石油化工膜分離技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題探討

張嘉恒 朱元鑫（常州大學(xué)， 江蘇 常州 213164）

石油化工膜分離技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題探討

張嘉恒 朱元鑫（常州大學(xué)， 江蘇 常州 213164）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了資源短缺、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，而石油化工作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，更應(yīng)該加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。21世紀(jì)膜分離技術(shù)成為一種高效的分離技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。不但提高了石油化工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還使環(huán)境得到了極大的改善。

石油化工；膜分離技術(shù)；應(yīng)用

膜分離技術(shù)作為新型高效分離技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、有助于工業(yè)放大等優(yōu)點(diǎn)，受到了相關(guān)領(lǐng)域的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景。隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，膜分離技術(shù)在石油化工領(lǐng)域起到了重要作用，在給石油化工領(lǐng)域帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也有效地節(jié)約了資源，使環(huán)境得到了改善，膜分離技術(shù)在未來(lái)石油化工領(lǐng)域的發(fā)展中將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，本文主要針對(duì)膜分離技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)進(jìn)一步的探討。

1 膜分離技術(shù)的基本概述

膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過(guò)半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)，半透膜又稱分離膜或?yàn)V膜，膜壁布滿小孔，常采用錯(cuò)流過(guò)濾的方式對(duì)其進(jìn)行膜分離。

從1958年研究離子交換膜開(kāi)始，我國(guó)的膜科學(xué)技術(shù)得以發(fā)展，20世紀(jì)60年代進(jìn)入開(kāi)創(chuàng)階段，于1965年進(jìn)行反滲透的探索，隨著全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)的開(kāi)始，使我國(guó)的膜技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，20世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)發(fā)出微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器，20世紀(jì)80年代我國(guó)的膜技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用階段，并開(kāi)發(fā)出其他新膜。膜系統(tǒng)通常有回流液與透析液兩個(gè)出口，對(duì)于在過(guò)濾過(guò)程中小于膜截留分子量的物質(zhì)，分子透過(guò)膜形成透析液；而大于膜截留分子量的物質(zhì)，分子不會(huì)透過(guò)膜回流料罐，最終經(jīng)過(guò)一系列的處理，實(shí)現(xiàn)膜分離，是一種物理過(guò)程，被廣泛的應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。

2 在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用膜分離技術(shù)

2.1 處理油田回注用水

石油化工領(lǐng)域中各個(gè)環(huán)節(jié)都要用到水，不同等級(jí)的水有著不同的作用，由于多次對(duì)油田進(jìn)行開(kāi)采，原油在脫水之后產(chǎn)生大量的油田廢水，為了確保地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，油田繼續(xù)高產(chǎn)，需要對(duì)油田廢水進(jìn)行深度處理，使其達(dá)到回注用水標(biāo)準(zhǔn)，之后進(jìn)行再利用，在解決廢水污染的同時(shí)，使經(jīng)濟(jì)效益得到了巨大提高。用中空纖維超濾膜處理地表水，之后用于油田回注，此項(xiàng)研究已取得了成功，采用徑孔為6nm到10nm的中空纖維超濾膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每只膜面積為7.5平方米，并排安裝35只超濾組件，每小時(shí)產(chǎn)水量約為21立方米，以黃河水為原水，處理后進(jìn)入中空纖維超濾器，超濾膜中的水進(jìn)入中間貯藏槽中，通過(guò)水泵送到高壓柱塞泵，之后注入地下，見(jiàn)圖1。

2.2 應(yīng)用在有機(jī)溶劑混合物分離中

膜分離技術(shù)不但應(yīng)用于工藝用水方面，在有機(jī)溶劑混合物分離中也有所應(yīng)用。膜分離技術(shù)的傳統(tǒng)分離方法是精餾法，應(yīng)用此方法時(shí)需要先加入溶劑，這種方法耗能高、不環(huán)保，沒(méi)有被廣泛的使用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研制出了滲透汽化膜、蒸汽滲透膜兩種先進(jìn)的膜分離技術(shù)，從而更好地對(duì)有機(jī)溶液混合物進(jìn)行分離。通常采用致密的分離膜對(duì)有機(jī)溶劑混合物進(jìn)行分離，采取滲透汽化或蒸汽滲透的方式。根據(jù)混合物中分子的溶解度及擴(kuò)散系數(shù)不同，來(lái)對(duì)其進(jìn)行分離，在進(jìn)行分離時(shí)要注意克服有機(jī)物分子引起的分離膜結(jié)構(gòu)破壞及過(guò)度溶脹等問(wèn)題。在工業(yè)中滲透汽化分離膜可以將高濃度的乙醇進(jìn)行脫水處理，進(jìn)而得到無(wú)水乙醇。近幾年來(lái)，由于無(wú)機(jī)膜的化學(xué)穩(wěn)定性好，廣泛的應(yīng)用在有機(jī)溶劑混合物分離中，在膜市場(chǎng)中占有越來(lái)越重要的比重。

2.3 應(yīng)用在氣體分離中

隨著對(duì)膜分離技術(shù)的不斷深入探究，研發(fā)出一種新技術(shù)—?dú)怏w膜分離技術(shù)，在不斷地改進(jìn)的過(guò)程中，氣體分離技術(shù)不斷的發(fā)展走向成熟。將富氧空氣添加到煤氣發(fā)生爐中后，不但節(jié)約了大量的煤炭資源，還使氣化強(qiáng)度得以提高，在石油化工產(chǎn)品中，空氣分離富氧技術(shù)能夠催化氧化反應(yīng)，使石油化工產(chǎn)品的數(shù)量、種類、質(zhì)量都有所提高，在不斷發(fā)展的過(guò)程中通過(guò)多種方法來(lái)提高富氧空氣的制備。

3 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐已證明膜分離技術(shù)在石油化工企業(yè)具有較高的可行性，在水處理、原油勘測(cè)、儲(chǔ)備、運(yùn)輸過(guò)程中已取得了豐富經(jīng)驗(yàn)，但是與國(guó)外相比還是存在一定的差距，需要進(jìn)行不斷發(fā)展與完善，研發(fā)出適合領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)產(chǎn)品，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)利益。

［1］解兵華，沈小磊.石油化工技術(shù)中膜分離技術(shù)的應(yīng)用［J］.中國(guó)化工貿(mào)易，2014，（16）：171.

［2］索繼栓，彭小芝，鮮建，等.滲透汽化膜分離技術(shù)及其在石油化工中的應(yīng)用［J］.石油化工，2013，42（4）：361-367.

圖1