn)行劃分進(jìn)而使其能夠組成不同形式的產(chǎn)品。通常情況下廠個(gè)保持較高標(biāo)準(zhǔn)的化工生產(chǎn)裝置其自身就主要是通過(guò)反應(yīng)器、分離設(shè)備這兩個(gè)部分來(lái)構(gòu)成。在實(shí)際運(yùn)行處理的過(guò)程主要就是將化學(xué)反應(yīng)直接供給相應(yīng)的品質(zhì)性原理，同時(shí)將各個(gè)方面的有害物完全去除進(jìn)而使得其中表現(xiàn)出的相關(guān)收率大幅度提升。之后相關(guān)的反應(yīng)物在執(zhí)行分離提純處理后便能夠得到符合標(biāo)準(zhǔn)要求的合格產(chǎn)品并且在這一過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何反應(yīng)的物料池同樣能夠得到循環(huán)價(jià)值利用的處理滁此之外在進(jìn)行分離處理的過(guò)程中相關(guān)的資源利用以及環(huán)境保護(hù)，同樣發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用那么化工分離技術(shù)在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)體系中池就具備了至關(guān)重要的作用。

2 分離方法的類(lèi)型與選用的原則

2.1 分離方法的類(lèi)型

化工工藝分離方法的選擇需通過(guò)工藝精細(xì)化程度、產(chǎn)品整體產(chǎn)值等多方面因素綜合考慮，針對(duì)精細(xì)化程度較高的產(chǎn)品，還需特殊分析其相關(guān)分離成本，選擇最高效、最快速的分離措施。對(duì)于產(chǎn)品自身價(jià)值不高的產(chǎn)品，分離成本的高低是方法選擇的第一要素。按照化工工藝分離方法的性質(zhì)，目前最常見(jiàn)的分離方式共有以下五種：固體混合物分離方法、氣固相混合物分離方法、氣體混合物分離方法、液體混合物分離方法、液固相混合物分離方法。

在進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)混合物料分離處理工序之中，分離順序是決定化工分離成敗的重點(diǎn)。成功高效的化工工藝分離應(yīng)遵守以下排序原則：最大限度避免化工分離過(guò)程受到其他因素影響；首先分離易導(dǎo)致有害物質(zhì)及副反應(yīng)的物質(zhì)；首先分離需高壓環(huán)境作業(yè)的物質(zhì)；易被分離的組分首先分離，難被分離的組分后被分離。同時(shí)，分離工藝過(guò)程還應(yīng)通過(guò)各種技術(shù)手段，避免有生產(chǎn)過(guò)程深人任何固體物質(zhì)。這就要求分離順序確定前，就應(yīng)保證分離機(jī)體中已經(jīng)清除物流內(nèi)部所存在的一切固體物質(zhì)，排除管道堵塞、氣液分離等可能。

2.2 分離方法選用的原則

在分離方法選用之時(shí)，需對(duì)產(chǎn)品的精細(xì)化程度與產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)值進(jìn)行考慮，對(duì)于精細(xì)化程度高與產(chǎn)值高的產(chǎn)品，不需考慮分離成本，可選用部分高效分離方法，對(duì)于一些相對(duì)較低產(chǎn)值而很大產(chǎn)量的產(chǎn)品，則需要對(duì)分離成本進(jìn)行考慮，可以選用那些分離步驟較少或相對(duì)簡(jiǎn)便的分離方法。盡量避免含有固體的物流在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)，應(yīng)盡可能預(yù)先除盡物流中的固體，由于它們?cè)谳斔椭心芰康南南鄬?duì)較大，而且含液體或氣體的物流相當(dāng)容易形成管道堵塞。在進(jìn)行多種不同物質(zhì)混合的物料分離時(shí)，其分離順序應(yīng)考慮的原則為：為避免其工藝過(guò)程受到影響，應(yīng)盡量先分離易導(dǎo)致極其有害與副反應(yīng)的物質(zhì)，同時(shí)對(duì)需要高壓方可分離的物質(zhì)，也應(yīng)考慮進(jìn)行先分離；另外，首先被分離出來(lái)的是最容易分離的組分，而留到最后分離的是最難分離的組分。選擇分離方法的主要原則還是要從經(jīng)濟(jì)上的合理性與技術(shù)上的可靠性進(jìn)行考慮。例如精餾與萃取兩者均為分離液體混合物的方法，依技術(shù)成熟的程度而言，精餾在于萃取之上，若能夠采取精餾分離的物料，應(yīng)盡可避免采用萃取，若混合物的沸點(diǎn)出現(xiàn)較大偏差時(shí)，利用蒸餾即可簡(jiǎn)單進(jìn)行分離，就勿需采用精餾，如此的操作費(fèi)用與選擇投資都相對(duì)較低。

3 分離過(guò)程

3.1 平衡分離過(guò)程

該過(guò)程是借助分離媒介使均相混合物系統(tǒng)變成兩相系統(tǒng)，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不同等的分配為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分離。例如：蒸發(fā)、蒸餾、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、結(jié)晶、離子交換等。例如，在傳統(tǒng)萃取的過(guò)程中，其能量無(wú)規(guī)則地傳遞給萃取劑，接著萃取劑擴(kuò)散到基體物質(zhì)，最后由基體溶解或夾帶多種成分?jǐn)U散出來(lái)。微波萃取就是一種采取使微波能萃取效率得到提高的新型技術(shù)，因存在介電常數(shù)不同的物質(zhì)，在微波能吸收的程度會(huì)有所不同，因此所產(chǎn)生的熱能與給周邊環(huán)境傳遞的熱能也存在異同。微波萃取的工藝流程大致為：原料預(yù)處理（清洗、粉碎或切片）→物料混合與溶劑→微波萃取→過(guò)濾→濃縮→分離→萃取成分。平衡分離過(guò)程經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)期的應(yīng)用實(shí)踐，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和高新產(chǎn)業(yè)的興起，日趨完善不斷發(fā)展，演變出多種具有特色的新型分離技術(shù)。在傳統(tǒng)分離的過(guò)程中，精餾仍列為石油和化工分離過(guò)程的首位，因此強(qiáng)化方法在不斷地研究和開(kāi)發(fā)中。

3.2 速率分離過(guò)程

速率分離過(guò)程是在某種推動(dòng)力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用下肩時(shí)在選擇性透過(guò)膜的配合下利用各組分?jǐn)U散速率的差異實(shí)現(xiàn)組分的分離。這類(lèi)過(guò)程所處理的原料和產(chǎn)品通常屬于同一相態(tài)僅有組成上的差別。膜分離技術(shù)原理是利用流體中各組分對(duì)膜的滲透速率的差別而實(shí)現(xiàn)組分分離的單元操作。膜可以是固態(tài)或液態(tài)所處理的流體可以是液體或氣體過(guò)程的推動(dòng)力可以是壓力差、濃度差或電位差。

綜上所述，技術(shù)上的可靠性和經(jīng)濟(jì)上的合理性仍然是選擇分離方法的主要原則。選擇分離方法是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，必須有針對(duì)性，只有對(duì)被分離物料的物理化學(xué)性質(zhì)，含量和分離要求都了解清楚之后，才能進(jìn)行選擇。

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