分離プロセスとは、化学物質の混合物または溶液を2つ以上の異なる生成物混合物に変換する方法であり、 [ 1 ]純度を得るために2つ以上の物質を分離する科学的プロセスです。分離によって得られる生成物混合物の少なくとも1つは、元の混合物の成分の1つ以上が濃縮されています。場合によっては、分離によって混合物が完全に純粋な成分に分離されることもあります。分離は、混合物の成分間の化学的性質または物理的性質(サイズ、形状、電荷、質量、密度、または化学的親和性など)の違いを利用します。[ 2 ]
プロセスは、分離を実現するために利用する特定の特性に基づいて分類されることが多い。目的の分離を達成するために単一の差異を使用できない場合は、複数の操作を組み合わせて目的を達成できることが多い。異なるプロセスは、分離剤、すなわち質量分離剤またはエネルギー分離剤によって分類されることもある。[ 3 ]質量分離剤は、沈殿を誘発するために貧溶媒を添加するなど、分離を誘発するために物質を添加することによって作用する。対照的に、エネルギーベースの分離は、蒸留のように加熱または冷却によって分離を引き起こす。
自然界に存在する元素や化合物は、ある程度不純物を含んでいる。これらの原材料は、生産的に利用される前に分離処理を経る必要があることが多く、そのため分離技術は現代の産業経済にとって不可欠なものとなっている。
分離の目的は以下のとおりです。
分離は、分析目的の実験室のような小規模で行われる場合もあれば、化学プラントのような大規模で行われる場合もある。
分離の種類によっては、特定の成分を完全に精製する必要があるものもあります。例えば、ボーキサイト鉱石から電解精製によってアルミニウム金属を製造する場合などが挙げられます。一方、不完全な分離プロセスでは、単一の純粋な成分ではなく、混合物が出力として得られる場合があります。不完全な分離技術の良い例は、石油精製です。原油は、さまざまな炭化水素と不純物の混合物として自然に存在します。精製プロセスでは、この混合物を天然ガス、ガソリン、化学原料など、より価値の高い混合物に分離します。これらの混合物はいずれも純粋な物質ではありませんが、それぞれ原油から分離する必要があります。
完全分離と不完全分離のいずれにおいても、目的とする最終製品を得るためには、一連の分離工程が必要となる場合がある。石油精製の場合、原油は一連の個別の蒸留工程を経て、それぞれの工程で異なる製品または中間体が得られる。