Postopek ločevanja je vsak postopek, ki lahko vzame kombinacijo ali mešanico različnih komponent in ekstrahira vsaj eno komponento v višji čistosti kot v prvotni mešanici. Destilacija, izhlapevanje in kristalizacija so običajni procesi ločevanja v kemijskem inženirstvu. Strokovnjaki uporabljajo kemični inženiring za oblikovanje novega postopka ločevanja za vsak projekt, ki ga predlagajo.
Obstaja veliko načinov za načrtovanje postopka ločevanja. Destilacija alkohola za proizvodnjo alkoholnih pijač se izvaja s prekuhanjem prvotne mešanice fermentiranega sadja. Ko se hlapi začnejo dvigovati, začnejo inženirji hladiti in kondenzirati tiste hlape, ki imajo višjo čistost alkohola. Ta postopek destilacije poteka pod natančnimi pogoji, ker se med postopkom destilacije ločijo tudi drugi kontaminati.
Izhlapevanje se običajno uporablja kot postopek ločevanja, ko je trden produkt prekrit s tekočino, kot je voda. Oblaki nastanejo z izhlapevanjem, ko topel suh zrak zbira vodo, ko prehaja čez vodna telesa. Ta isti postopek se uporablja in kreativno zasnovan tako, da deluje kot proces ločevanja. Kemijski inženirji izračunajo, kateri topli plini bodo zbirali hladnejše tekočine, da bi izumili nov postopek ločevanja izhlapevanja. Za nadzor pretoka plinov se pogosto uporabljajo vakuumi in črpalke.
Kristalizacija se uporablja v farmacevtski industriji. V kemijskem inženirstvu je za ločevanje aktivne sestavine od drugih sestavin v seriji potrebno dodajanje klorovodikove kisline za omejen čas. Zdravilo se absorbira v kislini in s sušenjem pod pravimi pogoji povzroči kristalizacijo. Tako nastanejo majhni kristali z zdravilno učinkovino kot zdravilo v prahu, ki se nato stisne v obliko tablete za uporabo.
Druge pogoste vrste postopkov ločevanja je mogoče opaziti pri odstranjevanju odpadkov. Večina se uporablja v napravah za odpadne vode, kot je flotacija. Kemični inženiring se uporablja za določanje, kaj bo preprosto priplavalo na vrh in kako ga odstraniti, kot smeti v reki.
Postopek ločevanja tekočine in tekočine ima namen v napravah za odpadno vodo, ki je podoben olju, ki plava na vodi. Če se tekočine ne mešajo dobro, bodo tvorile mehurčke in plasti. To je mogoče povečati za enostavno ekstrakcijo z uporabo selektivnega segrevanja. Ogrevanje bazena odpadne vode do vretja povzroči, da se vse organske sestavine dvignejo na površje. Kemični inženiring uporablja toploto in dodatke, da ustvari jasno ločitev med vodo in odpadki.