超濾技術在化工工藝中的應用

王躍

摘要：在化工研究領域的發展進程中，超濾技術能夠應用到生產加工中的各個層面，此技術屬于膜分離技術的一種，相較于傳統膜分離技術而言，具有明顯的使用優勢，主要表現在分子量小、過濾速度快、物質不容易發生轉移情況。這種超濾技術主要應用于大分子物質的有效隔離和升華等處理中。基于此，本文筆者根據多年實際工作經驗，深入分析探討超濾技術在化工工藝方面的應用要點，希望帶給讀者一些幫助。

關鍵詞：化工工藝；超濾技術；應用；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.043

0引言

超濾膜由兩層非對稱的膜組成，兩層膜的結構不同，上層薄而下層厚，上層截留粒子稱為活化層，下層起到增強膜強調稱為支撐層。根據膜材料的不同，分為無機膜和有機膜。超濾裝置分為無攪拌式超濾、攪拌式超濾和中空纖維超濾。無攪拌式超濾濃度極化嚴重、只適用于超濾濃度較稀的樣品；攪拌式超濾法提高了超濾的速度，不易產生濃度極化現象；中空纖維超濾效果最好，因其纖維毛細管有效面積大，極大地增大了滲透的表面積，使得超濾的速度大大提高。

1對超濾技術的相關概述

在現階段化工領域的生產發展過程中，最常用到的膜分離技術就是超濾技術，此技術主要用于對溶液和氣液物體的分離。近年來膜法凈化理論和應用已成為飲用水凈化領域的研究熱點，膜處理技術也被廣泛應用于實際飲用水凈化工程，但由天然有機物（nature organic matter，NOM）導致的膜污染仍是限制膜技術推廣應用的主要瓶頸。有研究表明，通過預處理改變水中污染物表面性質及其存在形態，可以提高超濾對水中NOM的去除效率并有效減緩膜污染。截至目前，已研究了3種膜組合工藝：常規膜組合工藝、直接過濾膜組合工藝及一體式膜組合工藝。已有的研究表明，常規膜組合工藝可以較好地去除污染物，減緩膜污染，但占地面積大，排泥量多，且原水經混凝、沉淀單元后剩余小顆粒物質易堵塞膜孔。對于直接過濾膜組合工藝而言，污染物經混凝處理后直接進入膜池，去除效率較高，且占地面積小。此外，進入膜池的顆粒粒徑較大，不易吸附/堵塞膜孔，但膜池內大顆粒絮體極易沉淀，排泥量較大。

有效解決常規膜組合工藝與直接過濾膜組合工藝出現的問題，近年來提出了將吸附劑與超濾膜直接聯用的一體式組合工藝，試圖在保證污染物去除效率的基礎上更好地保護超濾膜，并取得了較好效果。與常規膜組合工藝相比，一體式膜組合工藝無需混凝和沉淀單元，因而占地面積較小；與直接過濾膜組合工藝相比，一體式膜組合工藝是以曝氣等方式將吸附劑預先“吸附”在膜表面，污染物經吸附和截留后不易沉淀，排泥量較小。因此，一體式膜組合工藝逐漸受到重視。

為了有效保證分離材料的使用年限不會受到影響，在進行過濾的過程中一般首先選擇增加孔隙率和過濾面積。也就是說，截至到目前為止，在化工研究領率進行分離操作最為先進的技術之一就是超濾技術，因此需要不斷強化對其發展重視力度。

2超濾技術在化工工藝中的應用

2.1制藥工業領域的應用

膜分離技術尤其是超濾技術在近幾年已經在醫藥工業領域中取得了非常廣泛地應用，發展勢頭呈現良好的趨勢，前景十分樂觀。超濾技術目前主要應用在口服液的生產、中藥有效成分的提取、熱源的去除、制藥廢水中有效成分的回收等。利用超濾技術制備復方丹參和丹參注射液，通過毒性、藥效及化學分析試驗表明，超濾法可提高藥效、除去雜質、安全無毒并且可以保留更多的有效成分。通過比較研究表明，用超濾法制備補骨脂素的注射液比水醇法制備的工藝流程短，產品澄清度好并且色澤深、有效成分損失少、且主要的有效成分異補骨脂素及補骨脂素的含量均比水醇法更高，可高達76.3%。

另外，在生產抗生素的過程當中，采用膜超濾法還可以克服傳統工藝過程的耗時長、能耗大、產率低等缺點。用Pes-10的超濾膜分離土霉素具有較大的截留率，且結晶過程的純度與收率高、透過液結晶光澤好、損失少等優點，在土霉素的分離過程中還可以除去對色度產生影響的色素分子以及大部分蛋白質。在制備口服液的工藝中，超濾法在保留了口服液中有效成分的同時，還提高了口服液的質量。有研究表明，用6～7萬的超濾膜處理大黃、山楂、葛根、黃柏等7種藥材煎煮的藥液，測得主要的成分損失在13%以下，相比其他制備方法損失最低。用分子質量70？000？Da的超濾膜制備的人參精口服液，與原液的高壓色譜圖基本一致。此外，超濾技術也在抗生素的生產如頭孢菌素、紅霉素、青霉素、硫酸（雙氫）鏈霉素、硫酸卡那霉素等也有廣泛的應用。

2.2在硝酸生產中的應用

在化工企業生產發展過程中，對于硝酸的生產過程，科學合理的運用超濾技術，能夠有效祛除硝酸中的油污、最大程度的保證觸媒鉑網。觸媒鉑網保護措施的采取能夠降低硝酸生產設備在生產過程中的損害，這對于生產設備壽命的延長有著極為重要的意義。

2.3在硝氨生產中的應用

在化工企業，進行硝氨生產環節中，對超濾技術的應用占有很大比重，不僅能夠有效祛除油污，而且還能夠有效預防氨氣帶油情況的存在。不僅如此，有效應有超濾技術，還能夠保證整個生產系統處于安全穩定的運行環境之中，能夠有效降低安全事故的發生概率。近些年來，我們國家很多化肥廠在進行硝氨生產的時候，都會選擇把超過濾器安裝在氨壓縮機上，此舉的主要目的是有效降低氨的油含量，有效提升氨氣純度，保證生產系統安全穩定運行。

2.4超濾技術在循環機后油分離器中的具體應用

在化工生產過程中安放循環機的主要目的是，有效實現對油水雜質的清除，有效保證合成觸煤處于安全穩定的發展環境中。在使用超濾技術后排放油水量同以往相比明顯增多，且合成觸煤的使用壽命明顯延長。

3結束語

綜上所述，在化工生產領域有效應用超濾技術，能夠有效防止雜物進入，實現水油分離，保證生產系統時刻處于安全穩定的運行環境之中，在未來的發展過程中，希望化工企業可以根據自身實際發展要求，科學合理的運用超濾技術，保證生產效率得到有效提升，不斷強化企業生產效益。