渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用
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渗透气化分离技术渗透气化分离技术是一种利用膜分离原理进行气体分离的技术。
它通过将气体分子通过膜的渗透和气体分子的化学反应来实现气体分离。
渗透气化分离技术具有高效、节能、环保等优点,因此在工业生产和环境保护等领域得到了广泛应用。
渗透气化分离技术的原理是利用膜的渗透性和选择性来实现气体分离。
膜的渗透性是指气体分子在膜上的渗透速率,而选择性是指膜对不同气体分子的选择性。
渗透气化分离技术的膜材料通常是聚合物、无机材料和复合材料等。
这些材料具有不同的渗透性和选择性,可以根据不同的气体分子进行选择。
渗透气化分离技术的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 工业生产领域。
渗透气化分离技术可以用于气体分离、纯化和回收等方面。
例如,可以将二氧化碳从天然气中分离出来,用于石油化工和食品工业等领域。
2. 环境保护领域。
渗透气化分离技术可以用于废气处理和污水处理等方面。
例如,可以将废气中的有害气体分离出来,减少对环境的污染。
3. 医疗领域。
渗透气化分离技术可以用于呼吸机和人工肺等医疗设备中。
例如,可以将氧气和二氧化碳分离出来,提高呼吸机的效率和安全性。
渗透气化分离技术具有高效、节能、环保等优点,但也存在一些问题。
例如,膜的选择性和稳定性需要进一步提高,膜的制备成本较高,膜的寿命较短等。
因此,需要进一步研究和发展渗透气化分离技术,提高其应用效果和经济效益。
总之,渗透气化分离技术是一种非常重要的气体分离技术,具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展,相信渗透气化分离技术将会得到更广泛的应用和推广。
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 industryYun 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。
渗透汽化膜分离技术的进展及应用摘要: 综述了渗透汽化膜传递理论研究的现状, 分析了各种模型的特点, 并就渗透汽化膜传递理论的研究方向提出了建议。
叙述了渗透汽化过程的新进展,并着重介绍了它在石化中的四方面应用,即(1) 有机溶剂及混合溶剂的脱水;(2) 废水处理及溶剂回收;(3) 有机混合物的分离;(4) 化学反应过程中溶剂的脱水。
关键词:渗透汽化;传递理论;模型;膜组件;脱水膜前言渗透汽化(Pervaporation, 简称PV ) 是用于液体混合物分离的一种新型膜技术。
自80年代以来, 渗透汽化技术得到了很大的发展, 目前世界范围内有100 多套工业装置。
然而, 渗透汽化膜分离的机理由于涉及到渗透物和膜的结构和性质, 渗透物组分之间、渗透物与膜之间复杂的相互作用, 涉及到化学、化工、材料、非晶态物理、统计学等学科的交叉, 研究工作的难度较大, 认识也不够深入。
也提出了几种描述渗透汽化膜传递机理的模型, 其中主要有溶解扩散膜型和孔流模型[1]。
膜技术作为一种高新技术,近30 多年来获得了极为迅速的发展,已在石油化工、海运、冶金、电子、轻工、纺织、食品、医疗卫生、生化制药、环保、航天等领域内广泛应用,形成了独立的新兴技术产业。
据专家断言:“今后,谁掌握了膜技术,谁就掌握了石油化工技术的未来”。
1 渗透汽化过程传递机理1.1溶解扩散模型溶解扩散模型认为PV 传质过程分为三步: 渗透物小分子在进料侧膜面溶解(吸附) ; 在活度梯度的作用下扩散过膜; 在透过侧膜面解吸(汽化)。
在PV 的典型操作条件下, 第三步速度很快, 对整个传质过程影响不大。
而第一步的溶解过程和第二步的扩散过程不仅取决于高聚物膜的性质和状态, 还和渗透物分子的性质、渗透物分子之间及渗透物分子和高聚物材料之间的相互作用密切相关。
因而溶解扩散模型最终归结到对第一步和第二步, 即渗透物小分子在膜中的溶解过程和扩散过程的描述。
一般研究者都认为PV 过程的溶解过程达到了平衡[2]。
渗透汽化膜技术及其应用
渗透汽化膜技术是一种有效的用于分离气体的新技术,它可以将气体分离成不同的组分,使气体的组成更加纯净,有利于节约能源、改善空气质量和环境保护等方面。
渗透汽化膜技术是一种新型的气体分离技术,它可以将气体分离成不同的组分,从而获得更加纯净的组分。
它的原理是利用渗透汽化膜的渗透特性,将混合气体的组分分离出来。
渗透汽化膜的毛细管是由一种可渗透的材料制成的,它可以将混合气体中的组分分离出来,使气体的组成更加纯净。
渗透汽化膜技术具有节能、改善空气质量、环境保护方面的优势。
比如,在燃料气中分离氧气和氮气,可以提高燃料气的燃烧效率,减少燃料消耗,从而节约能源。
此外,渗透汽化膜技术还可以将有害气体从空气中洁净,从而改善空气质量,减少污染。
此外,渗透汽化膜技术还可以用于回收有用气体,从而实现资源循环利用,保护环境。
渗透汽化膜技术广泛应用于工业气体分离、空气净化、燃料气改良等领域。
在石油化工、环保、医药、冶金等行业中,渗透汽化膜技术得到了广泛的应用,为社会的经济发展和环境保护做出了巨大的贡献。
总之,渗透汽化膜技术是一种具有重要意义的分离技术。
它既可以节约能源,又可以改善空气质量,保护环境,并在工业生产中得到广泛应用。
膜分离技术在石油化工领域的应用进展膜分离技术受到越来越多的重视,而国内现阶段对于膜材料的研发、非对称膜的生产以及复合膜生产技术的开发水平已经达到了世界先进水平。
同时,膜分离技术也被广泛地应用于石油化工行业中资源的开采、输送以及加工等工业过程之中。
采用膜分离技术,可以使混合物体系的分离更加的简易,具有较高的稳定性,极大的促进了石油化工企业效益的提升,为企业综合实力的增强起到了良好的推动作用。
基于此本文分析了膜分离技术在石油化工领域的应用进展。
标签:膜分离技术;石油化工;应用进展1 膜分离技术概述社会工业化水平的不断提高,带来了一系列的环境污染问题。
人类生产和生活所导致的各种废物都超过了天然环境的最大净化能力,天然生态系统遭到严重破坏。
膜分离技术可以用来收回有用的资源,从而在环境保护中发挥作用。
膜分离技术的呈现和开展,使得经济与环境的调和开展成为可能。
膜分离技术是近些年来才迅速兴起的一项高新技术,历经近半个世纪的开展,膜分离技术越加成熟,并越来越多的应用到生物工程、石油化工工程、医药工业、食品工业、工业水处理等很多范畴。
与传统的过滤技术相比,膜分离技术可以在不依靠辅助设备的情况下以不同的速度在混合物中分离不同物质。
膜分离技术效率高、能耗低、工艺简单、无二次污染,因此在各领域中广受欢迎。
2 膜分离技术在石油化工领域的应用2.1 应用在有机溶剂混合物分离中膜分离技术不但应用干工艺用水方面,在有机溶剂混合物分离中也有所应用。
膜分离技术的传统分离方法是精馏法,应用此方法时需要先加入溶剂,这种方法耗能高、不环保,没有被广泛的使用。
随着科学技术的不断发展,研制出了渗透汽化膜、蒸汽渗透膜两种先进的膜分离技术,从而更好地对有机溶液混合物进行分离。
通常采用致密的分离膜对有机溶剂混合物进行分离,采取渗透汽化或蒸汽渗透的方式。
根据混合物中分子的溶解度及扩散系数不同,来对其进行分离,在进行分离时要注意克服有机物分子引起的分离膜结构破坏及过度溶胀等问题。
pdms渗透汽化膜的工业应用PDMS渗透汽化膜(PDMS pervaporation membrane)是一种高效的分离膜,广泛应用于工业领域。
它由聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,简称PDMS)制成,具有优异的渗透性能和稳定性,因此在许多工业过程中发挥着重要的作用。
PDMS渗透汽化膜的工业应用非常广泛,其中之一是在石油和化工行业中的石油精炼过程中。
在石油精炼过程中,原油中含有不同种类的杂质,如硫化物、氮化物和氧化物等。
这些杂质会降低石油产品的质量和价值,因此需要进行分离和去除。
PDMS渗透汽化膜通过其独特的渗透性能,可以有效地将这些杂质从原油中分离出来。
具体而言,当将原油与PDMS渗透汽化膜接触时,原油中的杂质会通过膜的微孔和多孔结构渗透到膜的另一侧,而纯净的原油则通过膜的渗透孔隙传输出来。
通过这种分离过程,可以将原油中的杂质有效地去除,从而提高石油产品的质量。
PDMS渗透汽化膜还被广泛应用于食品和饮料工业中的分离和浓缩过程中。
例如,在果汁生产过程中,经过榨取的果汁中含有大量的水分和杂质。
通过使用PDMS渗透汽化膜,可以将果汁中的水分和杂质分离出来,从而得到浓缩的果汁。
这不仅可以提高果汁的品质和口感,还可以减少运输和储存的成本。
PDMS渗透汽化膜还广泛应用于环境保护领域。
例如,在废水处理过程中,废水中含有大量的有机物和污染物。
通过使用PDMS渗透汽化膜,可以将废水中的有机物和污染物分离出来,从而得到净化的水。
这对于保护环境、减少水污染具有重要意义。
PDMS渗透汽化膜在工业应用中发挥着重要的作用。
它可以在石油精炼、食品和饮料生产以及环境保护等领域中进行分离和浓缩。
通过其优异的渗透性能和稳定性,PDMS渗透汽化膜为工业过程提供了一种高效、可靠的分离技术,促进了工业的发展和进步。
膜分离技术在石油化工领域的应用作者:林彬陈国需杜鹏飞肖德志来源:《当代化工》2017年第06期摘要:膜分离技术是通过扩散系数不同达到气体分离的新兴分离技术,在近十几年得到了快速度发展。
因其装置结构简单、维护费用低、能耗小等特点逐步在石油化工行业推广应用。
综述了膜分离技术在油气回收、石油产品生产加工等领域的实际情况,分析了膜分离技术的应用现状,并对膜分离技术的应用前景进行了展望。
关键词:膜;分离;石油化工中图分类号:TH 117.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2017)06-1196-04Application of Membrane Separation Technology in Petrochemical IndustryLIN Bin, CHEN Guo-xv, DU Peng-fei, XIAO De-zhi(Dep. of Military Oil Application & Management Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 401311,China)Abstract: Membrane separation is a new technology based on the difference in diffusion coefficient. Due to its simple structure and relatively low cost, the membrane separation technology has been widely applied. In this paper, actual application situation of membrane separation technology in gas recovery and production of petroleum products was summarized, application prospect of membrane separation technology was discussed.Key words: Membrane;Separation;Petrochemical industry膜分离是利用气体中不同组分在高分子材料上扩散系数大小不同而达到气体分离的物理过程[1]。
膜分离技术在石油化工领域中的应用膜分离技术是一种应用广泛的分离技术,在石油化工领域中有着重要的应用。
它通过膜的选择性通透性,将混合物中的不同组分分离出来,具有高效、节能、环保等优点。
本文将从石油化工中的膜分离技术应用的分类、具体应用案例以及未来发展趋势等方面进行探讨。
石油化工中的膜分离技术可以根据分离过程的性质和机制进行分类。
常见的分类包括气体分离、液体分离和溶剂分离。
在气体分离方面,膜分离技术广泛应用于天然气净化、氢气制备、空气分离等领域。
对于液体分离,膜分离技术可用于石油加工中的脱盐、脱水、脱烃等过程。
在溶剂分离方面,膜分离技术可用于石油化工中的溶剂回收、溶剂浓缩等工艺。
具体应用案例方面,膜分离技术在石油化工中起到了重要的作用。
以天然气净化为例,膜分离技术可以用于去除天然气中的二氧化碳、硫化氢等杂质,提高天然气的质量,使其符合管道输送要求。
在石油加工中,膜分离技术可以用于脱盐和脱水过程。
膜分离脱盐技术可以将含盐的海水或矿井水通过半透膜分离,得到低盐水或纯净水,用于石油加工中的冷却循环水、注入水等。
膜分离脱水技术则可以将含水的石油通过选择性透水的膜,去除水分,提高石油的质量,符合后续加工的要求。
此外,膜分离技术还可以用于溶剂回收和浓缩等工艺,提高工艺效率和资源利用率。
对于膜分离技术在石油化工领域的未来发展趋势,可以从以下几个方面进行展望。
首先,膜材料的研发和改进将是关键。
目前,膜分离技术的瓶颈之一是膜材料的选择和性能。
因此,通过研发新型材料、改进现有材料的性能,提高膜分离技术的可行性和经济性,将是未来的发展方向。
其次,膜分离技术与其他分离技术的结合也是未来的发展趋势。
通过与传统的吸附、蒸馏等分离技术的结合,可以实现更高效、更节能的分离过程。
此外,随着石油化工行业对产品纯度和质量要求的提高,膜分离技术也将面临更高的要求和挑战。
因此,提高膜分离技术的选择性、通透性和稳定性,将是未来的研究重点。
膜分离技术在石油化工领域中有着重要的应用。
渗透汽化膜技术及其应用李继定;杨正;金夏阳;房满权;李祥;郑冬菊【摘要】膜分离技术是当代化工领域的高新技术。
由于它是解决人类面临的能源、资源、环境等重大问题的新技术,所以近30多年来取得了极为迅速的发展。
渗透汽化膜分离技术是一种新型膜分离技术,是典型的节能技术和清洁生产技术。
用于恒沸体系分离,与传统的恒沸蒸馏和萃取精馏相比,节能1/3~1/2,运行费节约至少50%。
本文介绍了国内外渗透汽化脱水膜工业应用情况,并重点介绍了渗透汽化汽油脱硫膜、透甲醇膜、透乙醇膜、透碳酸二甲酯膜、芳烃/烷烃分离膜研究进展及其应用的可能性。
%Membrane separation technology is contemporarily a high and new technology in chemical engineering. It has been consequently developed rapidly in recent 30 years due to the availability of solving many serious problems,such as energy,resources and environment. Membrane separation technology of pervaporation as a novel separation technology is typically energy-saving and cleaner-production technology. Compared to the conventional azeotropicdis-tillation and extractive distillation applied to azeotropicsystems,pervaporation process could lead to an energy saving of 1/3~1/2 and decrease operating costs even no less than 50%. The industrial applications of the pervaporation dehydration over the world are introduced,and re-search progresses and industrial feasibilities of several pervaporation membranes are shown in this paper,which cover gasoline desulfurization membranes,methanol and ethanolpermselec-tivemembranes,dimerthyl carbonate/methanol and arene/alkane separation membranes.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P46-51)【关键词】渗透汽化;膜技术;分离;节能【作者】李继定;杨正;金夏阳;房满权;李祥;郑冬菊【作者单位】清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TQ028膜分离技术是当代化工领域的高新技术。
气体分离膜技术及其在石油化工领域的应用摘要:在石油化工工业生产过程中,碳和氢为主要的两种元素,由它们组成的H2,CO2,以及CH4等各种烷烃、烯烃和碳氢化合物多以混合物的形式存在,为得到纯的单一产物需要进一步分离。
变压吸附、干式/湿式氨吸收法和低温蒸馏等技术是传统的气体分离技术。
但这些分离方法存在分离难度较大、能耗大、成本较高、容易造成环境污染等问题。
为解决传统方法的缺点,提高原材料利用率,降低环境污染,新型的气体分离技术应运而生。
气体分离膜技术作为一种新型的分离技术,能耗低、效率高、操作简单。
克服了传统吸附分离和蒸馏分离技术分离过程中渗透物质存在相变、不可连续操作、设备占地大、能耗高的缺点。
近些年来成为学术界和工业界普遍关注的先进分离技术。
关键词:气体分离膜技术;石油化工;应用1气体分离膜膜法滤除技术的基本理论是利用膜层的选择性透过特性,以高压为动力,实现对不同种类气体的有效分离。
而在当前广泛使用的非孔隙型高分子膜中,人们更倾向于采用溶-扩散机理来进行分离。
当前用于气体分离的高分子薄膜主要是由选择薄层和多孔支撑层组成的非对称复合薄膜。
选择层薄膜具有厚度小,纳米级,密度大,具有较高的选择性。
支持层具有低密度,多孔性,大孔性,无选择层。
其效果除了与膜材料、膜结构、膜组件及系统结构等有关外,还与生气预处理、膜分离系统等因素密切相关,其中任意一项因素的失效都会直接影响到膜分离技术的发展。
文章着重阐述了该技术在气相色谱中的应用。
当前世界上最大的气体过滤薄膜制造商以欧美和日本为主,所用的原料以聚砜,聚酰亚胺和聚酰胺为主;四溴化聚碳酸酯,醋酸纤维素,聚苯醚,硅胶,用于空气分离,天然气分离,生物气分离;天然气去湿化,空气去湿化,VOC提取;如:炼气化氢回收等。
2膜分离机理其机制包括:1)努森(Knudesn)扩散。
气体分子在流动过程中具有不规则的非规律性,且在流动过程中,气体分子在流动过程中会与气体分子或气体分子发生碰撞。
石化工程中的膜分离技术应用膜分离技术是一种在石化工程领域中被广泛应用的技术。
它是一种利用半透膜的选择性过滤作用,实现分离纯化物质的方法。
在石油化工生产中,膜分离技术已经成为了一种重要的分离和提纯技术。
膜分离技术的发展历程早在20世纪50年代,膜过滤技术就已经被应用在海水淡化中。
当时的膜材料主要是由天然材料如淀粉和纤维素等构成的。
1960年代,关于以无机材料为主要成分的膜的研究开始兴起,如瓷膜和金属膜等。
到了20世纪70年代,聚合物膜的出现使得膜分离技术得到了显著的发展。
目前,膜分离技术已经成为了能源、化工、环境保护等领域中不可或缺的技术。
膜分离技术在石化工程中的应用膜分离技术在石化工业中主要应用于以下几个方面:1. 分离油品中的杂质在石化工业中,我们需要将原油中的杂质、色素、异味物质等分离出来,以便于对其进行加工。
传统的方法是通过沉淀、振荡、离心等方式进行分离。
但这些方法效率低下,且处理过程中会产生很多废物。
而膜分离技术则可以避免这种情况的发生,其速度快,效率高,不需要使用化学药剂,成本也较低。
2. 分离液体混合物在化工生产中,混合物的分离和纯化是非常必要的。
传统的方法是利用蒸馏、萃取等技术进行分离,但这些方法成本高昂,同时也存在成本高、对环境污染大的问题。
而膜分离技术则可以快速有效地进行混合物的分离,几乎不会产生废弃物,并且可以进行连续生产,高效节能同时也易于自动化控制,使得成品的质量更稳定。
3. 废水处理在化工生产中,废水处理是必要的环保措施之一。
传统的废水处理方法有例如生物降解、氧化、吸附等方式进行处理。
但是,这些方法价钱高、效率低、需要大量的物质支持,会产生二次污染等问题。
膜分离技术则可以进行含酸碱盐和有机物的废水处理,使之变为很好的农业、工业用水。
膜分离技术在石化工程中的优点膜分离技术具有分离效率高、操作简单、反应条件温和等优点。
此外,它还具有以下特点:1. 最小化处理过程因为膜分离技术是一种纯物理处理方式,所以它可以实现最小化生产的过程。
渗透汽化膜分离技术的进展及在石油化工中的应用李晓茹【摘要】文章首先对于渗透汽化膜的类型进行分析,分别从有机膜、无机膜、复合膜三方面分析其性质与制造工艺。
其次重点介绍石油化工产业中应用到的渗透汽化膜分离技术种类,并对废物有机物质脱离以及有机复合物质分离技术进行总结,帮助提升材料利用率。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)030【总页数】1页(P82-82)【关键词】渗透汽化膜;分离技术;石油化工【作者】李晓茹【作者单位】哈尔滨石油学院化学工程系,黑龙江哈尔滨 150028【正文语种】中文1.1 有机膜。
作为膜分离技术,经过渗透汽化处理得到的膜可分为三种,首先是有机膜,原料中含有碳元素,属于氢碳化合物,具有良好的吸附性,能够吸附水分子,在石油化工产业中应用广泛。
膜体自身也可以溶于水,并且不会影响产品自身化学性质,常用的有机膜多数是德国生产制造的,在此方面德国投入研究早,可根据不同使用需求对产品性质做出优化。
有机膜的渗透功能可用于工业生产中,尤其是对石油化工产业促进效果明显,可将不同颗粒大小的原料分离,表现出的亲水性研究空间巨大,经过科学家的研究努力,可以尝试应用在航空航天方向。
聚乙烯材料在制膜过程中最为常用,还需要配合一些有机物质、碳等原料,具体成份会根据使用方向进行配置。
1.2 无机膜。
无机膜化学性质更稳定,不会与其他原料发生反应,具有耐高温、抗氧化的优异性能。
其制作材料中以陶瓷、金属等不具有吸附性、亲水性的物质为原料,使用过程中不容易受到腐蚀污染,这一特性得到广泛的研究关注。
制作工艺为热加工处理,一次成型,使用过程中形状外观不会发生变化,可以用于石油化工产业的过滤阶段。
膜中会均匀分布过滤孔,热加工工艺制得的无机膜孔直径在0.1—10μm范围内,会根据使用方向对孔大小做出调整,但不可超出这一范围。
常用的无机膜多数使用铝原料制作而成,过滤效果好,能够将生产环节中产生的其他杂志完全过滤掉,在制作成本上会高于有机膜,但并不影响选择,发展潜质巨大。
石油化工技术中膜分离技术的应用摘要:本文通过研究和分析膜分离技术在石油化工中的实际应用效果,并不断发展石油化工中膜分离技术的创新与发展,对于进一步推动石油化工行业的前进具有重要的现实意义。
关键词:石油化工技术膜分离技术应用引言近年来,随着我国社会经济的不断发展,石油行业也迅速发展起来。
这就对工业过程中科学技术的创新发展提出了更高层次的要求。
膜分离技术就是石油化工学过程中一项具有重要意义的新型技术,尤其对于天然气、石油等的开采、炼化工,以及能耗与物耗的降低具有积极作用。
因此,为进一步推动石油化工技术的发展,研究并分析膜分离技术在石油化工中的实际应用是目前我国研究的一项重要课题。
一、膜分离技术的主要内容(一)膜分离技术的内涵分离技术占据了石油化工工程科学技术中的重要地位。
传统的分离方法主要包括分馏、蒸馏、结晶等方法,膜分离技术则是一种新型的分离技术。
所谓的膜分离技术就是指利用膜壁布满了小孔的半透膜(又称为分离膜或滤膜),通过采用错流过滤的方式,来实现分子水平上不同粒径分子混合物的选择性分离这一目标的相关技术。
根据半透膜壁上小孔的大小可以将半透膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等多种类型。
(二)膜分离技术的优点与传统的分离技术相比,膜分离技术具有十分明显的优势,因此得到了广泛的推广应用。
膜分离技术主要具有以下优点:第一,膜分离技术在常温状态下就可以正常下进行。
这就有效减少了资源的损失和浪费,尤其有利于对热敏性物质的分离及浓缩。
第二,膜分离技术没有相态的变化和化学的变化,因此可以尽可能的保持物质原有的状态;化学变化较少则有效保证了产品的纯度,同时化学剂或添加剂的使用也会较少,产品受到污染的可能性就小。
第三,膜分离技术具有较好的选择性。
通过半透膜在分子水平上实现物质的分离,这就相对于普遍的分离手段更具备优势。
第四,膜分离技术还具有良好的经济性。
除工艺简单,操作方便外膜分离技术还能够实现一定的自动化,这就减少了资金的投入和能源的消耗,对环境保护也具有一定的优势。
膜技术在化工方面的应用摘要:膜分离技术被认为是“21世纪最有前途、最有发展前景的重大高新技术之一,称为第三次工业革命”,下面就膜分离技术的原理、特点及在化工中的应用作简要叙述。
关键词:石化领域;废水处理;饮用水处理;海水淡化中图分类号: tu991 文献标识码: a 文章编号:一、膜分离技术在石油化工领域的应用气体分离膜技术气体膜分离过程是一种以压力驱动力的分离过程。
在膜两侧混合气体各组分压差的驱动下,出现气体渗透。
由于各组分渗透呈现不同渗透速率,从而实现混合气体各组分之间的分离。
渗透速率高的气体组分被称为“快气”,而渗透速率低的气体组分被称为“慢气”。
分离膜主要有高分子膜和无机膜,又分为非孔膜和多孔膜。
当分离膜的孔道直径大于分离介质分子的直径,这种膜叫多孔膜。
非孔膜的渗透机理为溶解—扩散理论。
工业生产中的分离膜组件为使膜可用于实际的气体分离过程,需制成膜分离器。
膜分离器是传质分离设备。
膜是分离器的核心部件。
其分离性能是决定膜分离器性能优劣的主要因素。
工业上常用的分离膜多为复合膜,由选择分离层、多孔膜支撑层、无纺布支撑层共三层组成。
其中最上层的致密膜是起作用的主要部分。
工业上应用气体分离高分子膜主要有2种类型:中空纤维膜和卷式渗透气膜。
中空纤维膜装填密度比卷式渗透气膜多3—10倍,具有自支撑结构,耐高压,价格较低等优点。
而通常将2张膜的3边密封,中间夹入1层多导流网组成一个膜叶。
多个膜叶间铺有隔网,用带有小孔的多孔管卷成膜卷放入圆筒形的外壳中形成完整的卷式分离器。
二、膜分离技术在石油化工废水深度处理中的应用水是人类赖以生存的不可或缺的资源,也是自然生态环境保持良好的重要条件。
21世纪对于水资源的需求管理,不能仅考虑满足人类的用水,也必须考虑生态环境的永续。
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一。
随着经济的发展和城市化进程的加快,城市缺水问题日益突出。
当前相当一部分城市水资源短缺。
化工实验:渗透汽化实验讲义一. 简单介绍渗透蒸发(简称PV)是近年来发展起来的一种新的膜分离技术,利用膜对液体混合物中各组分的溶解与扩散性能的不同来实现其分离的膜过程。
该过程伴有组分的相变过程。
渗透蒸发是一种无污染,低能耗的膜分离过程具有广泛的应用前景。
1:用亲水膜或荷电膜对醇类或其他有机溶剂进行脱水,典型的应用是处理生化发酵液,处理共沸精馏的液体。
2:利用憎水膜去除水中少量有机物,如卤代烃、酚类等,以及对石油工业中的烃类等有机物质的分离,各种同分异构体的分离。
3:用于有机合成,如对于酯化反应。
由于反应本身是可逆的,在反应物和产物之间有平衡关系,通常为得到更多的反应产物常常加入廉价的反应物质,使平衡向产物移动,提高产率,这牵涉了很多的问题如反应物大量消耗等,若采用渗透蒸发在反应的同时连续的把产物中的水除去,就可以使平衡向右移动,得到更多的产物,这在工业应用中意义重大。
总之:渗透蒸发在分离过程不受汽液平衡的限制,对共沸物系,沸点相近物质、同分异构体混合物、受热易分解物质以及水中微量有机物质的脱除等方面具有独特的优势。
与传统的分离过程相比,它具有高选择性,低消耗,为物理分离机制,操作灵活,不需要额外的添加剂以及易于放大,无污染的等优点.实验原理利用膜对液体混合物中各组分的溶解与扩散性能的不同来实现其分离的膜过程;该过程伴有组分的相变过程。
传质模型:1: 渗透蒸发的串联阻力模型渗透蒸发传质过程主要包括:1:渗透组分首先由料液主体扩散至膜的上游侧料液与膜的界面;2:渗透组分吸附在膜的表面;3:渗透组分扩散通过膜至膜的下游4:透组分在渗透侧脱吸为气相;5:渗透组分由气-膜界面扩散至气相主体(浓度或者压力)。
2:溶解扩散模型Binning 等首先将溶解扩散模型用来描述渗透蒸发过程,并得到了广泛认可. 根据溶解扩散模型,渗透蒸发过程分为以下3 个步骤:1:组分在膜上游侧的溶解;2:组分在膜中的扩散;3:组分在膜下游侧的解吸. 需要注意的是,膜中浓度分布取决于膜的溶胀.溶解扩散模型假设过程温度和压力恒定,膜上(下) 游侧表面溶解(解吸) 过程均达到热力学平衡,过程的推动力为活度梯度或浓度梯度.二、渗透蒸发膜渗透蒸发膜是整个PV过程的关键部分,所以目前国内外的研究大部分都集中在PV膜的开发上面。
气体分离膜技术及其在石油化工领域的应用摘要:本文综述了气体分离膜技术在石油化工领域的应用,包括其基本原理、膜材料的选择以及工业实践中的成果。
气体分离膜技术作为一种高效、经济、环保的气体分离手段,在石油化工生产中得到了广泛应用。
文章通过分析,详细探讨了该技术在天然气处理、气体提纯、碳捕集等方面的应用,同时评估了其在提高生产效率、减少能源消耗和降低环境影响方面的潜在优势。
关键词:气体分离膜技术;石油化工;应用;引言:石油化工产业是全球能源体系的重要组成部分,然而,伴随着产业的发展,也带来了一系列环境和能源问题。
气体分离膜技术作为一种新型的分离技术,以其高效、低能耗、环保等特点,引起了石油化工领域的广泛关注。
一、气体分离膜技术的基本原理气体分离膜技术是一种基于膜对气体分子的选择性透过来实现气体分离的先进技术。
其核心原理是基于气体分子在膜材料中的渗透速率不同,实现对混合气体的高效分离。
这一技术已经在多个工业领域,尤其是石油化工领域取得了显著的应用。
1.1渗透选择性气体分离膜的工作基础是膜对不同气体分子的渗透选择性。
膜材料的特性决定了对特定气体的透过速率,通常通过材料的孔隙结构、分子量和极性等参数来实现。
这种选择性使得在混合气体中,某些成分能够更快速地通过膜,而其他成分则受到较大的阻碍,从而实现了气体的分离。
1.2常见气体分离膜1.2.1聚合物膜:这类膜通常由高分子聚合物构成,如聚酰胺、聚丙烯等。
它们具有优异的渗透性能,可用于分离小分子气体,例如氢气和甲烷。
1.2.2无机膜:无机膜主要由无机材料构成,如氧化铝、硅等。
这些材料通常具有较高的热稳定性和机械强度,适用于高温、高压条件下的气体分离,例如对二氧化碳的捕集。
1.2.3混合膜:混合膜是由不同类型膜材料组合而成,以发挥各自优势。
这种设计可以使膜更好地适应不同的气体分离要求,提高整体性能。
1.3分离过程1.3.1吸附和膜渗透:混合气体首先与膜表面发生吸附,然后通过膜材料的渗透机制,其中一些组分更容易穿过膜。
科技论坛在当前我国石油化工行业发展的过程中,由于渗透汽化膜分离技术有着高效、经济等方面的特点,因此得到了人们的广泛应用。
这不仅使得石油化工产品的生产质量的效率得到进一步的提高,还很好的满足了现代化石油化工行业经济发展的相关要求。
而且随着社
会的不断发展,人们将一些先进的科学技术应用到其中,这就使得渗透汽化膜分离技术的各方面应用效果得到有效的提高。
下面我们就对渗透汽化膜分离技术以及在石油化工中的实际应用进行简要的介绍。
1渗透汽化膜分离技术的基本原理
所谓的渗透汽化膜也就是根据液体混合物中各个组成成分的溶解扩散性的不同,利用膜来对其进行分离的一种过程。
而在此过程中,人们则是通过渗透汽化的方式,在对其溶液进行加入,使得组分中的分压提升,使其膜在分压的推动下,来将溶液中存在的物质进行有效的处理,这就使得溶液的汽化分离效果得到有效的提升。
2渗透汽化膜
2.1有机膜。
我们在对溶液进行渗透汽化的过程中,渗透汽化膜在其中有着十分重要的意义,它的质量问题直接对整个渗透汽化分离的效果有着严重的影响。
因此我们对渗透汽化膜的选着有着十分重要的意义。
目前我们在对容易进行渗透汽化时,所采用的膜有很多种,我们可以根据其功能的不同将其划分成亲水膜、亲有机膜以及有机分离膜这三种。
这三种不同的渗透汽化膜在不同的环境下,其自身的应用效果也就存在着一定的差异,因此为了保障其自身的应用效果,我们就需要采用相应的技术手段来对其进行选取,从而
满足人们的相关要求。
目前在我国工业生产的过程中,主要是采用有机膜,这样不仅使得工业生产的质量得到了有效的保障,还节约了工程使得施工成本,从而使其经济效益得到了进一步的提高。
而且随着科学技术的不断进步,人们也将许多先进的技术手段应用到其中,这就使得渗透汽化膜分离技术的应用效果得到进一步的提高。
2.2无机膜。
在渗透汽化分离技术应用的过程中,无机膜由于有着量额稳定性和耐氧性,因此子啊当前我国工业生产的过程中,也得到了人们的广泛应用。
其中我们可以根据使用的材料不同将其划分成陶瓷膜、合金膜以及玻璃膜等,这种不同材料的无机膜在实际应用的过程中,其效果也不一样,为此我们在对其进行施工的过程中,就要根据其实际情况,来对其进行选取,从而使其应用效果得到有效的保障。
2.3有机-无机复合膜。
有机-无机复合膜兼顾了有机膜和无机膜的优点,其制备方法通常为Sol-Gel 法。
将有机-无机复合膜用于渗透蒸发还处于研究阶段,目前已商品化的有机-无机复合膜是一种交联的聚二甲基硅氧烷-硅酸盐/聚丙烯腈复合膜,可用于高度水溶性有机物的去除。
3渗透汽化膜组件
渗透汽化过程使用的膜组件可根据不同的膜材料和膜形状进
行选择,膜组件可以分为板框式、螺旋卷式、圆管式和中空纤维式4种。
有机膜主要采用板框式膜组件,便于分离器内物料的加热并减小渗透侧气体的流动阻力。
而管状无机膜主要采用圆管式膜组件。
为了降低温度极化和浓度极化效应导致膜分离性能降低的影响,阐述了一种新型恒温管式膜组件,原料液在由管状膜与加热腔形成的
环形夹层中进行换热和分离,原料液通过加热腔中的加热介质直接加热,
供给混合物分离所需的热量。
该膜组件可用于渗透汽化和蒸汽渗透膜分离过程,
也可用于膜分离与催化反应相结合以强化酯化反应、
酯交换反应等的催化膜反应器。
4渗透汽化在石化中的应用渗透汽化被开发为工业实用技术,至今已有20多年的历史。
国际上相继建成了100多套工业装置,这不仅证明了这一新型膜分离技术的可靠性,而且表明其在技术上具有先进性,充分显示出作为“绿色节能工艺”的优势和竞争力。
4.1有机溶剂脱水。
渗透汽化技术在有机溶剂脱水领域的工业化应用得到迅速发展,
广泛应用于醇类、酮类、醚类、酯类、胺类、酸类等有机溶剂的脱水。
在膜材料方面,
除了应用范围最广的聚乙烯醇/聚丙烯腈复合膜外,
世界范围内对无机膜(如分子筛膜)的开发和应用也在迅速发展。
它是一种在多孔氧化铝载体上制备NaA 分
子筛膜的方法,
所制备的NaA 分子筛膜在乙醇、异丙醇等有机溶剂的渗透汽化脱水过程中表现出优异的分离性能。
在此基础上,实现了NaA 分子筛膜的工业化应。
目前,在日本正在运行的NaA 型分子筛膜渗透汽化分离装置已有60多套。
相关学者以液体硅酸钠、铝酸钠和氢氧化钠为原料,在一种流动体系中制备了工业应用规格的
NaA 分子筛膜,
并建立了年生产能力100t 无水乙醇的分子筛膜渗透汽化分离装置,
该装置也可用于乙醇、异丙醇、四氢呋喃等有机溶剂的渗透汽化脱水,
且分离性能优良。
采用该装置对乙醇溶剂进行连续脱水100h 的考察,
实验结果表明,该装置具有良好的稳定性。
4.2废水中有机物的脱除。
工业废水中除含有易挥发性有机物外,往往还含有各种盐类,目前要处理该类工业废水非常困难。
如果采用传统的直接燃烧法,
盐类会腐蚀燃烧炉;如果采用普通的废水处理法,其中的有机物又会破坏后续生化处理过程中的生物活性。
采用渗透汽化技术则可以实现盐溶液和有机物的分离,
然后再采用传统方法分别处理盐溶液和有机物。
4.3有机混合物的分离。
在石油化工领域,常常有大量的有机混合物需要分离,
如从石脑油中回收甲苯、苯乙烯等芳香烃;降低燃料汽油中芳香烃的含量等。
对于相当部分恒沸物、
近沸物或同分异构体且它们含量差别较大的体系,
采用渗透蒸发技术,利用膜的选择性进行该类有机混合物的分离,
相对于传统的精馏法具有明显的优势。
在芳烃-脂肪烃混合物的分离中,
苯和环己烷的分离是最典型的
结束语
总而言之,在在我国是由化工行业发展的过程中,渗透汽化膜分离技术的实际应用,不仅使得石油化工技术的应用效果得到进一步的提升,还满足现代化石油化工行业发展的相关要求,从而使其生产质量得到有效的提高。
而且随着科学技术的不断进步,人们也将许多先进的科学技术应用其中,这就使得渗透汽化膜分离技术的
应用效果得到进一步的提高。
参考文献[1]张小明,吕高孟,雷骞,索继栓.流动体系中NaA 分子筛膜的制备及
渗透汽化分离性能研究[J].膜科学与技术,
2010(1).[2]张雄福,王金渠,刘长厚.ZSM-5型沸石膜的合成及应用于乙苯脱
氢反应研究进展[J].膜科学与技术,
2001(2).渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用
李健
(哈尔滨石油化工设计院,黑龙江哈尔滨150000)
摘要:在现代化社会经济发展的过程中,石油化工行业的发展有着十分重要的意义,这不仅有利于社会经济的发展,还有效的提高了人们的生活质量,满足了人们日常生活的进步要求。
而且随着时代的不断进步,人们为了使得石油化工生产效率和质量得到有效的保障也将许多先进的科学技术应用到其中,这就很好的满足了现代化石油化工行业发展的相关要求。
其中渗透汽化膜分离技术的应用,就使得石油化工技术的应用效果得到进一步的提升。
通过对渗透汽化膜分离技术的工作原理进行简要的介绍,讨论了渗透汽化膜分离技术在石油化工生产当中的实际应用,以供参考。
关键词:渗透汽化膜分离技术;石油化工;应用分析
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