化工工藝過程中的超濾技術應用分析

吳峰

摘 要：由于化工生產的獨特性和復雜性，其對化工工藝的有著特殊且較高的要求。并且近年來國家的可持續發展政策更是要求化工工藝技術向著環保、高效的方向改進。基于此目標，被開發并運用到化工生產中的新技術層出不窮，超濾技術就是其中的佼佼者。因為超濾技術的高效性、節能性、高分離率等特點，使其被廣泛的應用于化工生產當中。

關鍵詞：化工工藝；生產過程；超濾技術

在化工生產過程中，原材料的狀態和純度等數據都必須嚴格符合生產要求，因此，化工生產的物質分離步驟一直都是頭等大事[1]。然而蒸餾、過濾等傳統物質分離工藝雖然隨著技術的不斷進步有所改進，分離效率得到了一定程度上的提高，但是仍有部分問題懸而未決。超濾技術的出現就可以很好的解決傳統分離技術中始終無法解決的氣相中滴液無法分離的問題。本文以超濾技術的特點為切入點，綜合討論其具體應用。

1 超濾技術簡介

超濾技術是一種將表面分布有微孔結構的膜材料運用于分離工藝的非均相物質分離技術。其可以通過對微孔孔徑尺寸的調整來進行選擇性分離，以達到剝離雜質，提純產物的目的。簡單來說，超濾技術從根本上屬于一種將新型膜技術應用在原材料分離的化工工藝技術領域的一種創新性技術。

其實將膜技術運用在化工工藝生產過程中已經不是一個新鮮事，例如經典的過濾、蒸餾等操作中都會運用到膜技術。但是傳統的膜技術一般僅用于化工工藝過程中的均相物質分離或者是固液分離中。與之不同的是，超濾技術是利用細小孔徑膜來進行氣液分離，這種新技術很好的解決了化工生產行業長久以來都難以解決的氣相中滴液分離不徹底的問題。

超濾技術的核心就是超濾膜，其可以通過攔截分子量的痛的膜來分離顆粒大小不同的雜質，因此它具有強大的分離選擇能力[2]。但是需要注意的是，化工生產一般都有嚴苛的反應條件，所以在實際應用中選擇膜材料時，除了需要關注其分離能力之外，還需要特備注意膜材料能否在當前生產環境下保持其分離性。

與傳統的分離技術相比，超濾技術有著無可比擬的優越性，除此之外，超濾技術對于分離目標的溫度無任何要求，即使在常溫下也可以進行分離工作，這在很大程度上減少了能源消耗，切合國家對化工生產的要求。目前有兩個方面可以進一步的提升超濾技術的分離效率。其一，可以采用更高效的纖維膜，這種膜材料樂意在維持原油分離精度的基礎上進一步增加膜的孔徑率，以達到增加分離率的目的，并且膜的使用期限也可以得到有效延長。其二，將過濾面積盡可能增大，可以通過空間折疊過濾膜來實現。

2 超濾技術的應用

由于超濾技術在氣液分離方面有著獨有的優勢，其在受氣象物質中油污分子影響嚴重的尿素的生產、汽油的分離等化工工業中得到了充分的應用。

首先以尿素的生產為例。傳統制造尿素的工藝以及硝酸、硝銨的生產工藝中，都無法徹底去除氣相物料中的油污液滴。而傳統的分離方法更不可能將其有效分離，最終會導致油污黏著在裝置內部，對裝置造成不良影響。除此之外，油污會影響觸媒的效果，使觸媒的催化效果大打折扣，對生產效率影響頗大，并且頻繁更換觸媒也會增加成本。而超濾技術的應用不僅可以使尿素的中間產物二氧化碳氣體職工的油污分子得到分離，還可以有效的防治觸媒被污染，很大程度上提高了生產效率[3]。同樣，硝酸和硝銨的生產也大量依靠超濾技術來分離雜質，提高生產效率，降低成本。并且硝銨生產過程中超濾技術的應用可以起到凈化產物的目的，這樣不僅可以有效提升產品純度，還可以防止安全事故，保障員工與企業安全。

超濾技術在汽油生產中的應用與尿素相似，利用其對細小油污卓越的分離能力，被應用在高壓機分離新鮮汽油和循環機汽油分離器中。同樣可以起到防止油污腐蝕機器、影響觸媒的作用。并且由于超濾技術所適用的溫度范圍較廣，在汽油分離工程中冷處理的效率也可以得到有效提升，從而提高了汽油的品質。

超濾技術除了在氣液分離上有強大的優勢以外，其膜孔徑大小的可調性也得到了廣泛應用，超濾膜孔徑的大小可以調節也就意味著其可以具有很強的分離選擇性。例如在水處理工業中，合適孔徑的超濾膜就可以很好的完成吸附過濾水中大分子物質的工作，可以在除去水中重金屬、細菌、病原體的同時提高水的處理效率。此外在脫鹽性能上超濾技術也有著其他工藝無可比擬的優越性，已經有組織開始進行超濾技術淡化海水的應用試驗。在污水處理領域超濾技術也有著廣泛的應用。可以利用超濾技術將污水中的有害物質或者污染物進行有效分離，以達到提升水質，實現水資源循環利用的目的。

隨著技術的不斷發展，制藥領域也可以很好的利用超濾技術。超濾技術可以用于去除熱源工作，只需要在選擇膜時選擇合適孔徑的過濾膜就可以成功攔截熱源，這和傳統活性炭去除法相比大大節約了人力物力。除此之外，超濾技術還可以用于精制藥物分子，這樣不僅可以快速提純小分子的藥物，還能同時完成精制大分子藥物的任務，很好地預防了由于熱不穩定而造成的大分子的分解。

3 結語

超濾技術是一種有很好的節約能源效果并且有很強的分離能力的新型化工原料分離技術[4]。它有著超強的氣液分離能力并且可以通過不同孔徑的超濾膜來進行選擇性分離，這些特點可以在尿素生產、硝酸生產、硝銨生產、汽油工業、水處理、精制藥物工業等多種化工生產領域中得到充分的應用。除此之外，超濾技術由于其高效性和低浪費、低能耗性等特點符合我國綠色環保可持續發展要求，其發展空間不容忽視，超濾技術未來一定會被得到更加廣泛的應用，一定會為化工生產行業提供發展助力。

參考文獻：

[1]朱江，韓榮.超濾技術在化工工藝流程中的應用研究[J].化學工程與裝備，2017（4）：167-169.

[2]程小寧.論超濾技術在化工工藝工程中的應用[J].城市建設理論研究：電子版，2016（12）：1-3.

[3]張辰綱.超濾技術在地表水處理中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（12）：187-188.

[4]付江濤，王黎，李新望，等.CM大表面積塊片式陶瓷超濾膜在化工廢水深度處理中的應用[J].水處理技術，2017（4）：86-88.