李小建
新疆新业能源化工有限责任公司 新疆 831300
摘要：随着我国科学技术的不断发展，化工技术逐渐成熟。超滤技术是比较先进的生产技术之一，它可以进一步提高分离效果，而且高效、节能，非常有利于化工行业的可持续发展。但是，在化工企业应用超滤技术时，需要进一步改进和优化超滤工艺，以充分发挥超滤技术的优势，提高化工生产效率。
关键词：化工技术；工艺；超滤技术；应用
1、超滤技术
目前，超滤技术的应用主要体现在两个方面：一是通过对优质纤维材料的处理，适当增加孔隙率，使纤维材料具有较高的精度和孔隙率，达到良好的过滤效果，同时有效延长纤维材料滤料的使用寿命。二是增加过滤面积，提高过滤介质的利用率。作为一种常用的方法，它是通过折叠式过滤器来增加气液流通面积。在实际应用中，超滤技术主要用于气液分离，有效地提高了物料的分离精度。对于需要分离的不同介质，由于物理化学性质的不同，有必要选择科学的超滤膜，以保证所选择的超滤膜材料具有较高的应用效率。其中，超滤膜是一种高分子分离膜材料，是实现其技术功能的关键。保持高的分离效果和效率是关键。因此，在实际应用中，必须保证选用的超滤膜具有较高的强度、化学稳定性和透水性。根据材料的不同，超滤膜可分为有机膜和无机膜，无机膜由陶瓷膜和金属膜组成，有机膜由高分子材料制成。根据膜的形状可分为平板膜、中空纤维膜、毛细管膜和管状膜。从实践经验来看，最常见的化工产品是不对称膜。超滤技术的核心是气液分离。根据所需的分离精度和工艺条件，选择最合适的过滤器类型组合。
2、超滤应用的必要性
为了进一步了解超滤的应用特点，应分析超滤应用过程中微粒的形成过程和分布特征。颗粒的形成过程主要有三个，第一个是重力作用，作用下形成的颗粒直径较大，颗粒一般呈雾滴状，直径大于100μm；第二个是压力因素，作用下形成的颗粒也是水滴状，直径比前者小，一般10～100μm。第三是温度系数。在这个因素作用下形成的粒子是凝聚粒子，其直径在0.01～10μm之间，在化工生产中，最后一个粒子是最常见的，在温度作用下形成的粒子有两种，即极性粒子和非极性粒子，前者粒径在1～10μm之间，后者粒径在0.01～1μm之间，在分离过程中，如果采用传统的分离方式，粒径在10～100μm时分离效果最好，分离效果明显，而超滤技术在这种分离中的应用更为有效，它可以实现小直径颗粒的分离，大大提高分离物质的纯度，同时也对该工艺合成的产品质量有很大影响，可以提高其质量，促进产品质量的提高整体生产效率。
3、超滤技术在化工过程中的实际应用
3.1 在合成氨氨分离改造中的应用
超滤技术在氨合成和氨分离中的应用，不仅可以降低能耗，而且可以提高产品产量，最重要的是提高分离效率。与其它生产工艺相比，分离效率提高到50%以上。首先，超滤技术在氨合成中的应用主要体现在：（1）杂质的去除，如去除空气中的油、水粉尘；（2）降低能耗，如在新鲜气管道中，可以设置两级超滤设备，以提高分离效率，而不消耗太多的能量。特别是可以改善冷交换器设备积碳、油污堵塞。由于超滤技术的过滤效果很强，可以去除各种杂质，减少杂质污染。因此，可以有效地保护合成塔，延长合成塔的使用寿命。其次，在氨分离方面，超滤技术也发挥了显著的应用优势。氨分离是指氨从气体中分离出来，经过处理后制成液氨。在这个过程中，关键作用是超滤膜，它能将液氮与气体分离，避免更多的氨进入合成塔。这可以降低塔氨质量分数，提高氨分离效率。此外，在实际应用中，一些企业将利用超滤膜作为原料，借助反渗透膜进行氨分离，生产膜生物反应器。显然，超滤技术的应用可以有效地提高合成氨氨分离工艺水平，提高产品收率。例如，湖南某企业应用超滤技术后，合成塔进口氨质量分数下降约1.4%，氨年产量显著提高。
3.2水处理应用
目前，超滤设备已经研制成功，其主要原理是以压力为推力，利用膜分离功能，将直径为0.002～0.100m的杂质筛选出来，然后有效去除水中微生物、蛋白质、高分子等物质，小分子将通过膜。这样，大分子和小分子被分离，水被净化。而且超滤技术的应用只需要室温状态，不加热，因此不会消耗太多的能量。它不仅可以提高水处理质量，而且可以节约能源，降低消耗。此外，超滤技术还可用于海水淡化、城市污水处理、工业废水处理等工作。例如，在城市污水处理中，主要采用超滤膜去除污水中氨氮，进而实现污水的二次利用。在工业废水处理中，超滤膜主要用于去除悬浮颗粒和油脂，实现工业废水的净化。因此，超滤技术在水处理工艺中的应用，可以有效地保证水处理的质量，提高水处理工艺水平。
3.3 超滤技术在硝酸和硝酸铵合成中的应用
在硝酸和硝酸铵的合成中，采用了超滤技术，但效果明显不同。在硝酸合成中应用超滤技术，不仅可以去除液氨中的油污，而且可以保护催化剂的铂网，减少铂网的清洗次数，延长其使用寿命，降低工艺成本。超滤技术在硝酸铵中的应用是为了去除液氨中的油污，提高整个过程的安全性，降低合成风险，提高其使用的安全性，促进企业的经济发展。
3.4 变换空气过滤的应用
一般来说，转化气主要是指利用转化装置对反应合成气进行转化。转化气过滤是将合成气通过转化装置过滤，达到净化合成气的目的。例如，可以除去变换气中的油和水杂质。与其它过滤方法相比，超滤法的应用不仅可以保证过滤效果，而且可以减少气体杂质对生产设备的腐蚀，延长生产设备的使用寿命，降低生产成本。例如，该方法可用于尿素生产。CO2汽提尿素生产工艺包括CO2压缩脱氢、液氮增压、合成、汽提、循环、蒸发造粒、贮存、包装、解吸、水解等。在CO2压缩脱氢过程中，超滤装置能有效去除CO2中的油污，改善压缩机油污染，提高传热效率，降低生产能耗，保证生产产品质量。目前，随着超滤技术的广泛应用，越来越多的企业将超滤技术应用于尿素合成，一些企业也对超滤技术的应用进行了优化和改进。总之，超滤技术可以有效地改善尿素生产工艺。
3.5 超滤技术在循环机回油分离器中的应用
传统循环机的油分离器将气液分离后，气体中还含有油污染和小液滴等杂质，不是纯气体。将超滤技术应用于循环机后油分离器中，可以净化气体，分离出气体中的所有油水杂质，有效保护合成催化剂，降低工艺能耗。湖南合成氨企业是国内首家将超滤技术应用于循环机后油分离器的企业。通过这项技术的应用，企业分离出了大量油水混合物。同时，催化剂的使用寿命也大大提高，整个企业的生产效率也大大提高。此后，许多企业效仿这家企业的做法，将超滤技术应用于油分离器后循环机上，并取得了显著成效。
3.6 尿素生产中的应用
超滤技术在尿素生产中的应用主要是为了快速去除CO2气体中的油污，降低能耗，提高尿素生产质量。将超滤技术应用于CO2压缩机后，一、二级位置将发生重大变化，油污染分解率迅速提高，对设备的影响减小，传热效率大大提高，尿素的生产，颜色白，质地好，质量有了明显提高。
4、结论
超滤是一种先进高效的膜分离技术。它在化工生产中有着非常广泛的应用，能有效地促进我国化学工业的发展。要充分发挥超滤技术的优势，技术人员必须结合化工生产实际，合理选择超滤技术的应用形式和途径，深入研究超滤膜材料，优化其分离性能，拓宽应用领域适用范围。只有这样，才能深化超滤技术的应用，真正提高我国化工生产工艺水平。
参考文献
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