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基于膜分离设备原理的化工废气回收工艺

发布时间:2019-06-17 

1.膜分离设备技术的发展
    膜分离设备技术自20世纪60年代工业化以来得到了广泛的应用。膜分离是一种新的分离方法,用于在外力的影响下对混合物进行过滤、分离、纯化和浓缩。
    与常规分离方法相比,膜分离工艺具有能耗低、单级分离效率高、工艺简单、对环境无污染等特点。解决当代能源、资源和环境问题是一项重要的高新技术。广泛应用于化工、环保、制药、食品等领域。
    2.膜分离设备技术的基本特性
    膜分离方法是使用选择性透射膜作为分离介质。当存在某种驱动力(如压差、浓度差、电势差、温差等时)。)在膜的两侧,原料侧的组分选择性地通过膜传输,以达到分离和纯化的目的。不同的膜工艺使用未使用的膜,并具有不同的驱动力。通常,混合物具有类似的化学和物理特性、结构或取代基,并且含有加热不稳定组分的混合物的系统通过可渗透气体的膜分离技术被分离。
    4.膜材料
    膜是分离过程的核心,可以由许多不同的材料制备。该合成膜可进一步分为有机聚合物膜和用于化学废气分离的无机膜,所述主膜材料为有机物质,即聚合物大分子。聚合物作为膜材料的选择取决于其特定的结果和性能。
    膜材料应具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸、碱侵蚀和抗氧化、气体分离,膜材料应具有优先溶解和扩散可渗透组分的能力。
    5.膜组件
    膜组件是将膜及其支撑材料按照一定的技术要求进行封装的复合组件。它要求机械强度好,化学和热稳定性好,填充密度高,制造成本低,压力损失低,能耗低,维护方便。
    最常见的膜组件为:板框、圆管、螺旋型、中空纤维和容器型。
    其中,螺旋膜和中空纤维膜在气体分离中应用最为广泛。
    6.膜分离技术在化工废气回收方面的应用
    在大多数中国石化工厂中,为了防止惰性气体在反应器中的积累,合成单元将一部分气体作为吹扫气体排出,该吹扫气体含有一定量的烯烃单体和其它烃,导致损失。
    在正丁醇生产装置的羰基合成装置中,丙烯与合成气反应生成正异丁醇,少量丙烯转化为丙烷。
    为了防止丙烷等惰性组分的积聚,需要将部分气体(弛豫气体)从系统的循环回路中不断排出,对环境造成污染。
    传统的处理方法是“吸收蒸馏-再蒸馏”工艺,既增加了设备投资,又增加了操作成本。膜分离技术可以避免这一问题。
    6.1 工艺描述
    碳酸酯合成的驰振压力一般约为2.0MPa,这提供了膜分离过程的驱动力,不需要添加额外的动力设备。反应性火炬尾气首先经过凝汽器回收C4、C5等高沸点的烃类混合物,然后进入膜分离装置。
    膜分离截留端浓缩富集丙烷、烯烃等组分,通过回收压缩机进入凝汽器丙烷,使丙烯冷却,不凝气通过气液分离槽,罐顶返回膜分离前段循环处理,冷凝丙烷和丙烯作为产品,到相应的产品储罐中,从渗透端排出一定量的氮气,并将氮气输送到煤气管网,为热能提供能量。
    该工艺不仅解决了反应器中惰性气体的积聚问题,而且大大降低了燃烧能耗。
    7.结论
    在化学工业中,膜分离技术是一种绿色、高效、环保的分离技术,适用于清洁生产的要求,具有广阔的开发应用前景。
    膜分离设备技术不仅对生产装置的节能降耗起到了积极作用,而且取得了良好的经济效益和社会效益。
    膜分离技术在产业转型中发挥着越来越重要的作用。

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