低能耗化工分離技術的發(fā)展現狀研究

王哲　翟東

（1北洋國家精餾技術工程發(fā)展有限公司天津3000722中海油能源發(fā)展采油服務公司天津300457）

低能耗化工分離技術的發(fā)展現狀研究

王哲1翟東2

（1北洋國家精餾技術工程發(fā)展有限公司天津3000722中海油能源發(fā)展采油服務公司天津300457）

石油化工、環(huán)境化工、生物化工、醫(yī)藥化工等眾多行業(yè)都離不開化工分離過程，本文從膜分離技術、蒸餾技術、萃取技術三方面對化工分離技術的發(fā)展現狀進行了研究。

化工分離；膜分離技術；蒸餾技術；萃取技術

隨著技術的不斷發(fā)展，化工行業(yè)發(fā)展勢頭良好，各種化工分離技術也得到了極大的發(fā)展。傳統(tǒng)的化工分離技術如蒸餾等經過不斷改造其效率大幅提高，一些新的化工分離技術如膜分離技術等隨著技術的進步而發(fā)展起來。為了詳細了解當前化工分離技術的發(fā)展狀態(tài)，文章針對這一課題進行了研究。

1　化工分離技術發(fā)展現狀

1.1膜分離技術發(fā)展現狀

膜分離技術基本原理為以膜具有的滲透作用為動力將混合物中的物質分離出來。膜分離技術沒有二次污染，操作方便且能耗較低，不管是顆粒狀的物質還是氣體物質都能分離。目前常見的膜分離技術中主要有三種形式：（1）過濾式膜分離，這一分離方式中又分為氣體滲透、微濾、滲透等幾種方式；（2）液膜分離，這種方式和萃取與反萃取的結合是很相像的；（3）滲析式膜分離，這一分離方式中又可分為滲析、電滲析等方式[1]。膜分離技術主要在水處理、食品和環(huán)境保護等領域內得到廣泛應用。

1.2蒸餾技術發(fā)展現狀

蒸餾技術主要是以混合物中物質揮發(fā)度的不同而進行分離的。蒸餾技術當前的發(fā)展趨勢主要是朝著清潔、低耗能、低成本的方向發(fā)展，多種新型蒸餾技術如分子蒸餾技術、膜蒸餾技術發(fā)展迅速。

分子蒸餾技術原理是根據不同溫度下不同物質的分子運動自由程不同，從而可以實現低于物質沸點時的分離。分子蒸餾技術運行的條件是真空，根據這一條件使得利用分子蒸餾技術分離物質時具有較低的壓強、較短的受熱時間等特征，能很好地將混合物中的物質分離出來，并保持住物質固有的特點。分子蒸餾技術應用在提取高純度物質中，如芳香油、天然維生素、高碳脂肪醇、功能性脂肪酸、天然色素、天然抗氧化劑等一些天然物質的提取[2]。

膜蒸餾技術中將膜分離技術和蒸餾技術結合在一起，利用蒸汽壓差來分離物質。膜蒸餾中的膜屬于微孔膜，不會浸潤到液體中，蒸汽在進行傳質時主要是通過膜孔實現的。根據蒸汽穿過疏水膜后冷凝回收方式的不同，膜蒸餾技術分為氣隙式膜蒸餾、真空膜蒸餾、直接接觸式膜蒸餾、氣掃式膜蒸餾等幾種類型。目前膜蒸餾技術主要在海水脫鹽制備純水、果汁濃縮及酒精發(fā)酵、可揮發(fā)性物質分離、污水處理等領域中得到了廣泛應用[3]。隨著技術的不斷發(fā)展進步，解決高能耗和低效率的問題是這一技術未來的發(fā)展方向。

1.3萃取技術發(fā)展現狀

萃取分離技術是利用物質在兩相中的溶解度不同而使其分離的技術。超臨界萃取技術、微波萃取、膜萃取等技術也開始逐漸走向成熟，并得到了廣泛的應用。

超臨界萃取技術在分離物質時，利用超臨界流體具有較高的滲透性、溶解力和擴散性的特性在超臨界條件下將混合物中的物質分離出來。這種分離技術具有污染小、清潔、高效等優(yōu)點，且在常溫下也能對物質進行分離。目前超臨界萃取技術在植物油提取、啤酒生產、蜂產品加工、脫咖啡因、菇類提取等食品行業(yè)中得到了廣泛的發(fā)展[4]。

微波萃取技術在分離物質時可以對不同物質成分進行選擇性的加熱以便更好的促進物質分離，還能對一些熱不穩(wěn)定的物質進行萃取分離，且受水分影響小。微波萃取技術具有選擇性好、加熱效率高、回收率高、污染小等優(yōu)點，再加上其操作簡單、省時省力，因此這一分離方法自發(fā)展以來就被人們廣泛關注，目前主要在土壤分析、食品、中草藥、化妝品等行業(yè)和領域內得到廣泛應用[5]。

膜萃取技術是利用萃取膜分離萃取液中的相，是一種新型的分離技術。這種萃取技術具有操作簡單、高效、應用范圍較廣等優(yōu)點，但膜萃取技術在分離物質過程中容易受到膜材料浸潤性能、溶質的相平衡分配系數、操作壓差等相關因素的影響，但這些影響因素絲毫沒有影響到膜萃取這種分離技術的應用范圍。膜萃取技術經常用于金屬離子萃取、有機物萃取等應用中[6]。

2　結語

隨著技術的進步，各種化工分離技術也將朝著更加成熟的方向發(fā)展，各種分離技術的應用也解決了一些物質難以分離的情況，且使物質在分離時朝著低耗、低成本、無污染等方向發(fā)展，并擴大了分離技術的應用范圍，除了化工行業(yè)中，其不斷朝著環(huán)境工程、生物工程、農業(yè)、交通、食品等行業(yè)和領域中延伸，并在我們生活中扮演著重要角色。

[1]張慶軍.淺析膜分離技術及在化工生產中的應用[J].中國石油和化工標準與質量,2012(12):32.

[2]連錦花,孫果宋,雷福厚.分子蒸餾技術及其應用[J].化工技術與開發(fā),2010(7):32-38.

[3]申龍,高瑞昶.膜蒸餾技術最新研究應用進展[J].化工進展,2013 (2):297.

[4]李丹,沈艾彬.超臨界萃取技術在食品工業(yè)中的應用[J].寧夏農林科技,2013(1):122-124.

[5]張億,楊梅等.微波萃取技術在食用植物油與潲水油中膽固醇含量測定的應用[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2011(7):1658-1660.

[6]劉偉,高書寶,吳丹等.膜萃取分離技術及應用進展[J].鹽業(yè)與化工,2013(11):26-31.

王哲（1984—），女，碩士，河北省石家莊市，中級工程師，化工分離技術。