化工工艺过程中超滤技术的应用分析

发表时间:2019/4/25   来源:《基层建设》2019年第3期   作者:杨松
[导读] 摘要:现如今,随着我国的经济建设不断深入,我国的化工行业获得了较大发展。
        滨化集团股份有限公司  山东省滨州市  256600
        摘要:现如今,随着我国的经济建设不断深入,我国的化工行业获得了较大发展。近而物质分离作为化工生产过程中的重要课题,其更是直接体现着化工行业对工艺技术的高要求与高标准。随着我国环保事业的不断发展,化工工艺也逐渐开始迈上了节能环保化的发展道路。而超滤技术在化工工艺中的应用,不仅有效提升了我国化工工业生产过程中的物质分离效率,同时也攻克了滴液在气相中的有效分离,弥补了传统过滤技术的缺陷与不足。
        关键词:化工工艺;超滤技术;应用
        引言:超滤技术功能的实现即利用压力作用来进行物质分离,为一种新型的技术,现在已经被广泛的应用到医药、废水处理以及浓缩提纯等领域,受到了广泛好评,具有良好的发展前景。将超滤技术应用到化工工艺中,能够有效解决气体内所含油污与小液滴难以分离的难题,在提高产品质量的同时,进一步提高生产效率与经济效益。
        1.超滤技术特点
        超滤技术为膜分离技术,主要是通过薄膜表面的微孔来完成物质的分离。即有液体混合物经过薄膜时,会将大分子阻隔在外,只允许小分子通过,以此来有效提高溶液的浓度。在实际应用中,超滤技术主要用于气液分离,有效提高分离材料的精度。面对不同的待分离介质,因为其物理化学性质的差异性,需要科学选择超滤膜,保证所选超滤材料具有较高应用效率。其中,超滤膜为高分子分离膜材料,是技术功能实现的关键,必须要保证其具有良好的质量,是维持较高分离效果与效率的关键。因此在实际应用中,需要保证所选超滤膜具有较高强度、化学稳定性以及透水率。
        按照构成材料不同可将超滤膜分为有机膜与无机膜两种,且无机膜构成多为陶瓷膜与金属膜,有机膜则为利用高分子材料制成的膜。按照膜形状不同可以分为平板膜、中空纤维膜、毛细管膜与管式膜。超滤膜可以应用的范围非常大,就实践经验来看,化工生产中最为常见的就是非对称膜。目前所应用到的超滤技术主要体现两个方面,一是适当增大孔隙率,通过高质量的纤维材料处理,以纤维材料所具有的较大精度与孔隙率,来达到良好过滤效果,同时还可有效延长过滤材料的使用寿命。另一则是增加过滤面积,提高过滤材料的使用效果,作为常见的就是通过折叠式滤芯处理,来增大气液流通面积。
        2.超滤技术应用分析
        超滤技术具有极高的分离效率,同时也具有节能的特性,对于当前化工生产的工艺而言,是最为合适的一种新型化工技术,逐渐的被广泛使用。超滤技术能够实现气液分离,在尿素的生产和汽油分离等方面可以发挥出更大的作用。以往传统的尿素生产工艺当中,气相物料中通常会存在着一定程度的油污液滴,以往传统的分离方式效果不佳,从而导致油污附着在设备内部,对化工设备造成了一定程度的腐蚀,使得设备的使用情况受到严重的影响,进而也会影响到化工生产的整体质量。严重的时候还会使触媒受到严重的污染,使之失效,使得生产效率受到严重的影响。
        通过采用超滤技术,能够将尿素生产过程当中所产生的二氧化碳气体当中的油污分子进行有效的分离,使触媒得到有效的保护,进而使得化工生产的效率和质量得到有效的提高,同时也能够达到提高企业效益的目的。当今时代,超滤技术还在制药的领域得到了一定程度的应用,可以采用超滤技术完成热源的去除工作,选择膜孔径适当的材料,将热源进行拦截,使得以往传统人工活性炭的方式所产生的弊端得到有效的改善。另外,在进行药物分子的精制过程当中也可以应用超滤技术,能够有效的提高分子的纯度。
        3.化工工艺过程中超滤技术的应用分析
        3.1 合成氨应用
        在合成氨生产工艺中,应用超滤技术可以实现气油分离,将空气内含有的油污、尘埃以及水蒸气等杂质全部分离出去,对合成的触媒进行有效保护,并可以减少工艺运行产生的能耗。

例如将高效过滤器安装到气体分离气管路上,来提高分离效率,在实际生产中不仅可以改善传统冷交换器运行常见的油污与积碳堵塞问题,还能够在工艺优化后对成塔触媒进行可靠保护。并且超滤技术在实际应用中保持了较高的运行效率,能够长时间的维持在良好运行状态,解决氨合成工艺内问题,促进经济效益的提高。
        3.2 循环机后油分离器
        将超滤技术应用到循环机后油分离器中,主要目的是将气体内含有的油水杂质全部去除,达到合成触媒保护的效果,降低工艺运行能耗。在实际应用中可以对传统往复式循环机进行技术改造,结合超滤技术特点,对化工生产工艺进行优化,得以促进循环机排放油水总量增加,并延长合成触媒寿命,此项技术在实际生产中已经得到了广泛应用。
        3.3 氨分离改造
        针对氨分离工艺进行分析,可确定工艺的要点就是对气体内含有的雾状液氨进行有效分离,达到降低塔氨含量的目的,减少工艺生产能耗,提高生产经济效益。例如湖南某化工企业,利用超滤技术来对原有工艺内件进行了改造,成功降低了合成塔内进口氨的含量,达到降低工艺能耗的目的。总结生产数据可知,合成塔进口氨含量降低了1.5%,全年氨总产量增长1.8万t,较之改造前工艺,生产效应明显提高。
        3.4 过滤器改造
        将超滤技术应用到变换气后的过滤器改造,也是化工工艺应用的主要方向之一,在有效去除变换气过程中油水杂质的同时,实现变换触媒的有效保护。以陕西某化肥厂为例,其将二级超滤过滤器应用到变换气后的过滤器中,可满足油水排放工艺优化,以及变换触媒保护要求。该企业自应用超滤技术对以往工艺进行改造后,油水排放量现在已经达到100kg/h以上,实际生产中能耗明显减少,且有效延长了触媒使用时间,相比老旧工艺经济效益增长明显。
        3.5 合成尿素
        尿素合成工艺中应用超滤技术,主要目的是对二氧化碳内所夹杂的油污进行有效去除,降低工艺运行能耗,提高产品合成质量与合成效率。例如某化肥厂将超滤技术应用到二氧化碳压缩机中,对压缩机油污情况进行改造优化,明显提高了设备传热效率,提高产品质量,生产综合效率提高。总结实践应用数据可知,现在超滤技术在二氧化碳压缩机中的改造应用中已经取得了优良成绩,并积累了大量经验,对进一步提高企业生产经济效益具有巨大的推动作用。
        3.6 合成硝酸
        以硝酸与硝铵合成工艺为对象,研究超滤技术在其中应用的方向与优势,发挥超滤技术功能特点,提高生产经济效益。其中,硝酸合成工艺中,超滤技术的应用主要为液氨内所含油污杂质的去除,实现对触媒铂网的保护,延长构件使用年限,使得整个工艺实际运行安全性与稳定性更高,降低后期维护管理难度的同时,提高工艺生产效益。此方面工艺优化的研究比较早,结合实际应用效果来看,硝酸合成工艺中,超滤技术的应用能够有效延长触媒铂网的使用年限,且因为去除油污杂质,还可以减少触媒铂网的清洗次数。而对于硝铵合成工艺来讲,应用超滤技术后,可以将进口油污由开始的50~60mg/L降低到6~10mg/L,提高生产工艺的安全性与稳定性,减少安全事故的发生。
        4.结语
        综上所述,超滤技术作为我国当前一项较为先进的物质分离技术,其在化工工艺中的应用具有较大的研究价值,其能够有效推动我国化工产业的节能化发展,满足社会的可持续发展要求。展望未来,工作人员应注重对超滤膜材料的更新与研发,以便优化其分离性能,延长其生命周期。
        参考文献:
        [1] 朱江,韩荣.超滤技术在化工工艺流程中的应用研究 [J].化学工程与装备,2017,(4):167-169.
        [2] 程小宁.论超滤技术在化工工艺工程中的应用 [J].城市建设理论研究:电子版,2016,(12):1-3.
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