綜述：高分子膜分離技術(shù)

1、高分子膜分離技術(shù)摘要:對現(xiàn)有的超濾、微濾、滲透汽化及氣體分離等膜技術(shù)在水處理和石油化工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀進行了綜述,分析了各種膜產(chǎn)品的市場占有率及未來發(fā)展趨勢.提出了利用膜分離技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益的可能途徑。關(guān)鍵詞:膜分離;水處理;氣體分離;石油化工一、研究背景膜分離過程作為現(xiàn)代材料科學(xué)、高分子物理化學(xué)以及化學(xué)工程交叉融會而形成的新型高效分離技術(shù),近10多年以來得到了顯著的技術(shù)進步和應(yīng)用市場發(fā)展.膜分離技術(shù)進步的動力主要來自兩個方面,現(xiàn)代分析技術(shù)和微細加工技術(shù)的發(fā)展使得從微觀或介觀尺寸上對材料加工過程進行有效控制成為現(xiàn)實,能夠高質(zhì)量地穩(wěn)定生產(chǎn)具有特定微觀結(jié)構(gòu)的分離膜.另

2、外,在工業(yè)生產(chǎn)過程中存在許多現(xiàn)有技術(shù)難于解決的技術(shù)難題,例如,對采油、煉油過程產(chǎn)生的大量含油污水深度處理和油田回注用水的低成本化;燃料油儲存、運輸過程中產(chǎn)生的大量有機蒸氣回收利用;膜分離能夠有效克服精餾過程恒沸點,降低精餾過程能耗等問題.以上技術(shù)需求極大地推動膜分離過程在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,所取得的成果為膜分離技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的推廣應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ).通過論述膜分離技術(shù)本身特征,分析了石油開采和石油產(chǎn)品加工過程膜分離技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀,以技術(shù)經(jīng)濟的綜合評價為基礎(chǔ),對膜分離技術(shù)在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用研究現(xiàn)狀和巨大的市場發(fā)展?jié)摿M行了闡述.二、研究現(xiàn)狀膜分離技術(shù)和分離膜市場膜分離是利用功能性分

3、離膜作為過濾介質(zhì),實現(xiàn)液體或氣體高度分離純化的現(xiàn)代高新技術(shù)之一.和普通過濾介質(zhì)相比較,分離膜具有更小的孔徑和更窄的孔徑分布.根據(jù)分離膜孔徑從大到小的順序,可以分為微濾(microfiltration)、超濾(ultrafiltration)、納濾(nanofiltration)和反滲透(reverseosmosis).如圖1所示,微孔濾膜孔徑在10.01Lm左右,可以有效除去水中的大部分微粒、細菌等雜質(zhì),超濾膜孔徑在幾十納米附近,能夠很容易地實現(xiàn)蛋白質(zhì)等大分子的分級、純化,能夠除去水中的病毒和熱原體.納濾膜和反滲透膜孔徑更小,大約在幾個埃(1U=1x10-1(m),能夠從水中脫除離子,達到海水

4、和苦咸水淡化目的.一般認為,當分離膜孔徑小于0.01Lm以后,分離作用的實現(xiàn),不僅僅依靠孔徑大小的/篩分0效果,分子或離子滲透通過膜材料時,滲透物和分離膜間的表面相到作用逐漸占據(jù)主要地位.氣體分離膜和滲透汽化膜的分離作用是依靠不同滲透組分在膜中溶解度和擴散系數(shù)不同來實現(xiàn),通?？捎萌芙鈹U散機理進行定量描述.例如,使用聚乙烯醇和聚丙烯腈為原料的滲透汽化PVA/PAN復(fù)合膜,能夠從乙醇水溶液中脫除微量的水生產(chǎn)無水乙醇,與萃取精餾、恒沸精餾相比,制取無水乙醇的能耗大約降低1/3左右。與現(xiàn)存的分離過程相比,膜分離過程在液體純化、濃縮、分離領(lǐng)域有其獨特的優(yōu)勢,膜分離過程大多無相變,在常溫下操作,設(shè)備和流程

5、簡單,容易實現(xiàn)工業(yè)放大等.近10多年以來,北美、歐洲、日本等發(fā)達國家的政府和大企業(yè)聯(lián)合,投入巨資開發(fā)研究.以反滲透分離膜為例,膜材料從初期單一的醋酸纖維素非對稱膜發(fā)展到表面聚合技術(shù)制成的交聯(lián)芳香族聚酰胺復(fù)合膜,操作壓力也擴展到高壓（海水淡化）膜、中壓（苦咸水淡化）膜、低壓（復(fù)合）膜和超低壓（復(fù)合）膜,80年代以來又開發(fā)出多種材質(zhì)的納濾膜.膜組件的形式近年來也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,除了傳統(tǒng)的中空纖維式、卷式、管式及板框式以外,又開發(fā)出回轉(zhuǎn)平膜和浸漬平膜等結(jié)構(gòu)形式.工業(yè)上應(yīng)用最多的是卷式膜,它占據(jù)了絕大多數(shù)陸地水脫鹽和越來越多的海水淡化市場,中空纖維膜在海水淡化應(yīng)用中仍占有很高的份額.與此同時,現(xiàn)有

6、的分離膜產(chǎn)品和膜分離技術(shù)市場不斷完善.目前,世界上能夠提供分離膜產(chǎn)品的著名廠商有幾十家,主要分布在北美、歐洲和日本,2000年的膜市場銷售額達到50億美元,預(yù)計今后35年內(nèi)將以8%的成長率發(fā)展,各種膜產(chǎn)品市場分布及其應(yīng)用領(lǐng)域見表1、表2所示.圖1根據(jù)分離膜孔徑不同進行分類表1世界膜技術(shù)市場概況1膜過程種類1998征銷竹5/100力美元年増氏率同膜滲析19仇10微濾曲0S超濾5()(104(10氣體分離23015電滲析1105陰透汽化10液膜分離汕10總計4080S分離膜產(chǎn)品的發(fā)展主要呈現(xiàn)兩種趨勢,其中之一是向著高度專業(yè)化方向發(fā)展,針對不同的使用場合和工藝技術(shù)條件,開發(fā)相應(yīng)的分離膜產(chǎn)品.例如,海

7、水淡化和苦咸水淡化用分離膜,雖然都是將水中的離子去除,但由于海水的含鹽濃度遠高于苦咸水,其滲透壓較高,反滲透膜分離過程需要更高操作壓力.日東電工和DowCo.分別生產(chǎn)不同類型的反滲透膜,使其在最佳工藝條件下運行,得到最大滲透能量和最低能耗.由于分離膜工藝技術(shù)的進步和生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,生產(chǎn)成本得到大幅度降低,分離膜的市場價格呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢.膜分離技術(shù)與其它分離方法的競爭過程中,示出更加明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,被更多的用戶所接受。應(yīng)用對徐1998年銷竹額門00力美冗年堆艮率坤透析和過濾2200血戕供氧3502脫鹽35010水凈化和污水處理4S010W分離100常代品工業(yè)20010生物化工15015

8、電化學(xué)工業(yè)150常醫(yī)療診斷15010總計4130當膜分離技術(shù)在水處理過程中應(yīng)用在石油、天然氣的勘探、開采、運輸和煉制加工,以及在石油化工的多種加工過程中,需要大量不同等級的水,同時還要處理不同種類的廢水。將膜分離技術(shù)應(yīng)用到這些場合,能夠提供成本低、水質(zhì)穩(wěn)定、符合工藝要求的各種工藝用水。海水和苦咸水淡化我國的石油資源大多數(shù)儲存在沙漠地區(qū)和深海大陸架,開采過程中工程人員和生產(chǎn)設(shè)備用水問題一直沒有得到很好解決,原有的勘探、開采過程成本高,生產(chǎn)生活條件艱苦.反滲透裝臵具有流程簡單、裝臵集成度高、易于安裝運輸以及適合野外作業(yè)使用等特點,可以直接安裝在海上平臺,將海水淡化后直接使用,有效緩解上述問題。石油

9、化工過程中的發(fā)電、各式鍋爐運行需要大量軟化后的純水,采用反滲透或電滲析制備純水是國際上公認的新型工藝,具有水質(zhì)高、處理過程成本低、操作簡單、環(huán)境友好等優(yōu)點,避免了在采用離子交換樹脂時頻繁再生導(dǎo)致的廢酸、廢堿溶液的排放,消除了環(huán)境污染及大量樹脂破碎流失的問題.反滲透和電滲析制備純水工藝在石油化工過程中存在巨大的需求和潛在的市場。油田回注過程用水處理我國的大部分油田采用二次采油（或三次采油工藝）,原油脫水后會產(chǎn)生大量油田廢水.與此同時,為了保證單井連續(xù)高產(chǎn)和穩(wěn)定的地層結(jié)構(gòu),需要用高壓泵把水向地下回注.采油廢水經(jīng)過深度處理,達到回注用水標準后實現(xiàn)再利用,在消除采油廢水對地表水污染的同時,充分利用了現(xiàn)

10、有的寶貴水資源,因而具有巨大的社會經(jīng)濟效益和廣闊應(yīng)用前景.利用中空纖維超濾膜將地表水處理后用于油田回注的工藝實驗研究已取得成功經(jīng)驗2,實驗中采用孔徑為510nm的聚砜中空纖維超濾膜,每只組件膜面積7m2,將34只超濾組件并聯(lián)安裝,在小于0.3MPa的壓差下操作,每小時產(chǎn)水總量大約為20m3如圖2所示，以黃河水為原水，經(jīng)過預(yù)處理以后進入中空纖維超濾器超濾膜產(chǎn)水進入中間儲槽,然后由給水泵送到高壓柱塞泵注入地下.圖2用于油田回注水處理的中空纖維超濾過程實驗研究在勝利油田實施，裝置累計運行了1年零8個月，共計6582h,處理水量1.12x105m3,超濾產(chǎn)水全部用于回注.當原水中的懸浮固體質(zhì)量濃度3m

11、g/L,顆粒直徑3Lm時，經(jīng)過中空纖維超濾處理，可使懸浮固體質(zhì)量濃度1mg/L，去除率高于97%.采用超濾水回注，單井日產(chǎn)原油平均增加44%左右，經(jīng)濟效益分析見表3。表3中空纖維超濾膜用于油田回注水處理經(jīng)濟指標分析項目數(shù)額實驗裝置20m*h)次投贊/元玻堿再1法用門心帚L)反沖洗水量/1廠)反沖洗水量(W1.5aJiti1計/兀i廠I裝置運行迫資門兒帚J折舊費(冋收期8按投說12-列計”元年大修跖:按折眉法張1計)門兒1H常維護餐i按投說卻計)/i7L-u-)經(jīng)營法/兀年產(chǎn)水mJ超濾制水成本口元5廠*)前處理側(cè)兀5廠)水處理成本門兒“廠3)1.271012005475S212.58952880

12、01.58x104889025()5.72x1041.75x10-0.弟1.151.4S超濾水回注使得該地區(qū)地層壓力明顯回升，單井原油產(chǎn)量平均增加17t/d,若以5口油井計算，年平均生產(chǎn)300天，年增加產(chǎn)量達到25000t,扣除水處理和回注費用后，每年凈增經(jīng)濟效益2550余萬元。膜分離技術(shù)在分離有機溶劑體系的應(yīng)用利用膜分離技術(shù)進行有機溶劑均相混合物分離,通常使用具有致密結(jié)構(gòu)的分離膜，以滲透汽化(perva-poration)或蒸氣滲透(vaporpermeation)方式進行.由于混合物中不同組分分子在膜表面溶解度和膜內(nèi)擴散系數(shù)差異達到分離目的,需要克服有機物分子引起的分離膜過度“溶脹”和膜結(jié)

13、構(gòu)劣化問題.可以采用交聯(lián)、共混、接枝等多種高分子材料加工方法改善膜分離性能.將高濃度乙醇脫水得到無水乙醇的滲透汽化分離膜和從空氣中回收有機蒸氣的分離膜得到工業(yè)化應(yīng)用.有機溶劑脫水膜分離技術(shù)大多數(shù)有機溶劑(如醇類、酮類、酯類等)中常含有少量水，通常使用精餾技術(shù)進行分離與純化.由于它們和水形成共沸物，需要用恒沸精餾、萃取精餾等特殊分離精制工藝脫水，存在工藝復(fù)雜、能耗高等問題.使用膜分離技術(shù)進行有機溶劑脫水不存在恒沸點，容易實現(xiàn)有機溶劑混合物中微量水脫除，與精餾方法相比，大幅度降低了分離過程能耗.1982年德國GFT公司研制成功用于滲透汽化過程的復(fù)合膜，在聚丙烯腈超濾膜表面涂覆聚乙烯醇，采用馬來酸交

14、聯(lián)方式增強其耐水性，在世界上首次建立日產(chǎn)1500L無水乙醇的示范裝置，奠定工業(yè)化應(yīng)用基礎(chǔ),同年在巴西建成日產(chǎn)1300L無水乙醇中試裝置.1988年又在法國Betheniville鎮(zhèn)建成世界上最大的滲透汽化膜分離工業(yè)裝置，以930P0的乙醇/水混合物為原料,產(chǎn)品中乙醇的質(zhì)量分數(shù)大于0.99&采用板框式膜組件，膜面積為2100m2,日產(chǎn)無水乙醇120t.迄今為止，世界上已有140多套滲透汽化膜分離工業(yè)裝置在運行，取得明顯的提高溶劑純度和節(jié)省能耗效果.有機蒸氣回收的膜分離技術(shù)煉油廠油庫和石油化工等部門把高揮發(fā)性油類裝入油罐、油輪和油槽車，進行裝卸和運輸過程,會產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機蒸氣它們排入大氣中與N

15、O共同形成x光化學(xué)污染物，是大氣環(huán)境保護中嚴格限制的污染源，同時有機蒸氣排放造成大量油品浪費.因此，利用膜分離技術(shù)將空氣中的燃油蒸氣回收，在防止大氣污染的同時，回收寶貴的石油資源，具有雙重社會經(jīng)濟效益，引起各方面關(guān)注.日本鋼管公司和日東電工聯(lián)合開發(fā)成功了聚二甲基硅氧烷為主體材料的卷式膜分離組件，建設(shè)了每小時處理1350m3的燃油處理裝置,代替原有的深冷法和吸附法3.該裝置運行為自動化管理，通過監(jiān)測有無燃料油氣體，產(chǎn)生自動啟動和停止工作.該裝置運行的經(jīng)濟指標分析見表4.表4膜分離方法回收燃料油蒸氣的經(jīng)濟指標分析項日工與指標氣體種類汽油蒸氣和空氣混合物處理/l：iri-h-)1煩輸入儲油槽的汽油f

16、lyKL2002冋收的汽油量/L3669設(shè)備運轉(zhuǎn)吋ftd/min140耗KW-li)343一7裝置性能1訓(xùn)收率堿以匚排放氣體中燒類休積分類小58回收的汽油量約等于輸入油量的0.18%,回收1L汽油耗電0.0938KW*h,技術(shù)經(jīng)濟性能相當可觀.有機溶劑混合物純化的膜分離技術(shù)利用膜分離方法進行芳烴/烷烴分離,生產(chǎn)高品質(zhì)的清潔燃料是一種切實可行的工藝路線.美國EXXON公司開發(fā)成功了聚酰亞胺/聚酯的高分子共聚物分離膜,用于石油化工中的粗汽油催化重整過程,分離出其中的芳香族成分,有效提高成品油質(zhì)量4.與傳統(tǒng)的精餾、萃取等工藝過程相比,利用膜分離技術(shù)脫除汽油、柴油和溶劑油中少量殘存的芳烴、烯烴和有機硫

17、化物,具有選擇性高、節(jié)省能耗、設(shè)備簡單、一次性投資和生產(chǎn)運行費用低等優(yōu)點,被認為是21世紀最有發(fā)展前景的分離技術(shù)之一.美國能源部曾組織國際著名膜分離專家對現(xiàn)有7個膜過程中選出的38項優(yōu)先研究課題進行評估,選定有機溶劑混合物分離膜研究課題居于首位.利用膜分離技術(shù)進行汽油、柴油的分離純化、工業(yè)裝臵開發(fā)的核心任務(wù)是研制選擇性高、滲透通量大、使用性能穩(wěn)定的滲透汽化膜.膜分離過程可以用來分離具有恒沸組成的有機溶劑混合物,也可以將膜分離和精餾過程相結(jié)合,達到大幅度降低分離過程能耗目的.研究人員已經(jīng)對分離有機溶劑體系的滲透汽化膜進行了大量研究,其中包括典型的芳香烴/烷烴、芳香烴/醇、醇/醚、環(huán)己烷/環(huán)己醇等

18、體系5-6,以及滲透汽化和其他分離技術(shù)相耦合,發(fā)揮各自優(yōu)勢,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化.由于有機溶劑分離過程膜材料的高度專一性,分離膜需要良好的耐有機溶劑侵蝕,制備性能優(yōu)良的分離膜尚處于實驗室探索階段.為了加快研究開發(fā)進程和提高效率,從理論上揭開溶劑滲透過程的物理化學(xué)本質(zhì),最近的研究工作提出有機溶劑分離膜分子設(shè)計的概念,并研制出性能優(yōu)良的脫除鹵代烴化合物的分離膜7-8.隨著不斷的技術(shù)進步和知識創(chuàng)新,有機溶劑分離膜有可能在近年進入工業(yè)應(yīng)用階段.三、新方案膜分離在氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用1979年Monsanto公司首次研制成功Prism中空纖維N2/H2分離系統(tǒng),用于合成氨馳放氣中氫氣回收.1985年

19、美國Generon公司又向市場推出以富氮為目的空氣分離器.目前,氣體膜分離裝臵的制造廠商20多家,1995年銷售額15億美元,預(yù)計在2005年前每年將以15%的速度增長,明顯高于其它分離膜品種的市場增長率.氫氣回收過程以焦炭、重油或天然氣為原料進行合成氨的生產(chǎn)過程中,隨著合成塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進行,無法進行反應(yīng)的惰性氣體逐漸累積,從而導(dǎo)致入塔循環(huán)氣中氫氣分壓降低,使轉(zhuǎn)化率下降,塔內(nèi)壓力升高.為了保證生產(chǎn)正常進行,需要經(jīng)常把部分合成氣排放出循環(huán)系統(tǒng),這部分氣體被稱作馳放氣.由于馳放氣將惰性氣體及時帶出循環(huán)系統(tǒng),從而維持合成塔中氫氣分壓,保證一定的轉(zhuǎn)化率.現(xiàn)在,馳放氣的處理通常是送至燃燒爐作為燃料,或

20、者作為生活煤氣.由于馳放氣中所含的氫氣高達60%（體積分數(shù)）以上,氫氣的熱值比甲烷低得多,直接燃燒很不經(jīng)濟.利用氣體分離膜技術(shù)回收氫氣是國際上近10多年以來在合成氨工藝中采用的一項新技術(shù),可以直接利用馳放氣的壓力作為膜分離過程推動力,隨著降壓完成回收氫氣.通常情況將合成系統(tǒng)的2832MPa吹除氣，經(jīng)薄膜調(diào)節(jié)閥減壓到1012MPa送水洗塔，徹底凈化氣體中所含的少量氨，經(jīng)過套管預(yù)熱器升溫到4050C后進入膜分離器.兩級膜分離的產(chǎn)氣中氫氣體積分數(shù)達到98%以上，壓力在0.5MPa左右.利用氣體膜分離技術(shù)回收合成氨的馳放氣具有明顯經(jīng)濟效益.一般情況，中小型合成氨廠引入該技術(shù)后，將回收的氫氣返回合成系統(tǒng)

21、，原有生產(chǎn)條件不變情況下，可增產(chǎn)氨3%4%.由于合成系統(tǒng)壓力降低35MPa,循環(huán)機功率消耗降低，生產(chǎn)每t氨節(jié)電40KW*h以上，同時合成塔的轉(zhuǎn)化率升高，生產(chǎn)能力能提高近1/5.截至目前,氣體膜分離技術(shù)回收合成氨馳放氣中氫氣的裝臵，國內(nèi)有120多套，在20多個省市運行，每年可增產(chǎn)合成氨10萬t以上，以及尿素15萬t,價值3億多元人民幣.天然氣脫濕純化過程從油氣田開采出的天然氣中通常含有一定量的水蒸汽，當外界環(huán)境發(fā)生變化時，冷凝后形成液態(tài)水，固化成冰，增加遠距離天然氣輸送過程能耗，減小管路輸送能力，嚴重情況還會阻塞管路和閥門，影響正常輸氣工作.另外，水分子的存在加速天然氣中酸性氣體（h2s,co2

22、等）對管路和設(shè)備的腐蝕.脫水過程是實現(xiàn)遠距離輸送天然氣的技術(shù)關(guān)鍵.與傳統(tǒng)的天然氣脫濕技術(shù)（化學(xué)吸收、物理吸附和冷凍干燥）相比，膜分離過程具有操作連續(xù)、無需再生、無二次污染、設(shè)備操作靈活方便、集成度高和節(jié)省空間等明顯技術(shù)優(yōu)勢.據(jù)文獻報道，針對我國陜西長慶氣田的產(chǎn)氣條件，開展了每天處理1.2x105m3的天然氣脫濕工業(yè)實驗研究.裝置由前處理、膜分離單元和后處理三部分組成，使用8根5200 x2000的膜組件，構(gòu)成4組膜分離單元并聯(lián)運行在5.3MPa壓力下工作，每組膜分離單元處理天然氣3x104m3/d.實驗結(jié)果表明:采用膜分離技術(shù)能夠有效脫除天然氣中的水蒸氣，保證天然氣管路正常送氣輸氣壓力下凈化后

23、天然氣露點達到-8-13C，甲烷回收率97%，對天然氣原料中水蒸氣含量變化具有一定適應(yīng)能力.膜分離法氮氣制備以及在石油開采中應(yīng)用氮氣作為價廉易得的惰性氣體，在石油化工的各個領(lǐng)域，包括鉆井、采油、油田保護、原油運輸?shù)裙I(yè)過程中發(fā)揮顯著的作用，近年來氮氣需求量呈現(xiàn)明顯上升趨勢.可以通過深冷精餾、變壓吸附和膜分離制取高純度氮氣.由于氣體膜分離材料的不斷進步使得膜法富氮成本不斷降低，以及膜分離技術(shù)具有流程簡單、操作方便、裝臵體積小、操作彈性大、易于車載運輸?shù)忍攸c,在石油開采過程中的應(yīng)用受到格外關(guān)注.欠平衡鉆井是20世紀的十大鉆井技術(shù)之一.在鉆井過程中,利用自然條件和人工方法,使井筒內(nèi)液柱壓力低于所鉆地

24、層壓力,從而在井筒內(nèi)形成負壓的鉆井過程稱作欠平衡鉆井技術(shù).采用欠平衡鉆井,能夠減輕或消除鉆井液對地層的侵蝕,有效保護油氣層;良好的產(chǎn)層顯示,有助于達到勘探目的;同時能降低井噴風險,提高鉆井速度.通常采用向鉆井液中加入氮氣的方法形成欠平衡條件,避免直接加入空氣鉆井時引起井下爆炸、起火和鉆具腐蝕等問題。國內(nèi)曾使用美國Generon公司生產(chǎn)的膜法富氮裝臵,在鉆井現(xiàn)場制備純度95%99%的氮氣，供氣量6002400m3/h，壓力達到40MPa左右.由于膜分離裝置緊湊,運行過程無運動部件,穩(wěn)定可靠,適應(yīng)性強,可以直接安裝在車上,便于油田野外作業(yè).在采油過程中通過往井下注入氮氣和水蒸氣混合物，能夠有效提高

25、地層壓力，增加原油產(chǎn)量.在遼河油田的蒸汽-氮氣混合驅(qū)動采油工藝試驗中累計注入氮氣4.32x105m3,水蒸氣6.83x103m3,使得地層壓力從1.4MPa上升為2.74MPa,日產(chǎn)原油從26.4t/d增加到53.6t/d,油井含水從74%下降到66.3%，開采效果明顯改善.膜分離技術(shù)制備氮氣具有裝置簡單、易于實現(xiàn)等特點,氮氣壓力能夠達到25MPa,適合于稠油蒸汽吞吐井、蒸汽驅(qū)井、稀油低滲透油井、高凝油井開采等,在油田生產(chǎn)中具有廣闊應(yīng)用前景.四、結(jié)論通過對近年來膜分離技術(shù)世界市場的變化趨勢分析,以及膜分離技術(shù)在石油化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用研究實例歸納,得出以下幾方面結(jié)論.膜分離過程是現(xiàn)代材料科學(xué)和

26、化學(xué)工程學(xué)相結(jié)合而形成的新型高效分離技術(shù),具有操作簡便、穩(wěn)定性高、易于工業(yè)放大等特點,能夠滿足石油化工領(lǐng)域許多場合的技術(shù)需求,能夠提高石油化工行業(yè)生產(chǎn)效益,以及在國際市場的競爭力.膜分離技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)取得豐富的工程經(jīng)驗,創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟效益.根據(jù)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)特點,對現(xiàn)有膜裝置進行技術(shù)改造后在石化行業(yè)推廣是解決石化行業(yè)水處理過程問題的有效途徑.將膜分離技術(shù)和現(xiàn)有有機溶劑分離過程相結(jié)合,用于燃料油蒸汽回收和溶劑純化過程,能夠充分發(fā)揮各自特長,達到減少環(huán)境污染,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)能耗目的.膜分離技術(shù)在原油的勘探、開采、運輸和儲備中的應(yīng)用,是國際上石油化工企業(yè)的高新技術(shù)之一,工程實

27、踐證明該技術(shù)的可行性.國內(nèi)尚處于探索階段,需要石化企業(yè)和各級管理部門組織廣大工程技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān),可望取得巨大的經(jīng)濟效益.五、參考文獻STRATHMANNH.Membraneseparationprocesses:currentrelevanceandfutureopportunitiesJ.AIChEJournal,2001,47(5):1077-1087.何桂華聚砜中空纖維超濾膜在油田注入水處理中的應(yīng)用J.膜科學(xué)與技術(shù),1998,18(2):16-21.易斌日本開發(fā)出利用氣體分離膜回收有機蒸氣的裝置J中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),1995,(8):30-31.HOWS,SARTORIG,THALERWA,

28、etal.Hard/softsegmentcopolymermembranesforaromatics/saturatessep-arationA.InternationalCongressonMembraneandMem-braneProcessesC.Janpan:Yokohama,1996.18-23.KIMSG,LIMGT,JEGALJ,etal.PervaporationseparationofMTBE(methyltert-butylether)andmethanolmixturesthroughpolyioncomplexcompositemembranesconsistingofsodiumalginate/chitosanJ.JournalofMembraneScience,2000,174:1-15.KAIT,TSURUT,NKAOS,etal.Preparationofhol