石油化工膜分离技术的应用及相关问题探讨

2016-11-25张嘉恒朱元鑫常州大学江苏常州213164

化工管理 2016年22期

张嘉恒朱元鑫（常州大学，江苏常州 213164）

石油化工膜分离技术的应用及相关问题探讨

张嘉恒朱元鑫（常州大学，江苏常州 213164）

随着我国国民经济的不断发展，出现了资源短缺、环境污染等一系列问题，而石油化工作为经济发展的重要组成部分，更应该加大节能环保技术的应用。21世纪膜分离技术成为一种高效的分离技术，被广泛地应用于石油化工领域。不但提高了石油化工业的经济效益，还使环境得到了极大的改善。

石油化工；膜分离技术；应用

膜分离技术作为新型高效分离技术，具有操作简单、稳定性高、有助于工业放大等优点，受到了相关领域的青睐，具有广阔的发展前景。随着石油工业的不断发展，膜分离技术在石油化工领域起到了重要作用，在给石油化工领域带来经济效益的同时，也有效地节约了资源，使环境得到了改善，膜分离技术在未来石油化工领域的发展中将会发挥越来越重要的作用，本文主要针对膜分离技术在石油化工领域的应用及相关问题展开进一步的探讨。

1 膜分离技术的基本概述

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，常采用错流过滤的方式对其进行膜分离。

从1958年研究离子交换膜开始，我国的膜科学技术得以发展，20世纪60年代进入开创阶段，于1965年进行反渗透的探索，随着全国海水淡化会战的开始，使我国的膜技术得到进一步发展，20世纪70年代，我国开发出微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器，20世纪80年代我国的膜技术进入应用阶段，并开发出其他新膜。膜系统通常有回流液与透析液两个出口，对于在过滤过程中小于膜截留分子量的物质，分子透过膜形成透析液；而大于膜截留分子量的物质，分子不会透过膜回流料罐，最终经过一系列的处理，实现膜分离，是一种物理过程，被广泛的应用于石油化工领域。

2 在石油化工领域应用膜分离技术

2.1 处理油田回注用水

石油化工领域中各个环节都要用到水，不同等级的水有着不同的作用，由于多次对油田进行开采，原油在脱水之后产生大量的油田废水，为了确保地层结构稳定，油田继续高产，需要对油田废水进行深度处理，使其达到回注用水标准，之后进行再利用，在解决废水污染的同时，使经济效益得到了巨大提高。用中空纤维超滤膜处理地表水，之后用于油田回注，此项研究已取得了成功，采用径孔为6nm到10nm的中空纤维超滤膜进行实验。每只膜面积为7.5平方米，并排安装35只超滤组件，每小时产水量约为21立方米，以黄河水为原水，处理后进入中空纤维超滤器，超滤膜中的水进入中间贮藏槽中，通过水泵送到高压柱塞泵，之后注入地下，见图1。

2.2 应用在有机溶剂混合物分离中

膜分离技术不但应用于工艺用水方面，在有机溶剂混合物分离中也有所应用。膜分离技术的传统分离方法是精馏法，应用此方法时需要先加入溶剂，这种方法耗能高、不环保，没有被广泛的使用。随着科学技术的不断发展，研制出了渗透汽化膜、蒸汽渗透膜两种先进的膜分离技术，从而更好地对有机溶液混合物进行分离。通常采用致密的分离膜对有机溶剂混合物进行分离，采取渗透汽化或蒸汽渗透的方式。根据混合物中分子的溶解度及扩散系数不同，来对其进行分离，在进行分离时要注意克服有机物分子引起的分离膜结构破坏及过度溶胀等问题。在工业中渗透汽化分离膜可以将高浓度的乙醇进行脱水处理，进而得到无水乙醇。近几年来，由于无机膜的化学稳定性好，广泛的应用在有机溶剂混合物分离中，在膜市场中占有越来越重要的比重。

2.3 应用在气体分离中

随着对膜分离技术的不断深入探究，研发出一种新技术—气体膜分离技术，在不断地改进的过程中，气体分离技术不断的发展走向成熟。将富氧空气添加到煤气发生炉中后，不但节约了大量的煤炭资源，还使气化强度得以提高，在石油化工产品中，空气分离富氧技术能够催化氧化反应，使石油化工产品的数量、种类、质量都有所提高，在不断发展的过程中通过多种方法来提高富氧空气的制备。