膜分離技術在石化工業中的應用

在膜分離過程中，根據膜的孔徑大小，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等，相應的工藝則有微濾技術、超濾技術、納濾技術和反滲透技術等。膜分離技術的主要應用在石油化工、油品再生及水處理等領域。

膜分離技術在石化工業中的應用

膜技術的發展，特別是膜分離技術及膜反應器的技術，因石油化工工業的發展而得到了應用，反過來也推動了石油工業的發展。

1氫氣的分離回收

在合成氨的工藝過程中，因為工藝要求，會定時排放含有大量氫氣的循環氣(氫氣含量高達50% )。傳統的氫氣回收技術因為經濟成本過高，阻礙了合成氨技術的進步。自上世紀開始，采用膜分離技術分離合成氨過程中的氫氣，已經取得了顯著的經濟成效，大連化物所開發的二級膜分離工藝，即把一級膜分離后的氫氣再進一步分離，可得到體積分數為99%的氫氣，目前國內已有數十家生產廠采用此技術，經濟效果顯著。

在合成甲醇的工藝過程中，同樣存在氫氣的回收問題。1979年，美國首先采用膜分離技術分離甲醇合成過程中排放的尾氣中的氫氣，以天然氣為原料、年產30萬噸甲醇的廠家，采用膜分離技術回收氫氣后，可使甲醇增產2.5%、天然氣費用節省23%在石油煉制過程中，會產生大量的含氫氣體，zui初由于沒有較為合適的回收方法，這些混合氣體被直接燃燒，造成了資源的極大浪費。上世紀80年代，日本成功地將氣體膜分離技術用于煉廠回收氫氣。通過膜分離技術、深冷法和PSA吸附這三種技術對氫氣回收的效果，發現膜分離技術具有分離效率高、能耗少、冷卻水耗量小、投資費用低和設備占地小等優點。采用膜分離技術回收催化重整、催化裂化和加氫精制過程中產生的氫氣混合氣，可見膜分離技術具有良好的回收氫氣的效果。

膜分離法是目前國內煉廠回收氫氣的主要技術，如在燕山石化、齊魯石化、撫順石油一廠等大型煉化廠，該技術得到了廣泛的應用，這也是煉油工業制氫越來越重視的一個方向。總結國內煉廠中氫氣的回收工藝，以膜分離技術和深冷技術系統結合的新技術將在未來的煉廠回收氫氣的工藝中展現出獨特的優勢。

2有機蒸汽的分離回收

在石油煉制及化工廠中，高揮發油的運輸和生產會產生大量的有機蒸汽，蒸汽不僅易燃易爆，而且有許多強烈的致癌物(如苯、多環芳烴等)，直接排放和燃燒會造成光化學污染。采用膜分離技術回收有機蒸汽中的有用化合物，在防止環境被破壞的同時，能夠回收寶貴的石油資源，具有社會效益和經濟效益。

日本鋼管公司同日東電工聯合開發成功了以聚二甲基硅氧烷為主體材料的卷式膜分離組件，成功地將其應用于有機蒸汽的處理裝置。該裝置實行自動化管理，能夠自動開啟和停止對有機蒸汽的處理。同時期我國公司也開始了相應的研究。大連化物所及吉化公司等對年產10萬噸的聚乙烯的工藝流程中聚乙烯清洗塔產生的廢氣進行膜分離技術的應用，結果表明在含有氫氣、氮氣、乙烯、乙烷和1一丁烯的混合物中，經過膜分離后，乙烯和1一丁烯都被濃縮了2-3倍，回收率為60%-70%，回收的經濟效益顯著。據估計，1一丁烯每年的回收量就價值80^-100萬元，而這套裝置投資僅為30萬元。

3催化裂化裝置的富氧再生

膜富氧法是指用膜技術制備氧含量比空氣高的含氧氣體的方法，該技術具有設備簡單、操作方便、安全、起動快、規模可小可中、不污染環境、投資少、用途廣等優點。

隨著對汽油需求量的增加及質量的提高，許多催化裂化裝置開始摻進渣油，這導致反應過程中結焦量的增加，因而要求催化裂化裝置有更大的再生能力，故需提高空氣中的氧含量。國外進行催化裂化裝置富氧再生的工廠較多，此工藝具有以下優點:①提高了裝置的處理能力和轉化率;②提高了渣油的摻煉比，從而提高了效益。國內同樣具有膜分離技術應用于催化裂化裝置富氧再生的工廠，如燕山石化通過富氧再生工藝，再生器燒焦能力提高了21. 2%，摻煉減壓渣油的質量分數提高了28%，再生催化劑燒焦強度可提高32%，裝置的處理能力和操作彈性得到了提高，該裝置的投資回收較快。

在過去的幾十年中，膜分離技術在化學工業中發揮了巨大的作用，創造了極大的經濟效益，并降低了相關工藝過程中的能耗，展現了巨大的發展潛力。基于此，可以預測，膜技術在未來的發展中，將更加注重以下兩個方面:①膜材料的進一步研發。膜材料的性能直接影響分離的效果和效率。②膜分離工藝進一步成熟。良好的工藝能夠降低能耗及優化膜操作參數。在未來競爭程度日益加劇的化工領域，膜分離技術與膜反應器的研究有望得到長足的發展和應用。