試分析膜分離技術在石油化工領域中的應用

雷霆

引言：隨著社會經濟的發展，各行各業對石油能源的需求逐漸增大，石油化工行業的發展有著十分重要的意義。為有效的提高人民群眾的生活質量水平，促進我國經濟飛速發展，從而更好的滿足現代化社會及該行業的發展要求，就必須大力發展石油化工產業，將膜分離技術應用于其中，提高石油化工生產效率與水平。膜分離技術主要是用于氣-氣介質分離或者液-液介質分離，與傳統介質分離原理存在一定的差別，由于這種分離技術具有精度高、速度快等優點，被廣泛的應用于社會生產各個行業中，并取得了不錯的成效。

一、引言

膜分離技術是依靠功能性分離膜作為過濾介質，實現高效分離、濃縮物質的現代化高新技術之一，作為高效膜分離技術，其具有操作簡便、穩定性好、易于工業放大等優點，目前已經廣泛的應用于石油化工、天然氣開采、運輸、加工等相關領域，有效的提高了石油化工生產效率，對提升人民群眾生活質量、促進我國經濟快速發展具有十分重要的意義。因此在石油化工領域引入膜分離技術，將會石油企業帶來巨大的經濟效益、技術效益以及社會效益，從而促進我國石油事業健康、長效、可持續發展。

二、膜分離技術概述

膜分離技術發展的基礎階段是上世紀50年代，該時期主要是對膜分離技術基礎理論進行研究。到了上世紀60年代至70年代，膜分離技術已經在工業化生產中得到了廣泛的發展與應用。80年代為拓展深化時期，逐步提高了工業化的膜分離技術的應用水平，拓寬了應用范圍，加大了對尚未實現的工業化膜分離技術的開發力度，開拓出了更多現代化新型的膜分離技術。膜分離技術主要有以下幾個優點：（1）膜分離技術發生過程一般不需要從外界加入其他物質，達到了節約能源和保護環境的目的，同時多數膜分離過程沒有相變發生，其消耗的能源較低。（2）膜分離技術實現了分離與濃縮、分離與反應，大大提高了反應的效率。（3）在溫和條件下，膜分離技術比較適用于熱敏性物質的分離、分級、濃縮與富集。（4）膜分離技術應用比較廣泛，不僅適用于病毒、細菌以及微粒等有機物或者無機物的分離，還能應用于許多特殊溶液體系的分離，比如沸物的分離。（5）膜分離技術中的膜組件十分簡單，能實現連續操作，比較容易與其他分離過程和反應過程耦合，能實現自控、維修以及擴大的目的；另外膜具有高度的靈活調節性能。現如今發展的膜分離技術也存在一定的不足，比如在膜分離過程中會出現濃差極化和污染等問題，大大縮短了膜的使用壽命。通過常規方法不能體現分離的經濟性和合理性時，膜分離過程會顯示其特有的優勢，通過與常規分離過程相耦合為一個單元來運用，能大大提高反應的效率。

三、膜分離技術在石油化工領域中的應用

（一）膜法水處理

在天然氣勘探、開采、運輸、加工以及石油化工生產加工等過程中，往往需要大量不同等級的水，也需要處理不同種類的廢水。因此將膜分離技術應用至此，實現成本低、水質穩定、工藝流程標準的各種用水需求。

（1）海水的淡化。由于我國石油資源多數處于沙漠和深海區域，在開采過程中人員和設備用水一直是比較重要的問題，傳統的勘探和開采成本高，生產生活條件惡劣等，十分不利于石油的生產。因此將膜分離技術應用于此，反滲透裝置流程簡單、裝置集成度高、比較容易運輸和使用等，將其安裝在海上平臺，提高了海水淡化的效率，有效的緩解了上述問題。

（2）油田回注過程用水處理。我國多數油田采用二次采油或者三次采油工藝，脫水后的原油往往會產生大量的廢水。為確保單井開采地質的穩定性和生產的連續性，需要用高壓泵把水向地下回注，使其達到回注標準用水后實現再利用，提高了水資源的利用率，具有較大的經濟效益和社會效益，因此膜分離技術在石油化工領域中具有廣闊的發展前景。

（二）膜法處理有機廢氣

有機廢氣作為石油化工中常見的污染物，其中含有揮發性有機物，其毒性十分大，有的甚至會致癌，比如笨、多環芳烴等，不經處理排放對環境危害較大，且有機蒸汽易燃易爆，給企業生產埋下了安全隱患。由于污染物危害較大，我剛相關法律規定必須嚴格控制其排放，需要對工業產生的可燃氣體進行回收利用。但是傳統的廢氣回收技術冷凝比較簡單，污染物處理效果不好，那么將膜分離技術應用于有機氣體分離中，其流程十分簡單、回收率高、操作成本低，是一種前景比較好的技術。

（三）膜法脫除天然氣中的水蒸氣

油氣田開采出來的天然氣往往含有一定量的水蒸氣，在外界條件的變化下會形成液態水或者是固化成冰，大大增加了天然氣輸送過程中的能耗，可能還會造成管路阻塞，影響輸氣工作等。同時天然氣中含有二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，加快了相關設備和管路的腐蝕。將膜分離技術用于天然氣中水蒸氣的脫除，該技術具有操作簡單、連續性強、無二次污染、無需再生、設備靈活方便、節省空間等優勢，更好的彌補了傳統分離技術的缺陷與不足。

（四）膜法脫除天然氣中的酸性氣體

由于開采的天然氣中含有二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，這些氣體的存在不僅會影響商品的質量，還會形成酸液加快裝置設備的腐蝕，導致設備、管線投入成本十分巨大，大大增加了生產成本，因此脫除天然氣中的酸性氣體十分有必要。膜分離技術應用于酸性氣體的處理，因其方便靈活、適應性強、處理成本低等優勢，取得了不錯的應用效果。另外膜系統具備結構簡單、操作方便、重量輕、占地少、對環境影響小等優點。

四、結束語

近年來，我國科學技術日新月異，給膜分離技術帶來了新的發展機遇，因其具有設備占地少、穩定性高、操作簡便、環境友好等優點，在社會相關領域中應用比較廣泛。在石油化工中，膜分離技術不僅適用于天然氣的勘探、開采以及加工等，還能應用于納濾、滲透汽化、反滲透等方面。膜分離技術的發展更好的滿足了石油化工領域諸多場合的技術需求，有效的實現了石油化工企業的經濟效益和社會效益，大幅度的提高了企業的市場競爭力。

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（作者單位：正能建工集團有限公司）