化工工艺过程中超滤技术的应用研究

摘要：作为当前化工工艺中的重要模式之一，超滤技术在化工工艺中起到了至关重要的作用，可有效满足工艺操作的诸多要求。并且超滤技术很好地践行了我国当前所大力宏扬的可持续发展理念，践行节能环保政策，降低能源消耗，对于化工工艺及相关行业的发展均有着较大的现实意义。

关键词：化工工艺；超滤技术；技术运用相比于传统工艺技术，超滤技术具有较强的实用性与科学性，已逐渐发展成为化工工业领域的必要技术。利用超滤技术，呈现出更加明显的分离效果，并且，因技术操作便利、流程较短，大大提高整体的工艺操作效率。更重要的是，超滤技术在节能环保方面有明显优势，有助于推动化工工艺的绿色化发展，积极响应国家可持续发展号召。

1部分化工企业现有工艺发展情况

在化工企业发展过程中，分离气态微小颗粒与油污还存在较多的障碍与问题。所以对于企业而言，如何全面处理气态微小颗粒与油污分离问题是在发展中需着重关注的一大要点，该项工作的稳步推进有助于企业提高技术水平，也可降低各项资源的消耗。对比多种不同技术手段，超滤技术的合理运用，可辅助企业有效解决上述问题，对于企业的发展而言具有较高的现实意义。

2超滤技术的概念与应用优势

2.1概念

从本质上来看，超滤技术就是物质分离，以膜材料自身带有的微孔对物质进行非均相分离，最终完成物质提纯［1］。

2.2分离原理

该技术的主要原理为通过非均相分离的方式，及时去除气体中的液体或者油污。该技术在运用过程中，技术人员需要了解现有的工艺条件，精准判定分离材料的精确度。同时也要根据超滤技术的应用标准选择合适滤芯材料，如烧结不锈钢纤维和超细玻璃纤维，两者的优势并不相同，工作原理也存在一定区别。前者的气体流动方式为自外而内，而后者的流动方式为自内而外；前者可实现极性分子分离，而后者多用于非极性分子分离。

2.3应用优势

相比于传统过滤技术，超滤技术的应用价值与优势更加明显。一方面，该技术的能耗更低。超滤技术的显著优势之一在于其对于分离目标并不具备过于严格的温度要求，即便是对于处在常温状态下的物质，也能够实现有效分离，所以能够较大程度降低能耗；另一方面，该技术的应用效率更高。在运用超滤技术进行化工工艺生产时，能够切实强化物质分离的效率，并通过合理选择膜材料，更好地应对环境造成的不良影响。

3超滤技术在化工工艺过程中的应用

3.1在氨合成分离中应用

氨合成和氨分离过程中，超滤技术的合理应用可有效降低工艺过程造成的能源损耗，也可切实提高整体的分离效率以及产品质量［2］。相比于化工生产的其他工艺，运用超滤技术进行氨合成分离，整体的效率可提高近50%。

在氨分离过程中，超滤技术也有着无可替代的应用优势。氨分离的主要原理是通过在气体中分离氨，并对其进行加工处理，使之转化为液态氨。在超滤膜的辅助下，技术人员可顺利地将液态物从气体中分离出来，通过这一举措对氨形成有效防护，避免其过多被合成塔吸收。完成这一操作后，塔内的氨质量分数会出现降低，进而整体的分离效率会逐步提高。另外，部分企业也会运用超滤技术及超滤膜材料生成膜生物反应器，进行氨分离操作。显然，在氨合成和分离过程中，超滤技术的应用价值相对较高。

3.2在水处理中应用

在化工工艺过程中合理运用超滤技术，可以顺利筛分大小分子，并且在超滤膜材料的辅助下，技术人员也可实现溶液净化的相关要求。超滤技术可以与水处理工作有效整合，切实过滤水中杂质，使得水资源达到净化标准，提高整体质量。更重要的是，在水处理过程中，超滤技术能够达到质量和效率的“双高”。在当前的化工领域，超滤水处理设备已研发完成，该设备运用的主要原理便是以超滤技术为基础，以压力为驱动，通过分离膜的方式，有效筛出直径为0.002～0.100 μm的杂质［3］。在水资源中，微生物、大分子、蛋白质等物质均处于这一标准范围。并且运用超滤技术的整个流程比较简便，技术人员无需进行加热处理，只需处在常温状态，所以能够控制能耗，提高处理质量，符合国家可持续发展要求。

3.3在循环机后油分离器中的应用

循环机后油分离器与超滤技术的有效结合，可辅助技术人员及时去除气体中存在的油污以及杂质，有效提高合成酶的质量与应用效果，并且可降低能源损耗，控制污染排放，有效维护生态环境。技术人员可利用超滤技术，适当改造创新传统的往复式循环机，利用超滤技术的超强过滤功能，对循环境内排放的油水总量进行控制，并及时对油水进行处理，这一举措可延长合成触媒的使用寿命。

3.4在硝酸硝铵合成中的应用

（1） 在硝酸的合成阶段适当应用超滤技术，可减少合成阶段形成的杂质，也能够降低触铂网的腐蚀概率，延长该类器件的使用年限，降低化工工艺生产成本。

（2） 在硝铵合成作业阶段应用超滤技术，可有效降低硝铵合成过程中形成的油污，切实提高最终的化工产品质量。

（3） 在硝铵合成中应用超滤技术，可对氨气进行有效净化，并避免泄漏，在提高合成质量与效率的同时，也可维护现场人员的人身安全。

3.5在变换器过滤中的应用

变换器的作用在化工工艺生产过程中变换单元，对反应合成气进行变换操作。变换器过滤指的是对经过变换操作后的合成气进行过滤操作使得其整体的净化程度更高［4］。在此环节，超滤技术可较大程度去除变换器中的油水杂质，可减少变换器过滤过程中造成的设备腐蚀，使得气体杂质得以被全面清除，降低生产成本，提高生产设备的综合性能。

以尿素合成为例。首先，施工人员需要经过二氧化碳的压缩与脱氢环节，而后进入到液氮的合成与升压环节。在二氧化碳压缩脱氢期间，超滤技术呈现出一定的应用价值。技术人员可适当地设置超滤装置，利用该装置及时去除二氧化碳中的油污，使得压缩机内的油污得以及时清理，避免过多堵塞造成传热问题。当前，在化工生产过程中超滤技术已呈现出较为广泛的应用趋势，逐渐成为尿素合成中的关键技术手段。

3.6在制药中的应用

在制药行业超滤技术也有着较高的应用可行性及必要性。

结合超滤技术发展现状分析，在制药领域该技术可以用于蛋白质、抗生素及核酸的生产工艺。

（1） 利用超滤技术完成除热源操作。立足于专业角度，药液中的有效成分分子质量通常比较固定，会被精准控制在1 000 Da以内，如生物碱、黄酮。而超滤技术的最小截流分子质量为500 Da，所以完全可利用该技术进行储热源操作。

（2） 利用超滤技术进行小分子精制。以青霉素为例，青霉素中的小分子物质特性为热敏性，极易被外部环境影响。传统精制工作中，不论是过滤萃取还是浓缩结晶，都会对该物质的特性造成影响，并且能耗、时耗也比较大，甚至会致使核酸、预留蛋白质等大分子无法及时排出，降低药效。然而超滤技术的合理运用可有效解决类似问题造成的不良影响。技术人员可利用该技术对核酸预留蛋白质等大分子加以及时筛选，并且该技术支持常温操作，所以也能够在一定程度上弱化外部环境对青霉素产生的影响。在制药环节也可减少化学药剂的添加，避免对人造成副作用影响。

（3） 在大分子药物中应用超滤技术。相比于小分子类药物，大分子药物的热不稳定性较为明显，生产人员可利用超滤技术以低温快速的方式对大分子药物进行过滤。通过这一举措有效提高大分子药物的整体质量。例如生产期间可利用超滤技术对猪血进行处理，及时将其中的超氧化物歧化酶进行提纯浓缩。相比于常规技术手段，超滤技术的合理运用能够在一定程度上节省沉淀容积，使得整体回收率有效提高。

（4） 可利用超滤技术进行膜蒸馏操作。膜蒸馏，简单来说指的是以疏水相微孔膜为主要材料，区分不同温度的水溶液。在此环节，超滤技术的合理运用可有效规避温度压力对整体操作造成的影响。

4超滤技术在化工工艺过程中应用的未来思考与展望在化工工艺中，超滤技术拥有着较为良好的发展前景，为促进其在该行业中深入发展，应将重点集中在以下方面：

（1） 应加大高性能超滤膜的研发。超滤技术使用过程中，超滤膜是不可或缺的材料，甚至可被看作是整个技术的关键。①应增加膜的品种。切实提高膜的耐温性能、耐压性能、抗污染性能以及耐腐蚀性能，通过这一举措充分体现超滤技术的应用价值；②应促进膜材料创新发展。膜的功能往往会被膜结构及材质所决定。常规超滤膜的主要材料多为醋酸纤维素。该材料的价格相对偏低，且成膜性能较明显，但某种程度上也会限制超滤技术的使用范围。所以在未来发展中应加大膜材料的选择范畴，合理引进聚酯材料、聚酰胺材料以及改性纤维材料。相比于醋酸纤维素，以上合成材料的性能更强，可有效抗菌和抗酸碱腐蚀，促进超滤技术功能作用的进一步发挥。

（2） 应逐步扩大超滤技术的应用领域。当前，超滤技术逐渐在工业领域呈现出明显的应用优势，在化工工程中也逐渐展露头角。随着超滤技术应用范围的逐步扩散，必然也会出现一些局限性问题，对此应加大对膜的构造性能改进创新，适当地加强超滤技术与其他生物技术的有机结合，以综合性技术手段促进技术产业发展。

5结论

在化工工艺中，运用超滤技术具有较高的现实意义。超滤技术的合理运用，可切实辅助技术人员提高操作效率，降低操作能耗。为此，化工工艺技术人员需对超滤技术加以深入地解读，把握技术应用要点，将其引入到氨合成分离、水处理、循环机后油分离器等各项操作中。在此基础上，还需根据技术的特征与性质，对其未来的发展加以展望，跟随技术发展趋势，创新技术应用体系框架，为我国化工行业发展提供稳定支撑。

参考文献：

［1］尹小根.化工工艺过程中的超滤技术应用分析［J］.当代化工研究，2020（21）：122123.

［2］张洪武.化工工艺过程中超滤技术的应用［J］.现代盐化工，2020，47（3）：1213.

［3］路欢身.化工工艺过程中超滤技术的应用研究［J］.化工设计通讯，2017（8）：5556.

［4］李伟；孟影子.化工工艺过程中超滤技术的应用分析［J］.化工设计通讯，2018（8）：3637.