石油化工膜分離技術的應用及相關問題探討

張嘉恒 朱元鑫（常州大學， 江蘇 常州 213164）

石油化工膜分離技術的應用及相關問題探討

張嘉恒 朱元鑫（常州大學， 江蘇 常州 213164）

隨著我國國民經濟的不斷發展，出現了資源短缺、環境污染等一系列問題，而石油化工作為經濟發展的重要組成部分，更應該加大節能環保技術的應用。21世紀膜分離技術成為一種高效的分離技術，被廣泛地應用于石油化工領域。不但提高了石油化工業的經濟效益，還使環境得到了極大的改善。

石油化工；膜分離技術；應用

膜分離技術作為新型高效分離技術，具有操作簡單、穩定性高、有助于工業放大等優點，受到了相關領域的青睞，具有廣闊的發展前景。隨著石油工業的不斷發展，膜分離技術在石油化工領域起到了重要作用，在給石油化工領域帶來經濟效益的同時，也有效地節約了資源，使環境得到了改善，膜分離技術在未來石油化工領域的發展中將會發揮越來越重要的作用，本文主要針對膜分離技術在石油化工領域的應用及相關問題展開進一步的探討。

1 膜分離技術的基本概述

膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術，半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔，常采用錯流過濾的方式對其進行膜分離。

從1958年研究離子交換膜開始，我國的膜科學技術得以發展，20世紀60年代進入開創階段，于1965年進行反滲透的探索，隨著全國海水淡化會戰的開始，使我國的膜技術得到進一步發展，20世紀70年代，我國開發出微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器，20世紀80年代我國的膜技術進入應用階段，并開發出其他新膜。膜系統通常有回流液與透析液兩個出口，對于在過濾過程中小于膜截留分子量的物質，分子透過膜形成透析液；而大于膜截留分子量的物質，分子不會透過膜回流料罐，最終經過一系列的處理，實現膜分離，是一種物理過程，被廣泛的應用于石油化工領域。

2 在石油化工領域應用膜分離技術

2.1 處理油田回注用水

石油化工領域中各個環節都要用到水，不同等級的水有著不同的作用，由于多次對油田進行開采，原油在脫水之后產生大量的油田廢水，為了確保地層結構穩定，油田繼續高產，需要對油田廢水進行深度處理，使其達到回注用水標準，之后進行再利用，在解決廢水污染的同時，使經濟效益得到了巨大提高。用中空纖維超濾膜處理地表水，之后用于油田回注，此項研究已取得了成功，采用徑孔為6nm到10nm的中空纖維超濾膜進行實驗。每只膜面積為7.5平方米，并排安裝35只超濾組件，每小時產水量約為21立方米，以黃河水為原水，處理后進入中空纖維超濾器，超濾膜中的水進入中間貯藏槽中，通過水泵送到高壓柱塞泵，之后注入地下，見圖1。

2.2 應用在有機溶劑混合物分離中

膜分離技術不但應用于工藝用水方面，在有機溶劑混合物分離中也有所應用。膜分離技術的傳統分離方法是精餾法，應用此方法時需要先加入溶劑，這種方法耗能高、不環保，沒有被廣泛的使用。隨著科學技術的不斷發展，研制出了滲透汽化膜、蒸汽滲透膜兩種先進的膜分離技術，從而更好地對有機溶液混合物進行分離。通常采用致密的分離膜對有機溶劑混合物進行分離，采取滲透汽化或蒸汽滲透的方式。根據混合物中分子的溶解度及擴散系數不同，來對其進行分離，在進行分離時要注意克服有機物分子引起的分離膜結構破壞及過度溶脹等問題。在工業中滲透汽化分離膜可以將高濃度的乙醇進行脫水處理，進而得到無水乙醇。近幾年來，由于無機膜的化學穩定性好，廣泛的應用在有機溶劑混合物分離中，在膜市場中占有越來越重要的比重。

2.3 應用在氣體分離中

隨著對膜分離技術的不斷深入探究，研發出一種新技術—氣體膜分離技術，在不斷地改進的過程中，氣體分離技術不斷的發展走向成熟。將富氧空氣添加到煤氣發生爐中后，不但節約了大量的煤炭資源，還使氣化強度得以提高，在石油化工產品中，空氣分離富氧技術能夠催化氧化反應，使石油化工產品的數量、種類、質量都有所提高，在不斷發展的過程中通過多種方法來提高富氧空氣的制備。

3 結語

工程實踐已證明膜分離技術在石油化工企業具有較高的可行性，在水處理、原油勘測、儲備、運輸過程中已取得了豐富經驗，但是與國外相比還是存在一定的差距，需要進行不斷發展與完善，研發出適合領域發展的技術產品，創造出更大的經濟利益。

［1］解兵華，沈小磊.石油化工技術中膜分離技術的應用［J］.中國化工貿易，2014，（16）：171.

［2］索繼栓，彭小芝，鮮建，等.滲透汽化膜分離技術及其在石油化工中的應用［J］.石油化工，2013，42（4）：361-367.

圖1