化工工藝過程中超濾技術的應用研究

摘要：作為當前化工工藝中的重要模式之一，超濾技術在化工工藝中起到了至關重要的作用，可有效滿足工藝操作的諸多要求。并且超濾技術很好地踐行了我國當前所大力宏揚的可持續發展理念，踐行節能環保政策，降低能源消耗，對于化工工藝及相關行業的發展均有著較大的現實意義。

關鍵詞：化工工藝；超濾技術；技術運用相比于傳統工藝技術，超濾技術具有較強的實用性與科學性，已逐漸發展成為化工工業領域的必要技術。利用超濾技術，呈現出更加明顯的分離效果，并且，因技術操作便利、流程較短，大大提高整體的工藝操作效率。更重要的是，超濾技術在節能環保方面有明顯優勢，有助于推動化工工藝的綠色化發展，積極響應國家可持續發展號召。

1部分化工企業現有工藝發展情況

在化工企業發展過程中，分離氣態微小顆粒與油污還存在較多的障礙與問題。所以對于企業而言，如何全面處理氣態微小顆粒與油污分離問題是在發展中需著重關注的一大要點，該項工作的穩步推進有助于企業提高技術水平，也可降低各項資源的消耗。對比多種不同技術手段，超濾技術的合理運用，可輔助企業有效解決上述問題，對于企業的發展而言具有較高的現實意義。

2超濾技術的概念與應用優勢

2.1概念

從本質上來看，超濾技術就是物質分離，以膜材料自身帶有的微孔對物質進行非均相分離，最終完成物質提純［1］。

2.2分離原理

該技術的主要原理為通過非均相分離的方式，及時去除氣體中的液體或者油污。該技術在運用過程中，技術人員需要了解現有的工藝條件，精準判定分離材料的精確度。同時也要根據超濾技術的應用標準選擇合適濾芯材料，如燒結不銹鋼纖維和超細玻璃纖維，兩者的優勢并不相同，工作原理也存在一定區別。前者的氣體流動方式為自外而內，而后者的流動方式為自內而外；前者可實現極性分子分離，而后者多用于非極性分子分離。

2.3應用優勢

相比于傳統過濾技術，超濾技術的應用價值與優勢更加明顯。一方面，該技術的能耗更低。超濾技術的顯著優勢之一在于其對于分離目標并不具備過于嚴格的溫度要求，即便是對于處在常溫狀態下的物質，也能夠實現有效分離，所以能夠較大程度降低能耗；另一方面，該技術的應用效率更高。在運用超濾技術進行化工工藝生產時，能夠切實強化物質分離的效率，并通過合理選擇膜材料，更好地應對環境造成的不良影響。

3超濾技術在化工工藝過程中的應用

3.1在氨合成分離中應用

氨合成和氨分離過程中，超濾技術的合理應用可有效降低工藝過程造成的能源損耗，也可切實提高整體的分離效率以及產品質量［2］。相比于化工生產的其他工藝，運用超濾技術進行氨合成分離，整體的效率可提高近50%。

在氨分離過程中，超濾技術也有著無可替代的應用優勢。氨分離的主要原理是通過在氣體中分離氨，并對其進行加工處理，使之轉化為液態氨。在超濾膜的輔助下，技術人員可順利地將液態物從氣體中分離出來，通過這一舉措對氨形成有效防護，避免其過多被合成塔吸收。完成這一操作后，塔內的氨質量分數會出現降低，進而整體的分離效率會逐步提高。另外，部分企業也會運用超濾技術及超濾膜材料生成膜生物反應器，進行氨分離操作。顯然，在氨合成和分離過程中，超濾技術的應用價值相對較高。

3.2在水處理中應用

在化工工藝過程中合理運用超濾技術，可以順利篩分大小分子，并且在超濾膜材料的輔助下，技術人員也可實現溶液凈化的相關要求。超濾技術可以與水處理工作有效整合，切實過濾水中雜質，使得水資源達到凈化標準，提高整體質量。更重要的是，在水處理過程中，超濾技術能夠達到質量和效率的“雙高”。在當前的化工領域，超濾水處理設備已研發完成，該設備運用的主要原理便是以超濾技術為基礎，以壓力為驅動，通過分離膜的方式，有效篩出直徑為0.002～0.100 μm的雜質［3］。在水資源中，微生物、大分子、蛋白質等物質均處于這一標準范圍。并且運用超濾技術的整個流程比較簡便，技術人員無需進行加熱處理，只需處在常溫狀態，所以能夠控制能耗，提高處理質量，符合國家可持續發展要求。

3.3在循環機后油分離器中的應用

循環機后油分離器與超濾技術的有效結合，可輔助技術人員及時去除氣體中存在的油污以及雜質，有效提高合成酶的質量與應用效果，并且可降低能源損耗，控制污染排放，有效維護生態環境。技術人員可利用超濾技術，適當改造創新傳統的往復式循環機，利用超濾技術的超強過濾功能，對循環境內排放的油水總量進行控制，并及時對油水進行處理，這一舉措可延長合成觸媒的使用壽命。

3.4在硝酸硝銨合成中的應用

（1） 在硝酸的合成階段適當應用超濾技術，可減少合成階段形成的雜質，也能夠降低觸鉑網的腐蝕概率，延長該類器件的使用年限，降低化工工藝生產成本。

（2） 在硝銨合成作業階段應用超濾技術，可有效降低硝銨合成過程中形成的油污，切實提高最終的化工產品質量。

（3） 在硝銨合成中應用超濾技術，可對氨氣進行有效凈化，并避免泄漏，在提高合成質量與效率的同時，也可維護現場人員的人身安全。

3.5在變換器過濾中的應用

變換器的作用在化工工藝生產過程中變換單元，對反應合成氣進行變換操作。變換器過濾指的是對經過變換操作后的合成氣進行過濾操作使得其整體的凈化程度更高［4］。在此環節，超濾技術可較大程度去除變換器中的油水雜質，可減少變換器過濾過程中造成的設備腐蝕，使得氣體雜質得以被全面清除，降低生產成本，提高生產設備的綜合性能。

以尿素合成為例。首先，施工人員需要經過二氧化碳的壓縮與脫氫環節，而后進入到液氮的合成與升壓環節。在二氧化碳壓縮脫氫期間，超濾技術呈現出一定的應用價值。技術人員可適當地設置超濾裝置，利用該裝置及時去除二氧化碳中的油污，使得壓縮機內的油污得以及時清理，避免過多堵塞造成傳熱問題。當前，在化工生產過程中超濾技術已呈現出較為廣泛的應用趨勢，逐漸成為尿素合成中的關鍵技術手段。

3.6在制藥中的應用

在制藥行業超濾技術也有著較高的應用可行性及必要性。

結合超濾技術發展現狀分析，在制藥領域該技術可以用于蛋白質、抗生素及核酸的生產工藝。

（1） 利用超濾技術完成除熱源操作。立足于專業角度，藥液中的有效成分分子質量通常比較固定，會被精準控制在1 000 Da以內，如生物堿、黃酮。而超濾技術的最小截流分子質量為500 Da，所以完全可利用該技術進行儲熱源操作。

（2） 利用超濾技術進行小分子精制。以青霉素為例，青霉素中的小分子物質特性為熱敏性，極易被外部環境影響。傳統精制工作中，不論是過濾萃取還是濃縮結晶，都會對該物質的特性造成影響，并且能耗、時耗也比較大，甚至會致使核酸、預留蛋白質等大分子無法及時排出，降低藥效。然而超濾技術的合理運用可有效解決類似問題造成的不良影響。技術人員可利用該技術對核酸預留蛋白質等大分子加以及時篩選，并且該技術支持常溫操作，所以也能夠在一定程度上弱化外部環境對青霉素產生的影響。在制藥環節也可減少化學藥劑的添加，避免對人造成副作用影響。

（3） 在大分子藥物中應用超濾技術。相比于小分子類藥物，大分子藥物的熱不穩定性較為明顯，生產人員可利用超濾技術以低溫快速的方式對大分子藥物進行過濾。通過這一舉措有效提高大分子藥物的整體質量。例如生產期間可利用超濾技術對豬血進行處理，及時將其中的超氧化物歧化酶進行提純濃縮。相比于常規技術手段，超濾技術的合理運用能夠在一定程度上節省沉淀容積，使得整體回收率有效提高。

（4） 可利用超濾技術進行膜蒸餾操作。膜蒸餾，簡單來說指的是以疏水相微孔膜為主要材料，區分不同溫度的水溶液。在此環節，超濾技術的合理運用可有效規避溫度壓力對整體操作造成的影響。

4超濾技術在化工工藝過程中應用的未來思考與展望在化工工藝中，超濾技術擁有著較為良好的發展前景，為促進其在該行業中深入發展，應將重點集中在以下方面：

（1） 應加大高性能超濾膜的研發。超濾技術使用過程中，超濾膜是不可或缺的材料，甚至可被看作是整個技術的關鍵。①應增加膜的品種。切實提高膜的耐溫性能、耐壓性能、抗污染性能以及耐腐蝕性能，通過這一舉措充分體現超濾技術的應用價值；②應促進膜材料創新發展。膜的功能往往會被膜結構及材質所決定。常規超濾膜的主要材料多為醋酸纖維素。該材料的價格相對偏低，且成膜性能較明顯，但某種程度上也會限制超濾技術的使用范圍。所以在未來發展中應加大膜材料的選擇范疇，合理引進聚酯材料、聚酰胺材料以及改性纖維材料。相比于醋酸纖維素，以上合成材料的性能更強，可有效抗菌和抗酸堿腐蝕，促進超濾技術功能作用的進一步發揮。

（2） 應逐步擴大超濾技術的應用領域。當前，超濾技術逐漸在工業領域呈現出明顯的應用優勢，在化工工程中也逐漸展露頭角。隨著超濾技術應用范圍的逐步擴散，必然也會出現一些局限性問題，對此應加大對膜的構造性能改進創新，適當地加強超濾技術與其他生物技術的有機結合，以綜合性技術手段促進技術產業發展。

5結論

在化工工藝中，運用超濾技術具有較高的現實意義。超濾技術的合理運用，可切實輔助技術人員提高操作效率，降低操作能耗。為此，化工工藝技術人員需對超濾技術加以深入地解讀，把握技術應用要點，將其引入到氨合成分離、水處理、循環機后油分離器等各項操作中。在此基礎上，還需根據技術的特征與性質，對其未來的發展加以展望，跟隨技術發展趨勢，創新技術應用體系框架，為我國化工行業發展提供穩定支撐。

參考文獻：

［1］尹小根.化工工藝過程中的超濾技術應用分析［J］.當代化工研究，2020（21）：122123.

［2］張洪武.化工工藝過程中超濾技術的應用［J］.現代鹽化工，2020，47（3）：1213.

［3］路歡身.化工工藝過程中超濾技術的應用研究［J］.化工設計通訊，2017（8）：5556.

［4］李偉；孟影子.化工工藝過程中超濾技術的應用分析［J］.化工設計通訊，2018（8）：3637.