膜分离技术在石油化工领域的应用研究

膜分离技术在石油化工领域的应用研究

伍怀东

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摘要：我国经济的不断快速发展，使得资源短缺、污染环境问题逐一呈现出来，石油化工行业是我国经济发展的重要组成，而其造成的环境问题极为严重，因此必须加大节能环保技术的应用，以适应社会的发展需求。利用膜分离技术对含油污水进行处理可以实现较好的处理效果，本文就该膜分离技术对于污水处理展开探讨。

关键词：膜分离技术；石油化工；有效应用

膜分离属于分离技术之一，上世纪初期，国际上开始对膜分离技术进行研究，在五六十年代发展迅速，逐渐被应用于多个领域中，特别是石油化工生产中的效果比较显著，它具有经济、高效、安全、清洁等优点，相对于传统技术而言，消耗能源量更少，经济效益更高。本文将针对膜分离技术在石油化工领域中的应用进行分析，报告如下。

1.膜分离技术

1.1概述

工业的发展使得环境问题越加突出，人类生产及生活产生的各种废弃物远远超出了自然净化速度，且很多污染物都是不可分解，大自然很难将其消化，进而使得天然净化系统遭到严重破坏，人们居住的环境质量越来越差。膜分离技术能够对回收的资源进行再利用，为保护环境发挥作用。膜分离技术的开展及呈现，促进了经济与环境问题的和谐发展，区别于传统锅炉技术，膜分离技术能够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出不同的物质，其主要原理为利用物质中不同组分在高分子材料上扩散系数大小不同而达到分离的目的。石油化工产品应用膜分离技术其实是渗透汽化膜分离技术，简称PV，它能够用于有机溶剂、混合溶剂的脱水；废水中溶剂回收；有机混合物的分离；化学反应中的溶剂脱水等等。

1.2优势

膜分离技术无需加入其他物质，实现了节约资源和保护环境的目的，同时大多数膜分离过程不会发生相变反应，因此能耗较低；在环境比较温和情况下，膜分离技术更适用于热敏性物质的分离、分级、富集和浓缩；膜分离技术能够有效实现分离与浓缩、分离与反应，提高了分离效率；膜分离技术应用非常广泛，既适用于病毒、细菌及微粒等有机物或无机物的分离，还适用特殊溶液体系的分离；膜分离技术中膜组件极其简单，可以连续操作，容易与其他分离过程和反应过程耦合，实现自控、维修及扩大的目的；此外，膜分离技术具有较高的灵活性。

1.3膜的类型

膜分离技术的应用效果与膜的质量好坏密不可分，膜的质量也是膜分离技术的核心。要想保证膜分离技术的效果，必须在实施这项技术前选择好渗透汽化膜，以生产需要为原则作出针对性的原则，确保整体的适用性。渗透汽化膜种类繁多，不同的膜所具备的功能也不尽相同，因此在选择上必须满足分离需要。通常渗透汽化膜分为有机膜和无机膜两种；其中有机膜在化工生产中的应用比较广泛，膜的种类也很多，但其作用效果与生产环境密不可分。其中亲有机膜更具优势，有着良好的发展前景。但在工业化工生产中的使用率较低；其更适用于混合物组分差异较大的溶液中。无机膜的应用优势较为明显，整体稳定性和耐氧性较强，在石油化工中的应用效果非常好。无机膜的材料种类也有很多种，不同材料性质的无机膜在应用中效果也不同，技术人员在选择无机膜时必须全面掌握实际工作需要，选择适宜的材料膜，以保障分离效果。

2 含油污水中膜分离技术处理工艺设计

对于油田注水过程中返吐到地面的含油污水利用过滤膜技术进行隔离，把污水中存在的有机物质以及污油成分利用初级缓冲消毒以及催化氧化进行预处理，把污水中存在的较大粒径物质利用不同孔隙直径等级的过滤膜实现二级的分离处理，实现处理后的含油污水可以再次注入地层之中的目标。

2.1含油污水的性质分析

油田注水所形成的含油污水是一种类型比较特别的工业废水，具体的成分较为复杂，矿化程度很好，含有多种类型的有机物质。上述的这些特征为微生物的存在以及大量繁殖提供了温床。处理有机物质所需的化学耗氧量的性能指标处于不稳定状态，化学耗氧量是含油污水处理过程中关键的参数，数值的多少成为过滤膜分离技术在对含油污水处理过程中的重点。

2.2膜材料以及孔径参数的选取

过滤膜组成材料是影响对含油污水处理效果的主要因素，必须要对含油污水中的成分进行仔细的研究分析，确定其具有化学特性，比如，应用微滤膜进行污水处理应该选取中空纤维材料的过滤膜，主要有材料成分为无机陶瓷。而如果采用超滤膜以及纳滤膜过滤技术就应该选用由高分子材料构成的过滤膜。对含油污水进行过滤处理过程中，排出水的检测指标有固体悬浮物质、酸碱度、有机物质含量、硫化物以及石油物质的含量等。在对其进行处理时应该根据物质颗粒的大小情况来确定过滤膜孔径的尺寸，让处理后的水质达到可以排放或者注入到地层的要求。

2.3含油污水中各类有害物质处理程序

对含油污水中存在的各类物质进行过滤消除主要有下面几个程序：

1）利用缓冲消毒程序对含油污水进行首次的处理，采用臭氧发生器来生成没有再次污染的臭氧气体，之后把其输入到含油的污水之中，利用臭氧具备的杀灭微生物的作用来对有机物进行处理，而还具有隔离可燃气体进入后续处理设备的功能。处于悬浮状态的油滴跟随着生成的臭氧气体共同上升而产生油膜或者油层，其油滴颗粒直径不会小于100纳米。当污水液体处理静止状态时分散的油滴会处于悬浮状态分布在污水当中，通过一定时间的静置处理后会汇集成颗粒较大的油块而漂浮于污水上面，此时的油滴颗粒可达到10-100微米。

2）利用微滤膜实现对污水一次分离，该类型的过滤膜具备较高的处理效率、膜表面吸附的物质较少以及介质不容易脱落的特点，具有很好的推广应用价值。微滤膜可以对污水中的0.02-10微米的有机生物以及较小的离子进行滤除，乳化油滴也可以在该处理程序中实现隔离，因为具备的通量较大，可以应用在超滤膜以及纳滤膜之前的处理工艺当中。超滤膜可以通过的物质直径约为2-20纳米，对于胶体、蛋白质以及病毒等分子量较大的物质可以实现有效地隔离。

3）含油污水的第二次处理时应用纳米级别的过滤膜，是为了把污水中的盐份进行浓缩然后把其去除掉，只有在该道程序之前排出的污水达不到相应的水质标准方可采用，该处理程序是前续处理工艺的辅助程序，对于含油污水质情况较为恶劣，存在的杂质成分较多的条件。纳米膜的孔隙直径为1-2纳米，过滤分离的功能处于超滤以及反渗透的之间，实现对小分子量的有机物质、抗生素以及无机盐的物质进行处理。

结束语

利用膜分离技术对于油田注水过程中生成的含油污水进行处理，可以实现绿色生态环保以及节能的目标，而且还可以把处理后的污水进行再次回注到地层之中，具有很好的应用前景。但是利用膜分离技术在处理污水时，还应该与多种水处理技术进行高效地结合，方可以达到较为理想的效果。

参考文献：

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[2]周诗怡.渗透汽化膜分离技术在石油化工中的应用研究[J].中国石油和化工,2016(S1):294.

[3]李晓茹.渗透汽化膜分离技术的进展及在石油化工中的应用[J].黑龙江科技信息,2015(30):82.