超濾技術(shù)在化工工藝中的應用

王躍

摘要：在化工研究領(lǐng)域的發(fā)展進程中，超濾技術(shù)能夠應用到生產(chǎn)加工中的各個層面，此技術(shù)屬于膜分離技術(shù)的一種，相較于傳統(tǒng)膜分離技術(shù)而言，具有明顯的使用優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在分子量小、過濾速度快、物質(zhì)不容易發(fā)生轉(zhuǎn)移情況。這種超濾技術(shù)主要應用于大分子物質(zhì)的有效隔離和升華等處理中?；诖?，本文筆者根據(jù)多年實際工作經(jīng)驗，深入分析探討超濾技術(shù)在化工工藝方面的應用要點，希望帶給讀者一些幫助。

關(guān)鍵詞：化工工藝；超濾技術(shù)；應用；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.043

0引言

超濾膜由兩層非對稱的膜組成，兩層膜的結(jié)構(gòu)不同，上層薄而下層厚，上層截留粒子稱為活化層，下層起到增強膜強調(diào)稱為支撐層。根據(jù)膜材料的不同，分為無機膜和有機膜。超濾裝置分為無攪拌式超濾、攪拌式超濾和中空纖維超濾。無攪拌式超濾濃度極化嚴重、只適用于超濾濃度較稀的樣品；攪拌式超濾法提高了超濾的速度，不易產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象；中空纖維超濾效果最好，因其纖維毛細管有效面積大，極大地增大了滲透的表面積，使得超濾的速度大大提高。

1對超濾技術(shù)的相關(guān)概述

在現(xiàn)階段化工領(lǐng)域的生產(chǎn)發(fā)展過程中，最常用到的膜分離技術(shù)就是超濾技術(shù)，此技術(shù)主要用于對溶液和氣液物體的分離。近年來膜法凈化理論和應用已成為飲用水凈化領(lǐng)域的研究熱點，膜處理技術(shù)也被廣泛應用于實際飲用水凈化工程，但由天然有機物（nature organic matter，NOM）導致的膜污染仍是限制膜技術(shù)推廣應用的主要瓶頸。有研究表明，通過預處理改變水中污染物表面性質(zhì)及其存在形態(tài)，可以提高超濾對水中NOM的去除效率并有效減緩膜污染。截至目前，已研究了3種膜組合工藝：常規(guī)膜組合工藝、直接過濾膜組合工藝及一體式膜組合工藝。已有的研究表明，常規(guī)膜組合工藝可以較好地去除污染物，減緩膜污染，但占地面積大，排泥量多，且原水經(jīng)混凝、沉淀單元后剩余小顆粒物質(zhì)易堵塞膜孔。對于直接過濾膜組合工藝而言，污染物經(jīng)混凝處理后直接進入膜池，去除效率較高，且占地面積小。此外，進入膜池的顆粒粒徑較大，不易吸附/堵塞膜孔，但膜池內(nèi)大顆粒絮體極易沉淀，排泥量較大。

有效解決常規(guī)膜組合工藝與直接過濾膜組合工藝出現(xiàn)的問題，近年來提出了將吸附劑與超濾膜直接聯(lián)用的一體式組合工藝，試圖在保證污染物去除效率的基礎(chǔ)上更好地保護超濾膜，并取得了較好效果。與常規(guī)膜組合工藝相比，一體式膜組合工藝無需混凝和沉淀單元，因而占地面積較??；與直接過濾膜組合工藝相比，一體式膜組合工藝是以曝氣等方式將吸附劑預先“吸附”在膜表面，污染物經(jīng)吸附和截留后不易沉淀，排泥量較小。因此，一體式膜組合工藝逐漸受到重視。

為了有效保證分離材料的使用年限不會受到影響，在進行過濾的過程中一般首先選擇增加孔隙率和過濾面積。也就是說，截至到目前為止，在化工研究領(lǐng)率進行分離操作最為先進的技術(shù)之一就是超濾技術(shù)，因此需要不斷強化對其發(fā)展重視力度。

2超濾技術(shù)在化工工藝中的應用

2.1制藥工業(yè)領(lǐng)域的應用

膜分離技術(shù)尤其是超濾技術(shù)在近幾年已經(jīng)在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域中取得了非常廣泛地應用，發(fā)展勢頭呈現(xiàn)良好的趨勢，前景十分樂觀。超濾技術(shù)目前主要應用在口服液的生產(chǎn)、中藥有效成分的提取、熱源的去除、制藥廢水中有效成分的回收等。利用超濾技術(shù)制備復方丹參和丹參注射液，通過毒性、藥效及化學分析試驗表明，超濾法可提高藥效、除去雜質(zhì)、安全無毒并且可以保留更多的有效成分。通過比較研究表明，用超濾法制備補骨脂素的注射液比水醇法制備的工藝流程短，產(chǎn)品澄清度好并且色澤深、有效成分損失少、且主要的有效成分異補骨脂素及補骨脂素的含量均比水醇法更高，可高達76.3%。

另外，在生產(chǎn)抗生素的過程當中，采用膜超濾法還可以克服傳統(tǒng)工藝過程的耗時長、能耗大、產(chǎn)率低等缺點。用Pes-10的超濾膜分離土霉素具有較大的截留率，且結(jié)晶過程的純度與收率高、透過液結(jié)晶光澤好、損失少等優(yōu)點，在土霉素的分離過程中還可以除去對色度產(chǎn)生影響的色素分子以及大部分蛋白質(zhì)。在制備口服液的工藝中，超濾法在保留了口服液中有效成分的同時，還提高了口服液的質(zhì)量。有研究表明，用6～7萬的超濾膜處理大黃、山楂、葛根、黃柏等7種藥材煎煮的藥液，測得主要的成分損失在13%以下，相比其他制備方法損失最低。用分子質(zhì)量70？000？Da的超濾膜制備的人參精口服液，與原液的高壓色譜圖基本一致。此外，超濾技術(shù)也在抗生素的生產(chǎn)如頭孢菌素、紅霉素、青霉素、硫酸（雙氫）鏈霉素、硫酸卡那霉素等也有廣泛的應用。

2.2在硝酸生產(chǎn)中的應用

在化工企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中，對于硝酸的生產(chǎn)過程，科學合理的運用超濾技術(shù)，能夠有效祛除硝酸中的油污、最大程度的保證觸媒鉑網(wǎng)。觸媒鉑網(wǎng)保護措施的采取能夠降低硝酸生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)過程中的損害，這對于生產(chǎn)設(shè)備壽命的延長有著極為重要的意義。

2.3在硝氨生產(chǎn)中的應用

在化工企業(yè)，進行硝氨生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，對超濾技術(shù)的應用占有很大比重，不僅能夠有效祛除油污，而且還能夠有效預防氨氣帶油情況的存在。不僅如此，有效應有超濾技術(shù)，還能夠保證整個生產(chǎn)系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的運行環(huán)境之中，能夠有效降低安全事故的發(fā)生概率。近些年來，我們國家很多化肥廠在進行硝氨生產(chǎn)的時候，都會選擇把超過濾器安裝在氨壓縮機上，此舉的主要目的是有效降低氨的油含量，有效提升氨氣純度，保證生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2.4超濾技術(shù)在循環(huán)機后油分離器中的具體應用

在化工生產(chǎn)過程中安放循環(huán)機的主要目的是，有效實現(xiàn)對油水雜質(zhì)的清除，有效保證合成觸煤處于安全穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境中。在使用超濾技術(shù)后排放油水量同以往相比明顯增多，且合成觸煤的使用壽命明顯延長。

3結(jié)束語

綜上所述，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域有效應用超濾技術(shù)，能夠有效防止雜物進入，實現(xiàn)水油分離，保證生產(chǎn)系統(tǒng)時刻處于安全穩(wěn)定的運行環(huán)境之中，在未來的發(fā)展過程中，希望化工企業(yè)可以根據(jù)自身實際發(fā)展要求，科學合理的運用超濾技術(shù)，保證生產(chǎn)效率得到有效提升，不斷強化企業(yè)生產(chǎn)效益。