分离技术

分离技术（共12篇）

分离技术 篇1

1 膜分离技术

1.1 膜分离技术的特点

膜分离过程以选择透过性膜作为分离介质,通过在膜两侧施加某种推动力,使得原料侧组分有选择性地透过膜,从而达到分离、提纯和浓缩的目的。

传统氨基酸生产工艺:蛋白质水解液液→过滤或离心或大孔树脂吸附、萃取→浓缩→脱色→干燥→产品。

采用膜分离技术工艺可简化为:蛋白质水解液→超滤→纳滤→脱色→干燥→产品。

相对于传统工艺,膜分离技术具有设备简单、常温操作,无相变及化学变化,选择性高及能耗低,分离效率高,产品的收率和质量高等优点。

1.2 超滤膜和纳滤膜分离的原理

超滤膜属于非对称多孔膜,孔径在2~50nm,对蛋白质水解液各组分的分离依据筛分原理,根据膜的截留分子量不同进行分离。

纳滤膜具有纳米级孔径,截留分子量在100~1000Da之间,主要特征是表面带有电荷,蛋白质水解液中的氨基酸分子在不同的PH带有不同的电荷,纳滤膜通过空间位阻和电荷效应的共同作用就可对溶液中氨基酸进行分离。

2 膜分离技术在氨基酸分离纯化中应用

2.1 氨基酸的性质和传统方法分离纯化

氨基酸是一种既含有氨基又含有羧基两性官能团的物质,氨基和羧基的电离取决于溶液的p H值和氨基酸的等电点p I:在p H低于等电点p I时,氨基酸带正电荷;在p H值高于等电点p I时氨基酸带负电荷;在等电点时,氨基酸的溶解度最小,最易从溶液中析出。氨基酸的分离纯化就是利用其在不同PH值时所带电荷不同的特性。传统的氨基酸分离纯化方法有:离心法、沉淀法、离子交换法、萃取法、吸附法、和色谱法。由于目前,工业上氨基酸主要采用酶生化反应器对蛋白质进行水解制取。蛋白质水解液成分相当复杂,其中很多氨基酸分子分子量相近、性质相似,有的仅是净电荷数的不同。用这些传统的方法分离纯化氨基酸存在工艺复杂、耗时长、原料需求量大、能耗高、收率低、污染严重等问题,且产品在长时间提取过程中易变性失活。

2.2 膜分离技术在分离纯化中应用

酶水解蛋白质是一个与水解程度有关的很复杂的过程,水解产物中可以是不同链长的多肽和氨基酸等,运用膜分离技术对各组分进行分离纯化,主要依据膜和溶液的界面处存在以下机理:由于亲水性等原因所引起的选择性透过效应;与分子尺寸有关的筛分效应;膜与氨基酸的电荷效应。在对蛋白水解液中多肽和氨基酸进行分离纯化时,首先可以用筛分原理的超滤将蛋白水解液中酶、多肽和大分子量的氨基酸截留并回收利用,透过液中氨基酸分子分子量相近、性质相似,有的仅是净电荷数的不同,此时再将透过液经纳滤[6]浓缩后,再通过等电点结晶获得高纯的氨基酸。运用这样的集成联用的膜分离技术,不仅提高了氨基酸的质量和收率,而且可降低酶的成本和分离的能耗。有文献报道过,将超滤、反渗透和等电点结晶技术结合从发酵液中回收谷氨酸。同时运用膜分离技术对蛋白水解液中废水进行处理,可以降低对环境的污染。

3 急需解决的问题和应用前景

3.1 面临的问题[7]

在运用超滤和纳滤膜分离过程,超滤和纳滤都是以压力差为推动力进行分离的,料液在压力的驱动下下透过膜,溶质被截留,造成膜界面区域浓度增高,易造成浓差极化还有就是分离过程也易造成膜污染问题。在膜分离纯化过程将面临膜材质的选择,膜的抗污力,膜的使用寿命和操作费用等问题。

3.2 需解决的问题

针对膜分离纯化中面对的问题,需开发耐有机溶剂、耐药品、高通量、高分离的选择性膜;优化膜分离的机理及操作过程;增强膜的抗污能力;采用不同的膜技术的优化组合。

3.3 应用前景

分离纯化技术是一项耗时长、消耗大、能耗高、产品回收率低的很复杂的操作过程,尤其是对一些生物药品的的分离纯化,成本较高。在这个必须需要一些生物产品的社会中,需将膜技术与传统工艺集成联用发展出了一些全新的膜分离过程,这些新的分离过程在不同程度上吸取了膜分离和传统分离方法的优点,而避免了两者原有的一些局限性,这将是膜分离技术发展的主要方向.将这些新技术应用在低分子量生物产品氨基酸类的分离纯化,并逐渐实现工业化,取代传统分离纯化这些单元操作,降低成本,减少环境的污染和提高产品质量和收率。

4 结论

将膜分离技术应用在氨基酸分离纯化中,不仅提高氨基酸的质量和收率,还能减少其废水的排放量,从而减轻对环境的污染,符合清洁工艺的要求。

参考文献

[1]时钧,袁权,高从.膜技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001.

[2]王湛.膜分离技术基础[M].北京:化学工业出版社,2000

[3]严希康.生化分离工程[M].北京:化学工业出版社,2001.

[4]姚红娟,王晓琳.膜分离技术在低分子量生物产品分离纯化中的应用[J].化工进展,2003,(2):146-152.

[5]王欣欣,任虹,曹学丽.膜分离技术在氨基酸发酵生产中的应用[J].中国调味品,2001,36(5).

[6]冯磊,王文.纳滤技术用于氨基酸溶液的提纯[J].食品与生物技术学报,2006,25(4):5-11.

[7]何毅,李光明,苏鹤祥,等.纳滤膜分离技术的研究进展[J].过滤与分离,2003,13(3):5.

[8]管萍,胡小玲,范晓东,等.纳滤膜分离技术分离纯化多肽和氨基酸[J].化学通报,2006,(2):91-94.

分离技术 篇2

专业：化学工艺

学生：田盼盼

201220714

邵

菲

201220715

场流分离技术的研究

摘要：场流分离是一种方便快捷的分析分离技术，它具有设备简单，应用广泛，效率高等优点。该文介绍了场流分离原理及理论，描述了场流分离设备的主要结构，着重讲述了电场流分离、热场流分离、沉降场分离、流场流分离的方法及应用。比较了不同场流分离技术的差异，展望了场流分离发展的方向。

关键词：场流分离，电场流分离，热场流分离，沉降场分离，流场流分离

1.场流分离介绍

近年来，人们将不同的场垂直地加在一个速度分布为特殊形状的液流中，发明了一种新的分离方法。1966年美国犹他大学的吉廷斯(Giddings)教授首次报导了这个方法，并把它命名为场流分离(FFF)。十多年来，该法得到了迅速的发展，很多文献报导了这方面的研究成果。不仅在理论上对场流分离进行了大量的研究，而且还探讨了这种方法在分离大分子、胶体颗粒和微细颗粒方面的应用。场流分离是一种方便快捷的分析分离技术，它具有设备简单，应用广泛，效率高等优点。

2.场流分离系统组成

场流分离系统一般由载液及样品注入装置，分离系统，检测分析系统，收集系统等部分组成。载液一般由注射泵注入，样品由微量注射泵脉动注入。分离系统由分离流道与分离场施加装置构成。检测分析系统可由电子显微镜或光散射仪或化学分析仪与计算机共同组成。图1为典型的FFF流道几何形状。流道一般由在高分子材料薄片上刻出的矩形流道与上下平板组合而成。其结构如图2所示。

图1典型FFF流道几何形状

图2 FFF分离流道基本结构

3场流分离原理

场流分离（Field flow fractionation—FFF）作为一种新的分离技术，最早是由Giddings博士在1966年提出的[1]。FFF作为一类分离技术，可分离、提纯和收集流体中的悬浮物微粒。FFF适用于样品组分尺寸从1nm-100μm大分子、胶质和微粒物料的分离[2-3]，也可完成对组分多种物理特性参数的测定。如：质量、密度、电荷、热扩散系数等。

在FFF系统中，由于矩形微流道的宽高比大于100:1，因此流速剖面近似为二维层流。分离场垂直于流动方向施加。样品组分除了随载流的纵向流动外在分离场的作用下，还存在垂直于流道的漂移运动。被分离（分析）的样品脉动地注入分离流道中流动的载流液中，由于保持力的不同，样品的组分在不同的时间内出现在流道的出口。

在FFF中，分离是由作用于样品的外加场力与样品的扩散力相互作用完成的。作用于样品的外加场力驱动样品组分向流道的一壁面（积聚面）漂移，而样品的扩散力则起相反作用。当场力与扩散力达到平衡时，微粒将处于距积聚面距离一定的位置上。载流液速度剖面呈抛物线形状或近似抛物线形状，其流速剖面如图3所示。其最大速度在流道中心附近，最小速度在流道壁处。由于被分离样品中各组分受分离场影响的不同，样品中不同的组分将处于距积聚面不同的位置，即不同的组分处于不同的流速层面。因此，那些受分离场影响较强的组分距积聚面较近，流速较小，而那些与分离场作用弱的组分距积聚面较远，流速较大。由于不同组分流速的差异，它们通过流道所需时间（保持时间）也就不同，图4展现了这一原理。保持时间与组分的特性有关，利用这些特性实现样品中不同组分的分离。同样也可利用测定保持时间来确定与其相关的特性。

图3 流速剖面

图4场流分离原理 场流分离种类

场流分离作为一类分离技术，虽然依据的基本原理相同，但根据所加外场类型的不同，场流分离技术主要分为流场流分离，热场流分离，沉降场流分离，电场流分离等。另外流场流分离技术又可分为对称流场流分离和非对称流场流分离。

4.1电场流分离

电场流分离技术作为微粒子分离技术最早出现于1972年，并用于多种蛋白质的分离[4]。电场流分离(electricalfield flow fractionation—EFFF)不是直接的流动分离技术，而是依赖于垂直分离方向上(流动方向)的电场在低黏性的载液中完成分离的。在电场流分离系统中，被分离的组分由于其电敏感性的不同，所受的电场作用力就不同。当微粒所受的电场作用力与扩散力达到平衡时，不同的微粒将处于距积聚壁不同的距离，即在流道中有不同的速度，从而使得不同的微粒在不同的时间出现在分离流道的出口，从而完成分离。在EFFF系统中，电场E垂直于流道施加，粒子的漂移速度取决于它们的电泳淌度μ。理论上凡具有电敏感性的微粒都可利用电场流分离技术分离。

在电场流分离过程中存在着双电层效应，由于双电层效应的影响，系统有效电场强度损失巨大。据测，有效电场强度一般不超过外加电场强度的3%[5]，多数情况为1%左右。EFFF系统的应用包括：细胞分离、乳状液和脂质体的鉴别以及样品的预处理。

电场流分离最初用于蛋白质的分析、分离[6]。随后发展为多种微粒的分析分离，如：人类红细胞、胶体、糖、黏土等[7]。4.2 热场流分离

在热场流分离(Th-FFF)中，应用的“场”是温度梯度。温度梯度是依靠上下壁面的温差建立的。这一温度梯度横穿液流，液流在温度不同的两平行板间流动,热扩散使样品组分向积聚面漂移。Th-FFF侧重于在亲脂性聚合体上的应用。Th-FFF可用于粒径小到1μm以下，大到20μm微粒的提取，分离[8]。目前已成为测量稀释聚合物溶液热扩散系数极其方便的工具。它测量速度快，通常只需10~20 min。

4.3 沉降场流分离

沉降场分离外加场可以是重力即重力场流分离(GFFF),也可以是离心力即离心力场流分离或称沉降场分离(SdFFF)。GFFF是一种最简单的FFF技术，利用地球重力场作为外加力场,与其他FFF相比，GFFF在理论方面还需完善。GFFF已成功应于红细胞，胶体，淀粉，葡萄酒酵母的分析鉴定[9]。SdFFF应用与GFFF相似。如：硅凝胶体粒子；聚合体橡胶和细胞的分离纯化[10]。与GFFF相比, SdFFF结构相对复杂，外力场变化范围较大且易控制。4.4 流场流分离

流场流分离(flow-FFF)最早由J.C.Giddings等人于1984年提出。Flow-FFF的外加力场为垂直于流道(流动)方向的横向流。Flow-FFF装置与其他场流装置略有不同，其流道上下壁具有渗透能力。在flow-FFF中，分析物被横流推向半渗透性壁，并被只允许载流通过的膜隔离在积聚墙处。这样流道壁保证了在分离过程中外加横向流的实施。通过外加横向流的作用使不同的微粒处于流道中的不同流速层面上，从而实现不同的微粒在不同的时间出现在流道的出口处完成分离。

现有的flow-FFF设备可完成多种微粒的离。其适用的微粒尺寸范围从1 nm~0.1 mm。此外，近些年流场流分离已应用于微粒尺寸测定，蛋白质特性分析等方面。

5不同场流分离的差异

不同的场流分离技术原理基本相同，其区别主要在于应用外场的不同，其适用的领域及范围也存在差异。

沉降场流分离具有设备简单，控制方便的优点，其分离是基于被分离的微粒的不同尺寸、密度、及形状实现分离的，因此它主要用于红细胞、胶体、淀粉等的分离，但它难以完成高浓度、尺寸较小微粒的分离，如尺寸在0.02-0.05μm 的胶体。

流场流分离相对于沉降场流分离来说，其所适用微粒尺寸范围要广泛，尺寸从1nm-0.1mm，但与沉降场流分离相比，它对微粒的选择分离效果稍差。

热场流分离不但可用于微粒的分离，同时也可用于微粒热扩散系数的测定，进而完成对微粒成分的分析。

电场流分离几乎具有其他场流分离所有的优势，同时它还可完成在其他场流分离中无法完成的微粒分离，如脂质体的分离等。但电场流分离要求被分离微粒具有电泳淌度，如被分离微粒不具有电泳淌度，则需对被分离的微粒进行预处理。6 场流分离国内外发展方向

场流分离目前主要发展方向是与微细加工技术相结合，使其小型化，微型化。场流分离系统微型化后可能获得的益处包括：提高分辨率，减少分离时间，减少仪器尺寸，降低能耗。同时还可减少时间常数、溶剂消耗、松弛和平衡时间。国外已对电场流微型化从理论及实验上做了一些工作。实温度场流分离的微型化研究也获得进展。但目前场流微型化仍处于理论研究与探索阶段，有许多理论及结构上的问题还有待解决。对场流分离流道的优化设计近期国外也做了一些探索。

场流分离在国外已研究了数十年，但目前国内研究还处于起步阶段。有关场流分离深层次的机理及场流分离的应用仍有广阔的研究空间。尤其对如何实现连续场流分离及如何实现场流分离在工业生产上的应用，还有大量的工作等待我们去做。

参 考 文 献

芳烃生产技术及分离工艺 篇3

【关键词】芳烃；生产；分离；技术

一、引言

芳烃在石油化工工业中占有最重要的作用，是最为基础的原料。芳烃类化合物约占已知有机化合物种的30%，其中苯、甲苯、二甲苯的产量和规模仅次于乙烯、丙烯，被称为一级基本有机原料。通常的芳烃的生产是指苯、甲苯、二甲苯的生产。芳烃类化合物广泛用于生产化纤、塑料、橡胶等主要的化工产品以及一些精细化学品。随着石油化工及纺织工业的持续发展，全球对芳烃的需求量不断增长。

目前芳烃的生产设备一般由石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢等联合装置组成，其作用是芳烃转化和芳烃分离，其主要主产品是苯和二甲苯。包含的主要技术有：催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化、烷基转移、二甲苯异构化及丙烯分离等芳烃转化技术。

二、催化重整技术

1.催化重整技术概述。

催化重整是使石油经过重整转变成富含芳烃的生成油，同时提取氢气和液化石油气。按催化工艺的使用方式，可分为半再生重整、连续重整和循环再生重整等形式。其中连续重整是主要的重整方式，连续重整有液收高、氢产高和芳烃产率高等优点，其工艺水平已经向超低压、高苛刻度方向发展，并且逐渐成熟。反应苛刻度的增加导致积炭速率增大和再生频次的增加。

国际上催化重整技术发展较晚，掌握成熟技术的国家与公司也并不多。R-264催化剂2004年首次被应用，其转化率高，生焦量少是主要的特点。我国中石油、中石化等公司开发的多个牌号的催化剂，已多次成功应用，最新一代催化剂已在我国内地多个石化公司成功。连续重整技术于2008年由中国石化洛阳工程公司和中国石化广州分公司联合开发出来并成功应用，标志着中国石化已经拥有了成套的催化重整技术。

重整原料对重整产物的分布、产率等都有重要影响。原料中正构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率很慢，转化率低，而环烷烃和异构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率相对较快。对重整原料石脑油进行吸附分离或馏分切割是充分利用重整原料、优化产物分布并提高芳烃收率的重要手段。

2.催化重整技术发展方向。

重整技术的一项发展趋势是苯含量的降低，主要的方式是从重整原料石脑油中除去在重整过程中会生成苯的苯前身物。再通过提高石脑油的初馏点到80℃左右，进一步的降低苯的产率，进而达到增加甲基苯和多甲基苯的产率的作用。当重整产物以二甲苯为主要目标产物时，石脑油终馏点可适当提高到165℃以上。提高C8含量，重整装置可生产更多的C8芳烃，从而可以提高整个芳烃联合装置芳烃产量。

分子筛吸附剂法将石脑油中的正构烷烃分离，是催化重整原料组成的更为有效的方法。通过吸附分离，石脑油被分离成富含非正构烷烃的吸余油和富含正构烃的脱附油，吸余油的芳烃潜含量可大幅度的提高。是优质的催化重整原料。脱附油为正构烷烃，是优质的蒸汽裂解乙烯原料。采用溶剂抽提工艺也可对重整原料组成进行整合优化。抽提后的抽出油芳烃潜含量明显增加，可作为催化重整原料，链烷烃质量分数较高的抽余油可作为蒸汽裂解制烯烃原料。

三、芳烃分离关键技术

1.芳烃抽提分离技术。

芳烃抽提是从重整油和裂解汽油中获得芳烃的常用技术，芳烃抽提工艺主要包括抽提蒸馏、液液抽提两类、溶剂多选用低毒、无腐蚀、选择性好的环丁砜。随着乙烯裂解原料的重质化，乙烯装置副产的裂解汽油中芳烃含量越来越高，采用溶剂抽提法处理裂解加氢汽油时，需要非芳烃产品与原料进行混兑，使抽提进料芳烃含量降至70%以下，以维持抽提塔正常操作。

2.结晶分离技术

混合二甲苯中各组份间凝固点相差较大，因此可以用冷冻结晶法分离生产。结晶分离技术一般由两段结晶过程组成。第一段结晶温度控制在低共熔温度下，以提高回收率，晶体的纯度为85%～90%。第二段结晶过程中将一段结晶粗产品熔融后，控制结晶温度为零下20℃至零下10℃，进行重结晶，以提高产品的纯度，可获得纯度较高的结晶。二次结晶产品用甲苯洗涤，可以脱除晶粒间夹杂的间位和邻位异构体。

四、甲苯歧化与烷基转移技术

1.甲苯经择形歧化反应。

甲苯经择形歧化反应，生成高浓度的混二甲苯产物，有效地降低了芳烃分离的成本。近年来，随着甲苯择形歧化技术的不断提高，该工艺的竞争力不断的提升。甲苯转化率、对位选择性以及芳烃回收率的提高，进一步降低了该工艺的能耗物耗，目前国外新建芳烃分离装置中已有一半采用该技术。

2.重芳烃轻质化技术。

大多数重芳烃用作低价燃料，将重芳烃转化为高附加值的BTX 芳烃是提高重芳烃利用率和调节二甲苯供需平衡的重要手段。重芳烃轻质化技术可满足不同工况要求，处理大量的重芳烃原料，而且转化率高。

影响催化剂反应性能的另一个重要因素是分子筛的酸性，强酸中心不仅会促进多碳侧链烷基的脱烷基反应，而且也会引起深度脱烷基（脱甲基）反应和积炭反应，从而降低甲基的保持率和二甲苯的收率。为改善重芳烃的扩散能力，对微孔分子筛进行扩孔处理制备具有二次介孔的分子筛材料也被尝试用于重芳烃轻质化反应，如碱处理制备的介孔丝光沸石为催化剂时，重芳烃的转化率明显提高，显示其具有潜在的应用可能。

3.二甲苯异构化技术。

从催化重整和裂解汽油中得到的芳烃中，乙苯同系物的含量一般占到百分之十以上。由于分离异构回路的循环比为3.5左右，单程二甲苯损失率的降低可以在较大程度上提高二甲苯总收率，二甲苯异构化在芳烃生产中决定了芳烃联合装置的经济性。

五、芳烃生产新途径与新工艺

1.组合反应工艺。

尽管甲苯选择性歧化工艺生产的二甲苯中芳烃质量分数高达90%以上，降低了吸附分离单元的负荷，使结晶分离技术重新成为可能，但该工艺无法利用资源，同时产物中含有大量的苯。因此在芳烃联合装置中，不能简单地用择形歧化工艺代替传统歧化工艺。需要进行二甲苯异构化的循环二甲苯量下降，四个单元的负荷比传统工艺的要低很多。这意味着不仅芳烃能耗下降，生产成本降低，效益提高，而且也为整个联合装置提高生产能力创造了条件。

2.甲苯甲基化技术。

甲苯甲基化技术是一种芳烃生产新技术。与已经工业化技术相比，甲苯甲基化的主要优势在于能最大程度地将甲苯原料转化为芳烃产品，即甲苯利用率非常高；另一优势是采用甲醇作为烷基化试剂，甲醇是煤化工的主要中间产物，受国内产能的快速增长及廉价进口甲醇的竞争，国内甲醇价位将在未来相当长的时间内维持较低的水平。基于廉价的甲醇原料及甲苯原料的高效转化，甲苯甲基化技术具有很好的技术经济性。该技术作为未来芳烃转化的关键新技术必将引起更加广泛的关注。

3.甲醇芳构化制芳烃。

甲醇芳构化制芳烃涉及氢转移、齐聚、环化、脱氢、烷基化和脱烷基等复杂过程，近几年虽有相关专利发表，但尚未见工业化报道。中国科学院山西煤炭化学研究所正在开展甲醇制芳烃工气的工艺技术研究并取得了积极的进展。该技术以离子交换分子筛为催化剂，可将甲醇转化为芳烃，甲醇转化率大于20%，液相产物选择性大于35%，液相产物中芳烃含量大于60%。

芳烃是重要的石油化工基础原材料，未来将以节能减排为方向，降低原料成本、开辟便宜易得的原料来源，提高芳烃收率和选择性，加快对芳烃生产的新工艺、新催化剂研发和工业化的步伐，提出灵活多变、具有竞争力的芳烃生产技术，提高装置操作的灵活性。

参考文献：

[1]任华堂，韩凝，夏建新.我国东部地区环境中多环芳烃的空间分布及生态风险分析[J].应用基础与工程科学学报.2009（S1）.

[2]陆继龙，赵玉岩，郝立波，蔡波，孙淑梅，于新民.吉林省中部农业土壤中PAHs的分布及风险评价[J].吉林大学学报（地球科学版）.2010（03）.

分离技术 篇4

中药成分繁多复杂, 且各种成分的性质遍布所有的极性段、酸碱范围, 而中药研究的大趋势是全成分的分离。实现多成分分离的一个简单的方法就是在一根足够长的柱子上, 采用温和的流动相, 在足够久的时间内洗脱, 但是这却与现代分析技术的快速、简便相违背。近年来, 各种技术都又了长足的进步, 下面就这些技术的应用进展进行综述。高效液相色谱技术的发展和应用高效液相色谱 (HPLC) 是分析化学中发展最快, 应用最广的领域之一。其分析特性使其成为药学、化学、生物学、毒物学等诸多领域中被广泛使用的有效分离和质量监控手段, 是药学工作者手中用以解决他们面临的各种实际分析课题必不可少的工具。随着中药复兴的要求, 中药现代化已经成为必然的趋势, 而高效液相分析法也已经成为中药有效成分分离测定中不可或缺的技术手段。近年来, 应用高效液相色谱分析中药成分已成为控制中药质量的重要手段之一。在含量测定方面几乎各种结构类型的中药活性成分均有使用高效液相色谱测定含量的报道, 许多用薄层色谱不能分离的化合物, 而用高效液相色谱却得到了很好的分离。应用高效液相色谱分析中药有效成分时, 没有统一的预处理方法。虽然中药成分比较复杂但各类成分又有共同的特性, 在提取分离过程中, 常根据这些特性, 将某一种或某一类总成分提出, 然后用高效液相色谱法进行分离和含量测定。

1 HPLC-UVD在中药有效成分分离测定中的应用

紫外检测是一种常用的有效成分分析技术, 可以快速准确的检测样品有效成分。中药黄芩是传统常用中药, 具有清热燥湿, 泄火解毒的功效, 其有效成分是黄芩苷。赵奎君等[1]利用日本岛津LC-6A高效液相色谱仪, SPD-6AUV可调波长紫外L检测器, 首次分离测定了大戟科植物月腺大戟中的抗结核有效成分狼毒甲素和狼毒乙素, 确保了对原材料药物的质量评价及其制剂的疗效。李慧义[2]对不同产地的牛蒡子的5种木脂素——牛蒡苷、牛蒡酚A、牛蒡酚F、牛蒡苷元、牛蒡素B进行了测定, 使用美国Varian LC5000高效液相色谱仪, 日本岛津SPD-6AY监测器, 以甲醇-水-乙腈-四氢呋喃 (57∶49∶11∶1) 为流动相进行梯度洗脱, 达到了满意的效果, 为开发药源, 控制质量提供了可靠的依据。

2 HPLC-FLD在中药有效成分分离测定中的应用

荧光分析法具有灵敏度高、选择性强、需样量少和方法简便等优点。可是因为大部分需要衍生化, 代价昂贵, 所以目前的使用还不是很广泛。荧光检测器与传统的紫外检测器相比, 所建立的葛根素分析法的灵敏度要高2个数量级, 大大减少了样品对分析柱的污染, 为不同种类的样品的分析提供了一种新的分析手段。吴波用高灵敏度的荧光检测器进行检测并对检测条件进行优化。以荧光检测器检测, 激发波长260nm, 发射波长472nm, 建立了HPLC-FLD分离和测定葛根中的葛根素的含量的方法。结果发现在选定色谱条件下其葛根素的线性范围良好, 样品加样回收率在97.2%~101.7%, 相对标准偏差在0.62%~1.61%。此方法精密度好, 结果可靠, 适合葛粉中葛根素的定量分析。

3 HPLC-ELSD在中药有效成分分离测定中的应用

蒸发光散色检测器又称为蒸发型质量检测器, 为一种类似于折射率检测器的通用型检测器。为检测那些结构中不具有紫外发色团的样品提供了一种新型的检测手段, 随着技术发展, 流动相可以雾化的新型检测器已经出现。HPLC-ELSD技术在中药分析中运用已初步占有一席之地。该方法迎合了复杂中药分析的要求, 其主要取决ELSD检测器的突出优势:高效、灵敏度高, 不受流动相系统温度变化的影响, 基线稳定性好, 可进行梯度洗脱, 有利于对复杂多种成分中药的检测。特别适用于无生色团、无紫外线吸收或紫外末端吸收的样品以及挥发性低于流动相的任何组分。因此, 对所有非挥发组分都产生响应, 致使应用范围十分广泛在中药领域的应用也越来越广泛。含皂苷类成分的中药有人参、西洋参、三七、黄芪等, 皂苷为一类极性较大、结构复杂的化合物, 在紫外区大多数仅有末端吸收, 无专一显色剂。在用紫外检测器时, 选用末端吸收, 流动相种类受到限制, 增加分离皂苷的难度, 而结构相近的皂苷无法分离。采用ELSD检测, 则较好的解决了分离难的问题。从目前国内文献报道来看, 应用于人参、三七、西洋参类皂苷的分析, 选用HPLC-ELSD是比较理想的方法。江英桥采用反相高效液相色谱蒸发激光散射检测器测定三七中人参皂苷的含量, 蒸发激光散射检测器, 定量方法简单、准确。回收率为100.50%, RSD为1.82%。并用紫外分光光度法测定了三七中总皂苷的含量, 结果和HPLC法基本一致, 说明该方法定量准确。

4 HPLC-ECD在中药有效成分分离测定中的应用

电化学检测 (ECD) 是一种痕量, 超痕量的分析技术, 20世纪80年代在国内得到迅速的发展, 综合了HPLC和EC的优点。具有以下优点: (1) 选择性高, 对于成分复杂结构类似的生化物质和药物分析尤其方便, 随着修饰电极和催化修饰电极的出现, 其优点将更加突出。 (2) 灵敏度高, 线性范围广, 最多可到6个数量级。 (3) 应用范围宽, 可以测电活性物质和部分非电活性物质。 (4) 分析速度快, 节约成本。黄芩苷和黄芩素均为黄芩中的主要成分, 结构相似, 常同时存于同一药材或同一中药制剂中, 在进行含量测定时常难以分离。黄芩苷和黄芩素结构只差一个葡萄糖酸, 用一般的分析方法, 如紫外分光光度法等很难测定。

总之, 分离测定中药中的有效成分是进行合理组方、药效物质基础研究、结构鉴定与修饰的重要前提。中药成分分析的方法很多, 但目前真正用在中药质量标准中除HPLC外, 其他方法涉及较少。为加快我国的中药现代化研究的进程, 使我国中药走向世界, 既要分离测定其指标成分, 又要把中药当成一个整体来分析, 这就要求综合应用多种先进的分离分析技术与方法, 来评价中药的内在质量。随着现代色谱技术理论及检测手段的发展, 新的分析技术层不穷, 对于成份通常较为复杂的中药分析而言, 提供了越来越多的分析手段, 且仪器的性价比亦在不断提高, 加之现代计算机软件技术的迅速提升, 更提高了对所获分析数据进行处理的层次及效率。

参考文献

[1]杜英峰, 张兰桐.现代分离分析技术在中药研究中的应用[J].河北医科大学学报, 2005, 26 (1) :12-14.

分离技术特点 篇5

 无机沉淀剂沉淀分离法(盐析法)：

优点：成本低、无需专门的设备、易于操作、安全性高、对生物活性成分的破坏也小

缺点：通常选择性不好，往往有共沉淀产物，一般作为粗提纯操作，还需要与其他分离方法配合使用。 盐析中使用硫酸铵：

优点：（1）价廉；（2）溶解度大；（3）温度系数小，且溶于水时不放热 ；（4）不易使蛋白质变性（5）高浓度硫酸铵还有抑菌作用 缺点：（1）产品中残留会影响蛋白质定量分析；（2）缓冲能力差, 在高pH 释氨，腐蚀  有机溶剂沉淀分离法的特点：

优点：与盐析法相比分辨率高；所用的溶剂（乙醇、丙酮）沸点低，易挥发，残留少；沉淀物和母液间密度相差大，易分离。

缺点：易使蛋白质变性，因此往往需要低温操作；溶剂成本较高，应该回收处理；溶剂多为易燃易爆品，所以使用存在使用和贮存的安全问题。 等电点沉淀法的特点：

操作简单，试剂消耗少，给体系引入的外来物也少，是一种有效的初级分离方法。适用于疏水性强的蛋白质。中性盐浓度增大时，等电点会发生偏离。强酸强碱易使蛋白质变性、酶失活，所以宜采用弱酸、弱碱。单独利用等电点分离效果并不理想，因此常与盐析和有机溶剂沉淀法并用  PEG沉淀法

优点 ：①操作条件温和；②沉淀效率高；③沉淀的颗粒往往比较大，易于分离。缺点：所得的沉淀中含有大量的PEG。

 金属离子沉淀法：

选择性好，但有时复合物分解困难，且容易使蛋白质变性  液固萃取：

由于溶剂渗入固体试样内部是比较缓慢的过程，因此液固萃取需要较长的时间，一般需要连续萃取。而且浸出溶剂用量大，往往浸出效率差，不易完全浸出，不适合有效成分含量低的原料。 溶剂萃取的特点：

萃取过程具有选择性，可与其他分离方法相配合；通过相转移可以减少由于降解（水解）引溶剂萃取的特点起的产品损失；适用于各种不同的规模；传质速度快，周期短，便于连续操作，容易控制；溶剂回收、安全问题  双水相萃取的特点

优点:平衡时间短，含水量高，界面张力低，能耗少；条件温和，保留生物活性；分离步骤简便，易于连续化操作；易于放大.缺点：影响因素较多，成本较高，相系统需要回收  反向胶束萃取的优点

极性“水核”具有较强的溶解能力；

生物大分子由于具有较强的极性，可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触, 反胶束内的微环境与生物膜内相似，故能很好保持其生物活性，解决了蛋白质在有机溶剂中容易变性失活和难溶于有机溶剂的问题，为蛋白质的提取和分离开辟了一条新的途径。

由于“水核” 可以稳定蛋白质的立体结构，增加其结构的刚性，提高其反应性能； 成本低，有机溶剂可反复使用；

容易放大和实现连续操作,因此反胶束萃取是一条具有工业发展前景的蛋白质分离技术。 超临界流体萃取的特点

优点：萃取速度快、分离效率高、产品质量好、临界条件温和、产品分离简单、无毒、无害、不燃、无腐蚀性、价格便宜；

缺点：设备投资大

 分子蒸馏有许多常规蒸馏所不具备的特点

（1）操作真空度高：由于分子蒸馏的冷热面间的间距小于轻分子的平均自由程，蒸发面的实际操作真空度比传统真空蒸馏的操作真空度高出几个数量级。分子蒸馏的操作压一般约为0.1～1Pa数量级。

（2）操作温度低：分子蒸馏不需要到达物料的沸点，加之分子蒸馏的操作真空度更高，这又进一步降低了操











 作温度，大大降低了能耗；

（3）分离过程中物料受热时间短：分子蒸馏在蒸发过程中，物料被强制形成很薄的液膜，并被定向推动，使得液体在分离器中停留时间很短。特别是轻分子，一经逸出就马上冷凝，受热时间更短，一般为几秒或十几秒。因此物料的热损伤很小，特别对热敏性物质的分离过程提供了传统蒸馏无法比拟的操作条件。（4）不可逆性：分子蒸馏过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,中间不与其它分子发生碰撞,理论上没有返回蒸发面的可能性,所以分子蒸馏是不可逆的。

（5）分离程度及产品收率高：高分子蒸馏常常用来分离常规蒸馏难以分离的物质，而且就两种方法均能分的物质而言，分子蒸馏的分离程度更高。

（6）无毒、无害、无污染、无残留可得到纯净安全的产物。分子蒸馏的优点：（1）对于高沸点、热敏性、易氧化物料的分离，分子蒸馏提供了最佳的分离方法；（2）对于混合物中低分子物质的脱除非常有效的；（3）分子蒸馏可以通过调节真空度，有选择地蒸出目的产物，去除其他杂质，通过多级分离可同时分离多种物质。（4）分子蒸馏是一个物理过程，被分离物避免了污染和破坏。缺点：（1）分子蒸馏的加热面积受设备结构的限制，生产能力不大；（2）如果混合物中各组分的平均自由程相差不大，则可能分不开；（3）分子蒸馏需要高真空系统，生产成本高，因此只适用于高附加值产品。膜分离的特点

操作在常温下进行；物理过程，不需加入化学试剂；不发生相变化（因而能耗较低）；在很多情况下选择性较高；浓缩和纯化可在一个步骤内完成；设备易放大，可以分批或连续操作。渗透蒸发特点：

不存在蒸馏法中的共沸点的限制，适合共沸点和挥发相差小的双组分分离。

与反渗透相比，渗透蒸发透过侧组分以气体存在，消除了渗透压的作用，可在低压下进行，适合高浓度混合物的分离。

操作温度低，能耗低，适于热敏性物质分离

清洁工艺，少污染或零污染，适合食品、医药、环保等领域 吸附法的特点：

优点：吸附剂与溶质作用小，不易影响生物物质活性；在发酵工业中可以成为发酵和分离的耦合过程，消除某些产物对微生物的抑制作用；少用或不用有机溶剂，吸附过程pH变化小，适于稳定性差的物质；设备简单，操作简便，安全，廉价

缺点：选择性差；处理量小，收率低¾无机吸附剂性能不稳定；不能连续操作，劳动强度大；设计比较复杂，实验的工作量较大。活性碳纤维的独特之处

ACF 的纤维直径细, 一般为10～ 30μm,与被吸附物的接触面积大, 而且可以均匀接触、吸附, 使得材料充分利用, 效率提高。

外表面积大、吸脱附速率快、吸附容量大,可吸附处理低浓度废气或具有高活性的有机物质。

孔径分布窄, 主要以微孔、亚微孔为主。可以通过工艺调整孔径大小与被吸附物质的分子尺寸相匹配, 从而达到分离的目的

大孔吸附剂的优点：

物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、节省费用

离子交换分离法的特点

(1)分离效率高，选择性高。

(2)适用范围广。适用于带相反电荷的离子之间的分离，还可用于带相同电荷或性质相近的离子之间的分离，适用于微量组分的富集和高纯物质的制备，从痕量物质到工业用水，从少量样品到工业规模。(3)操作简单，成本低。液固两相分开，操作简单。

(4)方法的缺点是操作周期长。一般用它解决某些比较复杂的分离问题。离子交换分离操作方式

静态交换：效率低、操作繁琐、耗时，实用意义不大，只在测定分配系数等实验中用到。

分离技术 篇6

一、基本做法

１． 认真学习，提高认识，更新观念，加强领导。统一思想认识是做好专业技术人员评聘分离、择优聘任的前提。医院从领导班子、中层干部、专业技术人员三个层面认真学习有关文件精神，针对专业技术人员评聘分离、择优聘任的意义、目的进行深入研究和讨论，加强学习，提高认识。在学习的基础上，大家形成了共识，更新了观念认识，主动适应、支持和参与改革。同时医院召开了全员职工动员大会，为此项工作的顺利开展奠定了基础。针对此项工作医院组成领导小组，以加强此项工作的组织领导和公平、公开、公正。

２． 深入调查摸底，制定实施方案。院领导小组对医院机构设置、岗位编制、专业技术人员分布及结构、职工思想状况等进行深入细致的调查摸底，在此基础上，从医院实际出发，制定了院《专业技术人员评聘分离、择优聘任实施方案》。方案从学历、从事专业年限、任职年限、外语程度、带教情况、论文著作发表情况、学习进修情况、工作业绩、现实表现、奖惩情况、医德医风考核、年度考核等方面，就专业技术人员评聘费、择优聘任量化计分标准作出了明确规定，使实施方案更具可行性和可操作性。

３． 坚持效率原则，切实搞好“五定”。在专业技术人员评聘分离、择优聘任过程中，切实坚持效率优先原则。一是定机构，规范医院机构设置，强化工作责任，根据医院业务发展的需要调整业务科室的设置。二是定编制，按照各岗位的职责任务和工作的性质及工作量，确定编制。三是职责，根据各岗位所承担的任务，对每个岗位都编制了岗位职责、工作标准、任职条件及职位说明书，做到任务清楚、职责明确，标准统一。四是定合同，将各级各类专业技术人员的职责、权力、义务、工作任务、目标承诺和奖罚内容，以签“岗位任期目标责任合同书”的形式确定下来，便于应聘者根据自身条件、岗位设置、人员编制、工作要求进行竞聘。五是定考核，根据各岗位、职位工作目标，制定了各级各类人员考核标准和考核办法，每月进行一次考核，并将考核结果与收入分配挂钩。根据全年考核情况，决定科室和个人评优评先及是否续聘。

４． 双向选择、竞争上岗。本着公平竞争、择优聘任的原则，根据岗位设置和人员编制，对全员各级各类专业技术人员全面推行双向选择、竞争上岗、分级择优聘任。即：院长聘任高级专业技术人员；中级以下专业技术人员由科室聘任。高级专业技师人员聘任的基本程序时公布岗位职数、各岗位职责及报名条件、量化积分考核标准，个人自愿报名，组织审查，聘任领导小组量化计分考核、讨论，院长聘任。中级及以下专业技术人员的聘任由科室参照高级人员聘任程序自行组织。

针对岗位职数少、取得资格人多和个别人员高职低能的状况，严格实行专业技术职务评聘分离。所有专业技术人员均按医院制订的“专业技术职务量化积分暂行办法”进行评分，根据岗位职数需要，按积分由高至低进行择优聘任。并将聘任结果与工资待遇相挂钩。

５． 转岗分流 人尽其用。实行总编制控制，对减下来的富裕专业技术人员，采取高职低聘，待岗培训，转岗分流，院内退休等多种方式进行分流。

６． 动态管理、优胜劣汰。对个别不能履行合同、违规违纪人员以及考核不合格者予以解聘，然后进行待聘观察，对确实表现好的重新聘任上岗。

二、成效

１． 竞争机制的引入，使专业技术人员爱岗敬业意识明显得到加强。由于打破了传统的用人用工制度，专业技术人员有了压力和危机感，再也不存在固定不变的职务，再也没有一劳水逸的工作岗位，从而使广大专业技术人员积极性、主动性普遍增强，工作效率显著提高。

２． 随着专业技术职务评聘分离、量化考核、累积积分、择优选聘制度的建立，使干部职工自觉地加强学习，钻研业务，提高自身素质，设法建立自己的竞争优势。建立了专业技术人员能上能下、岗位能进能出的竞争机制，出现了刻苦学习、钻研业务的良好风气。有竞争才有压力，有压力才有动力，竞争从根本上解决了动力源的问题。

３． 初步建立了竞争上岗，按贡献分配，靠合同管理的新的人事管理制度，使人事管理工作更加适应市场经济条件下医院发展的内在要求，开辟了人事工作的新途径。这种制度从根本上讲，有利于人才的成长和脱颖而出，随着竞聘制的推行，必将涌现一批有前途的优秀青年人才。

４． 树立“以人为本”的思想。在专业技术人员评聘分离、择优聘任过程中，医院牢固树立“以人为本”的思想，制定了科技兴院发展规划，注重人才培养和人才梯队建设，采取多渠道进行短期管理和业务培训等，力求培养一支政治合格、技术精湛、结构合理、优势明显的充满活力的技术群体，取得显著成效。

三、体会

１． 必须要解放思想，实事求是，大胆探索。专业技术人员评聘分离、择优聘任，涉及到每个专业技术人员的切身利益，要调整各方面的利益关系，其深度和广度都是前所未有的。但是专业技术人员安于现状的思想却比较突出，这必然会给改革带来一定的阻力和难度。因此，要搞好这项改革，必须加强宣传教育和思想政治工作，调整专业技术人员的心态，营造成良好的舆论氛围、坚持实事求是，一切从实际出发，深入调查研究，掌握院情，摸清职工的思想状况，增强工作的主动性和针对性。找准改革目标和职工心理承受能力的结合点，使制定的各项政策、目标能被专业技术人员接受，从而保证改革顺利进行。

２． 必须要坚持群众路线，提高工作透明度。在工作中坚持群众观点，相信群众，依靠群众。从方案制定到安排部署、组织实施等各个环节，始终坚持民主集中制，广泛听取职工的意见，反复讨论。在整个准备、实施过程中，从各个层面去宣传，去动员，发动群众支持、配合、参与改革。使职工认识到改革是大势所趋，是医院发展的必然选择，只有早改才能早受益，只有早改才能早发展。同时要提高聘任工作的透明度，自觉接受群众的监督。

３． 以竞争上岗为聘任核心，严格程序、落实重点。竞争上岗是新的用人机制的核心，是专业技术人员评聘分离、择优聘任的重中之重。在实践中把工作重点放在以下几方面：一是抓竞聘上岗制度的建立，制定规范的竞聘程序、二是营造客观公正、平等竞争的环境。做到“五公开”，即公开岗位设置，公开竞聘条件，公开聘任程序，公开聘任政策和原则，公开聘任结果。四是扩大科室聘用自主权，保证科主任和竞聘人之间按双向选择、竞争上岗、择优录用的原则作出选择。

实践证明，将竞争机制引入聘任制，职工是满意的、拥护的。医院初步建立起专业技术人员能上能下、优胜劣汰、竞争上岗的运行机制，大大激发了专业技术人员积极进取的精神。有竞争才有压力，有压力才有动力，有动力才会有发展，用事实得到了验证。

高效分离技术及其应用 篇7

超滤技术主要采用高效率低阻力纤维过滤材料, 并进行工艺改进:

a、增大孔隙率, 采用更先进的材料, 纤维更细, 精度更高 (如图1) , 孔隙率增大一倍, 容尘量增大一倍, 过滤材料连续使用寿命增加两倍。

b、增大过滤面积, 采用折叠式滤芯, 在阻力相同情况下, 流通面积增加一倍, 纳污量增加三倍, 寿命增加三倍

此外, 结构设计保留了传统分离技术的优点, 充分发挥机械分离技术、深层过滤分离技术和膜分离技术的作用达到最佳效果。

高效分离器工作原理与结构特征

高效分离器由四级到五级分离结构组成, 融合机械分离和膜分离技术, 第一级为导流板结构, 进入分离器的气体首先经过导流板产生旋流, 依靠气体和液体离心力的不同, 把气体中含有的大颗粒液滴分离出来, 第二级分离装置为旋流板分离, 第三级为丝网分离, 利用规格不同的丝网过滤出气体中的稍大颗粒的液滴和其它杂质, 从而有效的保护下一级分离装置, 前三级分离装置为机械式分离结构, 通过这些分离过程, 可以将气体中大部分微粒直径大于10微米的液滴分离出来, 第四级分离装置为烧结不锈钢丝毡, 属于深层过滤分离单元, 第五级分为三维玻璃纤维丝毡分离, 是高效分离技术的核心部件, 为纤维滤芯组成的多种分离结构, 主体材料为平均直径小于1微米的超细玻璃纤维纸, 其过滤属于以扩散、拦截、碰撞等综合机理共同作用的深层过滤, 可有效捕集亚微米级粒子。

滤芯为圆桶状组合滤床结构, 滤床由预过滤层、超细纤维层、过滤层和重力沉降层组成, 内设不锈钢网支撑架。气体由里向外流动, 表面积逐渐扩大, 成为区别传统滤芯与高效滤芯的典型特征之一。污染物中较大固体颗粒滞留在预过滤层中, 并最终阻塞纤维孔隙, 导致阻力损失上升, 滤芯寿命终结。呈悬浮状的液体、固体微粒进入主过滤层———超细纤维床层, 微小的油气溶胶粒子在密集纤维床的直接拦截、惯性碰撞与布朗运动等机理的综合作用下, 被收集在一根根超细纤维丝上, 并趋于集结、凝聚。最后随气体一起进入最外层的开孔型泡沫防扩散套, 由于这个套具有很大的表面积和大量的蜂窝状孔隙, 故凝聚长大的液滴汇集成液膜在重力沉降作用下落入集油槽排出, 洁净的气体在低速下脱离滤芯汇集排出。 (图3)

SZH-320及SZH-160合成氨专用过滤器结构与性能

合成氨专用除油过滤器是两种成功过滤技术与两类优良性能过滤材料的结合产物。在此之前, 已有近千套低压大流量 (1-16bar, 0.3-800Nm3/min) 及中、高压小流量 (20-30bar, 0.3-16Nm3min) 超高效除油过滤器, 分别应用于压缩空气、氦气、氢气、甲烷气体、CO、CO2气体等的除油净化过程, 其过滤精度可高达0.01μm, 残余含油量小于0.01mg/m3, 压降0.1-0.3Kbar, 取得了良好的社会效益与经济效益。为解决合成氨生产中油污染问题, 采用国际最先进的具有超大容尘量和超低压差的不锈钢丝毡折叠滤芯及德国原装高效合成氨专用除油滤芯, 结合多年除油净化过滤器设计经验, 在国内首次研制成功了除油效率高达0.01 mg m3的合成氨专用除油过滤器, 并已为数家中氮肥扩建工程采用。

经济效益分析

彻底免除催化剂油中毒

氨生产中的烃类蒸气转化、变换、脱碳、合成等工序分别使用不同的催化剂完成各自的转变反应, 而进入反应塔的污染油雾, 一方面油中的硫使催化剂永久中毒, 另一方面油和高温积碳物覆盖在催化剂表面上, 轻则会使其催化活性降低, 压降升高, 出现热带热斑, 危及炉管寿命, 重则被迫停车, 更换催化剂。因此, 采用高效超高效除油过滤器可除去细至亚微米的油雾微粒, 彻底免除催化剂的油中毒, 延长其使用寿命, 降低单位合成氨产量催化剂消耗量, 减少更换次数。

提高换热效率, 降低换热设备费与维修费

通常水冷器、氨冷器与冷凝塔等设备除为降低气温、回收液氨外, 其用途之一是除去经过油分离器的原料气中夹带的污染油份。此外, 污染油与其高温碳渣会附着在换热器壁面上, 形成热阻, 降低换热效率。因换热设备结构的复杂性, 使其清理污垢等维护费较高。若采用超高效合成氨专用除油过滤器, 则可提高换热效率, 延长使用寿命, 进而降低所需设备费与维修费。

保护净化系统正常工作, 消除事故隐患

合成氨生产中的脱硫、碳化、铜洗等许多过程均存在着质量传递, 这些过程都是在塔式设备中进行, 如填料塔、筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。这些洗涤吸收净化塔均有一定的操作负荷, 尤其筛板塔对负荷变化很敏感。油的介入不仅会降低洗涤液 (或吸附剂) 的吸收容量, 影响吸附剂与吸附质间的传质速率, 而且会形成发泡物系即呈泡沫状。若不能及时加入消泡剂或消泡剂作用不利, 极易发生溢流液泛等泛塔事故, 使吸附塔性能急剧下降, 无法正常工作。因此污染油的介入极大的危害着吸收洗涤工序的工作。而高效除油过滤器的使用可以彻底清除这一事故隐患。

摘要：化工生产过程中突出的难题是气体中夹带的微小液滴和油雾难以分离。在合成氨、尿素、硝酸、硝铵等生产过程中, 油污能使各种触媒中毒失效、换热设备换热效率下降、阻力增加。尤其在合成氨生产工艺中由于传统的氨分离器不能彻底分离雾状液氨而影响NH3产量, 造成系统能耗上升。更有甚者, 由于气氨中油含量超标引起重大恶性事故。

关键词：高效,分离,效率,节能降耗

参考文献

[1]朱家文, 房鼎业.面向21世纪的化工分离工程[J].化工生产与应用, 2000, 7 (2) .

[2]杨村, 冯武文, 刘玮, 于宏奇.精细化工与高新分离技术[J].精细与专用化学品, 2000, (23) .

[3]丁明玉.现代分离方法与技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

分离技术 篇8

发动机在压缩和燃烧过程中,气缸中的少量混合气通过活塞环与缸孔间隙、活塞环切口间隙、气门与气门导管间隙等漏入曲轴箱和气缸罩,然后与润滑系统的部分机油混合。混合气里有空气、未燃的汽油、碳氢化合物及机油,如果这些混合气直接进入气缸燃烧掉会造成机油的消耗量增大。油气分离器的作用就是将混合气里的大部分机油分离出来后回到油底壳,油气分离器的内部结构设计直接与分离效率相关。对于油气分离器的开发,传统的方式是将不同结构的样件通过油气分离试验来选型,但是试验成本高且开发周期长。本文中利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术直观地得到分离器内部的流场分布、分离效率、压力损失,在设计阶段能够快速提出优化方案,再有针对性地进行单体样件的试验测试优化。

1 油气分离器结构

本文中研究的分离器结构是迷宫和旋风的组合,有三个回油口(回油孔1、回油孔2、回油孔3),出口接进气歧管稳压腔相通,进口与凸轮轴室相通,如图1所示。迷宫式分离器主要利用油滴的惯性和壁面撞击分离。惯性作用较大的油滴在流动中被吸附于分离器的内部表面或者挡板之上,较小的液滴则可能随着气流一起被带出分离器,因此迷宫式分离器的分离效率不高,但是因为其结构简单、低成本、占用空间小、免维修等优点而应用十分广泛。旋风式分离器的分离原理是通过高速旋转的气流将油滴甩向内壁,分离出来洁净的气体通过中心管离开分离器[1]。

2 油气分离器CFD模拟

2.1 方法描述

油气分离器的CFD模拟分为两个步骤:(1)应用欧拉方法计算气相流场获得速度、压力等信息;(2)在收敛的气相流场基础上加入油滴,应用拉格朗日方法跟踪油滴的运动,计算得到分离效率。由于油滴的密度大于空气且混合气中油滴的体积分数很小,因此计算时认为空气是连续相,油滴是分布于空气中的离散相,油滴的形状为规则的球形,不考虑油滴对流场的影响,油滴碰壁即被吸附,不产生反弹、合并、破碎及蒸发[2]。

2.2 湍流模型

由于油气分离器内的流速较低,旋风和迷宫型的分离器主要依靠油滴碰壁来实现分离,因此必须准确模拟油气分离腔内的流动分离和边界层内的流动。本文中选用了STAR-CD软件的k-ε Low Re(低雷诺数)和k-ωSST[3](shear stress transport)湍流模型,对这两种模型的计算结果进行了比较研究。k-ωSST模型的优点之一就是适宜于低雷诺数情况下的近壁处理,不但能够对各种来流进行准确的预测,还能在各种压力梯度下精确地模拟分离现象,综合了k-ω 模型在近壁模拟和k-ε 模型在外部区域计算的优点,k-ω SST湍流模型要求边界层网格满足y+<5,因此对边界层网格尺寸要细化。

2.3 边界条件

油气分离器入口(包括回油孔1、回油孔2、回油孔3)为空气和油滴的共同入口。连续相定义压力边界,离散相定义油滴的质量流量、油滴直径和油滴的初始速度。油滴属性(密度、黏性系数等)按照120℃的机油定义。

机油质量流量按照每升活塞漏气量对应的机油流量为2.6667×10-7kg/s来定义[4]。

油滴直径的主要分布范围为0.1~10μm,由于0.5μm以下油滴的流体跟随性好,因此迷宫或旋风分离器很难分离出小于0.5μm的油滴,计算时选取了较大的1~20μm间的粒子分别计算分离效率。

油滴初始速度假定和入口气体的速度一致[5]。

油气分离器的内壁设为捕捉边界,即油滴到达壁面后将被壁面捕捉。

油气分离器出口的连续相定义为流量边界条件,分别计算了10、15、20L/min三种工况。油气分离器出口的离散相定义为逃逸边界条件,即油滴逃离了油气分离器没有被分离。

3 计算结果

3.1 两种湍流模型的比较

在活塞漏气量分别为10、15、20L/min和油滴直径为1μm的条件下对两种湍流模型进行比较。对比的内容包括流量分配、流场形态、分离效率,限于篇幅,本文中仅针对流量为20L/min的结果进行分析。如表1所示,两种湍流模型对各个进口的流量分配差异很小,都体现出回油孔3的流量偏大,这部分混合气没有经过迷宫而直接进入旋风分离器,会导致分离器效率偏低,因此在满足回油孔回油顺畅的情况下需要降低回油孔的气体流量。

图2为迷宫及旋风内部速度分布情况。从迷宫内部切片速度分布发现,两种湍流模型模拟得到的速度场整体上有相似性,但局部有较大差异,特别是原圈区域的流动分离现象差异很大,k-ωSST湍流模型得到的分离区域明显比k-εLow Re湍流模型得到的区域大,这也验证了k-ωSST模型可精确地模拟分离现象。旋风分离器内部不同高度的切片速度分布表明:两种湍流模型都模拟出了旋风分离器的旋转流动,但k-ωSST模型得到的各个轴截面上的切向速度变化很小且均匀,而k-εLowRe模型计算得到的各个轴截面上的切向速度分布不均匀,根据文献[6]中的试验结果表明k-ωSST模型计算得到的流场更接近真实情况。

图3为迷宫内部油滴吸附和速度分布情况。对比结果表明:油滴的吸附直接与速度分布相关,除了挡板处吸附大量的油滴外,其余油滴都是吸附在圆圈处高流速区域。这是因为流速高则混合气里的油滴和壁面的撞击力度会增强,按照油滴与壁面接触即被分离的原理可以通过提高流速和增加挡板来增加油滴碰壁的机会以达到提高分离效率的目的,但分离效率提高的同时也会增加流动阻力,因此需要将分离效率和流动阻力综合平衡考虑。

图4为两种湍流模型计算得到的分离效率。两种模型的差异非常大,k-εLow Re模型计算得到1μm油滴的分离效率接近100%,k-ω SST湍流模型得到的分离效率为36%。 目前,只有毛毡式分离器才能达到95%以上的分离效率。显然k-εLow Re模型过高预测了分离效率,特别是旋风分离器的分离效率太高。从图4 可以看到旋风分离器的内部壁面吸附了大量油滴,计算结果误差太大,与试验测试结果没有比较的意义。k-ωSST湍流模型与试验测试结果吻合较好(图5),由于没有考虑油滴碰壁后的反弹和油膜的脱落等因素的影响,模拟值比试验值稍高,最大误差为12%。与k-εLow Re模型相比,k-ωSST湍流模型得到的分离效率与实际情况吻合较好,因此k-ω SST湍流模型由于对边界层和流动分离模拟精确的优点更适合于油气分离器分离效率的计算。下文的计算分析均基于k-ωSST湍流模型。

3.2 漏气量对分离效率的影响

由于发动机运行中工况在不断变化,活塞漏气量及含油量也是随着发动机转速和负荷变化,因此有必要分析活塞漏气量的变化对油气分离器效率的影响。旋风分离器的分离效率对于活塞漏气量非常敏感,随着流量的增大分离效率提高很快,如果漏气量很小则分离效率非常低下。如图6 所示,油气分离器的分离效率随着粒子直径和活塞漏气量的增大而增大。由于漏气量增大后混合气里的含油量也会增加,因此随着漏气量增大而提高的分离效率的增幅必须与混合气里含油量提高的幅度相当才会保持相同的机油消耗量。一般要求在最大活塞漏气量情况下的D50(指分离效率为50%对应的粒子直径)为1~2μm,而此分离器在最大活塞漏气量为20L/min时的D50为5μm,只有当粒子直径大于10μm后的分离效率才达到100%。由此可知,有必要对结构进行优化以降低D50的尺寸。

3.3 迷宫及旋风对分离效率的贡献分析

对于油气分离器结构,如图7所示,迷宫的分离效率随着活塞漏气量和粒子直径的增大而单调上升,但是随着漏气量增大的增幅不明显,说明迷宫式分离器的效率对流量的变化不是非常敏感。旋风分离器的分离效率随着漏气量的增大而提升很快(图8),因此在设计旋风分离器时一定要考虑流量的变化对分离效率的影响,且尽可能让旋风分离器的效率处于高效区域。在活塞漏气量为10L/min时,迷宫对直径小于5μm油滴的分离起主要作用,但当油滴直径超过5μm后旋风分离器的效率是先超过迷宫然后又下降低于迷宫。当活塞漏气量≥15L/min时,迷宫对直径小于15μm油滴的分离贡献最大,对直径大于15μm油滴的分离效率低于迷宫。旋风分离器的分离效率趋势是随着粒径增大先上升后下降,下降的原因是迷宫对大粒径油滴的分离效率提高后进入旋风分离器的大油滴减少。

4 优化方案及计算结果

4.1 优化方案模型

为了提高迷宫内的流速和增加油滴碰壁的机会,将迷宫内原有的挡板尺寸长度增加了6mm,同时在拐弯处增加一个挡板。为了在旋风分离器内部形成强烈的旋转气流和大的速度梯度,将旋风分离器的入口高度尺寸减少了5mm以提高旋风分离器入口的切线速度,使旋风分离器内油滴的离心力增大和提高气流在旋风分离器内的旋转圈数从而提高分离效率。此外,由于原模型的回油孔1、回油孔2、回油孔3的流量偏大,故将这三个入口面积减小以增加进口的流量。优化模型如图9所示。优化时以活塞漏气量为10、15、20L/min和油滴直径为1μm作为输入边界条件。限于篇幅,本文中主要针对20L/min的工况进行分析。

4.2 优化方案结果

优化方案的回油孔1、回油孔2、回油孔3的流量均下降,回油孔3 流量降幅最大,进口流量提高了10%(图10),更多混合气里的油滴在迷宫里被分离。由于旋风分离器入口流速提高,如图11所示,旋风分离器内部的流速整体提高,切向速度由原方案的4m/s提高到7m/s,可充分利用离心力将油滴甩向壁面。迷宫内的流速也明显提高,气流的涡旋更强烈,高速气流和壁面碰撞的区域增大。迷宫及旋风内部壁面吸附油滴的数量增加,迷宫内部增加的挡板处也吸附了大量油滴,对粒径为1μm油滴的分离效率提高了9%(图12)。迷宫分离效率的提升主要是受益于内部挡板结构的优化和通过迷宫的气体流量增加。如图13所示,旋风分离器的分离效率随着粒子直径的增大先提高后下降,而迷宫的分离效率随着粒子直径的增大而一直增大。当粒子直径小于9μm时,旋风分离器对油滴的分离起主导作用;当油滴直径大于9μm时,迷宫对油滴的分离贡献大于旋风分离器。通过优化后D50为1.5μm,对油滴直径大于7μm的分离效率为100%,流动阻力由原来的90Pa提高到120Pa也在合理范围之内。优化后分离器的效率在全流量范围均得到提高(图6和图14),对于流量为10L/min的分离效率已经相当于原方案流量为20L/min的效率。

5 结论

(1)k-ωSST湍流模型由于对边界层和流动分离模拟精度高,适宜于油气分离器内的低速流动仿真,计算得到的分离效率与试验测试结果吻合较好,而k-εLow Re湍流模型过高预测了分离效率。

(2)油气分离器的分离效率随着活塞漏气量和粒子直径的增大而增大,旋风分离器对于小粒径油滴的分离贡献高于迷宫。

(3)旋风分离器的分离效率对于活塞漏气量非常敏感,分离效率随着流量的增大和降低变化幅度很大,而迷宫式分离器的效率对流量的变化适应较好。

(4)油气分离器的回油孔设计非常关键,在保证回油通畅的情况下尽量减少通过的气体量,能够让混合气经过长的路径对油滴的分离更充分,又可以避免在负压的作用下将凸轮轴室里的机油吸入分离器而导致机油耗高。

参考文献

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《现代分离技术》课程教学探索 篇9

1 合理组织教学内容

现代分离技术与传统分离技术不同, 传统的分离技术如离心、沉降、精馏、结晶等在《化工原理》课程中已有讲授, 因此内容安排上首先要避免重复, 应预先了解相关专业学生化工原理的教学内容, 对于没有学过的应用广泛的传统分离技术比如离子交换分离法等也应该适当加以补充。《现代分离技术》课程涉及到的内容非常多, 尤其是随着生物、材料等学科的发展和各学科的交叉融合, 各种新型分离技术层出不穷, 并且现有技术也在不断发展。受到课时的限制, 很难将这些内容都讲授给学生, 必须加以取舍, 有选择的讲授。为了达到较好的学习效果, 选择一本合适的教材是必要的。现已出版的分离技术书籍很多, 但是多为介绍单一或少数几种分离技术的著作, 尤以讨论化工分离过程的居多。化学工业出版社的《现代分离方法与技术》比较全面地介绍了多种分离技术[1], 可以作为主要参考教材。但是, 由于教材本身的滞后性, 任何一本教材都无法完全代表分离技术发展的最新水平[2]。因此, 需要结合学生的专业特点及就业形势, 为学生适当补充新内容。针对特定的分离技术, 参考相关的专著可以更为全面的把握重点, 是较好的途径。另外, 查阅相关领域的科研论文也是扩充知识面, 了解最新科研动态的方法之一。

在授课内容的设置上, 应做到信息量大, 同时重点突出。不能每种分离技术都一视同仁, 这样只能是泛泛而谈, 学生在学习的时候把握不住重点, 最后的结果只能是不求甚解。应该结合专业特点, 选择几种和专业及就业密切相关的分离技术讲深讲透, 从基本原理、发展背景、工艺过程以及应用领域等方面多角度地进行讲授, 让学生系统地理解并掌握所讲内容。另外, 结合本校教师的科研方向及设备条件, 重点介绍涉及到的分离技术, 学生可以去相关实验室进一步学习, 加深对授课内容的理解。

2 理论与实践相结合, 科学研究与工业化应用并重

长期以来, 高校本科学生一直游离于科学研究之外, 使得学生无法将理论知识运用到具体的应用中, 缺少综合思维能力。因此, 教师在授课时应注意培养学生的科研能力。比如针对一种分离技术, 讲完基本原理和工艺过程后, 引导学生分析该过程的影响因素, 用于分离时从哪些方面着手去优化工艺条件, 对学生科研思维的锻炼很有帮助。《现代分离技术》课程中所涉及内容的多为正处在实验室研究阶段的新型分离技术, 很多尚未大规模工业化应用。对于这部分内容, 引导学生分析其工业化应用的前景、需解决的问题及对策, 有助于培养学生的创新意识。对于目前在分离技术领域的研究热点内容, 尤其是本课程课本上涉及较少的分离技术, 提前布置预习任务, 指导学生收集资料, 查阅文献, 了解该技术在国内外的现状、存在的问题以及未

来的发展方向, 培养学生的科研能力、独立思考能力。

分离技术是应用性很强的一门学科, 最终目标是服务于生产。对于已经工业应用的分离技术如分子蒸馏、反渗透、电渗析等, 应注重对工艺过程的分析和评价, 并对学生加强工程概念的培养。工科院校培养的人才是面向企业, 而技术要适应国情和具体企业的情况。因此在授课过程中要把技术与经济联系在一起, 对工艺过程的分析和评价不能忽略经济因素, 提升学生的经济意识。比如在脱盐方法的选择上, 离子交换、电渗析、反渗透各有利弊, 应从经济成本的角度进行分析[3,4]。此外, 还应引导学生懂得分离过程的复杂性, 实际应用时需要根据具体情况作细致的分析, 这样有助于学生分析能力和综合水平的提高。

3 课堂讲授与实验操作相结合

任何分离技术都是为了实际应用, 因此要求学生在掌握基础理论知识的同时, 还需注重实践能力的提高。实验教学是培养学生动手操作能力的重要途径, 因此在课程安排上, 课堂讲授与实验操作要齐头并进。在实验设置上, 要加强实验可操作性, 注重培养学生的动手能力。实验内容要难易适度, 课题内容不能太大, 否则在有限的时间内不易出实验结果。实验课题选择时要根据课堂讲授的重点内容, 以此为依据设计多种分离技术相结合的综合性实验, 达到传授知识, 提高操作技能的目的。我们在实验教学过程中设计了一个三相分离技术分离油和蛋白的实验, 对分离到的油和蛋白又分别进行后续处理, 整个过程涉及到固体浸取、溶剂萃取、盐析、膜分离、离子交换等多种分离技术, 有效地锻炼了学生的观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。对于重要的难以操作的或没条件进行单组实验的分离技术, 比如分子蒸馏, 应组织演示实验, 给学生以直观的感性的认识, 加深理解和消化课堂所学的理论知识。

经过几年的实践, 在传授理论知识的同时, 充分培养了学生的科研能力和实际动手能力, 取得了较好的效果, 提高了学生分析问题解决问题的能力, 走上工作岗位后能够很快适应社会的要求。

参考文献

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[2]杨德广.高等教育学[M].北京:高等教育出版社, 2000.

[3]胡小玲, 管萍.化学分离原理与技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

油砂分离技术研究进展 篇10

世界经济对能源的需求, 国际战略格局的不断变化, 以及政治环境带来的影响, 使国际油价长期在高位徘徊, 这使得油砂这样的非常规石油资源越来越得到重视。油砂是一类沥青、砂、富矿黏土和水的混合物, 主要分布在加拿大, 委内瑞拉和美国, 其储量远大于常规石油资源【1】。其工业开采价值的重要评价指标是含油率, 根据加拿大开采油砂的平均下限进行评价:平均含油率大于13%为高品位, 平均含油率8%~13%为中品位, 平均含油率5%~8%为低品位【2】。

油砂分离主要受油砂结构的影响。主要可以分为两种, 一种是水润型, 另一种是油润型。沙子表面的润湿性即沥青和矿物之间的相互作用强度直接决定了分离方式。本文就世界上几种常用的抽提方式进行介绍, 讨论他们各自的主要影响因素, 并提出自己的建议。

2 油砂分离方式

2.1 水洗分离技术

对于水润型油砂, 可以采用水洗分离的方法。商业化的油砂沥青萃取技术经历了从热碱水萃取到温水萃取再到低能耗萃取的转变。【3】

水洗分离主要是通过热水/表面活性剂的作用, 改变砂子表面的润湿性, 使砂子表面更加亲水, 实现砂与吸附在上面的沥青分离, 分离后的沥青油上浮进入碱液中, 砂则沉降在下部, 达到分离的目的。【4】如表1所示:

热碱水洗技术是现在工业上用的比较纯熟的一种技术。其作用效果受油砂表面润湿性, 矿物颗粒, 温度, PH值, 搅拌速度以及工业助剂浓度等等的影响。同时, 热碱水洗技术成本较高, 会产生大量污水, 环境压力大。

现今有超声处理[9]技术, 以及各种表面活性剂, 用它们结合热碱水萃取可以达到较好的分离和降低生产成本的效果。

2.2 溶剂提取法

对于油润型油砂, 碱水抽提法不足以使沥青砂粒完全分离。比如印尼油砂, 饱和烃含量较低, 胶质, 沥青质等重组分含量高,

表1水洗分离技术工艺参数及实验室及油回收率

产地特征

分离方式热碱水洗热碱水洗

工艺参数加拿大沥青品位6%~10%内蒙古[5]沥青含量12.5%[7]新疆克拉玛依[8]弱油润型

80℃热水, 矿浆PH值9~10左右

碱水, 油砂比 (1.5~2.0) :1, 碱水质量比0.2%~0.5%, 温度95℃, 搅拌速度75~100r/min

热碱水洗加YSFL系列水洗试剂

90℃, 水洗分离剂质量分数5%, 剂沙质量比2:1

沙粒粒径小, 是水润型的可能性很小。用溶剂抽提工艺比较合适。

常用的抽提溶剂有三氯乙烯, 甲苯, 石油醚, 石脑油。虽然极性很好的三氯乙烯, 甲苯在实验室中采收率很高, 但是由于他们毒性很大, 对于工业大规模生产有很多限制, 所以现在极性较好的而且比较经济的石脑油用的较多。这种方法适用面广, 主要影响因素就是溶剂浓度以及温度, 操作适宜可以达到很高的采收率。

有机溶剂萃取的另一个问题是有机溶剂的回收, 它直接影响了工业生产的经济效益。现在有中国石油大学的陈德军等人提出了超临界二氧化碳回收的方法, 用重整汽油作为抽提溶剂, 达到了良好的回收效果。

2.3 微乳液洗油

微乳在常温条件下, 微乳液可以直接作用于油砂洗油, 不需要更多的热能, 以此, 可以降低开采成本。微乳液体系中油一水界面张力在最佳中相时可达10-2~10-5 m N/m, 有时甚至为负值, 微乳液能与油、水混溶, 大大降低油水界面张力, 在实验室中可以提高采收率达10%以上。如ABS (十二烷基苯磺酸钠) , OP-10, 正丁醇, 氯化钠等等就常配合使用来配置试剂。

但是, 微乳液对盐含量比较敏感, 虽然A B S的耐盐能力得到了改善, 的那是其油溶性偏低, 需要和其他活性剂配合使用, 其使用目前仍受限制。

2.4 水剂空气化法

在实验室条件下, 还有用分离剂, 浆化剂和空气来使油砂分离的方法。通过在水中加入浆化剂形成浆化液, 并加入空气, 可以使呈油膜状覆盖在沙粒表面的沥青油膜和沙粒分离。这种方法操作简单, 主要受浆化剂用量, 浆化时间, 和通气量的影响。但是这种方法的采收率不高, 还有待改善。

2.5 MD膜驱剂

中国石油大学的高芒来, 李奇, 王建设, 许海洁等人, 基于岩石基本矿物, 表面电性等确立了分子沉积 (MD) 膜驱油技术, 并在辽河油田进行了实验, 获得成功。M D膜驱剂是异性离子体系以静电作用为驱动力, 在固体表面上单层交替沉积从而改变固体表面润湿性来提高采收率的一种方法。其适应温度在20℃~40℃, 有低表面活性能, 良好的化学惰性, 热稳定性, 无毒无污染等优点。

3 结语

油砂作为一种非常规能源, 已经为越来越多的人所认识, 各大石油公司都加大了对于油砂开发研究的投入。但是, 目前工业化的分离方式应用最多的还是热碱水洗, 它的高能耗, 水污染, 添加剂循环应用等等问题, 不但让油砂开发的成本居高不下, 而且给环境带来了很大的压力。

卡尔加里大学, 阿尔伯塔大学以及中国石油大学等等的石油高校都为油砂项目设立了专门的实验室进行更深入的研究。笔者认为, 针对不同特点的油砂, 综合选用几种不同的方法, 可以达到更好的效果。

参考文献

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分离技术 篇11

关键词：乳制品工业 膜分离技术 应用

中图分类号：TS252.4 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）10-0009-02

膜分离技术在20实际50年代就被提出，之后在很快的时间内就被发展到了工业化的应用当中。膜分离技术主要是使用一种半透膜的方法进行分子之间的分离，在海水的淡化、纯水的制造、溶液的浓缩、蛋白质溶质的分离方面都做出了巨大的贡献。现如今，为了满足人们对于乳制品的需求，膜分离技术也在越来越广泛地应用在乳制品的加工与处理方面，这种技术可以充分提高乳制品的品质。

1 膜分离技术的概述

1.1 膜分离技术的含义

膜分离技术是指运用天然或者人工合成的高分子薄膜，以界能量或者化学位差作为其推动力，当分子水平上的不同粒径分子的混合物通过这个高分子薄膜中时，能够实现选择性的分离技术[1]。高分子薄膜的膜壁上布满了小孔，根据这些孔径的大小可以具体分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜等等。这样的一种分离技术在医药工业、食品工业、生物技术等领域中都发挥了巨大的作用，我国的专家们对于这项技术的研究也越来越多。

1.2 膜分离技术的特点

根据现实情况来看，膜分离技术具有以下几方面特点：

（1）膜分离技术在应用的过程中通常是处于常温的条件下进行，尤其是热敏性物质的分离、分级、提纯和浓缩，这样有助于保持分离产品的品相和营养不受破坏。（2）膜分离技术在分离某一物质的过程中是不发生任何变化的，绝对不存在二次污染的现象，能源消耗低，同时还具有制冷杀菌的功能，分离效率很高。（3）膜分离技术的适用范围很广泛，可以用在多种特殊溶液体系的分离。（4）膜分离技术中，常常会用到压力来进行分离某一产品的推动力，并且分离装置极其简单，操作方便，由于结构上的简单清晰，也为其维修提供了便利条件。而且膜分离技术的装置还处于闭合的回路中运转，也减少了空气中对于氧气的影响。

2 膜分离技术在乳制品工业中的应用

2.1 乳制品的除菌

早在1987年，无机膜的分离技术就被应用在了全职牛奶的过滤除菌方面，如今在乳制品工业中，更是广泛应用到了膜分离技术来为牛奶除菌[2]。现在国外一些发达国家，非常流行一种微过滤奶，这种奶就是运用了膜分离技术来实现食品的绿色环保。在乳制品除菌方面，膜分离技术主要是通过微孔对牛奶细菌和孢子进行截留，以此来实现除菌目的。

2.2 乳制品标准化

乳制品的质量和奶牛的品种、饲养的条件以及季节上的变化有着密切的联系，生产质量也会受着这些条件的制约。但是在液体奶、奶粉、固体奶片等乳制品，都希望能够从最初的牛奶生产环节中就能保持质量的稳定，想要达到这个目的，就离不开膜分离技术的应用了。由于膜分离技术有着选择性分离的特点，而牛奶在经过一定的浓缩之后各个部分的质量就决定了牛奶的浓缩程度，这样就可以通过合适的浓缩比例来实现乳制品的标准化操作。在膜分离技术对乳制品进行标准化的操作时，就可以应用到超滤膜和微滤膜。因为这两种薄膜不会影响到乳制品中蛋白质的结构和性质，能让乳制品的生产更加标准化。

2.3 牛奶的浓缩

在乳制品工业中应用膜分离技术，还可以对牛奶进行浓缩和提纯，这样可以有效保留牛奶中特有的风味。进行牛奶的浓缩需要用到反渗透膜，反渗透膜能够去除物质中60%以上的水分，再将剩下的固体物经过真空蒸发，就能够进一步地提高固体物的含量[3]。牛奶的浓缩主要体现在奶酪的生产中，生产过程中利用反渗透膜，可以有效提高牛奶的浓度，从而减少了乳酪蛋白的损失，提高了奶酪的产出量。

3 膜分离技术在乳制品工业中的存在问题和未来展望

3.1 膜分离技术的存在问题

虽然膜分离技术在乳制品加工中得到了广泛的应用，也提高了乳制品的生产质量，但我们仍要认清现实生产中还是存在问题，只有发现问题，才能更好地解决问题。高分子薄膜的透水率小，选择性很差，耐热性和耐溶性也有着很强的约束性，因此使用范围有限；薄膜在分离的过程中容易受到污染，这样会让性能下降，使用寿命缩短；膜分离技术的基本装置在卫生的消毒和管理方面的工作不够重视，水平也需要提高；最后膜分离技术没有大面积应用到产业化当中，因此工艺的质量也没有达到既定的标准。

3.2 膜分离技术的发展前景

未来的生活中，随着膜分离技术的更迅猛发展，可以在乳制品的加工中有着更为广阔的发展前景[4]。比如说可以使乳品分子化，通過这样的技术，可以将牛奶分离出蛋白质、乳清蛋白和乳糖，这三种物质可以任意组合而创造出新的乳制品，满足更多人群的需要。同时，乳制品的膜分离技术未来还可以实现就地浓缩和环保。根据我国的事情来看，奶牛的养殖场所十分分散，分布在国家的各个地区，这给鲜奶的运输带来了很大的困难。但如果将膜分离技术应用在一种车载式的装置中，对乳制品进行就地加工，这样不但可以节省大量的运乳车和乳罐，同时也能有效保留牛奶的新鲜质量。

4 结语

膜分离技术自提出的那天，就凭借着环境污染小、能源消耗低、不使用添加剂等优势而广受欢迎，应用在了众多工业领域中。随着现代人们对于每天摄入营养的追求以及对牛奶制品的需求，促使了膜分离技术在乳制品工业中的应用。在短短的几十年中，膜分离技术手段得到了空前的提高，而在乳制品的加工处理中，这项技术也为乳制品的生产和质量的控制发挥出了巨大的作用[5]。总而言之，膜分离技术凭着自身的优势，正在以巨大的潜力和旺盛的生命力，开创了乳制品工业的广阔未来。

参考文献

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分离技术 篇12

MTO烯烃分离技术借助于现代化的科技手段,充分利用催化反应与再生原理。使得乙烯、丙烯等低碳烯烃的获取不在仅仅依靠于石油烃蒸汽的化学反应,开创了低碳烯烃获取的新途径。这一技术的出现不仅大大降低了化工产业的生产投入成本,也在极大程度上降低了我国石油的对外依赖性,保证能源供应安全。OCT烯烃转化技术作为烯烃复分解反应在化学工业生产中的实践应用,能够有效提升低碳烯烃尤其是丙烯的生产速率,并且能够有效减少低碳烯烃转化过程中的能力消耗,从而大大降低成本投入,提高了化工企业自身的经济效益,促进了国民经济的健康发展。因此MTO烯烃分离技术与OCT烯烃转化技术在化学工业中的应用就有着十分重大的现实意义,对于实现我国化学工业整体结构的优化,提升经济发展的质量有着不可忽视的巨大作用。

一、MTO烯烃分离技术的技术优势

MTO技术在化学工业领域中的应用,将煤炭纳入到低碳烯烃的领域中,并使之成为低碳烯烃生产的重要原料。与石油烃类裂解生产流程有所不同,煤炭烯烃制作由于自身的反应原理的差异性,使其在技术的复杂程度、反应过程的可控性、稳定性、生产成本以及产品价值方面都有着较高的优势。我们以煤炭与石油制烃的成本投入为例,如下图所示:

对相关数据进行客观分析,我们可以从煤炭成本投入与原油离岸价格的对比中,看出煤炭在采购上更加具有价格优势,因此凭借MTO技术,煤炭在低碳烯烃的生产中所需要耗费的资金更低,逐渐开始扮演起越来越重要的角色,越来越多的国家与相关企业开始将目光转向煤炭。利用MTO技术对煤炭中的相关烃类进行化学处理,从而生产出社会经济发展所需要的乙烯、丙烯等低碳烯烃,满足经济发展对于能源的消费需求。目前我国的乙烯、丙烯生产多以石油作为原料,从现有的生产效果与加工工艺来看,每进行1t低碳烯烃的生产就需要消耗2.3t左右的石油。虽然同样条件下,需要3t的煤炭,但是从我国煤炭的实际价格来看,煤炭方面的成本投入要大大的低于石油。并且我国的石油对外依赖严重,国际石油价格的变化,势必造成烯烃类制造成本的变化,这就使得煤炭在低碳烯烃的制作方面有着巨大经济学意义。

MTO烯烃分离技术借助于催化剂(SAPO-34),将甲醇转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。借助于催化剂的催化作用,MTO烯烃分离技术能够在合适的反应条件下,实现甲醇的完全转化,大大提高了MTO烯烃分离技术的生产效率,提升了工作的有效性。并且借助于对反应条件的有效控制,我们能够根据生产计划,对乙烯与丙烯的生产比例,进行有效地控制,从而降低了低碳烯烃的生产难度,实现了低碳烯烃生产的可控性与精确性,实现了我国化学工业的优化与升级。

二、OCT烯烃转化技术的技术优势

OCT烯烃转化技术作为烯烃分解反应的一种,能够实现烯烃的高效转化,尤其是在丙烯的生产过程中扮演着十分重要的角色。如下图所示:

OCT烯烃转化技术能够以丁烯、戊烯以作为原料,使其与乙烯进行分解反应,最终合成丙烯。这种技术所引发化学反应并不剧烈,减少了反应炉所承担的负荷。因此相关技术人员在进行反应系统中的硬件设计与安装的过程中,只需要在热量损失以及换热速率两个方面进行考量。这种反应模式大大降低了成本投入,减少了反应设备的维护费用,在一定程度上保障了化工企业的经济收益,压缩了成本投入,保证了利润空间。OCT烯烃转化技术所生产出的丙烯纯度较高,一般来说其纯度可以达到99%,这就为后续的丙烯纯化提供了便利条件。并且这一生产工艺相对简单,设备占地较小,能够实现空间的高效合理使用,实现丙烯生产的集约化与高效化。

三、MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术应用应遵循的原则

1. MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术必须要遵循科学性的原则

MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术在低碳烯烃生产实践中的实现,要充分体现科学性的原则,只有从科学的角度进行低碳烯烃生产的目标,化学反应的原理、反应流程的制定以及生产硬件与软件构成式等多个方面进行细致而全面的考量,只有这样才能够最大限度的保证MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术能够满足低碳烯烃生产实践的要求,只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下,我们才能够以现有的技术条件为基础,进行MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术的科学探索与研究。

2. MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术必须要遵循易操作的原则

由于进行低碳烯烃生产的场所大多位于城市边缘或者郊区,其操作环境较为简陋,难以实现MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术的细致处理与操作,为了适应这一现实状况,在进行MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术的过程中,就要尽可能的增加MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术方案之中的容错率,减少外部环境对低碳烯烃生产实践活动的影响,同时由于从事烯烃生产实践活动的工作人员专业素质相对较低,而大多数低碳烯烃生产工作又有他们承担,所以MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术必须进行简化处理,降低操作的难度,使得在较短时间内,进行批量操作,满足低碳烯烃生产加工的要求,保证乙烯、丙烯等低碳烯烃生产项目进行的速率,使得MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术在实践中顺利完成。

3. MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术必须要遵循实用性的原则

低碳烯烃生产项目作为人类改造自然环境的重要社会行为,对自然环境做出了巨大的改变,经历从无到有,从小到大的过程。而这一过程的实现就需要雄厚资金的支持,从实际来看,资金的稳定供应与否能够直接影响到MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术的质量与水平,因而MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术必须要遵循实用性的原则,最大限度降低低碳烯烃生产的成本投入,降低MT O烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术方面的资金投入,从而能够将更多的资金利用于其他方面,保证我国化学工业产业结构优化与升级的顺利进行。

4. MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术在生产实践中的应用途径

对MTO烯烃分离技术回收流程进行科学的设计与高效合理安排。为了保证MTO烯烃分离回收装置的稳定运行,就需要我们在进行回收装置设计的过程中,最大程度的消灭安全隐患,保证MTO烯烃分离回收装置的稳定性与可靠性。因此就需要对回收装置中的杂质进行必要的去除。从实际情况来看,这些杂质主要是以氮氧化物为主,这些杂质一旦没有进行有效的去除,在MTO烯烃分离技术下,由于催化剂的作用,在有氧环境下,杂质中的氮氧元素会发生较为明显的化学反应,生成氮氧化合物。例如在乙烯的催化反应的过程中,一旦操作不慎,使得部分氧气进入反应,就会产生一氧化氮(NO)气体,从而对低碳烯烃的纯度造成消极影响。为了我们需要在MTO烯烃分离技术应用之前,对反应容器中的杂质进行排除,最大程度的降低氮氧化物的出现机率,保证低碳烯烃的纯度。为此除了进行回收装置的净化之外,还需要对反应温度、阻聚剂以换热板进行控制与调节,保证回收装置的正常运作。实现MTO烯烃分离技术和OCT烯烃转化技术的有效结合,通过合理的反应流程的设计,将两种技术有效的结合起来,实现低碳烯烃的科学高效生产。除此之外,还需要对成本投入进行必要的考虑,科学的选择MTO烯烃分离技术相关设备的数量,并且根据生产实际的需要,选择设备的材质,只有这样才能够在保证生产效率与质量的前提下,压缩成本投入,保证企业的经济收入。

参考文献

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