低能耗化工分离技术的发展现状研究

王哲　翟东

（1北洋国家精馏技术工程发展有限公司天津3000722中海油能源发展采油服务公司天津300457）

低能耗化工分离技术的发展现状研究

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（1北洋国家精馏技术工程发展有限公司天津3000722中海油能源发展采油服务公司天津300457）

石油化工、环境化工、生物化工、医药化工等众多行业都离不开化工分离过程，本文从膜分离技术、蒸馏技术、萃取技术三方面对化工分离技术的发展现状进行了研究。

化工分离；膜分离技术；蒸馏技术；萃取技术

随着技术的不断发展，化工行业发展势头良好，各种化工分离技术也得到了极大的发展。传统的化工分离技术如蒸馏等经过不断改造其效率大幅提高，一些新的化工分离技术如膜分离技术等随着技术的进步而发展起来。为了详细了解当前化工分离技术的发展状态，文章针对这一课题进行了研究。

1　化工分离技术发展现状

1.1膜分离技术发展现状

膜分离技术基本原理为以膜具有的渗透作用为动力将混合物中的物质分离出来。膜分离技术没有二次污染，操作方便且能耗较低，不管是颗粒状的物质还是气体物质都能分离。目前常见的膜分离技术中主要有三种形式：（1）过滤式膜分离，这一分离方式中又分为气体渗透、微滤、渗透等几种方式；（2）液膜分离，这种方式和萃取与反萃取的结合是很相像的；（3）渗析式膜分离，这一分离方式中又可分为渗析、电渗析等方式[1]。膜分离技术主要在水处理、食品和环境保护等领域内得到广泛应用。

1.2蒸馏技术发展现状

蒸馏技术主要是以混合物中物质挥发度的不同而进行分离的。蒸馏技术当前的发展趋势主要是朝着清洁、低耗能、低成本的方向发展，多种新型蒸馏技术如分子蒸馏技术、膜蒸馏技术发展迅速。

分子蒸馏技术原理是根据不同温度下不同物质的分子运动自由程不同，从而可以实现低于物质沸点时的分离。分子蒸馏技术运行的条件是真空，根据这一条件使得利用分子蒸馏技术分离物质时具有较低的压强、较短的受热时间等特征，能很好地将混合物中的物质分离出来，并保持住物质固有的特点。分子蒸馏技术应用在提取高纯度物质中，如芳香油、天然维生素、高碳脂肪醇、功能性脂肪酸、天然色素、天然抗氧化剂等一些天然物质的提取[2]。

膜蒸馏技术中将膜分离技术和蒸馏技术结合在一起，利用蒸汽压差来分离物质。膜蒸馏中的膜属于微孔膜，不会浸润到液体中，蒸汽在进行传质时主要是通过膜孔实现的。根据蒸汽穿过疏水膜后冷凝回收方式的不同，膜蒸馏技术分为气隙式膜蒸馏、真空膜蒸馏、直接接触式膜蒸馏、气扫式膜蒸馏等几种类型。目前膜蒸馏技术主要在海水脱盐制备纯水、果汁浓缩及酒精发酵、可挥发性物质分离、污水处理等领域中得到了广泛应用[3]。随着技术的不断发展进步，解决高能耗和低效率的问题是这一技术未来的发展方向。

1.3萃取技术发展现状

萃取分离技术是利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。超临界萃取技术、微波萃取、膜萃取等技术也开始逐渐走向成熟，并得到了广泛的应用。

超临界萃取技术在分离物质时，利用超临界流体具有较高的渗透性、溶解力和扩散性的特性在超临界条件下将混合物中的物质分离出来。这种分离技术具有污染小、清洁、高效等优点，且在常温下也能对物质进行分离。目前超临界萃取技术在植物油提取、啤酒生产、蜂产品加工、脱咖啡因、菇类提取等食品行业中得到了广泛的发展[4]。

微波萃取技术在分离物质时可以对不同物质成分进行选择性的加热以便更好的促进物质分离，还能对一些热不稳定的物质进行萃取分离，且受水分影响小。微波萃取技术具有选择性好、加热效率高、回收率高、污染小等优点，再加上其操作简单、省时省力，因此这一分离方法自发展以来就被人们广泛关注，目前主要在土壤分析、食品、中草药、化妆品等行业和领域内得到广泛应用[5]。

膜萃取技术是利用萃取膜分离萃取液中的相，是一种新型的分离技术。这种萃取技术具有操作简单、高效、应用范围较广等优点，但膜萃取技术在分离物质过程中容易受到膜材料浸润性能、溶质的相平衡分配系数、操作压差等相关因素的影响，但这些影响因素丝毫没有影响到膜萃取这种分离技术的应用范围。膜萃取技术经常用于金属离子萃取、有机物萃取等应用中[6]。

2　结语

随着技术的进步，各种化工分离技术也将朝着更加成熟的方向发展，各种分离技术的应用也解决了一些物质难以分离的情况，且使物质在分离时朝着低耗、低成本、无污染等方向发展，并扩大了分离技术的应用范围，除了化工行业中，其不断朝着环境工程、生物工程、农业、交通、食品等行业和领域中延伸，并在我们生活中扮演着重要角色。

[1]张庆军.浅析膜分离技术及在化工生产中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2012(12):32.

[2]连锦花,孙果宋,雷福厚.分子蒸馏技术及其应用[J].化工技术与开发,2010(7):32-38.

[3]申龙,高瑞昶.膜蒸馏技术最新研究应用进展[J].化工进展,2013 (2):297.

[4]李丹,沈艾彬.超临界萃取技术在食品工业中的应用[J].宁夏农林科技,2013(1):122-124.

[5]张亿,杨梅等.微波萃取技术在食用植物油与潲水油中胆固醇含量测定的应用[J].中国卫生检验杂志,2011(7):1658-1660.

[6]刘伟,高书宝,吴丹等.膜萃取分离技术及应用进展[J].盐业与化工,2013(11):26-31.

王哲（1984—），女，硕士，河北省石家庄市，中级工程师，化工分离技术。