茂名市恒孚石化工程有限公司 525000
摘要：超滤技术已经在很多领域中都得到了普遍的应用，这是因为超滤技术本身就有着非常大的优势，超滤技术在操作的过程中比较简单快捷，同时其分离之后可以体现出非常好的效果，在生产的过程中也不会消耗大量的能源，所以其在化工工艺生产的过程中也得到了非常广泛的应用，同时其环保和节能的优势也日益被人们关注本文主要分析了化工工艺过程中超滤技术的应用，以供参考和借鉴。
关键词：化工工艺；超滤技术；应用
引言
超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜（称为超滤液），而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高（称为浓缩液），从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。电泳漆经过超滤膜过滤，高分子树脂分子和色浆被截留，水分和小分子物质则透过分离膜，从而达到净化电泳漆、脱去水分的功效，目前超滤技术在化工工艺过程中得到了广泛的应用。
一、超滤技术
超滤技术是一种能将溶液进行分离净化的膜分离技术，它是通过一种膜表面的微孔对物质进行选择性的分离。当液体混合物流过膜表面时，溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物通过膜，而大分子物质则被留在膜表面，使得浓缩液的浓度得到提高，从而实现分离、浓缩、净化的目的。超滤技术可以实现气液高效分离，它的分离机理是通过确定过滤分离材料的极性设备的结构、以及过滤分离材料的精度三位一体的思路，即以不同介质及工艺条件为依据，对所应使用的过滤材料加以确定。超滤技术采用的纤维过滤材料具有高效率、低阻力等特点，主要有以下两种方法：一是可以采用增大孔隙率，选用更为先进的材料，这样的材料具有纤维更细、精度更高的特点，其孔隙率、容尘量均比其他材料增大了一倍， 这极大地提高过滤材料的连续使用寿命。二是增大过滤面积，选用折叠式滤芯，在保持相同阻力的情况下，可使流通面积增加一倍，纳污量增加三倍，使用寿命增加三倍。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复,从而达到重复利用的效果。总而言之，在采用新型的超滤技术进行气液分离时，应采用传统惯性分离技术的优点并结合新技术的特点来实现最优的分离效果。
二、化工生产领域超滤技术主要原理
1.1 相关化工企业生产现状
在化工生产中，一个突出的难题就是气体中的微小液滴以及油雾难以分离，在合成氨、尿素以及硝酸等产品生产过程中，油污不仅可以使触媒失效，也会使设备的生产效率下降。如西安的超滤公司，通过超滤技术以及各种过滤材料，开发出了高效气液分离装置，不仅解决了传统技术问题，并且利用新技术使效率达到了99%～99.99%。
1.2 粒子的形成及分布
经研究知，由于速度变化形成的雾滴直径多在100 μm以上，而压力以及温度变化形成的粒子直径则分别在10～100 μm和0.01～10 μm。中性粒子的直径大约为1～10 μm以上，非极性的粒子则为0.01～1 μm。传统的分离技术仅对压力变化形成的粒子有效，对其他粒子效果很差，因此需要超滤技术进行分离。
1.3 分离机理
首先确定设备的结构以及过滤分离材料的精度，还有分离材料的极性，并根据不同的介质以及工艺条件，采用过滤材料――滤芯种类以及其组合。我们所说的SF滤芯也就是烧结不锈钢纤维毡滤芯，气体流动方式与MF滤芯相反，采用外进里出方式，充分利用材料的表面积，通过过滤层的疏水性能以及其扩散碰撞和拦截机理，最终在背风面实现气液分离。
1.4 极性的选择及结构
通过偶极矩测量可知介质的极性，零偶极矩的分子是非极性分子，其正负电中心重合。偶极矩不是零的分子，就是极性分子如H2O、NH3。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在极性分子间会有取向、诱导以及色散等吸引作用，凝聚力与介质的进行十分密切，因而根据不同粒子选择不同材料十分关键，如单机高效分离元件就适用于极性粒子，而两级高效分离元件就适用于油气溶胶以及乳化油粒子。为了延长超滤技术的材料使用寿命，我们使用以下方法：提高孔隙率，使用更先进的材料，提高精度，如果孔隙率增加1倍，容尘率也会增大1倍，就可以使材料使用寿命增加两倍；增大过滤面积，使用折叠式滤芯，在阻力一样的情况下，流通面积会增大1倍，纳污量会增大3倍，因而寿命会增加3倍。同时，在设计上要保留传统的优点，以达到最佳效果。
三、化工工艺过程中超滤技术的具体应用
1、合成氨
高压机后新鲜汽油分离用途：除去新鲜气中的油水尘等杂质，保护合成触煤、降低能耗。
应用举例：四川广宇化工股份有限公司在新鲜气管路上采用了两级高效过滤器，每年排放油水16.2吨为理论水量的92.36%，分离效率比原来的45～47%大大提高，自98年投产以来，一直运行良好。由于采用了超滤技术，大大改善了冷交换器的油污和积碳堵塞现象，进一步优化了操作条件，有效保护了合成塔触媒。该公司是合成氨原料气中最早使用超滤技术的用户，使用过程中，充分显示了超滤技术特点和强大生命力，使多年来长期得不到解决的合成氨新鲜气带油问题得到了解决，为合成氨工业全面推广应用该项技术开辟了一条成功道路。
2、氨分离改造
用途：高效氨分离，从气体分离出雾状液氨，能降低入塔氨含量，降低能耗。直接经济效益明显。
应用举例：湖南湘氮实业有限公司利用其原高压氨分外筒，用超滤技术对内件进行改造，自2010年10月开始投入运行，取得很好的效果，透平循环机能正常运转，合成塔进口氨含量降低1.4%，年产量氨增加18768吨，增收3500多万元。
3、循环机后油分离器
用途：除去气体中夹带的油水杂质，保护合成触煤，降低能耗。
应用举例：湖南湘氮实业，用于往复式循环机油分改造，自2009年1月投运以来，排放油水量明显比以前增加，合成触煤的寿命已由改造前的3个月左右，延长到现在的7-8个月，目前仍在高效低阻状态下运行。
4、变换气后过滤器
用途：除去变换气中的油水杂质，保护变换触煤。
应用举例：陕西化肥厂在新鲜气压缩机三段出口采用了二级超滤过滤器，自2010年4月投产以来，每小时平均排油水100余公斤，有效保护低变触煤。
5、尿素
用途：除去CO2气体中的油污，降低能耗，提高产品质量。
应用举例：山东章丘第二化肥厂在CO2压缩机后使用了超滤过滤器，使用后现，一、二段分解加热器的油污垢情
况大大改善，提高了传热效果，蒸汽消耗量稳定，尿素产品颜色洁白。首台CO2高效除油器的成功应用为后续厂家改造起到了典范作用。
6、硝酸
用途：除去氨气中的油污，保护昂贵的触煤铂网，延长其工作寿命。
应用举例：山东海化潍坊硝铵厂在销酸氧化炉前气氨过滤器采用了超滤过滤器，使用后，氧化炉铂金属丝网寿命延长，现已连续运转2年多，同时过滤清洗周期比原布袋过滤器长，减少了不少工作量。
7、硝铵
用途：除去氨气中夹带的油污，防治氨气带油进入硝铵中和工段，提高系统安全性能，防止意外。
应用举例：兰州化学工业公司化肥厂硝铵车间，在氨压缩机气氨档板过滤器之后加装了超滤过滤器，根据2010年8月份投产以来的情况看，气氨中的油含量，由进口状态的50-60ppm降至6-10ppm，完全满足硝铵中和工段的要求，对系统的安全运行起到了重要的作用。
8、炼油厂尾气回收
用途：从气体中分离出杂质，保护中空纤维膜，延长膜的使用寿命。
安庆石化总厂柴油加氢尾气回收膜分离器前原旋风分离器后采用了SF+MF+SMF三级超滤技术，过滤精度达到了0.01μm，效率达到了99.99%，现已连续使用2年多，分离出大量含硫化氢、柴油和水混合液体，有效保护中空纤维膜，延长了膜的使用寿命。
9、天然气净化及凝析油回收
用途：从气体中分离出杂质，保护中空纤维膜，延长膜的使用寿命。
长庆油田在天然气中空纤维膜干燥器前设置三级超效过滤器，用于净化气体保护中空纤维膜，使用中意外发现分离出大量凝析油，现已推广至工业大规模应用。
结束语
综上，超滤技术在化工工艺中的应用，不仅极大的提高了生产效率和生产质量，而且从经济性方面考虑，使得生产成本降低，并且减少了化工生产的能耗，缓解其对环境造成的染，因此，超滤技术在化工工艺中的应用也可以说推动了整个行业的快速发展。随着科学技术的不断发展，超滤技术也将获得不断的更新与改进，其在化工工艺中的应用范围也将日渐广泛，在推动我国经济发展方面将会产生更重要的作用。
参考文献
[1]李彩霞.试论超滤技术在化工工艺中的应用.科技致富向导.2013.09
[2]黄晓菊. 超滤技术的应用和发展研究.北方环境. 2010.09
[3]贺树华.化工工艺过程中超滤技术的应用探析.科学之友.2016.08
论文作者:吴志勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/26
标签：超滤论文; 技术论文; 材料论文; 极性论文; 化工论文; 分子论文; 过滤器论文; 《防护工程》2018年第19期论文;