论超滤技术在化工工艺过程中的应用

张冬冬

（陕西陕化化工集团有限公司，陕西 华县714100）

0 引言

超滤技术具有流程简单、分离效果好、处理效率高、能耗低等显著的特点，作为一门新型的实用科学技术被广泛应用。目前，超滤技术已广泛的应用于化工工艺过程中。 随着该技术的不断发展和完善，其所具有的高效、节能、环保等优势将日益显露，超滤技术的应用领域必将进一步扩展。

1 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。 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[1]。

2 超滤技术在化工工艺过程中的具体应用

2.1 合成氨和氨的分离改造中的应用

高压机后新鲜汽油的分离,其用途是将新鲜气中的杂质如油水尘除去，以便确保合成触煤的有效性能，降低能耗。这主要是采用超滤技术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，更好的保护合成塔触媒，可以很好的解决在合成氨过程中的新鲜汽带油问题，积极的推动合成氨工业的发展[2]。在氨分离改造过程中采用超滤技术，使氨得以高效分离，有效降低了入塔氨含量以及能效，促进生产效率的提升，同时也为企业带来很好的经济利润。

2.2 循环机后油分离器中的应用

该分离器是用于去除气体中夹带的油水杂质，以便更好的保护合成触煤，起到降低能耗的作用。 使用该分离器后，排放油水量明显增加，很大程度上提高了合成触煤的连续使用寿命。 将这种循环机应用于往复式循环机改造中，能延长合成触媒的使用年限和设备的高效运行。

2.3 水处理中的应用

超滤膜是颗粒悬浮物等大分子物质的有效屏障，因此超滤技术常用于饮用水的净化以保障饮用水安全，是最安全有效的技术。 在海水及咸水的淡化方面，超滤膜也常用作反渗透的预处理系统。研究表明，超滤膜对浑浊度高溶质变化大的海水有很强适应性，且对于咸水的脱盐效用也十分明显，脱盐率能达到97%以上[3]。 除此之外，超滤技术在城市污水的回用和工业废水的处理方面也起着十分重要的作用。超滤技术能有效去除城市污水中的浊度和氨氮以及工业废水中的油污和悬浮颗粒物，以达到净化水资源回收再利用的目的。

2.4 变换气后过滤器和尿素生产中的应用

过滤器的用途主要是完全除去变换气中的油水杂质，起到保护变换触煤的作用。 在尿素生产中，超滤技术的主要用途是将CO2气体中的油污除去，有效降低能耗，油污的分解率迅速提升，减少对设备的影响，还大大提高了传热效果，使蒸汽消耗量保持稳定，尿素产品颜色洁白，极大的提高产品质量。

2.5 硝酸、硝铵生产中的应用

在生产硝酸时使用超滤技术，能对生产过程中产生的油污杂质进行过滤以减少对触媒的腐蚀，达到延长其使用寿命的作用。 将超滤技术运用于硝酸的生产过程中，不但能提高工作效率，还能延长使用效率以节约成本。而在硝铵生产过程中使用超滤技术主要是为了对生产出来的氨气快速的进行净化，预防安全事故的发生，在提高生产效率的同时极大的保证了系统运行的安全。

2.6 制药业中的应用

超滤技术在制药业也有所应用，主要表现在以下三方面，一是除热原。制剂中去除热原常利用活性炭反复吸附，该方法劳动强度大、损耗大、得率低。 超滤去除热原是使用小于热原分子量的超滤膜拦截热原，具有劳动强度小、产品得率高、产品质量好的优点。 二是小分子精制。 对于抗生素类的小分子物质，其传统的生产过程存在冗长、收率低、能耗大等缺点，在精制过程中也存在微量大分子杂质残留的现象，这些杂质可能对人体产生副作用。利用超滤膜不但可以除去大分子杂质，而且可以简化操作工艺。三是大分子精制。这类产品具有热不稳定性，超滤的低温快速过滤特性就可以解决这个问题。 超滤法把高分子多糖类化合物单独分离出来， 制备具有特殊药理作用的专门化药物，来达到不同的治疗目的，是膜分离的重要功能[4]。

3 超滤技术应用的优势

超滤技术是最近这几年来新发展的一项技术， 有很强的分离作用，并且具有流程简单、分离效果好、处理效率高、能耗低等显著的特点，因此在化工工艺过程中得到广泛的运用。从经济方面考虑，超滤技术的设备投资小、运行费用低且使用寿命长。此外，超滤技术的使用使得生产成本降低，减少化工能源的消耗的同时也降低了对环境造成的污染。

4 结语

由此可见，由于具有简单易操作、效率高、能耗低等优点，超滤技术被广泛运用于化工分离、化工原料和水的处理、医药品制造等工业中。 随着该技术的不断发展和完善，其高效、节能等优势将日益凸显，超滤技术的应用势必有着更进一步的扩展。 总而言之，超滤技术在化工工艺中的应用，能够有效的提高分离技术，弥补传统分离技术的缺陷。 过滤技术虽然好用，但过滤技术的采用也需要根据化工厂自身的实际情况来进行选择。

［1］王保明,李大明.高效氨分离器气液分离机理与应用[J].化肥设计,2010（3）.

［2］江春元.运用超滤技术处理涂布废水[J].中华纸业,2011（2）.

［3］王本玉.全低变工艺改造实施中的几个问题[J].化肥设计,2012（3）.

［4］王静,张雨山.超滤膜和微滤膜在污(废)水处理中的应用研究现状及发展趋势[J].工业水处理，2011（3）:4-7.