膜分离技术在石化工业中的应用

在膜分离过程中，根据膜的孔径大小，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，相应的工艺则有微滤技术、超滤技术、纳滤技术和反渗透技术等。膜分离技术的主要应用在石油化工、油品再生及水处理等领域。

膜分离技术在石化工业中的应用

膜技术的发展，特别是膜分离技术及膜反应器的技术，因石油化工工业的发展而得到了应用，反过来也推动了石油工业的发展。

1氢气的分离回收

在合成氨的工艺过程中，因为工艺要求，会定时排放含有大量氢气的循环气(氢气含量高达50% )。传统的氢气回收技术因为经济成本过高，阻碍了合成氨技术的进步。自上世纪开始，采用膜分离技术分离合成氨过程中的氢气，已经取得了显著的经济成效，大连化物所开发的二级膜分离工艺，即把一级膜分离后的氢气再进一步分离，可得到体积分数为99%的氢气，目前国内已有数十家生产厂采用此技术，经济效果显著。

在合成甲醇的工艺过程中，同样存在氢气的回收问题。1979年，美国首先采用膜分离技术分离甲醇合成过程中排放的尾气中的氢气，以天然气为原料、年产30万吨甲醇的厂家，采用膜分离技术回收氢气后，可使甲醇增产2.5%、天然气费用节省23%在石油炼制过程中，会产生大量的含氢气体，zui初由于没有较为合适的回收方法，这些混合气体被直接燃烧，造成了资源的极大浪费。上世纪80年代，日本成功地将气体膜分离技术用于炼厂回收氢气。通过膜分离技术、深冷法和PSA吸附这三种技术对氢气回收的效果，发现膜分离技术具有分离效率高、能耗少、冷却水耗量小、投资费用低和设备占地小等优点。采用膜分离技术回收催化重整、催化裂化和加氢精制过程中产生的氢气混合气，可见膜分离技术具有良好的回收氢气的效果。

膜分离法是目前国内炼厂回收氢气的主要技术，如在燕山石化、齐鲁石化、抚顺石油一厂等大型炼化厂，该技术得到了广泛的应用，这也是炼油工业制氢越来越重视的一个方向。总结国内炼厂中氢气的回收工艺，以膜分离技术和深冷技术系统结合的新技术将在未来的炼厂回收氢气的工艺中展现出独特的优势。

2有机蒸汽的分离回收

在石油炼制及化工厂中，高挥发油的运输和生产会产生大量的有机蒸汽，蒸汽不仅易燃易爆，而且有许多强烈的致癌物(如苯、多环芳烃等)，直接排放和燃烧会造成光化学污染。采用膜分离技术回收有机蒸汽中的有用化合物，在防止环境被破坏的同时，能够回收宝贵的石油资源，具有社会效益和经济效益。

日本钢管公司同日东电工联合开发成功了以聚二甲基硅氧烷为主体材料的卷式膜分离组件，成功地将其应用于有机蒸汽的处理装置。该装置实行自动化管理，能够自动开启和停止对有机蒸汽的处理。同时期我国公司也开始了相应的研究。大连化物所及吉化公司等对年产10万吨的聚乙烯的工艺流程中聚乙烯清洗塔产生的废气进行膜分离技术的应用，结果表明在含有氢气、氮气、乙烯、乙烷和1一丁烯的混合物中，经过膜分离后，乙烯和1一丁烯都被浓缩了2-3倍，回收率为60%-70%，回收的经济效益显著。据估计，1一丁烯每年的回收量就价值80^-100万元，而这套装置投资仅为30万元。

3催化裂化装置的富氧再生

膜富氧法是指用膜技术制备氧含量比空气高的含氧气体的方法，该技术具有设备简单、操作方便、安全、起动快、规模可小可中、不污染环境、投资少、用途广等优点。

随着对汽油需求量的增加及质量的提高，许多催化裂化装置开始掺进渣油，这导致反应过程中结焦量的增加，因而要求催化裂化装置有更大的再生能力，故需提高空气中的氧含量。国外进行催化裂化装置富氧再生的工厂较多，此工艺具有以下优点:①提高了装置的处理能力和转化率;②提高了渣油的掺炼比，从而提高了效益。国内同样具有膜分离技术应用于催化裂化装置富氧再生的工厂，如燕山石化通过富氧再生工艺，再生器烧焦能力提高了21. 2%，掺炼减压渣油的质量分数提高了28%，再生催化剂烧焦强度可提高32%，装置的处理能力和操作弹性得到了提高，该装置的投资回收较快。

在过去的几十年中，膜分离技术在化学工业中发挥了巨大的作用，创造了极大的经济效益，并降低了相关工艺过程中的能耗，展现了巨大的发展潜力。基于此，可以预测，膜技术在未来的发展中，将更加注重以下两个方面:①膜材料的进一步研发。膜材料的性能直接影响分离的效果和效率。②膜分离工艺进一步成熟。良好的工艺能够降低能耗及优化膜操作参数。在未来竞争程度日益加剧的化工领域，膜分离技术与膜反应器的研究有望得到长足的发展和应用。