催化油浆陶瓷膜过滤技术的研究

发布时间：2020-11-19 21:07

　　 陶瓷膜分离技术具有操作简便、耐酸碱性强、使用寿命长等突出优点,已在除石化外的多领域得到广泛应用。催化油浆是炼油装置排出的残渣油,含有约80%较高经济价值的可利用烃类物质,却因含有固杂及1%催化剂粉末,影响其二次产品的品质。本文为开拓陶瓷膜分离技术在石化领域的应用,提出催化油浆脱固的新方法,设计搭建了实验装置,进行了深入研究。主要工作如下:1.搭建了催化油浆陶瓷膜过滤技术实验装置,进行了催化油浆的过滤效果实验,研究了跨膜压差、操作温度以及杂质浓度对渗透率的影响。实验数据表明,陶瓷膜对杂质具有较强的滤除效果,可适应复杂的工作环境,过滤后的油浆可以达到再利用的要求。该实验为陶瓷膜技术的工业化奠定了基础。2.利用CFD软件FLUENT对膜管内轻质油流动的速度场和压力场进行了模拟分析。采用多孔介质模型模拟渗透过程,建立了膜管的模型,研究了膜管内流动与管道流趋势的一致性,以及压力的分布规律,为膜管的结构改进提供了依据。3.利用搭建的装置对被污染的膜管进行清洗实验,考察了陶瓷膜管过滤性能再生状况,验证了其可重复利用性。4.在大型乙醇胺液工艺装置侧线上进行中试试验,结果显示,加装陶瓷膜过滤装置,可以增强杂质滤除的效果,有效延长装置的使用寿命,表明该技术可以满足工业化要求。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ028.8
【部分图文】：

随着膜分离过程的不断进行，大分子杂质不断沉积在膜表面，使靠近膜内侧??浓度ｃｗ高于通道中心浓度ｃｂ，这种浓度的积累会导致边界层的出现，使过滤效??率降低，出现浓差极化现象［｜（）］，如图１－２所示。??｜?ＳＩ?Ｉ?￡２?｜?１３?｜???＾??进料?＇??｜?—??Ｉ??Ｉ?！??ＭＳ??极化霞??图１－２浓差极化示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ??过滤持续进行较久时间后，膜表面及孔内会吸附、沉积大分子杂质，发生膜??污染现象［１１］，从而降低分离效率。??２??

?１．２．２．过滤方式??如图１－３所示，终端过滤和错流过滤，为膜分离的常见形式。终端过滤是??利用重力的作用，根据混合物粒径的不同，从而完成分离，但终端过滤易形成滤??饼，需要经常清洗以恢复膜的工作效率。错流过滤是一种较抗污染的方式，原料??沿膜管轴向流动，利用径向剪切力作用，完成分离。杂质随着液体的流动而不停??地流动，这样的设计能够增长膜的使用周期［１２］。??幽?Ｙ：＿??ＪＵＳｍｍＬ?￥＇敬—…ｗ??常规終鑄过綣?＃裹遠逸??图１－３过滤方式示意图??Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｆｉｌｔｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅ??１．２．３过滤机理??在微滤膜和超滤膜等具有明显的孔道结构的膜产品中，在过滤时均是利用膜??的筛分性质，以压力差为传质动力进行分离的过程。在静压差的作用下，小于膜??孔的粒子透过膜，大于膜孔的粒子被阻拦在膜的表面上，使得大小不同的粒子得??以分离［１３＿１４］。??这种截留作用可以分为三种形式：在膜表面上的机械截留、在膜孔内的沉积、??在膜表面及孔内的吸附。但是查阅大量资料显示

（ｃ）废乳化液超滤膜设备?（ｄ）纳米Ｔｉ０２膜分离装置??（ｃ）Ｅｍｕｌｓｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｅｖｉｃｅ?（ｄ）?Ｔｉ〇２?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｅｖｉｃｅ??图１－４陶瓷膜的应用??Ｆｉｇ．１－４?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??陶瓷膜的性质与特点??瓷膜的基本构造由大孔支撑体和表面小颗粒涂层组成，其中混合体来保证机械强度［２１＿２２］。陶瓷膜相对同性能的有机膜的优膜污染之后经化学或热清洗恢复到之前的状态，而且抵抗外界，机械强度较高，可使用寿命较长，如图１－５所示，因此深得化领域的青睐。但因成本高、大规模应用瓶颈的存在，大大技术发展和进一步推广。??
【参考文献】

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本文编号：2890445