膜分离技术在石油化工领域中的应用
延滨1 陈翠仙1 马润宇2
(1.清华大学化学工程系,北京100084;
2.北京化工大学化学工程学院,北京100029)
摘 要 通过分析气体膜分离、渗透汽化膜分离和膜生物反应器等膜技术在石化领域中的应用,提出应开发高性能的膜材料和膜、膜装置及过程优化,以及膜分离与其他分离技术耦合的必要性。
关键词 膜分离,气体分离,渗透汽化,膜生物反应器
Application of membrane separation technology in the petrochemical industry
Yun Yanbin1 Chen Cuixian1 Ma Runyu2
(1.Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing100084)
(2.School of Chemical Engineering,Beijing University of Chemical Technology,Beijing100029)
Abstract The application of membrane technologies such as gas membrane separation,pervaporation membrane sepa2 ration and membrane bioreactor in the petrochemical industry are analyzed in this paper,and some suggestions to develop high performance membrane material and membrane,optimize membrane facility and process and combine membrane separation technique with others separation technologies are pointed out.
K ey w ords membrane separation technique,gas separation,pervaporation,membrane bioreactor
膜分离技术是20世纪50年代研究开发的一种高新技术。和传统的分离技术相比,膜分离技术具有投资省、占地少、能耗低、操作方便等特点,并已成为各发达国家在高技术领域中竞争的热点。20世纪80年代,日本平均每年投入600万美元进行有关膜分离研究,美国为1100万美元。欧洲目前参与膜技术研究的有54所大学和23个国家实验室,膜产品市场已形成一定的规模。1995年全世界膜产品的销售额约为20亿美元。从市场分布看,美国占45%,欧洲和中东占29%,环太平洋地区占26%。尽管从膜分离过程看,反渗透、微滤和超滤三者的销售额已超过10亿美元,气体膜分离技术的销售额为1123亿美元[1],但从总体上说,膜分离技术在石油化工领域中的应用还处于起步阶段。目前膜技术主要应用于氢气分离、天然气脱湿、空气分离、有机蒸气的净化和回收,及有机溶剂和混合溶剂的脱水、有机混合物的分离、酯化反应的强化,以及其他化学反应过程中循环溶剂的脱水、废水处理及溶剂回收。我国目前在气体分离和渗透汽化技术的研究应用方面已取得了一定的成果。
1 气体膜分离技术的应用
作为膜分离技术的新秀,气体膜分离是在压力的推动下根据混合气体中各组分在膜中的传递速率不同来进行分离的,已广泛应用于石油、化工、天然气生产等领域。1979年Monsanto公司用于氢/氮分离系统的“Prism”中空纤维氮氢分离器问世,使气体膜分离技术得到空前的发展。目前,世界上可提供气体膜分离装置的厂商有20多家。
111 氢气的分离和回收
11111 从合成氨放空气中回收氢气
由于受化学平衡的限制,在氨合成中,氨的转化
第31卷第11期化工新型材料Vol131No111 2003年11月N EW CHEMICAL MA TERIAL S?7?
作者简介:延滨(1970—),男,博士后。
率只有1/3左右。为提高回收率,必须将未反应的气体进行循环。由于循环过程中,一些不参与反应的惰性气体逐渐累加,从而降低转化率。目前,通过排放一定量的循环气来降低惰性气体的含量。但循环气中氢的含量高达50%,故回收氢是降低生产成本的一条重要途径。利用合成氨的高压,通过膜分离技术实施有功降压,可回收合成氨放空气中的氢气,经济效益十分显著。20世纪70年代末,国外年产30万t的合成氨厂几乎都使用了膜分离氢回收装置。80年代初,我国一方面引进了十余套膜分离装置,另一方面加大了有关研究的力度。如今,大连化学物理研究所[1,2]利用自己研制生产的膜分离器为国内近百家化肥厂提供了膜分离氢回收装置。11112 从炼厂气中回收氢气
全世界渣油加氢装置能力为13318Mt/a,其中固定床加氢装置能力为11215Mt/a,沸腾床为20180Mt/a,悬浮床为0150Mt/a。固定床和沸腾床加氢装置能力会越来越大,氢气的需求量将会迅速增加[3]。用油、煤或天然气来制氢,不但投资高,工艺复杂,而且能耗大。在石化生产中,会产生大量含氢气体。据统计,全世界烧掉的氢气约占炼厂氢量的40%。各国现在都非常重视从含氢尾气中回收氢气,但由于炼厂气的组成较复杂,除含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢外,还含有C2～C5等烃类物质,要想在低压下将这些组分有效地分开,要求分离膜不但渗透率、分离系数要高,而且应具有耐烃类组分溶胀的能力。20世纪80年代以来,美、日等国均已成功将气体膜分离技术用于炼厂气中回收氢气。我国从90年代起,锦州炼油厂、抚顺炼油厂、济南炼油厂、燕山石化公司、齐鲁石化公司、武汉石油化工厂和安庆石化总厂等单位也先后采用气体膜技术回收炼厂气中的氢气。
11113 石油化学工业中合成气的调节
石化企业普遍使用天然气蒸气法合成甲醇、乙酸、乙二醇等化工原料。为了获得所希望的化工原料,应调节合成气H2/CO的最佳值。采用膜法比传统的变压吸附法投资费用降低一半左右,操作费用亦低于变压吸附法[4]。
112 工业气体膜法脱湿
工业气体中天然气、气动仪表保护气等一般需脱除其中的水蒸汽,方可达到传输和使用的要求。与传统化学吸收、物理吸附和深冷法相比,采用膜分离法具有无额外材料及试剂的加入、无再生、无二次污染,以及操作简便、组装方便、规模灵活、占地面积小等技术优势,而且可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量的波动。据报道[5],用膜分离法替代原有的乙二醇脱湿装置后,操作费用可减少85%,占地面积也大大减小。早在80年代,国外几家大公司(如Grace)就已生产出供天然气脱湿的膜分离装置。1998年大连化物所用其研制的膜分离器在陕西长庆气田进行了膜法天然气脱湿工业试验。日处理天然气12万m3,经过近千h的连续运行,产品天然气露点为-13～8℃(416MPa压力下),甲烷回收率≥98%,为我国天然气膜法净化技术的工业应用奠定了基础[1]。膜分离可脱除大量水蒸汽及烃类组分,分子筛可深度脱除少量剩余水蒸汽,如果将膜法脱湿技术与分子筛净化技术相结合,就能同时发挥膜技术高含量、高效净化和分子筛低含量、高效净化的技术优势,达到最优的经济效益。
113 空气分离
11311 富氧
膜法富氧技术的工作原理是:根据空气中各组分透过高分子膜时渗透速率的不同,在压力差驱动下,将空气中的氧气富集,获得富氧空气。目前主要有正压法和负压法两种工艺。最早的富氧再生工业试验是在美国芝加哥炼厂进行的。结果表明:当主风中富氧浓度提高时,整个床层的温差有下降趋势,而且再生烟气中CO2/CO未看出变化。A/GTech2 nology最近开发的一套膜法空气富氧装置,每天可生产10t35%的富氧空气。与变压吸附法相比,费用节约将近一半。许多发达国家在80年代初就开始研究膜法富氧技术。国内从1986年开始研究膜法富氧技术,已研制成功直径100×3000mm的卷式组件和直径50×3000mm的中空纤维富氧组件,富氧能力分别为浓度28%～30%和96%～98%,生产能力分别为120Nm3/h和8191Nm3/h[5]。
我国大部分中小氮肥厂一直沿用的常压固定床间歇气化法,具有能耗高、环境污染严重等缺点。改为富氧连续气化后,能明显提高气化强度及单炉气化能力,不但节煤,降低灰中含碳量,而且能充分利用低热值的烟煤及燃点较高的煤。催化裂化装置富氧再生工艺,可提高装置处理能力,增加收率,延长催化剂寿命,减少环境污染。富氧用于助燃节能和环保,对所有燃料和绝大多数工业炉窑均实用,不但提高劣质燃料的应用范围,还能发挥优质燃料的性能。据文献报道,丙烯酸、醋酸、丙烯腈、己二酸、乙
?8 ?化工新型材料第31卷
醛、己内酰胺、甲醛、硝酸、顺丁烯二酸等化工产品均可用富氧代替普通空气来生产,不仅能增加产量,节省投资,而且能减少放空尾气中的产品损失。11312 富氮
氮气已广泛地应用于各种工业过程、矿井、油田的保护。近年来,高选择性、高渗透量的气体分离膜的研制开发为膜法富氮技术的发展奠定了基础。通过表1分析膜法和变压吸附法制备95%富氮的经济性,可知两种制备方法的费用大致相等,但膜法的设备投资费用比变压吸附法低25%。
表1 制备95%(体积)富氮的经济性分析比较[5]
制备方法生产能力
/(t/d)
基本投资
/(万美元)
消耗费
/(＄/d)
总消耗费
/(＄/t)
总消耗费
/(＄/m3)
膜法31091063501043
变压吸附法310121123701043
美国和日本作为生产膜法富氮装置的主要国家,产品行销世界各地,近年来开始进入中国市场,主要用于海上石油钻探的保护工艺用氮、石油化工的安全用氮及三次采油用氮等。最近,大连化物所开发的中小型膜富氮组件,也开始应用于石化行业。114 有机蒸气的净化与回收
石油化工排放的有机蒸气,其毒性大且易燃易爆,若不经处理直接排放到大气中,将造成严重的环境污染。因此,分离回收这些废气,无论从环境保护还是从经济方面都有很大的吸引力。目前,对有机蒸气净化回收方法有两类:破坏法和非破坏法。燃烧法属于破坏法,它将有机蒸气经燃烧转化成二氧化碳和水;非破坏法包括冷凝法、吸附法和膜分离。前两者都存在能耗大、易形成二次污染等缺点,膜分离能克服以上缺点。近年来,德国GKSS公司采用板框膜组件开发出用于储油罐和汽车加油站的有机蒸气回收装置;日本日东电工有机蒸气卷式膜回收技术已进入使用阶段。1998年吉化公司聚乙烯生产过程中排放的乙烯和丁烯单体,经过大连化物所卷式膜分离器回收,取得了很好的效果[5]。
115 其他气体的分离
为避免烃类组分在输气管道中冷凝,天然气中所含的大量轻、重烃组分,需要在气体输送前脱除;回收的轻、重烃可作为宝贵的石化资源。传统脱除的冷却法存在冷却气量大,能耗高,设备复杂,投资高,规模大等缺点。利用膜技术脱除轻、重烃,在能耗、设备规模、投资等方面都可大大降低[6],因为轻、重烃组分渗透速率高于甲烷,可优先透过膜得到脱除,富集了轻重烃组分的天然气,气量仅为源气的几分之一甚至更少,此时若结合冷却法效果会更好。
二氧化碳膜分离可分为二氧化碳脱除技术(如天然气净化中脱除二氧化碳等酸性组分)和回收利用技术(如烟道气中二氧化碳的富集)[6]。目前日本宇部公司和美国Permea等公司均有成套的二氧化碳膜组件和装置投入工业应用。
采用膜分离法从天然气中提取氦气可相对降低成本。我国四川省化工研究所研制的聚碳酸酯中空纤维膜已用于威远天然气化工厂的粗氦精制[4]。
2 渗透汽化膜分离技术的应用
渗透汽化是根据致密高聚物膜对液体混合物中组分的溶解扩散性能的不同,来实现组分分离的一种新型膜分离技术。具有分离度高、能耗低、操作简单、不污染环境、便于放大及与其它过程耦合和集成等优点[7～9],能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸收等传统方法难以完成的分离效果。
渗透汽化过程的研究始于20世纪50年代,80年代有一大批成果脱颖而出。德国GF T公司开发的亲水性的GF T膜、板框式组件及其分离工艺成功地在巴西建成了日产1300L无水乙醇的工厂。法国建成了迄今世界上最大的4万t/a无水乙醇工厂,总的膜面积达到2100m2,可将乙醇料液由89%浓缩至99195%。目前世界上已相继建成了100多套渗透汽化的工业装置,并成功开发了板框式、管式、卷式及中空纤维膜组件。
我国渗透汽化膜分离过程的研究始于20世纪80年代中期。1995年,浙江大学建立了国内第一套80t/a无水乙醇中试装置,同年,中科院化学所建立了日处理量0126t工业酒精的渗透汽化脱水装置; 1998年清华大学在北京燕化石油化工有限公司化工二厂建立了千t级渗透汽化苯脱水示范工程,可将原料苯中的含水量从500ppm(10-6)降至30ppm 以下,能耗仅为恒沸蒸馏法的1/3。目前清华大学已经研制出多种渗透汽化脱水工业膜产品。
211 极性/非极性体系的分离
该领域所涉及的有机液混合体系主要有:芳香烃/醇类体系、醇/醚/烃类化合物体系。通过研究聚乙烯、拉伸程度不同的聚丙烯、全氟磺酸(PFSA)离子复合和聚吡咯等膜对苯/甲醇体系的分离性能,发现甲醇均优先通过膜,甲醇/苯的分离系数较高。目前醇/碳氢化合物的分离是有机混合物分离体系中
第11期 延滨等:膜分离技术在石油化工领域中的应用?9 ?
的一个研究热点,具体是指甲醇/甲基叔丁基醚(M TB E)或乙醇/乙基叔丁基醚(ETB E)的分离。M TB E由甲醇和异丁烯合成,但M TB E与甲醇可形成共沸物,此外,醇同烷烃及烯烃也能生成共沸物。水洗-蒸馏法和渗透蒸发法可分离混合物中的甲醇,但由于甲醇含量较少,与水已完全互溶,采用水洗-蒸馏法来处理能耗很大,而渗透蒸发与蒸馏相结合即可大大降低能耗。各国还研究开发了新型膜材料,如全氟烷烃树脂Nafion117和Nafion417膜、聚苯乙烯磺酸/Al2O3复合膜、聚吡咯膜,以及可分离甲醇/M TB E的聚酰亚胺中空纤维膜,可分离乙醇/乙基叔丁基醚的乙酸纤维素共混膜。醇/醚/烃类化合物的分离工作最引人注目的当推1991年由欧共体支持的法国石油研究院与GF T公司等合作开发的新型等离子体改性膜材料———Pervap1137。
212 非极性/非极性体系的分离
该领域所涉及的有机液混合体系主要有:芳香烃/烷烃、二甲苯异构体等,这些体系均为石化工业中重要的共沸或近沸体系。目前很多科学家研究了多种材料的分离系数和渗透通量,通过分析材料的结构和添加剂的种类,希望从理论上获得高性能的膜。例如对芳香烃/烷烃体系,分别用聚偏氟乙烯膜、液晶型聚氨酯、羟基纤维素膜、改性聚酰胺、聚甲基丙烯酸酯接枝2-羟乙基甲基丙烯酸酯共聚物等材料进行实验,取得了一定成果。经预处理的聚乙烯、含不同金属Werner络合物的聚偏氟乙烯、添加α-环糊精的羟丙基甲基纤维素、纤维素酯、聚二甲苯等膜材质也被用于二甲苯异构体的渗透蒸发分离。另外,也可采用新的制膜方法来得到高性能的膜,如:通过浓缩化乳液聚合的方法和等离子填充接枝聚合的方法制备强度较高、分离性能较好的渗透蒸发膜。对甲苯/辛烷体系,美国Exxon公司开发出一系列芳香酯类或具有交联结构的脂肪族酯类膜材料,另外也有采用聚苯醚(PPO)膜材质的报道。
213 极性/极性体系的分离
该领域主要包括:极性有机溶剂中少量水分的脱除和水中少量有机液的去除。前者一般采用分子中带有亲水性基团、又经轻度交联的高分子或聚电解质形成的水优先透过膜;后者则采用疏水性高分子形成的有机液优先透过膜[10]。清华大学针对有应用前景的极性/极性体系(如甲醇/水、乙醇/水、丙醇/水、丁醇/水、低碳混合醇/水、丙酮/水)中微量水的脱除,开发研制出数种不同品牌的PVA/PAN渗透汽化脱水工业膜产品,可供不同分离体系选择。
3 膜生物反应器
膜生物反应器作为一种新型水处理系统,结合了膜技术与生物反应技术各自的优点,是膜组件与生物反应器相结合的一个生化反应系统。膜生物反应器最早出现在酶制剂工业中。20世纪60年代末,Smith等人首次利用超滤膜过滤活性污泥,开始了超滤膜-生物反应器处理污水的研究;70年代人们开始厌氧型膜生物反应器的研究工作;进入80年代中后期,膜生物反应器的研究工作有了较快的发展;1989年Yamamoto等将中空纤维膜应用于活性污泥处理,使膜生物反应器的运行成本大大降低,使人们看到了膜生物反应器的实际应用前景。目前膜生物反应器涉及领域正在不断拓宽,基于石油化工耗水量大,水污染及水短缺问题又很严重,研究开发石油化工污水的再生回用技术成为必要,中国科学院生态研究中心已开始利用膜生物反应器进行石油化工污水再生回用的研究[11]。
4 发展建议
膜分离技术已成为国内外竞相开发的热点技术之一。我国目前在膜材料的开发、非对称膜和复合膜的制备、工业用膜分离器的研制及膜分离过程的应用开发方面都已达到一定水平,但还应在以下方面开展研究:
(1)进一步研制开发高性能的膜材料和膜;
(2)研究膜组件、装置及过程优化问题;
(3)将膜分离和其他分离技术进行优化组合。
参考文献
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收稿日期:2003-08-14
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膜过滤技术及其应用范围介绍 北京陶普森膜应用工程技术有限公司孙永杰 过滤是分离液体中固体性颗粒的常用方法之一。我们熟悉的土壤就是一个天然过滤器，池塘、湖泊和河流中的地表水在通过不同类型的土壤之后，渗透聚积成相对洁净的地下水，土壤让水透过的时候截留了其它成分，如颗粒物和污染物等，而渗透到深处的地下水得到了净化。 过滤是实验室常用的物料分离技术。从筛网、滤纸到膜滤器等技术手段的延伸、发展，促进了产品提纯技术的提高，净化效果明显，分离精度大大提高。在能量消耗，过滤效果和操作简便方面，相比于传统的分离方法如蒸馏或结晶，膜过滤技术的表现优于其他分离过程。在许多分离领域，膜过滤克服了传统技术局限性，尤其对生化或药物的加工应用过程，膜技术的应用提高了产品品质和收率，因为其中的蛋白质和有效成分大多是热敏感的。因膜过滤为物理过滤方式，膜材质稳定性强，经验证的实验室过滤工艺，很容易被放大和改进，更易成功应用到实际的大规模生产中。 在生物和制药技术行业的许多领域，包括食品和饮料行业，生物技术和饮用水处理行业，都普遍使用过滤膜用于过滤。 过滤膜的工作原理：膜过滤器的原理类似于上面提到的地下水渗透过程，人工制备的膜相当于地表土层，待过滤的溶液中一部分的小分子物质可以通过薄膜的微孔，其渗透性取决于孔的大小。比滤膜孔更小的颗粒可透过滤膜，而比滤膜孔大的颗粒就被截留下来。
一般情况下，膜的孔径决定了应用，根据孔径的大小，将不同的过滤膜技术分为四类：微滤，超滤和纳滤以及反渗透。 1. 微滤膜技术 过滤膜的孔径一般在5μm和0.1μm之间。在微生物实验中经常被使用孔径为0.1μm至0.2μm的膜，可以分离出酵母菌和细菌，是一种温和快速的杀菌方法。在工业化生产上，这种滤膜技术通常为过滤器的滤芯，广泛应用在医药，食品和饮料工业生产线中。例如，生物制药厂用于生物反应器中微生物生长阶段之后的“收获”和细菌菌体的分离，废水处理或浑浊液的油水分离等。 2. 超滤膜技术 超滤技术常常用于大分子的浓缩和脱水，超滤膜过滤“孔径”在0.1μm和0.01μm之间。由于该技术主要用于分离或浓缩蛋白质分子，所以膜的过滤孔径被定义为“分子量切断”(MWCO)或“标称分子量切断”(NMWC)，单位为道尔顿(质量单位，等于一氧原子的1/16)。MWCO值表示可被膜截留的球状分子的小分子量。为了安全起见，应总是选择MWCO值至少比要分离的大分子的分子量高20%。这种膜过滤技术的应用操作压力，通常在2-10巴之间。 3.纳滤技术 是纳米级过滤技术的简称，纳米级过滤的膜过滤器，其孔径小于0.005μm，可截留更小的有机分子和大部分盐类物质，以及重金属离子等。陶普森纳米级过滤需要更高的外部压力，过滤压力一般在10-80巴之间。
题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日
目录 一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)
一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世 纪80年代的气体分离 （gas-separation, GS）、20世纪90 年代的PV和乳化液膜（emulsion liquid membrane, ELM）等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料，膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等；UF的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF自身一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％，在水净化方面应用较多，同时可以透析被RO膜截留的无机盐；RO是一种非对称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液
台达UPS石化行业应用方案 作者：郑龙艺上传时间：2009-9-1 14:50:01 摘要：本文参考中石化集团相关规范及规定，就石化行业生产装置仪表供电系统中的UPS 选型配置进行探讨，提出一套符合石化行业总一级负荷供电要求的UPS配置方案。叙词：石化行业供电系统UPS 一级负荷Abstract：This article explores how to select UPS for power supply system of production equipment instruments in petrochemical industry, citing related rules and regulations of Sinopec as reference. The author then designs a UPS equipment scheme that can meet first class load of electricity in Petrochemical industry. Keyword：Petrochemical Industry, Power Supply System, UPS, First Class Load 1 石化行业生产装置仪表配置UPS的必要性 石化行业生产具有高温、高压、易燃、易爆等特点，如果重要装置的控制仪表突然停电，就可能会造成人员伤害、重大环境污染和较大经济损失。SH/T3082-2003《石油化工仪表供电设计规范》明确规定：“仪表及控制系统的用电负荷按SH3038‘石油化工企业生产装置电力设计规范’规定属于一级负荷中特别重要负荷。这类负荷当供电中断时，为确保安全停工及处理事故，不致造成设备损坏和人身伤害事故，不致造成重大经济损失，需要设置UPS。” 一级负荷包括： 安全仪表（联锁）系统（SIS）； ⑵分散型控制系统（DCS）和相关的现场仪表和控制系统； ⑶设备包厂商提供的关键可编程程序逻辑控制器(PLC)和相关仪表； ⑷石油化工生产装置、重要的共用工程系统及辅助生产装置的仪表及自动控制系统； ⑸综合压缩机/透平控制系统（ITCC）以及关键的压缩机组和泵类机组设备包提供的安全仪表； ⑹火灾及可燃气体和有毒气体检测系统(FGS)； ⑺与装置操作和安全相关的重要在线分析仪表。 2 中石化集团公司对UPS系统的要求 由于没有统一的配置规范规定，各地企业、不同项目采用了多种UPS配置方案，多数方案并不规范，导致由于UPS系统故障导致仪表供电中断造成生产停工事故频发。因此集团公司2005年发布了《生产装置过程控制仪表电源配电系统技术管理规定（暂行）》，并于2006年发布IN212-2006《仪表供电设计规定》。对UPS配电系统提出了如下几点要求： 电源配置方案选用一般为：两电源、三电源、逆变电源，其中逆变电源方案仅适用于热电站及变电站； 系统在负载正常运行后，可以进行UPS离线检修、蓄电池定期维护工作； 电源系统切换装置应能实现无扰动切换； 低压母线的直流馈出回路，需配置隔离及稳压器； 具备两路供电的控制仪表，应具备两路非同期工频交流电源同时工作的条件。 对UPS的要求： 选用在线式UPS，电源质量符合UPS输出标准时，其逆变器在热备用状态运行，其接线简单可靠； UPS容量≤40kVA时，宜采用单相输出；＞40kVA时采用三相输出。采用三相输出时，UPS 必需具备在短期内各相100%不平衡情况下正常工作的能力； 采用单机运行方式； 采用密封阀控式铅酸蓄电池，备用时间一般为(15~30)min； UPS容量按新建系统的1.5倍配置。
膜分离技术应用综述 摘要：膜分离工程技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等工业，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。由于膜分离的优势，越来越多的中药研究者正致力于开发膜技术在中药工业中的应用。膜分离技术 (微滤、超滤、纳滤、反渗透膜技术)在中药领域中发挥着非常重要的作用，可应用于中药提取液的纯化、浸膏制剂的制备、口服液的生产、注射剂的制备以及热原的去除等。膜分离技术将在中药现代化进程中发挥重大作用，并对中药的规范化和标准化生产起到一定的促进作用。由于历史的原因，生物技术发展初期，绝大多数的投资是在上游过程的开发，而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多，因而使得下游处理过程的研究明显落后，已成为生物技术整体优化的瓶颈，严重地制约了生物技术工业的发展，因此，当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究，以期有更多的积累和突破，使下游处理过程尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。 关键词：生物分离下游工程膜分离 正文： 1、常用的膜分离过程 1.1微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 1.2超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。1.3纳滤 纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。1.4反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。 1.5其他常用膜分离过程 除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。
膜分离技术及其应用 童汉清 海金萍 (蚌埠高等专科学校食品系,蚌埠市233030) 摘 要 针对膜分离技术的一系列独特优点,介绍了工业中常用的各种分离膜的性能、材料及其各自的应用,并简述了世界上最新的膜分离技术及其发展方向。 关键词 膜分离技术 反渗透膜 超滤膜 微滤膜 0 前言 膜分离是用半透膜分离均相混合物中不同组分的一种方法。由于膜分离技术在生产中物料无相变过程,因而无需再沸器、冷凝器等设备,与蒸发、精馏等分离技术相比具有显著的节能、高效等特点,特别是对于食品工业,膜分离技术可以完好地保留食品原有色、香、味,而其营养成分又不会被高温破坏。因而膜技术在世界范围内引起人们极大关注,被誉为重大的新技术革命之一。 现代膜技术的开发还仅仅是近三十年的事情,虽然近年来有了较大的发展,但目前仍处于发展和完善的过程中。国内外膜分离技术已在许多不同行业得到应用,并取得了良好效果。 1 反渗透膜及其应用 1.1 反渗透膜的性能 反渗透膜的孔径在0.3～2nm之间,通常为非对称的微孔结构膜,压差作为操作推动力,工作压力可高达7.0～7.5M Pa,膜通量一般为0.5m3/(m2d)。 反渗透膜能截留住除水分子、氢离子、氢氧根离子以外的其它物质,因而主要用于水和其它物质的分离。 1.2 膜材料 最先开发并成功应用的反渗透膜材料是醋酸纤维素,70年代以来逐渐开发出一些新型反渗透膜材料,如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撑氧、磺化聚磺酸盐、聚酰胺羧酸、聚乙烯亚胺、聚甲苯二异氰酸酯和等离子处理聚丙烯腈等。醋酸纤维素在强酸和弱碱条件下易发生水解且不耐高温,易受微生物和酶的作用,在正常使用时还会发生蠕变使透水速率降低。尽管存在这些缺点,但目前工业上最广泛使用的两种反渗透膜材料,还是首选醋酸纤维素,其次为聚酰胺。 1.3 反渗透膜的应用 1.3.1 海水淡化 反渗透膜分离技术被广泛应用于海水淡化。在全世界海水淡化装置中,约有30%用反渗透方式来实现。反渗透膜由极薄致密表层和多孔支撑层构成,具有高透水率及高脱盐率,可脱去海水中99%以上的盐离子。 1.3.2 果汁、果酒等产品的浓缩 膜浓缩是在常温下进行的。用反渗透膜对果汁、果酒进行浓缩,可保证维生素等营养成分不受破坏以及挥发质不损失,并可保留其原有的风味,这是其它浓缩技术难以做到的。另外,反渗透膜可以完全除去细菌和病毒,使产品不加任何防腐剂而延长储存期,食用更加卫生可靠。 19 《化工装备技术》第20卷第2期1999年
石油与天然气的化工应用 简介 石油、天然气是具有广泛用途的矿产资源。它们的利用是随着人类生产实践和科学技术水平的提高而逐步扩大。从远古时代开始并在相当长的历史时期，古人只是直接、简单、零星的用作燃料、润滑、建筑、医药等方面。随着人们经验的积累，18世纪末，开始认识到把石油通过蒸馏并依次冷却冷凝而获得不同的油品，如煤油和汽油等。初期的炼制由于对汽油和重油尚找不到用途而废弃或烧掉,因而主要生产自1782年发明了煤油灯以后用量急剧增多的煤油。19世纪以来，由于内燃机的发明，扩大了对石油产品的利用，有力地推进了石油加工技术的发展。又随着内燃机技术迅速发展，各类以内燃机做驱动力的运载工具如汽车、柴油机、飞机、船只等数量巨增以及用于军事的坦克、装甲车、军舰的相继出现，不仅要求质量不同的油品，而且用量也大大增加，石油的用途不断扩大。20世纪中叶，有机合成技术的出现和发展，进一步拓宽了石油天然气的应用范围。因此，石油就成为当今人类社会中极其重要的动力资源和化工原料， 石油天然气的应用 石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦碳等）。 经过加工石油而获得的各类石油产品，在不同的领域内有着广泛的、不同的用途。石油产品（汽油、煤油、柴油）作为优质的动力燃料，已经不可替代地成为现今工业、农业、交通运输以及军事上使用的各种机械“发动机的粮食”。没有“油料”各种运载工具都会瘫痪。据统计，一辆四吨载重汽车百吨公里耗油5kg；一辆载重4吨的柴油汽车百吨公里耗柴油3kg；一标准台拖拉机年耗柴油
膜分离技术的应用现状及发 展前景 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
膜分离技术的应用现状及发展前景 摘要：膜分离技术( Membrane Separation Technologies)是近十几年发展起来的一种高新技术，随着膜设备和技术的不断发展和成熟，其在各行业中有着广泛的应用。本文介绍了膜分离技术的特性，阐述了膜分离技术在食品工业、水处理、生物技术、医药工业和医疗设备方面的应用，并展望膜分离技术应用领域的发展前景，分析膜分离技术在膜材料、新的膜过程和膜通量等方面的发展趋势，同时指出膜分离技术将在人类社会的发展史上起到不可替代的作用。 关键词：膜分离技术；膜生物反应器；选择透过性膜；膜材料； 前言： 膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点，而且特别适合热敏性物质的处理的特点，其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面，现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离，但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用，其在未来是世界各国研究的热点，它将在各个领域发挥更引人注目的作用。 现本文对膜技术的特点、类型及其在各方面的应用现状进行综述，并且提出了膜分离技术的发展前景。 1 膜分离技术的特点 膜分离技术作为一种新型的分离技术, 具有以下特点[3]： 1.1 在常温下进行，特别适用于热敏性物质的分离、分级、提纯和浓缩，且可 以同步进行能较好地保持产品原有的色、香、味和营养成分； 1.2 分离过程中不发生相变，挥发性物质损失少，节约能源； 1.3 具有冷杀菌作用，保存期长，无二次污染； 1.4 选择性好，应用范围广，但要选择相应的膜类型； 1.5 设备简单，易于操作，可连续进行，效率高。 2 膜分离技术的类型
对石油化工行业的认识与感想 在老师的课上上了四天的石油化工概论，通过老师的讲解，我了解了关于石油化工行业门类与系列产品链的知识，从横向和纵向两个角度对石油化工行业有了一个大致的了解。。石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业，是基础性产业，为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务，在国民经济中占有举足轻重的地位。 从横向的角度观察，石油产品又称油品，主要包括各种燃料油（汽油、煤油、柴油等）和润滑油以及液化石油气、石油焦炭、石蜡、沥青等。石油化工的主要产品主要有四大类，分别为：基础有机化学品，例如乙烯、丙烯、丁二烯、苯、（甲苯）、二甲苯、（乙炔、萘）、合成气等；基本有机化学品（有机中间体），例如醇、醛、酮、酸、胺类、酚类、卤代物、硝基化合物等；高分子化学品，例如合成纤维、合成橡胶、合成树脂；精细化学品，例如医药、农药、食品添加剂、石油助剂与添加剂、催化剂等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制，简称炼油。可见石油化工行业深入到我们生活的衣、食、住、行、娱等方方面面，石油化工行业一定程度上代表着人类的发展和社会的进步，所以又被誉为国民经济支柱产业。 从纵向的角度观察，石油加工工序又是复杂的，每一步都有一定的产品，这样的产品即可以再深入加工，也可以直接运用。比如石油加工可以得到基础有机化学品，基础有机化学品进一步加工可以得到基本有机化学品，而这两种产品再加工又可以得到精细化学品,高分子化学品。石油化工行业产业链主要分为上游行业、中游行业和下游行业。上游行业主要为炼油及进一步裂解生成基础化工原料；中游行业主要为基本有机原料及三大合成材料；下游行业主要为精细化工、材料工业等，是指以有机化工原料和聚合物继续深加工得到更多品种的产品。石油化工行业门类按加工深度分类又可分为零道加工，一道加工，二道加工，三道加工，四道加工。零道～二道加工对应上、中游产业，特点是规模大、投资高、效益低，尤其是零道加工。三道～四道加工对应下游产业，特点是技术密集、劳动密集、规模小、投资低、产品附加值高、效益高。由此也可见初级石化产品是随着加工深度的不断延伸而更大的提高附加值。所以石油要深加工和延长产业链，才能获得最大的效益。 石油化工作为一个新兴工业，是20世纪20年代随石油炼制工业的发展而形成，于第二次世界大战期间成长起来的。战后，石油化工的高速发展，使大量化学品的生产从传统的以煤及农林产品为原料，转移到以石油及天然气为原料的基础上来。石油化工是我国的支柱产业部门之一，是化学工业中的基干工业，在国民经济的发展中有重要作用，它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务。 伴随着人类科技的进步与发展，石化产业逐渐成为全球经济的重要推动力和现代社会正常运行的重要支柱。石化产业资源资金技术密集，产业关联度高，经济总量大，产品广泛应用于国民经济、人民生活、国防科技等各个领域，对促进相关产业升级和拉动经济增长具有举足轻重的作用。无论是在行业规模，行业增加值，还是在行业开工率方面，石油化工行业都表现出增长的趋势。且我国制定的相对于产业的特殊规定与文献，例如：《石化产业调整振兴规划》涉及原料供给、生产运行、产品消费、战略储备、结构调整、工程建设和规划布局众多领域，
膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
《食品科学概论》课程论文 论文题目：膜分离技术应用综述 学 院 ：生物工程学院 专 业 ：食品科学与工程 年级班别 ：09级一班 学 号 ：10122 学生姓名 ：齐莹 学生 指导教师 ：陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
膜分离技术应用综述 齐莹 10122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理，介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出该技术存在的问题，提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现，上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计，膜销售每年以14%~30%的速度增长，而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001～0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ～0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ～0. 1μm) 微滤膜(0. 1～1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统的过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。 膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。交叉流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1μm，能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。故微滤膜作为一般料液的澄清、预过滤、空气除菌。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300 000，能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离。因此超滤膜广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源等方面。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的载留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒水、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 由于膜分离过程是一种纯物理过程，能够广泛应用于发酵、制药、化工、食品、饮料、水处理工艺过程及环保等领域，并体现了以下特点：分子级别的分离，精密高效，滤液质量好，是普通过滤分离手段难以比拟的；物理过程，无相变，无化学反应；系统惟一的能源耗是电力，能耗低；系统全封闭运行，实现清洁化生产；系统体积小，操作简便安全，可实现自动化控制，扩展性好。 随着膜技术的不断发展，可以实现现有系统的软件升级，及时优化工艺操作条件，提高生产效益。 针对不同的料液及工艺处理要求，选择合适的膜工艺，对料液进行有效的分离、过滤澄清、浓缩，降低能耗、提高产品的质量和收率、减少环境污染，从而降低生产成本，促进效益。
石油化工行业工业控制网络 安全 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
石油化工行业工业控制网络安全 石油化工企业是典型的资金和技术密集型企业，生产的连续性很强，装置和重要设备的意外停产都会导致巨大的经济损失，因此生产过程控制大多采用DCS等先进的控制系统，DCS控制系统的供应商主要有霍尼韦尔、艾默生、横河电机、中控科技等。 1. 石油化工行业网络安全分析 石油化工企业是典型的资金和技术密集型企业，生产的连续性很强，装置和重要设备的意外停产都会导致巨大的经济损失，因此生产过程控制大多采用DCS等先进的控制系统，DCS控制系统的供应商主要有霍尼韦尔、艾默生、横河电机、中控科技等。 在早期，由于信息化程度水平有限，控制系统基本上处于与信息管理层处于隔离状态。因此，石化企业的信息化建设首先从信息层开始，经过10多年的建设积累，石化&化工行业信息层的信息化建设已经有了较好的基础，涉及到了石油勘探、开发、炼油、化工、储运、销售、数据管理等诸多研究领域，企业在管理层的指挥、协调和监控能力，提高上传下达的实时性、完整性和一致性都有很大提升，相应的网络安全防护也有了较大提高。与其他行业一样，在信息管理层面，石化石化企业大量引入IT技术，同时也包括各种 IT 网络安全技术，包括如防火墙、IDS、VPN、防病毒等常规网络安全技术，这些技术主要面向商用网络应用，应用也相对成熟。 与此同时，在信息技术不断发展的推动下，石化&化工企业的生产管理理念和技术也在不断发展，DCS发展到今天，已经进入了第四代，新一代DCS呈现的一个突出特点就是开放性的提高。石化&化工企业普遍开始采用基于ERP/SCM、MES和PCS三层架构的的管控一体化信息模型思想，随着两化融合政策的推进，越来越多的石化企业实施MES系统，使管理实现了管控一体化。
膜分离技术概述 天然色素应用技术推广实验室 膜分离（Membrane Separating）是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。膜分离法可以用于液相和气相，对液相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系以及水溶胶体系。膜分离技术由于省能、高效、简单、造价低、易于操作，可代替传统的分离技术（如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程），所以是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高技术之一。 膜分离过程的发展概况 膜分离技术研究应用虽有上百年时间，但是由于制膜的技术所限，在工业中应用还仅一、二十年的时间。目前膜法除大规模用于各种水处理外，还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、核工业等领域得到应用。全球已有30多个国家和地区的2000多个科研机构从事膜技术研究和应用开发，已形成了一个较为完整的边缘学科和新兴产业，并正逐步地有针对地代替目前的一些传统分离净化工艺，而且朝反应-分离耦合、集成分离技术等方面发展。据报道，1998世界膜产品市场销售额已超过440亿美元，且以14%~30%的年增长速度在发展。膜产业将是21世纪新型十大高科技产业之一。 在膜分离技术中，微滤、超滤、反渗透和电渗析分离过程已较为成熟。这些膜过程的应用比大概为：微滤35.71%；反渗透13.04%；超滤19.10%；电渗析3.42%；气体分离9.32%；血液透析17.70%；其他1.71%。 膜分离技术特点 膜分离与传统的分离技术（蒸馏、吸收、吸附、萃取、深冷分离等）相比，具有以下特点： <1>膜分离过程不发生相变化，耗能少，可以保持物质的原态、特别适合热敏性物质，如酶、果汁、某些药品的分离浓缩、精制等。 <2>膜分离技术不耗化学试剂和添加剂，不会因此而污染产品； <3>膜分离通常是一个高效的分离过程，目前已广泛的应用与盐水与海水淡化、工业用水和生活用水的净化、溶质的浓缩与分离过程。 <4>膜分离设备本身没有运动部件，工作温度在室温附近。它的操作十分简单，从开动到得到产品的时间很短，可以在高频的启、停下工作。 <5>膜分离设备的体积比较小，占地较少，通常可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变。 膜分离过程的原理及分类 在膜分离过程中，由于膜具有选择透过性，当膜两侧存在某种推动力（如压力差，浓度差，电位差等），原料侧组分选择性地透过膜以达到分离提纯的目的。实际中物质通过膜的传递极为复杂，不同的膜过程使用的膜不同，推动力不同,其传递机理也不同。 膜分离过程按其分离对象可分为气体（蒸汽）分离和液体分离。按其分离方法可分为反渗透法(RO)、纳滤（NF）、超滤（UF）、微滤（MF）、电渗析（ED）、气体分离（GS）和渗透蒸发（PV）以及与其它过程相结合的分离过程，例如：，膜蒸馏、膜吸收、膜萃取等。由于本论文中用超滤膜对红花提取液进行了分离、纯化的初步探讨，下面就超滤过程做简单介绍。超滤 超滤膜技术的发展现状 超滤膜过程是根据体系中相对分子质量的大小和形状，通过膜孔的筛分、吸附等作用，
膜分离技术及其应用领域分析 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。 一、膜分离技术原理及特点 膜分离技术以选择性透过膜为分离介质，如图1所示，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。 图1膜分离技术原理 利用膜分离技术进行分离所具有的特点包括：1）膜分离过程不发生相变化，因此膜分离技术是一种节能技术；2）膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行分离，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。3）膜分离技术适用分离的范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级都有其用武之地，关键在于选择不同的膜类型；4）膜分离技术以压力差作为驱动力，因此采用装置简单，操作方便。 基于膜分离技术所具有上述特点，是现代生物化工分离技术中一种效率较高的分离手段，完全可以取代传统的过滤、吸附、蒸发、冷凝等分离技术，所以膜分离技术在生物化工分离工程中起着很大的作用。 二、膜分离技术种类分析 按照膜孔径和成膜材料分类，常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及气体分离等。各种膜过程具有不同的分离机理，可适用于不同的对象和要求。按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类，从下表可以看出，几乎所有的分离膜技术均可应用于任何分离、提纯和浓缩领域。反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一，在分离膜领域内占重要地位。
石油化工基本知识 一、高分子材料及其分类 相对分子量超过10000的化合物称之高分子,又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子(如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等和合成高分子,通常所说高分子材料指的是后者。 按其应用来分,高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类,有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。由于大量新材料的不断出现,上述分类方法并非十分合理。 二、塑料基本知识 塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂,着色剂等添加剂为辅助成分,在加工过程中能流动成型的材料。 塑料的分类:塑料是有机高分子材料中一个重要分枝,品种多,产量大,用途广。对于品种繁多的塑料,可按如下方法分类,使人们容易认识它,掌握并应用它 (一按受热时的行为分 塑料按受热时的行为,可以分为热塑性塑料和热固性理科。 1、热塑性塑料 加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚 碳酸酪,聚酰胺、丙烯酸类塑料、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化。 2、热固性塑料
第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料,都是热固性塑料。 (二按树窟合成时的反应类型分 按塑料中树脂合成时的反应类型,可将树脂分为聚合型树脂和缩聚型树脂塑科分别称为聚合型塑料和缩获型塑料。 1、聚合型塑料 树脂是由聚合反应制得。这种树脂一般是打开不饱和双键而习惯而形成的:反应过程中无低分子产物释出。聚烯烃、聚卤代烯烃、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯酿类塑料都属于聚合型塑料。聚合型塑料都是热塑性塑料。树脂大分子的排列是无序的。这种塑 料,由于树脂分子链的结构持点,或因热力学原因,或成型过程工艺条件范围的限制,分子链不会产生有序的整齐堆砌形成结晶结构,而呈现无规则的随机排列。在纯树脂状态,这种塑料是透明的。 2、结晶型塑料 树脂大分子排列呈现出三向远程有序。从熔融状态冷却变为制品过程中,树脂的分子链能够有序地紧密堆砌产生结晶结构。一般所谓的结晶型塑料,实际上都是半结晶的.不像低分子晶体(例如Nacl那样能产生100%的结晶度。树脂大分子链排列呈现出无定形相与结晶柏共存的状态。成型条件对结晶皮和晶态结构有明显影响,从而对制品性能有明显影响。结晶结构只存在于热塑性塑料中。
膜分离技术应用现状与展望 程淑英 (北京化工大学,北京100029) 龚莉莉 (中国昊华化工(集团)公司,北京100723) 摘 要 介绍了膜分离技术的发展概况、应用现状,展望了它的发展趋势和应用前景。 关键词 膜分离 发展趋势 应用现状 前景 Presen t Situa tion and Foreca st of M em brane Separa tion Technology Cheng S huy ing (Beijing Chem ical T echno logy U niversity,Beijing100029) Gong L ili (Ch ina H aohua Chem ical Industry Group Co rpo rati on,Beijing100723) Abstract T he general situati on and its app licati on of m em b rane separati on techno logy in Ch ina are in troduced in th is pap er.T he develop ing trend and its app licati on p ro spect are also m ade. Key words m em b rane sep arati on,develop ing trend,app licati on situati on,p ro spect 膜分离是指通过特定的膜的渗透作用,借助于外界能量或化学位差的推动,对两组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。膜技术作为新的分离净化和浓缩技术,过程中大多无相变化,常温下操作,有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小等优点,特别对于处理热敏物质领域如食品、药品和生物工程产品,显示出极大优越性,与传统分离操作(如蒸发、萃取或离子交换等)相比较,不仅可以避免组分受热变性或混入杂质,通常还有能耗低和效率高的特点,因而具有显著的经济效益,故其发展相当迅速,应用也越来越广泛(见表1)。在国际膜会议上曾将“在21世纪的多数工业中膜过程所扮演的战略角色”列为专题,进行深入讨论,并认为它是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。 膜分离法按其分离对象可分为气体(蒸汽)分离和液体分离等。按分离方法又可分为反渗透法(RO)、微滤法(M F)、超滤法(U F)、透析(D)、电渗析法(ED)、气体分离(GS)和渗透蒸发(PV)以及与其它过程相结合的分离过程膜蒸馏和膜萃取(见表2)。就膜本身而言,按膜的材料,又可分为有机膜(或高分子膜)及无机膜;按膜的结构,又可分为对称膜 收稿日期:1999201213和不对称膜。 表1 膜分离的工业应用 应用领域应用举例 金属工艺金属回收,富氧燃烧 纺织及制革工业药剂回收 造纸工业代替蒸馏,纤维及药剂回收 食品及生化工业净化,浓缩,消毒,代替蒸馏,副产品回收 化工及石化工业有机物分离、药品制备及气体分离和富集,副产 品回收、化工产品制备 医药及保健人造器官,血液分离,消毒,水净化 水处理海水苦咸水淡化,超纯水制备,电厂锅炉水净 化,油田回注水处理 国防工业淡水供应,战地受污染水净化,低放射性水处理 环境保护活水处理、废气处理 对于膜分离方法的总体性能而言,过程设计及化学工程方面是很重要的,但是关键部分仍是膜本身。 1 国内外膜分离技术发展概况及现状 膜分离现象在200多年前就已经发现。世界上首家商品化生产微孔滤膜的公司创建于1927年。1960年第一张高通量、高脱盐的醋酸纤维膜的问世,真正为以反渗透、微滤、超滤和纳滤膜为主体的现代膜工业奠定了基础,并引起全球范围内的广泛关注,一些国家和地区的政府、政府间的国际合作组织、一些公司陆续斥巨资进行膜技术研究和工程化开发,到80年代初已逐步实现了商品化和产业化。 已投入工业生产应用的有代表性的膜技术装备
膜分离技术概论 XXX 机械工程及自动化专业机械104班1003010414 摘要：膜分离是在20世纪60年代迅速发展起的一门分离技术，膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作，因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中，产生了巨大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理，然后介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用；最后介绍了我国膜分离技术的发展概况及前景。 关键词：膜分离，技术，前景，概况 Membrane-Seperating technology Abstract: Membrane-Seperating technology is a separating technology which developed fast in the 1960s. This technology involves in various functions like separating、concrntrating、purifying and refining,what else, for it’s easily to operate it’s now widely used in the fields of water supplyment、medicine production、food、environment protecting、waste water recycling and so on, make great economical and social benefits. This passage first explain some concepts membrane technology、main theory involved and sort of it. Key words: Membrane-Seperating，technology，introduction，prospect 1膜分离技术的原理 现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，可用于液相和气相。对于液相分离，可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。以下重点介绍反渗透的基本原理、微滤原理及超滤原理。
高分子膜分离技术 摘要:对现有的超滤、微滤、渗透汽化及气体分离等膜技术在水处理和石油化工产业领域的研究与应用现状进行了综述,分析了各种膜产品的市场占有率及未来发展趋势.提出了利用膜分离技术改造传统产业及提高工业生产经济效益的可能途径。 关键词:膜分离;水处理;气体分离;石油化工 一、研究背景 膜分离过程作为现代材料科学、高分子物理化学以及化学工程交叉融会而形成的新型高效分离技术,近10多年以来得到了显著的技术进步和应用市场发展.膜分离技术进步的动力主要来自两个方面,现代分析技术和微细加工技术的发展使得从微观或介观尺寸上对材料加工过程进行有效控制成为现实,能够高质量地稳定生产具有特定微观结构的分离膜.另外,在工业生产过程中存在许多现有技术难于解决的技术难题,例如,对采油、炼油过程产生的大量含油污水深度处理和油田回注用水的低成本化;燃料油储存、运输过程中产生的大量有机蒸气回收利用;膜分离能够有效克服精馏过程恒沸点,降低精馏过程能耗等问题.以上技术需求极大地推动膜分离过程在石油化工领域的应用基础研究,所取得的成果为膜分离技术在石油化工领域的推广应用奠定坚实基础.通过论述膜分离技术本身特征,分析了石油开采和石油产品加工过程膜分离技术的应用研究现状,以技术经济的综合评价为基础,对膜分离技术在石油化工领域应用研究现状和巨大的市场发展潜力进行了阐述. 二、研究现状
1 膜分离技术和分离膜市场 膜分离是利用功能性分离膜作为过滤介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术之一.和普通过滤介质相比较,分离膜具有更小的孔径和更窄的孔径分布.根据分离膜孔径从大到小的顺序,可以分为微滤(microfiltration)、超滤(ultrafiltration)、纳滤(nanofiltration)和反渗透(reverseosmosis).如图1所示,微孔滤膜孔径在1~0.01Lm左右,可以有效除去水中的大部分微粒、细菌等杂质,超滤膜孔径在几十纳米附近,能够很容易地实现蛋白质等大分子的分级、纯化,能够除去水中的病毒和热原体.纳滤膜和反渗透膜孔径更小,大约在几个埃(1∪=1×10-10m),能够从水中脱除离子,达到海水和苦咸水淡化目的.一般认为,当分离膜孔径小于0.01Lm以后,分离作用的实现,不仅仅依靠孔径大小的/筛分0效果,分子或离子渗透通过膜材料时,渗透物和分离膜间的表面相到作用逐渐占据主要地位.气体分离膜和渗透汽化膜的分离作用是依靠不同渗透组分在膜中溶解度和扩散系数不同来实现,通常可用溶解扩散机理进行定量描述.例如,使用聚乙烯醇和聚丙烯腈为原料的渗透汽化PVA/PAN复合膜,能够从乙醇水溶液中脱除微量的水生产无水乙醇,与萃取精馏、恒沸精馏相比,制取无水乙醇的能耗大约降低1/3左右。 与现存的分离过程相比,膜分离过程在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,容易实现工业放大等.近10多年以来,北美、欧洲、日本等发达国家的政府和大企业联合,投入巨资开发研究.以反渗透分离膜为例,膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜,操作压力也扩展到高压(海水淡化)膜、中压(苦咸水淡化)膜、低压(复合)膜和超低压(复合)膜,80年代以来又开发出多种材质的纳滤膜.膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势,除了传统的中