王哲　翟東

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

低能耗化工分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究

王哲1翟東2

（1北洋國(guó)家精餾技術(shù)工程發(fā)展有限公司天津3000722中海油能源發(fā)展采油服務(wù)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(shù)、蒸餾技術(shù)、萃取技術(shù)三方面對(duì)化工分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究。

化工分離；膜分離技術(shù)；蒸餾技術(shù)；萃取技術(shù)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，化工行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，各種化工分離技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。傳統(tǒng)的化工分離技術(shù)如蒸餾等經(jīng)過不斷改造其效率大幅提高，一些新的化工分離技術(shù)如膜分離技術(shù)等隨著技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)。為了詳細(xì)了解當(dāng)前化工分離技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，文章針對(duì)這一課題進(jìn)行了研究。

1　化工分離技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1膜分離技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

膜分離技術(shù)基本原理為以膜具有的滲透作用為動(dòng)力將混合物中的物質(zhì)分離出來(lái)。膜分離技術(shù)沒有二次污染，操作方便且能耗較低，不管是顆粒狀的物質(zhì)還是氣體物質(zhì)都能分離。目前常見的膜分離技術(shù)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(jié)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(shù)主要在水處理、食品和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

1.2蒸餾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

蒸餾技術(shù)主要是以混合物中物質(zhì)揮發(fā)度的不同而進(jìn)行分離的。蒸餾技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)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(shù)如分子蒸餾技術(shù)、膜蒸餾技術(shù)發(fā)展迅速。

分子蒸餾技術(shù)原理是根據(jù)不同溫度下不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)自由程不同，從而可以實(shí)現(xiàn)低于物質(zhì)沸點(diǎn)時(shí)的分離。分子蒸餾技術(shù)運(yùn)行的條件是真空，根據(jù)這一條件使得利用分子蒸餾技術(shù)分離物質(zhì)時(shí)具有較低的壓強(qiáng)、較短的受熱時(shí)間等特征，能很好地將混合物中的物質(zhì)分離出來(lái)，并保持住物質(zhì)固有的特點(diǎn)。分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用在提取高純度物質(zhì)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(zhì)的提取[2]。

膜蒸餾技術(shù)中將膜分離技術(shù)和蒸餾技術(shù)結(jié)合在一起，利用蒸汽壓差來(lái)分離物質(zhì)。膜蒸餾中的膜屬于微孔膜，不會(huì)浸潤(rùn)到液體中，蒸汽在進(jìn)行傳質(zhì)時(shí)主要是通過膜孔實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)蒸汽穿過疏水膜后冷凝回收方式的不同，膜蒸餾技術(shù)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(shù)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(zhì)分離、污水處理等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用[3]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，解決高能耗和低效率的問題是這一技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。

1.3萃取技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

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

超臨界萃取技術(shù)在分離物質(zhì)時(shí)，利用超臨界流體具有較高的滲透性、溶解力和擴(kuò)散性的特性在超臨界條件下將混合物中的物質(zhì)分離出來(lái)。這種分離技術(shù)具有污染小、清潔、高效等優(yōu)點(diǎn)，且在常溫下也能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離。目前超臨界萃取技術(shù)在植物油提取、啤酒生產(chǎn)、蜂產(chǎn)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(shù)在分離物質(zhì)時(shí)可以對(duì)不同物質(zhì)成分進(jìn)行選擇性的加熱以便更好的促進(jìn)物質(zhì)分離，還能對(duì)一些熱不穩(wěn)定的物質(zhì)進(jìn)行萃取分離，且受水分影響小。微波萃取技術(shù)具有選擇性好、加熱效率高、回收率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)，再加上其操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力，因此這一分離方法自發(fā)展以來(lái)就被人們廣泛關(guān)注，目前主要在土壤分析、食品、中草藥、化妝品等行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[5]。

膜萃取技術(shù)是利用萃取膜分離萃取液中的相，是一種新型的分離技術(shù)。這種萃取技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、高效、應(yīng)用范圍較廣等優(yōu)點(diǎn)，但膜萃取技術(shù)在分離物質(zhì)過程中容易受到膜材料浸潤(rùn)性能、溶質(zhì)的相平衡分配系數(shù)、操作壓差等相關(guān)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(shù)的應(yīng)用范圍。膜萃取技術(shù)經(jīng)常用于金屬離子萃取、有機(jī)物萃取等應(yīng)用中[6]。

2　結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種化工分離技術(shù)也將朝著更加成熟的方向發(fā)展，各種分離技術(shù)的應(yīng)用也解決了一些物質(zhì)難以分離的情況，且使物質(zhì)在分離時(shí)朝著低耗、低成本、無(wú)污染等方向發(fā)展，并擴(kuò)大了分離技術(shù)的應(yīng)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(nóng)業(yè)、交通、食品等行業(yè)和領(lǐng)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(shù)及在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012(12):32.

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

[3]申龍,高瑞昶.膜蒸餾技術(shù)最新研究應(yīng)用進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2013 (2):297.

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

[5]張億,楊梅等.微波萃取技術(shù)在食用植物油與潲水油中膽固醇含量測(cè)定的應(yīng)用[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2011(7):1658-1660.

[6]劉偉,高書寶,吳丹等.膜萃取分離技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)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(jí)工程師，化工分離技術(shù)。