化工工藝過(guò)程中的超濾技術(shù)應(yīng)用分析

蔡亮（西安瑞聯(lián)新材料股份有限公司，陜西 西安710077）

0 引言

超濾技術(shù)是一種重要的工藝技術(shù)，能夠提高過(guò)濾的純凈度，該技術(shù)不需要專門的操作技巧，任何人都能操作，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣液分離，降低能耗。近年來(lái)，隨著化工企業(yè)的數(shù)量的增多，化工企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也越激烈，如何降低能耗成為化工企業(yè)發(fā)展過(guò)程中主要思考的問(wèn)題，能夠從根本上提高經(jīng)濟(jì)效益。本文重點(diǎn)分析化工工藝過(guò)程中的超濾技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用降低能耗，提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

1 現(xiàn)階段化工生產(chǎn)的現(xiàn)狀分析以及超濾技術(shù)的原理介紹

1.1 現(xiàn)階段化工工藝生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工企業(yè)的規(guī)模越來(lái)越大，生產(chǎn)技術(shù)也有較大改善。現(xiàn)階段化工工藝生產(chǎn)過(guò)程中還存在很多問(wèn)題，如分離不純，很多被分離出的氣體攜帶油污或者小液滴，不能實(shí)現(xiàn)氣體的提純，而且對(duì)化工工藝有很大影響，特別是合成物的質(zhì)量會(huì)降低。如在尿素分離過(guò)程中，未將油污去除會(huì)影響觸媒的作用效果，甚至導(dǎo)致其失效，對(duì)換熱裝置的正常工作也有很大影響，能夠加大換熱阻力，增加能耗。一些企業(yè)應(yīng)用了超濾技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液的高效分離，提高合成物質(zhì)量，同時(shí)還能降低能耗，分離效率可達(dá)99%以上。

1.2 超濾技術(shù)應(yīng)用的必要性

為了進(jìn)一步了解超濾技術(shù)的應(yīng)用特征，在應(yīng)用過(guò)程中還要分析粒子的形成過(guò)程與分布特征。粒子的形成過(guò)程主要有三種，第一種為重力因素，在該作用下形成的粒子直徑比較大，粒子一般為霧滴狀，直徑在100μm 以上。第二種為壓力因素，在該作用下形成的粒子也為霧滴狀，直徑較前者小，一般為10～100μm。第三種為溫度因素，這種因素作用下形成的粒子為冷凝顆粒，粒子直徑在0.01～10μm之間。在化工工藝生產(chǎn)中，最后一種粒子最為常見(jiàn)，而溫度作用下形成的粒子有兩種，即極性粒子與非極性粒子，前者直徑在1～10μm 之間，后者在0.01～1μm之間。不同種類的粒子直徑直接影響其作用，在分離過(guò)程中，如果都采用傳統(tǒng)分離模式，直徑在10～-100μm之間的粒子分離效果最好，對(duì)于不在這個(gè)范圍內(nèi)的一些直徑比較小的顆粒，該分離效果就可見(jiàn)一斑了，但是超濾技術(shù)在該分離中的應(yīng)用效果更佳，能夠?qū)崿F(xiàn)小直徑粒子分離，大大提高分離物質(zhì)的純度，對(duì)于工藝合成產(chǎn)品的質(zhì)量也有很大影響，能夠提高其質(zhì)量，促進(jìn)整體生產(chǎn)效益的提高。

1.3 超濾技術(shù)的分離原理

超濾技術(shù)的主要作用為實(shí)現(xiàn)氣液分離，該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，能夠去除氣體中的油污或者小液滴，達(dá)到提純的目的。超濾技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際的工藝需求，如對(duì)分離材料的精確度要求，同時(shí)還要考慮設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇合適的濾芯。常用的濾芯有兩種，即SF 濾芯和MF 濾芯，前者為燒結(jié)不銹鋼纖維氈濾芯，分離的主要材料為極性分子，如水分子、液氨等。而后者為超細(xì)玻璃纖維濾芯，與前者相反，主要用于非極性分子的分離，如油類物質(zhì)等，在具體使用過(guò)程中，要根據(jù)材料特征選擇合適的濾芯。兩種濾芯的工作原理也不同，前者氣體流動(dòng)方式為自外而內(nèi)，后者相反，能夠促進(jìn)疏水顆粒流動(dòng)，該顆粒能夠聚集起來(lái)，在重力作用下分離，進(jìn)一步提升過(guò)濾效果。

2 化工工藝過(guò)程中的超濾技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 超濾技術(shù)在氨合成中的應(yīng)用

化工工藝氨合成過(guò)程中，超濾技術(shù)有重要應(yīng)用，該技術(shù)在高壓機(jī)的作用下能夠?qū)庖悍蛛x，能夠過(guò)濾空氣中的雜質(zhì)，如油污、小液滴等，對(duì)合成的觸媒有一定的保護(hù)作用，能夠降低化工工藝成本。如江蘇恒力集團(tuán)有限公司，利用化工工藝合成氨的過(guò)程中，在高壓機(jī)作用下利用超濾技術(shù)實(shí)現(xiàn)了氣液的分離，為了有效收集氣體，在整個(gè)裝置上方安裝氣管，氣體通過(guò)氣管被收集，超濾技術(shù)的應(yīng)用加快了氣液分離速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)收集氨氣，從一定程度上降低了工藝成本。且該公司自從運(yùn)用了超濾技術(shù)，氣液分離過(guò)程中雜質(zhì)堵塞管道的概率也大大降低，能夠提高氨合成速度，提高整個(gè)公司的生產(chǎn)效益。

2.2 超濾技術(shù)在氨分離中的應(yīng)用

氨分離是化工工藝的重要內(nèi)容，超濾技術(shù)在氨分離中的應(yīng)用能夠提高氨的產(chǎn)量，同時(shí)還能降低工藝成本。在傳統(tǒng)的氨分離工藝中，雖然分離后降低了塔氨的含量，但是整個(gè)工藝能耗也比較大，不利于節(jié)約工藝成本。如山東東明石化集團(tuán)有限公司，應(yīng)用超濾技術(shù)后，不僅實(shí)現(xiàn)了塔氨的降低，而且還大大降低的能耗，調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，該年塔氨降低量為1.5%，且氨的產(chǎn)量高達(dá)1.9萬(wàn)噸，公司的收益大大提高。

2.3 超濾技術(shù)循環(huán)機(jī)后油的分離器中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的循環(huán)機(jī)后油分離器分離完氣液后，氣體中還帶有油污、小液滴等雜質(zhì)，不是純凈的氣體。在循環(huán)機(jī)后油的分離器中應(yīng)用超濾技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的提純，將氣體中含有的油水雜質(zhì)全部分離出去，能夠有效保護(hù)合成觸媒，降低工藝能耗。湖南湘氨企業(yè)為最早在循環(huán)機(jī)后油的分離器中中應(yīng)用超濾技術(shù)的企業(yè)，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，該企業(yè)分離出大量的油水混合物，與此同時(shí)，觸媒的壽命也大大增長(zhǎng)，整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效益大大提高。此后，眾多企業(yè)效仿該企業(yè)的做法，將超濾技術(shù)應(yīng)用于循環(huán)機(jī)后油的分離器中，取得了顯著成效。

2.4 超濾技術(shù)在變換氣后的過(guò)濾器中的應(yīng)用

變換氣后的過(guò)濾器能夠?qū)庖悍蛛x，但是分離后氣體中的雜質(zhì)也比較多，對(duì)于這種情況，要加強(qiáng)超濾技術(shù)在變換氣后的過(guò)濾中的應(yīng)用，除去油水混合物，加強(qiáng)對(duì)觸媒的保護(hù)。山東海科化工集團(tuán)在變幻氣后的過(guò)濾器中應(yīng)用超濾技術(shù)，即在該過(guò)濾器使用超濾過(guò)濾器，大大提高了油水排除率，同時(shí)還能保護(hù)觸媒。浙江傳化集團(tuán)有限公司將超濾技術(shù)應(yīng)用于變換氣后的過(guò)濾器中，大大提高了油水排放量，且該技術(shù)應(yīng)用同年內(nèi)，油水排放量高達(dá)100kg以上/小時(shí)，大大提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 超濾技術(shù)在尿素合成中的應(yīng)用

傳統(tǒng)工藝在尿素合成中有一定效果，但是二氧化碳中攜帶的油污無(wú)法去除，而且還有增大的能耗。新的時(shí)代背景下，加強(qiáng)超濾技術(shù)在尿素合成中的應(yīng)用能夠改變這種現(xiàn)狀，將二氧化碳中攜帶的油污去除，進(jìn)一步降低能耗。山東玉皇化工有限公司在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)中使用超濾技術(shù)，能夠提純二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)傳熱效率也大大改善，從根本上降低了能耗。

2.6 超濾技術(shù)在硝酸與硝銨的合成中的應(yīng)用

硝酸與硝銨合成中都用到了超濾技術(shù)，但是作用有明顯區(qū)別。硝酸合成中應(yīng)用超濾技術(shù)能夠去除液氨中的油污，同時(shí)還能保護(hù)觸媒鉑網(wǎng)，也能減少該網(wǎng)的清洗次數(shù)，能夠延長(zhǎng)其使用壽命，能夠降低工藝成本。超濾技術(shù)在硝銨中的應(yīng)用也是將液氨中的油污去除，能夠提高整個(gè)工藝的安全性，降低合成風(fēng)險(xiǎn)，提高其使用安全性，也能促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

化工工藝中超濾技術(shù)的應(yīng)用能夠提高氣液分離速度，將油污與其他雜質(zhì)分離出去，進(jìn)一步降低工藝能耗，降低工藝成本。且超濾技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用能夠提高生產(chǎn)效率，提高整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效益。因此，企業(yè)要注重超濾技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)加強(qiáng)其應(yīng)用提高經(jīng)濟(jì)效益。