膜分离节能技术的国内外应用进展

钱伯章

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)

膜分离节能技术的国内外应用进展

钱伯章*

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)

详述了近年来国内外膜分离技术的进展，尤其是膜分离技术的应用在节能、环保领域和石油、化工行业所取得的成效。

膜膜分离膜工业过滤微滤节能

0 前言

膜分离技术是近代分离科学的前沿，由于其具有高效、节能、操作简便等特点，近20年来得到飞速发展。膜分离技术得到了较多的开发和应用。

气体分离膜可给气体分离技术带来大量效益。常规的分离技术，如空气制冷蒸馏，冷凝法从气体混合物中去除冷凝的有机蒸气，胺吸收法去除酸性气体（如从天然气中去除二氧化碳），都需要使被分离的气体混合物产生气-液相变化。相变化分离增大了能量费用，而气体膜法分离无需相变。此外，气体分离膜设施比各种类型装置如胺汽提装置要小得多，因此占地也相对较小。小型化有利于浅海气体加工平台的应用。膜系统的另一优点是无复杂的机械设备。

目前气体分离膜已广泛应用于以下工业领域：

氢气分离，如合成氨装置中氢/氮分离、石油化工中氢/烃分离；从空气中分离氮气；从天然气中去除CO2和水；从空气或氮气流中去除有机蒸气。

美国得克萨斯大学化学工程系研究人员开发成功一种可用于提纯氢气的橡胶状膜，这种膜基于环氧乙烷聚合物，对CO2的渗透性要比H2快40倍，有助于去除CO2，而使H2仍保持在高压状态下。

继20世纪90年代膜分离技术用于润滑油脱蜡装置的溶剂回收以后，埃克森美孚公司与格雷斯-戴维逊公司又共同开发了应用于润滑油脱蜡装置的膜法溶剂回收设施，并推向工业化应用。

制取燃料乙醇的关键技术是乙醇脱水。为了制取无水乙醇产品，传统方法是采用恒沸蒸馏或者分子筛脱水，能耗很高。如果采用渗透汽化膜分离技术，则可以比传统方法节能1/2以上，并且其过程简单，操作方便，系统稳定可靠，占地面积小，装置高度低，便于放大，易于与其他过程耦合和集成。目前，国内外很多科学家正致力于这些方面的研究，我国也已取得可喜的进展。例如清华大学研发的渗透汽化膜分离技术已成功用于乙醇和水的分离，比采用传统的精馏法降低生产成本50%以上。

1 国外进展

霍尼韦尔旗下的UOP公司与Vaperma公司宣布联合推广Vaperma公司Siftek聚合物膜法乙醇脱水新技术，这一技术可使能量密集的乙醇生产过程降低能耗，从而降低操作成本和减少排放。Vaperma Siftek膜为聚合物空心膜，具有高的渗透性和选择性。该空心纤维膜高的通量由来于专利材质的亲水配方以及薄的分离层。水吸附在膜的内表面上并能通过膜发生渗透，然后通过膜产生扩散和在膜的外表面产生脱附。燃料的需求以及与气侯变化相关的问题正在持续增多，生物燃料生产必须具有效益并且是可持续的，为此节能十分重要。Vaperma公司的解决方案有助于使第一代和第二代纤维素乙醇和丁醇生产具有活力。Vaperma公司专利的聚合物膜技术可将水蒸气从气体混合物中分离出来。Siftek膜法技术于2008年6月推向商业化，应用于乙醇生产可得到脱水乙醇，可生产纯度大于99%的燃料级乙醇产品。该技术可替代生产过程中传统使用的多个单元，从而实现节能。

美国薄膜技术研究公司（MTP）开发了一种VaporSep薄膜分离技术，可分离和回收烃类和氮气。这是一种聚合物薄膜，可选择性地分离烃类和轻质气体（例如氮气和氢气）。在液态淤浆法聚乙烯工艺中，乙烯、1-己烯和异丁烷在反应器内反应生成聚乙烯，生成的粉状聚合物含有大量未反应的单体和稀释剂。在聚合物挤压之前必须除去这些烃类。脱除烃类的最后一步是用热氮气在汽提塔（清扫塔）内脱除烃类。有些厂用高压和低温冷凝的一般方法进行回收，只能回收一部分烃类，不能回收氮气。许多厂将清扫塔的排气送往火炬，其中的烃类和氮气都损失了。采用膜分离工艺可先将清扫塔顶的排气（含25%异丁烷的氮气及少量乙烯和己烯-1）经压缩和冷却后在气液分离器内回收异丁烷，排出的气体（仍含有大量异丁烷）送至第一薄膜分离段，分离出的烃类物送回至压缩机入口，剩下的气体送至第二薄膜分离段。这样可使氮气纯度提高到99.9%以上，异丁烷回收率可达99.5%以上，氮气回收率达65%，同时还可减少CO2和NOx排放，大大改善环境。在气相聚乙烯生产过程中，用氮气将催化剂送入反应器。此氮气必须释放，同时会带走大量乙烯和其他共聚单体。此物流一般是送往火炬，造成大量单体损失。1998年投产的两套VaporSep薄膜分离装置用于回收乙烯和丁烯，现已运转了4年以上，薄膜使用寿命长达4年。这两套装置在更换薄膜之前无须维护及看管，更换薄膜的时间不到8 h。其工艺流程是将一部分从聚合反应器出来的循环气在2.1 MPa表压和93℃下经过滤除去聚合物颗粒，再冷却至32℃，然后送入薄膜分离器，分离成富含烃类的渗透物流和不含烃类的残余物流。渗透物流用现有的压缩机送回反应器，残余物流送往火炬。VaporSep薄膜分离系统成功用于气相聚乙烯和液相淤浆法聚乙烯过程分离和回收单体、氮气。烃类回收率达90%以上，氮气回收率在65%～99%，纯度99.9%。投资回收期7～20个月，大大减少了火炬焚烧量。此回收装置是完全橇装式的，大大减少了安装费用。烃类回收装置没有转动设备，异丁烷-氮气回收装置只有一台单段压缩机。现在已有17套VaporSep装置在聚乙烯生产中运转，累积的运转时间已达60年以上，薄膜平均使用寿命在3年以上。

膜法回收技术正在逐渐应用于石化行业中乙烯、丙烯及其他烷烯烃的回收。膜法回收丙烯是有机蒸气膜法回收技术之一。该技术是20世纪90年代兴起的新型膜分离技术，现已在石化行业得到推广，主要用来进行乙烯、丙烯、氯乙烯及其他烯烃的回收。其原理是采用“反向”选择性高分子复合膜，根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异，在一定的压差推动下，可凝性有机蒸气与惰性气体相比，被优先吸附渗透，从而达到分离目的。

帝斯曼（DSM）公司在荷兰赫伦的聚丙烯装置采用美国薄膜技术研究公司的膜法丙烯回收设施VaporSep系统，能力为12 m3/min，膜面积为279 m2，包括50个膜组合体，每年可节约丙烯和氮气合100多万美元。该设施也在美国BP公司乔古拉特-贝荣等地的聚丙烯装置上应用。我国岳阳石化总厂也采用膜技术回收聚丙烯装置排气中丙烯，年回收丙烯约200 t，增效80多万元。荆门炼化总厂采用膜设施回收聚丙烯装置排放的不凝气中的丙烯，尾气丙烯含量15%，单程回收率达90%。河南油田精蜡厂在聚丙烯装置上采用膜法丙烯回收系统新技术，丙烯回收率比以前提高了3个百分点。上海石化总厂运用膜分离技术从乙二醇装置回收乙烯，年回收乙烯达300 t。沧州炼油厂化工公司于2006年3月成功实施了膜法丙烯回收系统扩能改造，使排气中的丙烯含量由30%降至7%以下。

格雷斯-戴维逊公司和苏尔寿膜系统公司（苏尔寿化学技术公司分公司）开发采用膜分离的低费用方法生产超低硫汽油的工艺。称为S-Brane的新工艺使用膜分离将催化裂化含硫化合物浓缩为极少的馏分，这一技术可直接处理轻沸程和中沸程范围的汽油。这种简易的膜系统将进料汽油物流分离成两种产品物流。一种物流（未渗透物）为70%～85%的进料汽油，含硫小于30 μg/g。另一种物流为含大量硫化物的少量物流，送去进一步加工。进料物流进入系统，通过定制的聚合膜分离，这种膜对含硫分子有高的选择性。随着汽油进入膜组件，含硫分子和一些烃类进入膜结构中，其他的分子则被排斥在外。膜的背面一侧（渗透侧）加以减压，驱使杂质通过膜，并使这些化合物蒸发。一旦通过膜，蒸气被冷凝器冷凝，并进一步送去脱硫处理。该处理技术中不发生任何反应。验证装置已于2002年底投运。

新的全蒸发膜可选择性地从脂肪族化合物中分离芳烃，这一技术已在德国Aral芳烃公司完成中试验证。该膜由PolyAn公司开发，现已推向市场，可用于从非芳烃物质如燃料中脱除苯，在欧洲，2005年后已要求燃料含苯＜1%。该膜采用分子表面工程（MSE）技术制作，将超薄的、有共价功能的聚合物膜固定在工业上适用的微孔膜上（这类膜通常因存在小孔不适用于全蒸发）。MSE是PolyAn和GKSS研究中心开发的工艺，它采用有分离特性的聚合物将孔阻塞。该聚合物与膜呈共价结合，使复合膜在结构上和化学上处于稳定状态。15～20 L/h的中型装置组合了约1 m2表面积膜，由苏尔寿化学技术膜系统公司采用模块方式建造。该设备用于抽提蒸馏单元提纯苯，来自塔顶的进料（为约含3%苯的脂肪族化合物）在80～90℃和0.1～0.9 MPa下，流向功能膜表面，苯在功能聚合物中被溶解，通过膜渗透，在另一侧被蒸发，压力为10 kPa。

赢创工业集团于2012年2月21日宣布，投入数百万欧元在奥地利Schörfling建成SEPURAN中空纤维膜组件，见图1。该新型膜技术有助于使生物气体（沼气）高效节能地改质成为生物甲烷，生物甲烷可进入公众天然气管网。新的中空纤维纺纱厂于2012年投产，可满足生物气体市场日益增长的需求。相比其他过程，赢创工业集团的膜技术不需要辅助化学品，也不产生任何固体废物或者需要处理的污水。赢创的中空纤维膜组件具有成本效益，为相对较小的设施。这种基于高性能聚合物的新型膜被加工成纤维状，可用于热气体过滤。在高达2.5 MPa压力下，这种膜可以显著改善二氧化碳和甲烷的分离，在单一的分离过程中具有稳定的选择性。该方法可以得到纯度高于99%的甲烷。目前，生物气体仍大多数在其生产现场用于发电，其能量最多只有40%供发电而被利用。在这样的现场发电应用中，余热往往在很大程度上未被利用。然而，当其进入天然气管网时，这种能源就可以更有效地被存储，其能量利用率可超过90%，通常用作电力和热能。

2 国内进展

巴陵石化合成橡胶事业部自成功地运用膜回收技术回收聚丙烯生产尾气以来，不断赋予此项技术新的科技内涵，以实现聚丙烯装置效益的持续增长。该部自主开发的回收丙烯直接用于聚丙烯聚合生产技术，不但成功实现了聚丙烯尾气的“零排放”，而且大大节省了回收丙烯的再加工费用。目前，巴陵石化合成橡胶事业部每年可回收1.2万t丙烯直接用于聚丙烯工业生产。巴陵石化橡胶事业部成功地实现了丙烯尾气回收技术由气柜压缩冷凝向膜回收技术的转变，在一定程度上实现了该部聚丙烯装置尾气的“零排放”和聚丙烯单位成本的降低。但随着聚丙烯装置产能的不断扩大，尾气回收丙烯量逐年增多，特别是一旦烯烃厂气分装置出现较大波动，气分装置不能接收处理从尾气回收的丙烯时，聚丙烯装置将不得不面对将尾气回收的丙烯排放至火炬系统燃烧或被迫停车的“窘境”。这不仅严重影响了装置的安全平稳运行，也因火炬系统的排放燃烧污染了厂区周边环境。巴陵石化合成橡胶事业部针对制约聚丙烯装置生产的诸多不利因素，以降低生产成本、保证装置平稳运行为目标，积极寻求新的效益增长点。技术人员成立攻关组，对尾气回收的丙烯直接应用于聚丙烯聚合进行研究攻关和可行性分析论证。通过实施选用新型助剂、降低回收丙烯中有害杂质和完善汽提塔不凝气排放的脱氨流程等有效措施，同时通过增加放空火炬的水封装置，消除火炬系统杂质反窜入回收丙烯系统等一系列技术改造和流程优化，成功实现了将尾气回收的丙烯直接用于聚丙烯聚合的目标。该技术成功应用以来，巴陵石化合成橡胶事业部每年可回收1.2万t丙烯直接用于聚丙烯工业生产，大大降低了回收丙烯的加工费用，不仅保证了装置的安全平稳运行，改善了厂区周围的大气环境，对于国内其他聚丙烯生产企业也具有示范作用。

由中科院大连化学物理研究所控股的天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司(TBM)研究开发的我国第一套用于石油炼厂加氢裂化干气及PSA解析气中氢气回收装置在中国石化镇海炼油厂投用成功。其采用先进的技术工艺与创新的流程设计，使我国气体分离膜技术达到了国际先进水平并打破了国外对该技术的垄断，经济效益和社会效益十分显著。中科院大连化物所从20世纪70年代末开始气体分离膜国产化研制工作，先后在石家庄炼油厂完成干气提氢工业试验，在安庆石油化工总厂实现国产膜分离氢回收装置在炼厂气应用中的工业化并通过验收鉴定。目前，TBM已将膜分离氢回收技术成功应用于炼厂中低压含氢气源中，取得了可喜成绩。此次推广的氢回收装置操作简单，仪表自控率达100%；回收过程绿色环保，职业安全卫生各项指标较回收装置运行前无改变；公称处理量为11 000 Nm3/h，可产氢气6 798 Nm3/h(H2纯度>91%，回收率>85%)，年设计开工时间8 400 h。使用该套装置不仅使干气中的氢气得到回收利用，而且使生产过程中的水、电、气等各类能源消耗大大降低。经标定核算，每回收1 Nm3氢气仅耗能0.005 25 KEO(制取每立方米氢气需消耗的原油公斤数)；使用膜法回收氢，每1 t氢成本只是原生产成本的17.42%。

图1 中空纤维膜组件

天津石化乙烯厂将膜法回收系统成功应用于环氧乙烷／乙二醇的生产过程，并应用国外最新技术，实现了系统的国产化，乙烯单体回收率可达85%以上。据估算，该系统每年可回收乙烯300 t左右。天津石化乙烯厂在生产环氧乙烷和乙二醇的过程中，在排放惰性气体的同时常伴有部分未反应的原料乙烯也被排放。为最大限度回收乙烯气体，该厂与大连欧科膜技术工程有限公司合作采用膜法回收系统，该装置已于2004年5月开车成功并打通全流程。该系统采用了德国的高分子复合膜，具有耐有机溶剂、耐高压、分离性能高等优点，乙烯单体回收率可达85%以上。该回收系统还可采用原系统提供的压力作为膜回收系统的动力，不需额外增加动力源，富集乙烯气返回原装置常压体系，尾气排入原放空系统，对原装置均无影响，同时还具有占地面积小、操作简单、维护保养容易等特点。

中国石油吉林石化分公司实现了半渗透膜法技术的国产化，采用该技术乙烯单体回收率高达90%以上，年回收乙烯和甲烷总价值达165万元。吉林石化分公司在生产环氧乙烷和乙二醇的过程中，在排放惰性气体的同时常有少量未反应的原料乙烯也被排放。为最大限度回收乙烯气体，该公司将大连欧科膜技术工程有限公司研发的膜法回收系统用于环氧乙烷和乙二醇的生产。该系统采用德国GKSS研究所的高分子复合膜，具有耐有机溶剂、耐高压、分离性能高等优点，乙烯单体回收率高达90%以上，采用甲烷致稳时，可节约近30%的甲烷。该回收系统还可采用原系统提供的压力作为膜回收系统的推动力，不需额外增加动力源，而且该系统以原装置排放气为原料气，富集乙烯气返回原装置常压体系，尾气排入原放空系统，对原装置无影响，同时还具有占地面积小、操作简单、维护保养容易等特点。该公司两套膜法回收乙烯系统处理能力均达到设计值，仅6个月就回收乙烯达200 t。

由中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心研发的接枝苯乙烯改性膜及其制备方法，获得国家发明专利。将该膜用于润滑油酮苯脱蜡滤液中的甲苯和丁酮溶剂分离回收，在－15℃时，截留率高达88%，对节能降耗具有重要意义。现代润滑油基础油的脱蜡主要采用溶剂脱蜡工艺，在使用大量溶剂后还需要对溶剂进行有效的回收利用。此前，溶剂回收一直采用三效蒸发方法，溶剂在加热-冷凝的循环过程中需要消耗大量能量。为此，大庆化工研究中心研发出了用苯乙烯改性膜高效、低能耗回收溶剂的新途径。他们以聚丙烯腈、聚砜或聚醚砜超滤膜为基体膜，将苯乙烯气态单体与膜接触进行接枝反应，从而制得纳滤膜。这种膜疏水性强，孔径小且分布均匀，提高了传统高分子膜的分离性能。将该膜用于润滑油酮苯脱蜡滤液中甲苯和丁酮溶剂的分离回收，在一定操作条件下对润滑油具有较高的截留率。将该专利技术用于脱蜡溶剂的回收，可在低温下直接从润滑油脱蜡滤液中回收酮苯溶剂，并能节省蒸发回收过程中的燃料油消耗，减少了冷凝过程中冷却水的消耗，增加了润滑油的产量，同时还减少了因加热而挥发的甲苯、丁酮等有机蒸气，降低了环境污染。

成品油在储运过程中极易发生油气挥发现象，不仅造成资源严重浪费，还会导致环境污染和安全事故。如今这一难题已经被我国自主研发的膜法冷凝油气回收工艺设备攻克，且技术达到国内领先水平。我国成品油在储运、装卸过程中，因油气挥发造成的损失达30亿元/年，散发到大气中的油气成分主要为苯等致癌物，对人体危害很大，同时汽油蒸气的闪点很低，遇到明火极易发生燃爆，因此油气回收意义重大。欧美国家于20世纪70年代起开展油气回收技术的开发，主流技术工艺为活性炭吸附法和膜分离法，或两者结合的组合技术。2004年，郑州永邦电气有限公司从膜分离法入手，开始研发油气回收技术，经过4年努力，终于自主研发出以聚二甲基硅氧烷为复合膜的橡胶态分离膜用于油气/空气分离技术，并开发了以膜元件为基础单元的膜法冷凝油气回收处理设备。据了解，该技术采用的膜为橡胶态高分子分离膜，由3层材料组成。最上层为硅橡胶复合分离层，中间层为微孔层，最下层为无纺布支撑体。膜法冷凝油气回收工艺设备采用压缩、冷凝技术和先进的膜分离技术的组合，成本低，技术先进，收油效果显著，加油站应用可以达到5 L（汽油）/h，油库应用回收率可达到0.6%左右，即年发油量10万t汽油的油库，年回收汽油在60 t左右。整个工艺过程不产生任何二次污染物，具有智能化控制系统，并已获得国家防爆电气产品质量监督检验中心颁发的防爆认证。这项自主研发的膜技术已获得国家知识产权局颁发的专利证书，并成功用于奥运前北京、天津、河北的油气回收治理改造中，完成了包括中国石油、中国石化、中海油、中化道达尔、壳牌等一大批加油站与油库的改造任务，约占京、津、冀三地市场总量的一半左右。凭借领先的工艺技术和更低的设备成本、更完善的售后服务，目前这项自主膜技术产品正迅速由京、津及周边地区迅速推广至珠三角、长三角地区及其他地区，为加油站和储油库油气达标排放环保治理工程提速。

“三苯气体控制排放与回收工业试验”装置通过中国石化的技术鉴定，其新工艺填补了国内三苯等气体回收的空白。该装置投用后，彻底解决了铁路成品油装车过程中油气挥发的问题，安全、环保等社会效益十分显著，年创效232万元。三苯气体控制排放与回收技术的创新点主要有：一是筛选出了合适的膜材料，成功应用于含有三苯气体的油气装置中；二是广泛借鉴国内外先进经验，将膜技术与压缩、吸收等工艺耦合形成了新的工艺技术，成功应用于三苯气体及其他有机气体的回收，填补了国内空白；三是开发的PLC先进控制程序，使得回收装置高度自动化，达到了自动开停，真正实现了无人值守；四是将回收装置进行了有效集成，采用撬装结构模块化，占地面积小，易于安装，最大限度地减少了现场动火，消除了安全隐患。2009年1～8月，膜法油气回收装置平均开工率达到93.8%，大大超过90%的指标要求，烃类回收率95%，苯类回收率99%，尾气排放总烃含量小于12.5 g/m3，低于设计值25 g/m3，符合国家排放标准，各项经济技术指标均优于设计参数。“三苯气体控制排放与回收工业试验”2008年落户长炼，压缩机、真空泵等主要设备都是德国进口，“洋设备”对贫油供油量、温度和油气补入量等技术问题出现了“不适应”。长炼成立了技术攻关小组，进行了4项技术改进，不断分类对比并优化操作，终于解决了这一难题。

大庆炼化公司聚合物二厂单体二车间微滤膜正式投用，不仅大幅度提高了装置生产效率，还能对丙烯酰胺渣液和菌体进行反复回收利用，预计年可创效122万元，同时最大限度地减少污水排放，实现清洁生产。聚合物二厂丙烯酰胺装置采用微生物催化法生产丙烯酰胺。在水合反应生成粗丙烯酰胺溶液后，原工艺是采用离心机进行液渣初次分离，排除催化用菌丝体和溶液中蛋白等杂质。近几年，随着装置产量逐年攀升，设备负荷越来越大，离心机分离逐渐达不到生产要求，给污水处理带来很大难度。为彻底消除这一生产瓶颈，该厂经过研究和实验，拟定采用0.1 μm孔径的微滤膜取代离心机进行一次精制。经过试运行，微滤膜处理量每小时可达到8 m3，高于两台离心机每小时6 m3的处理量。另据精确计算，微滤膜投用后年可回收丙烯酰胺40 t，重复利用近22万元的菌体培养基，同时还可省电39万kW·h。

2012年3月29 日，用于燃油窑炉综合节能减排的膜法富氧助燃系统开发项目获中国膜工业协会年度科学技术奖一等奖。该技术可以大幅降低石化企业一氧化碳、氮氧化物、粉尘、烟气等的排放量。由中科院大连化学物理研究所天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司研发的膜法富氧局部增氧助燃技术，适用于各种油、粉、焦、浆、煤和大部分窑炉，且能充分发挥燃料性能，在齐鲁石化、胜利油田、辽河油田、大港石化等单位取得了良好的应用效果。齐鲁石化腈纶厂的丙烯腈装置燃油废水焚烧炉使用后，净节能18.3%，一氧化碳、氮氧化物和粉尘均下降40%以上，炉子清理周期延长了2/3。齐鲁石化烯烃厂加氢加热炉应用后平均节能12%，排烟温度下降了20℃。中石油大港石化炼油厂使用该技术后经检测节能5.95%，排烟氧含量平均下降0.85%，一氧化碳平均下降93%，减压炉运行更稳定。据介绍，膜法富氧技术根据不同气体选择渗透性能不同的原理，用气体分离膜和富氧膜组件将空气中的氧气富集起来，操作简单，使用方便，是最具发展应用前景的第三代气体分离技术。该技术用于助燃时即称为膜法富氧助燃技术，分为整体增氧和局部增氧两种。整体增氧技术投资大，副作用多。局部增氧助燃集成技术所配富氧量仅为所需助燃风量的1%～15%，而原来炉窑的助燃风量和烟气量等均显著下降。其工艺核心是通过专用富氧喷嘴把高品质富氧送到最需要的位置，使燃料在此充分、及时、完全地燃烧，同时供给的助燃风量相对较小，不仅能使燃料充分燃烧，提高热量的有效利用率，减少热量损失，降低燃料消耗，改善产品质量，还能延长设备使用寿命，减少烟尘、粉尘、二氧化氮及一氧化碳、二氧化碳等的排放，有利于净化环境。据悉，目前已有马蹄焰窑、单元窑、浮法窑、加氢加热炉、减压加热炉、普通加热炉、热媒炉、柴油发电机等13种炉型共114台燃油窑炉使用该技术。

曾一度受制国外技术封锁的中国膜工业，现已在反渗透膜技术、PVC合金中空纤维膜生产应用、热致相分离（TIPS）法制聚偏氟乙烯（PVDF）中空膜三个领域取得了重大突破，令膜工业发展后劲十足。预计，虽然面临国内外经济增速放缓的形势，但凭借先进的自主技术，我国膜工业仍将以不低于20%的增速发展，在节能环保中担纲越来越重要的角色。

我国膜工业有三大创新亮点，主要体现在下述几方面：

（1）反渗透膜技术达到世界先进水平。此前该技术一直被国外垄断。2008年以来，国产反渗透膜脱盐率已达到国际最尖端水平的99.7%，且抗氧化、抗污染能力强。在品质达到世界先进水平的同时，成本也大大降低，加上服务大大增强，国产反渗透膜的国内市场占有率从之前的2%～3%增加到近12%。这将大大加快我国海水淡化、工业废水处理等领域的科技进步。

（2）独创PVC合金中空纤维膜，填补国际空白。PVC成本低，原料丰富易得。我国在全球范围内首创的以PVC为原料制备中空纤维膜技术，具有抗污染、强度高等多种优势，且节能环保，如今已成为饮用水深度处理的主流技术，实现了日产30万t净化水装置安全稳定运行近2年。与传统的二次净化水技术相比，它不仅可彻底去除重金属、微生物、高分子污染物等，且避免了致癌物溴酸盐的产生，所产净化水水质完全符合国家106项水质安全卫生指标，将在国家强制执行的饮用水达标工程中扮演核心角色。

（3）攻克了TIPS法PVDF中空制膜工艺。TIPS工艺简单、膜孔径分布窄、孔隙率高，所制得的膜产品品质均匀、强度高。由于国外实行技术封锁，此前我国一直沿用传统的非溶剂致相制膜工艺。如今我国已成功实现TIPS小试和中试，正在筹备工业化，不久将实现大规模生产。受益于自主创新、国家大力拉动内需以及环保节能产业的快速发展，我国膜工业将承接近两年25%～30%的增速，将以20%以上的增速持续健康发展，大大高于国内GDP增速。

Application Progress of Membrane Separation Technology for Energy Saving at Home and Abroad

Qian Bozhang

Described the progress of membrane separation technology in detail at home and abroad recently,especially the achievements of membrane separation technology in energy saving,environmental protection,petroleum and chemical industries.

Membrane;Membrane separation;Membrane industry;Filtration;Microfiltration;Energy saving

TQ 028.5

*钱伯章，男，1939年生，教授级高级工程师。上海市，200127。

2012-04-05）