化工工艺过程中的超滤技术应用分析

2020-01-13蔡亮西安瑞联新材料股份有限公司陕西西安710077

化工管理 2020年15期

蔡亮（西安瑞联新材料股份有限公司，陕西西安710077）

0 引言

超滤技术是一种重要的工艺技术，能够提高过滤的纯净度，该技术不需要专门的操作技巧，任何人都能操作，能够在短时间内实现气液分离，降低能耗。近年来，随着化工企业的数量的增多，化工企业之间的竞争也越激烈，如何降低能耗成为化工企业发展过程中主要思考的问题，能够从根本上提高经济效益。本文重点分析化工工艺过程中的超滤技术应用，通过加强该技术的应用降低能耗，提高企业的综合竞争力。

1 现阶段化工生产的现状分析以及超滤技术的原理介绍

1.1 现阶段化工工艺生产现状

随着我国经济的发展，化工企业的规模越来越大，生产技术也有较大改善。现阶段化工工艺生产过程中还存在很多问题，如分离不纯，很多被分离出的气体携带油污或者小液滴，不能实现气体的提纯，而且对化工工艺有很大影响，特别是合成物的质量会降低。如在尿素分离过程中，未将油污去除会影响触媒的作用效果，甚至导致其失效，对换热装置的正常工作也有很大影响，能够加大换热阻力，增加能耗。一些企业应用了超滤技术，能够实现气液的高效分离，提高合成物质量，同时还能降低能耗，分离效率可达99%以上。

1.2 超滤技术应用的必要性

为了进一步了解超滤技术的应用特征，在应用过程中还要分析粒子的形成过程与分布特征。粒子的形成过程主要有三种，第一种为重力因素，在该作用下形成的粒子直径比较大，粒子一般为雾滴状，直径在100μm 以上。第二种为压力因素，在该作用下形成的粒子也为雾滴状，直径较前者小，一般为10～100μm。第三种为温度因素，这种因素作用下形成的粒子为冷凝颗粒，粒子直径在0.01～10μm之间。在化工工艺生产中，最后一种粒子最为常见，而温度作用下形成的粒子有两种，即极性粒子与非极性粒子，前者直径在1～10μm 之间，后者在0.01～1μm之间。不同种类的粒子直径直接影响其作用，在分离过程中，如果都采用传统分离模式，直径在10～-100μm之间的粒子分离效果最好，对于不在这个范围内的一些直径比较小的颗粒，该分离效果就可见一斑了，但是超滤技术在该分离中的应用效果更佳，能够实现小直径粒子分离，大大提高分离物质的纯度，对于工艺合成产品的质量也有很大影响，能够提高其质量，促进整体生产效益的提高。

1.3 超滤技术的分离原理

超滤技术的主要作用为实现气液分离，该技术应用过程中，能够去除气体中的油污或者小液滴，达到提纯的目的。超滤技术应用过程中，要根据实际的工艺需求，如对分离材料的精确度要求，同时还要考虑设备的内部结构，选择合适的滤芯。常用的滤芯有两种，即SF 滤芯和MF 滤芯，前者为烧结不锈钢纤维毡滤芯，分离的主要材料为极性分子，如水分子、液氨等。而后者为超细玻璃纤维滤芯，与前者相反，主要用于非极性分子的分离，如油类物质等，在具体使用过程中，要根据材料特征选择合适的滤芯。两种滤芯的工作原理也不同，前者气体流动方式为自外而内，后者相反，能够促进疏水颗粒流动，该颗粒能够聚集起来，在重力作用下分离，进一步提升过滤效果。

2 化工工艺过程中的超滤技术的实际应用

2.1 超滤技术在氨合成中的应用

化工工艺氨合成过程中，超滤技术有重要应用，该技术在高压机的作用下能够将气液分离，能够过滤空气中的杂质，如油污、小液滴等，对合成的触媒有一定的保护作用，能够降低化工工艺成本。如江苏恒力集团有限公司，利用化工工艺合成氨的过程中，在高压机作用下利用超滤技术实现了气液的分离，为了有效收集气体，在整个装置上方安装气管，气体通过气管被收集，超滤技术的应用加快了气液分离速度，能够在短时间内收集氨气，从一定程度上降低了工艺成本。且该公司自从运用了超滤技术，气液分离过程中杂质堵塞管道的概率也大大降低，能够提高氨合成速度，提高整个公司的生产效益。

2.2 超滤技术在氨分离中的应用

氨分离是化工工艺的重要内容，超滤技术在氨分离中的应用能够提高氨的产量，同时还能降低工艺成本。在传统的氨分离工艺中，虽然分离后降低了塔氨的含量，但是整个工艺能耗也比较大，不利于节约工艺成本。如山东东明石化集团有限公司，应用超滤技术后，不仅实现了塔氨的降低，而且还大大降低的能耗，调查数据显示，该年塔氨降低量为1.5%，且氨的产量高达1.9万吨，公司的收益大大提高。

2.3 超滤技术循环机后油的分离器中的应用

传统的循环机后油分离器分离完气液后，气体中还带有油污、小液滴等杂质，不是纯净的气体。在循环机后油的分离器中应用超滤技术能够实现气体的提纯，将气体中含有的油水杂质全部分离出去，能够有效保护合成触媒，降低工艺能耗。湖南湘氨企业为最早在循环机后油的分离器中中应用超滤技术的企业，通过该技术的应用，该企业分离出大量的油水混合物，与此同时，触媒的寿命也大大增长，整个企业的生产效益大大提高。此后，众多企业效仿该企业的做法，将超滤技术应用于循环机后油的分离器中，取得了显著成效。

2.4 超滤技术在变换气后的过滤器中的应用

变换气后的过滤器能够将气液分离，但是分离后气体中的杂质也比较多，对于这种情况，要加强超滤技术在变换气后的过滤中的应用，除去油水混合物，加强对触媒的保护。山东海科化工集团在变幻气后的过滤器中应用超滤技术，即在该过滤器使用超滤过滤器，大大提高了油水排除率，同时还能保护触媒。浙江传化集团有限公司将超滤技术应用于变换气后的过滤器中，大大提高了油水排放量，且该技术应用同年内，油水排放量高达100kg以上/小时，大大提升了企业的经济效益。

2.5 超滤技术在尿素合成中的应用

传统工艺在尿素合成中有一定效果，但是二氧化碳中携带的油污无法去除，而且还有增大的能耗。新的时代背景下，加强超滤技术在尿素合成中的应用能够改变这种现状，将二氧化碳中携带的油污去除，进一步降低能耗。山东玉皇化工有限公司在二氧化碳压缩机中使用超滤技术，能够提纯二氧化碳气体，同时传热效率也大大改善，从根本上降低了能耗。

2.6 超滤技术在硝酸与硝铵的合成中的应用

硝酸与硝铵合成中都用到了超滤技术，但是作用有明显区别。硝酸合成中应用超滤技术能够去除液氨中的油污，同时还能保护触媒铂网，也能减少该网的清洗次数，能够延长其使用寿命，能够降低工艺成本。超滤技术在硝铵中的应用也是将液氨中的油污去除，能够提高整个工艺的安全性，降低合成风险，提高其使用安全性，也能促进企业的经济发展。