無機陶瓷超濾膜的石油和化工行業中的應用
1.油田采出水的處理技術
油田采出水處理是石油生產中的重要環節,這一過程包括了提供儲油地層增壓注水所進行的一切水質改造過程(也有一小部分是為了污水達標排放),這一過程隨油田開采期的延長,重要性愈顯突出。陶瓷膜用于油田采出水處理具有明顯的優點,首先在于材料的親水性憎油特性,有利于防止有機類物質的污染;其次由于陶瓷膜材料的良好化學穩定性,可用于強酸、強堿、強氧化還原劑等清洗劑來清洗再生;再次陶瓷膜的機械強度高,能在高溫、高壓下使用和清洗。最后,陶瓷膜出水水質好,水質穩定,完全能滿足標準SY/T5329-94對低滲透油層注水水質的要求。從目前國內外陶瓷膜研究應用的情況來看,陶瓷膜處理采出水的設備投資和運行成本較其他水處理方法也具有較明顯的優勢,這主要是由于陶瓷膜設備使用壽命長、占地面積少、配套設施少等。
2.脫瀝青油中溶劑回收技術
通過精餾得到的大部分的石油煉制成分大都做為重油使用,由于越來越嚴厲的環境法規,需要對這些重質燃料進行催化劑重整,在煉制過程中,由于瀝青質的存在,容易使催化劑發生中毒,可以在重油中加入一種鏈烷烴溶劑如戊烷來使瀝青質沉積,以去除重油中的瀝青質。脫瀝青后的混合物可采用超濾技術將油和溶劑分離,從而回收溶劑戊烷,達到重復使用目的,而脫瀝青油則送催化裂化或者加氫裂化。對于這類體系,高分子膜難以適用。利用陶瓷膜耐高溫、耐有機溶劑的特性,可去除重油中的瀝青質。
3.石油重組分直接脫瀝青技術
采用無機陶瓷膜技術可以對石油重組分直接進行瀝青的脫除,使用氧化鋯超濾膜,孔徑為6.3 nm,在溫度150ºC,流速11.5 m•s-1的條件下可維持較長時間的穩定通量。相比較而言,氧化鋯對石油組分的吸附作用較小。從過程研究來看,瀝青質的結構以及分子量分布對陶瓷膜的操作有很大的影響。
南京工業大學
2021-01-12