Основой выбора эффективного способа разделения продуктов реакции является физико-химическая природа явлений, определяющих процесс. Благодаря последовательному углублению знаний о процессах постоянно вскрываются неиспользуемые возможности отдельных способов разделения, появляются более совершенные его модификации.
Альтернативными способами выделения чистых продуктов или фракций обычно являются ректификация, экстракция, адсорбция, кристаллизация, мембранные процессы, абсорбция, выпаривание. В последнее время стало уделяться значительно больше внимания другим, помимо ректификации, способам разделения.
Во-первых, процессы ректификации имеют высокую энергоемкость, а цены на источники энергии повышаются.
Так, в США во время энергетического кризиса (1976 г.) расходы энергии на ректификацию превышали 0,5−106 Гкал или 3% национального потребления энергии. Свыше 65% энергии на ректификацию расходуется в нефтеперерабатывающей промышленности, до 29% - в химической, свыше 5% - в газоперерабатывающей.
Во-вторых, по мере совершенствования технологии эти процессы становятся дешевле, чему в значительной степени способствует и совершенствование систем управления.
Обычно вопрос о замене ректификации другим способом возникает в тех случаях, когда применение ее либо вообще невозможно, либо сопряжено со значительными дополнительными затратами. Например, обычная ректификация не позволяет выделить компоненты, входящие в азеотропную смесь. Нужно либо изменить давление в системе и тем самым сдвинуть азеотроп, либо применить азеотропную или экстрактивную ректификацию, подобрав соответствующий разделяющий агент.
Применение другого способа разделения может быть экономически выгодно в том случае, когда свойства смеси соответствуют физической основе данного способа. Так, при наличии расслаивания первичное разделение естественным способом возможно путем декантации, способность же вещества кристаллизоваться в определенных условиях предполагает применение кристаллизации. Однако если физические условия процесса необходимо подбирать искусственно (подбор экстрагента, растворителя и т. д.), то к затратам на проведение непосредственно процесса добавляются затраты на регенерацию носителя (экстрагента, растворителя и т. д.).
Создание физических условий процесса обычно сопряжено со значительными расчетными и экспериментальными исследованиями, так как для того, чтобы выбрать наилучший вариант технологического и аппаратурного оформления, необходимо выполнить ряд физических и технологических требований. По существу, речь идет об искусственном создании смеси с заданными свойствами. Это относится к таким процессам, как азеотропная или экстрактивная ректификация, экстракция, кристаллизация.
