有機蒸氣分離膜發展歷程

        ☆90年代初開始從事有機蒸氣分離膜的研制
        ☆90年代末開發出有機蒸氣分離膜
        ☆2000年10月，在中國石油天然氣股份有限公司大連石化分公司完成工業中試
        ☆2001年3月，在南京金陵塑料廠建成國內第一套工業裝置
        至今，已經在聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、乙二醇、氯甲烷、丁二烯等行業得到廣泛應用，推動了國內有機蒸氣膜分離回收技術的發展應用。

有機蒸氣分離膜工作原理

        有機蒸氣分離膜是一種橡膠態聚合物膜。其分離過程是溶解選擇性控制，通過有機蒸氣在膜內的溶解度及滲透速率的差異，分子量大、沸點高的氣體(如:乙烯、丙烯、氯甲烷、氯乙烯、丁二烯等輕烴組分)在膜內的溶解度大，滲透速率快，從而實現與分子量小、沸點低的氣體(如:H₂、N₂、CH₄等)的分離。
        在膜兩側的推動力——壓差的作用下進入膜系統的物流被分成兩股：滲透氣和滲余氣。滲透氣為富集的有機蒸氣，滲余氣為純化的輕組分氣體。

有機蒸汽分離膜產品類型

        有機蒸汽膜分離器產品主要為卷式膜和疊式膜兩大類型。

卷式膜分離器說明
        依托中科院大連化物所技術，經過長期發展，卷式膜產品業已形成包括4寸、6寸、8寸組件直徑規格的系列產品。產品分離性能優異、使用壽命長，廣泛應用于各類有機蒸汽組分分離和回收的工業生產中。


疊式膜分離器說明
        核心分離層采用硅橡膠復合膜技術(專利號:ZL 2015 1 0856947.7)，硅橡膠功能層(膜分離器核心)與支撐基層結合成膜后具有超薄(裝填密度大)、牢固(壽命長)及無缺陷(分離性能高)的優點。在此基礎上制作加工的疊式膜分離器，應用在有機蒸汽(VOCs)分離過程中，能很好的滿足其處理量大、分離系數高以及氣體組分復雜工況下的長壽命工藝要求，目前是國內VOCs治理領域內不可替代的、唯一能替代進口的膜分離器產品。

有機蒸氣膜分離技術特點

        ☆系統回收率高，一般回收率在90%以上
        ☆設備投資低，回收期短，一般在3-12個月
        ☆系統操作彈性好(50-200%)
        ☆設備無傳動、轉動和移動部件
        ☆運行操作費用低，主要能耗為壓縮機的額外功耗
        ☆裝置采用撬裝結構，占地面積小
        ☆系統易擴容、增容
        ☆系統易與其他工藝耦合
        ☆ 清潔環保生產，系統無二次污染，可實現零排放

適合膜法回收的體系

        ☆聚丙烯生產放空氣中的丙烯單體回收
        ☆丙烯衍生物(如:丙烯腈、丁辛醇、環氧丙烷等)的回收
        ☆聚乙烯生產放空氣中的乙烯、丁烯、戊烷、己烷等回收
        ☆乙烯衍生物(環氧乙烷、乙二醇、聚氯乙烯等)的回收
        ☆有機硅季胺鹽等化工產品生產中的氯甲烷單體的回收
        ☆催化重整放空氣及瓦斯氣中的輕烴回收
        ☆站橋裝卸車尾氣回收
        ☆加油站及汽油儲罐中的油氣回收
        ☆天然氣降露點

有機蒸氣膜分離技術的工業應用

乙二醇生產裝置中乙烯回收

        在EO/EG生產過程中，乙烯和氧氣以一定比例，以甲烷為致穩氣，在銀催化劑作用下反應。由于采用空分氧氣引入惰性氣體Ar，為避免Ar在系統累積，需排放一部分循環氣，由此而造成乙烯和甲烷氣體損失。

        膜分離回收技術特點：
        ☆乙烯回收率大于85%
        ☆甲烷做為致穩劑時，可回收甲烷50%以上

油氣回收

膜分離油氣回收工藝流程

        來自裝車作業的油氣/空氣混合氣體由液環壓縮機加壓至操作壓力。壓縮后的氣體同密封所用的密封液一起進入吸收塔，在塔內通過切向漩流可將液體與壓縮氣體分離。
        氣態的油氣/空氣混合氣在吸收塔內由下向上流經噴淋塔填料與自上而下噴淋的液態烴類逆流接觸，液態烴類將大部分油氣吸收。剩余的油氣/空氣混合物從噴淋塔的頂部排出，進入膜分離系統。
        膜分離單元由一系列膜組件組成。真空泵C2在膜組件的滲透側產生真空，以提高膜分離的效率。膜分離單元將混合氣分離成兩股氣體--富集烴類的滲透氣和貧烴類的截留氣。經過分離后，滲透氣和真空解吸氣返回壓縮機C1入口，同原料氣混合，進行上述循環過程。油氣總烴回收率大于97%，膜尾氣進一步送吸附凈化，達到國家/地方環保排放標準。

站橋裝卸車尾氣回收

站橋裝卸車尾氣回收工藝流程

        儲罐卸壓排放氣或汽車卸凈后的尾氣經緩沖罐后，進入壓縮/冷凝，然后通過氣液分離罐將液相產品分離出去。分液罐的不凝氣進入膜分離系統，滲透氣和真空解吸氣返回到壓縮機入口：膜分離系統的尾氣為提濃氮氣，非甲烷烴低于15q/㎡送至氮氣緩沖罐或進一步送吸附凈化<60mg/m，油氣總烴回收率大于97%。

聚乙烯生產過程中輕烴回收

        ☆對于UCC工藝聚乙烯生產過程中，由于受壓縮/冷凝的條件限制，部分丁烯，戊烷未能冷凝，隨著氮氣經過后端緩沖罐后，部分去脫氣倉，其余的放空。通過膜分離技術，可以將90%以上的丁烯，95%以上的戊烷(或乙烷)進行回收。同時，通過對膜分離系統的設計，乙烯氣體在一個低程度上的累積后達到平衡，不會產生因乙烯氣體的無限累積造成系統憋壓。從而保證膜分離系統的連續運行。
        ☆BP流化床工藝生產中，氣相反應中乙烯單體的單程轉化率小于100%未反應的乙烯單體經壓縮機送回反應器，進一步反應。在此循環過程中為了防止惰性氣體的累積，保證乙烯反應濃度，需將部分循環氣作為馳放氣進行排放，造成大量的乙烯單體損失。通過膜分離系統，可以將排放氣中的乙烯單體85%以上進行回收;富集乙烯氣返回到現有的壓縮機入口，進一步參加反應。

        BP 聚乙烯膜分離回收工藝特點：
        ☆可以回收85%以上的乙烯。
        ☆對于HD5010和LL0209AA工藝，同時還可以回收90%以上的丁烯。
        ☆膜分離系統的增設，維持了與增設前惰性氣體的排放平衡，從而可以保證生產線的穩定運行，以及膜分離回收系統的連續工作。

聚丙烯生產過程中的丙烯回收

        在本體法聚丙烯生產過程中，由于受壓縮、冷凝的條件限制有部分丙烯(50~80v%)未能冷凝排往火炬，造成能源浪費和環境污染。通過膜分離對其進行回收，可以將95%以上的丙烯回收整個回收系統投資回收期短，一般在4個月左右，經濟效益十分顯著。

聚烯烴裝置尾氣烯烴和氮氣回收

        膜分離技術和無動力深冷技術結合，可以實現烯烴和氮氣同步回收，優化了聚烯烴裝置工藝設計，烯烴回收率可達98%以上，氮氣濃度可達99%以上。


油田伴生天然氣集成膜分離輕烴回收
       輕烴回收目的：
       ☆回收液烴，分離成液化氣、輕油，或作化工原料；
       ☆控制天然氣烴露點，避免氣液兩相流動。
       集成技術特點：
       ☆以油田井口氣輕烴回收傳統冷凝工藝為基礎；
       ☆以膜分離技術為核心，充分利用膜分離對輕烴提濃作用，優化工藝；
       ☆以膨脹制冷技術回收能量，制取冷量，節約能耗；
       ☆作為組合技術顯著提高輕烴回收率，可實現C3+回收率提高15%。
       工程經驗：
       ☆工程集成了壓縮、淺冷、無動力深冷、膜分離多項技術組合；
       ☆集成技術既適合新建輕烴回收站，也適合對現有輕烴回收廠技術改造；
       ☆集成技術工程經驗可在石油化工領域借鑒應用。