高分子微孔精密过滤技术在化工生产中的应用

1、高分子微孔精密过滤技术在化工生产中的应用摘要:高分子微孔精密过滤技术是一种新型高效的固液精密过滤,在化工生产中有广泛的应用。文章叙述了这一技术的主要特点,以及在制药、铜氨过滤、油脂等制造与应用工艺中的主要应用概况。关键词:高分子微孔精密过滤1 高分子微孔精密过滤技术的原理和特点化工生产中固液分离是常见的操作单元,对于大多数化工液体而言,常采用1-10um的精密过滤,而此精密过滤的介质大多采用整体型的用作亚精密过滤的滤布、滤网或滤毡。它存在两大不足:在过滤初期,小于10um的微粒易发生穿漏,只有进行反复循环,过滤精度才逐渐达到要求,这样就导致过滤效率较低;采用非金属、金属滤布或滤网作为过滤介质,

2、对较黏细颗粒形成的滤饼难以卸除。高分子微孔精密过滤以烧结聚乙烯为原料的高分子微孔管为核心元件,其基本原理: 利用微孔管正向过滤, 反向冲洗、再生。待过滤物料从过滤液进口进入,由于存在压差,粒度小于微孔的物质穿越管壁后汇集至过滤溶液出料口流出,大于微孔的物质被阻挡在微孔管外形成滤渣。微孔管工作一段时间后,可从反向冲洗口或正向冲洗口通入清洗物,将微孔管反向或正向冲洗(反向冲洗为主 ,使微孔管“再生”。高分子微孔精密过滤的主要优点:过滤效率高,卸除滤饼简便, 再生效率高;应用反吹法可对微孔管进行高效、简单的物理再生;微孔管可长期使用,耐腐蚀性能好, 微孔管耐酸、碱、盐及大部分有机溶剂;维护检修方便,

3、过滤机结构较简单,维护与检修容易;动力消耗小,占地面积少, 适应性广。而其主要缺点:微孔管耐温不高,最高不超过120;滤饼干度不及板框式压滤机。2 高分子微孔精密过滤技术在制药生产中的应用2.1 在含固量少的液体精密澄清过滤领域中的应用在化工生产中, 有大量液体原料、中间体、产品及废水需要精密过滤,多种有机酸与无机酸过滤, 多种碱类液体过滤, 多种糖类、醇类、酮类、胺类和表面活性剂类等液体过滤等。在含固量少,需高澄清透明度的液体精密澄清过滤中,由于高分子微孔过滤技术过滤精度可达1um左右,化学性能好,可简易进行物理再生与化学再生,价格又不高,精密澄清过滤被广泛应用。液体苛性碱、液体纯碱、各种酸

4、、各种溶剂、各种盐及水等液体原料,由于包装与运输等各种原因,往往含有一些悬浮微粒。高分子精密微孔过滤技术已用于许多厂的液体过滤,既可达到高澄明度,又可使滤管长期反复使用。结晶前为了结晶体的纯度,结晶前应对液体作去除悬浮杂质的精密过滤,高分子微孔过滤机已广泛用于这类过滤。许多超滤、纳滤、反渗透、离子交换、电渗析、精馏、蒸发和结晶等化工单元在操作之前,采用这一新过滤技术作为预处理保护措施, 以提高这些单元操作的效率及其设备的寿命。液体产品必须是清洁的,澄明度高的液体,可是由于种种原因,不少液体产品往往带有一些不溶杂质,出厂前必须对其进行精密过滤。刚性高分子精密微孔过滤技术已用于不少液体产品的精密过

5、滤,或单独使用,或与精度更高的微孔膜串联使用。在脑心舒口服液的生产过程中,采用精密微孔过滤,过滤前首先在预涂料配制罐中将部分无菌助滤剂配成浆料,在真空的作用下,预涂到过滤管壁上,使之在过滤管表面形成一毫米左右的助滤层。将处理后的大部分助滤剂,均匀的混合到滤前液中,随后即进行抽滤。抽净后即反吹,排渣、冲洗、杀菌备用2。2.2 在含固量量较多的液体精密滤饼过滤领域中的应用在制药生产上,有许多液体物料,不仅含固量较多,而且固体中含有较多小于10um的微粒。如果单独用滤布或滤网,总有一定数量的细微粒穿漏,导致产品质量或收率下降,高分子精密微孔过滤技术已成功应用于不少这类物料的过滤。(1粉末活性炭的精密

6、微孔过滤:机已用于许多制药生产上的粉末活性炭的精密滤饼过滤,可以将0.5-1um的炭微粒高效滤住,排出干炭滤饼。东瓯牌PGH型精密过滤机已用于不少药品的粉末活性炭过滤,每批料液可在该过滤机内全部滤完,没有剩料残留到下一批,因此不会造成料液混批的弊病。(2超细催化剂微粒的精密滤饼过滤:不少药物生产工艺需用催化剂,固体催化剂的颗粒很细,一般滤布很难达到完全分离,用滤布的各种过滤机,排滤饼操作均较麻烦。精密微孔过滤机可分离0.5-1um的颗粒,过滤效率达100%,3其排固体滤饼操作及再生容易,具有很优异的耐酸碱等化学性能,因而高分子精密过滤被广泛用于精细化工与制药生产上的催化剂的过滤分离。如钯催化剂

7、,在各化工与制药生产中应用很普遍,精密微孔过滤机就被成功推广到许多化工厂与制药厂,取得显著的经济效益。3 精密微孔过滤技术在铜氨液过滤中的应用合成氨原料气体中的CO等杂质,经中压变换甲醇合成吸收后,最后在铜洗工序的铜洗塔内由铜氨液循环洗涤、吸收去除。铜氨液的主要工艺技术参数为:成分:Cu 2.22.5mol/L,NH3 1013mol/L,HAc2.22.5mol/L;温度40;循环量54m3/ h;杂质粒度50m;杂质含量 5 g/L。4铜氨在铜氨液循环使用前,一直沿用丝瓜络作为过滤材料以去除其杂质。它存在以下弊端:过滤效果较差、效率较低,限制了该系统的气体净化处理量;易引发事故,使用寿命较

8、短更换很不方便。为克服丝瓜络过滤工艺的严重不足,将原丝瓜络过滤器更换成微孔管过滤器,该工艺采用了旁路过滤,4即逐步完成系统铜氨液清洁的工艺改造中根据用户铜氨液特性试验选取了合适规格的微孔管及其过滤器。由于系统待过滤铜氨液位差较小,为提供过滤压差,配设了小扬程管道泵,该工艺还配置了空气和稀氨水接口,当微孔管需要再生处理时,可酌情选择空气或稀氨水分别反吹洗或正吹洗,达到去污和再生目的。改造后不仅提高了铜氨液的过滤效果和经济效益好,最突出的是出口铜氨液不发泡。由于微孔过滤后铜氨液非常清洁避免了由此而引发的铜洗塔带液和再生系统运行不正常的事故,消除了安全隐患。4 高分子精密微孔过滤技术在油脂生产上的成

9、功应用高分子精密微孔过滤技术用于食用油及其衍生产品的过滤,由于产品质量提高,操作简化,损失减少而取得显著经济效益与社会效益。目前,毛油的精密过滤与精制油的精密过滤、溶剂浸出的混合油除机械杂质的精密过滤、粗磷脂与溶剂混合物除机械杂质的精密过滤以及毛油的精密过滤与精制油的精密过滤都充分应用到高分子精密微孔过滤技术。冬化脱蜡油的过滤,国内不少厂家采用板框压滤机过滤,由于滤布的孔径不可能很小,使产品质量难以保证。蜡滤饼的孔隙很小,比阻很大,使得板框压滤机的面积非常大,整个过滤机庞大笨重,卸蜡滤饼时操作非常麻烦。脱蜡过滤机应该冷保温,而板框压滤机不易保温。高分子精密微孔过滤克服了上述缺点,冷保温简单,微

10、孔孔径可以很小,脱蜡效率很高,卸蜡滤饼时只需开启阀门进行气体反吹即可很轻松卸下大量蜡质。5而且精密微孔过滤机比同过滤面积的板框压滤机的尺寸与重量小得多,该技术即将在工业生产大规模应用。5 高分子精密微孔过滤技术在氯化钡生产中的应用在氯化钡生产中,采用DJ型PA管式过滤机6,进微管前,滤镁母液中的氢氧化镁含量为0.5%,过滤后为1%,做到“三无一透”。精密微孔过滤机在氯化钡生产中过滤母液时大致分4个过程:预过滤时滤镁母液在进入微孔过滤机前,必须经过预过滤,即通过板框压滤机,将母液中氢氧化镁固含量由5%降为0.5%,用泵打进母液池中,为其进入微孔过滤机作好准备。过滤前,做好各项准备工作,检查所有管

11、道、阀门、滤镁母液上料泵及空压系统是否正常。开启滤镁母液上料泵,向微孔过滤机内送料,待机体内充满料液后,关闭放空管阀门,使其压力逐步达到正常工作压力即0.2MPa。当机体内压力达0.3MPa时,过滤基本完成。然后反吹卸渣。完成过滤后,将残余物料回流到母液池,用低压空气吹干滤渣。吹干后,打开放空阀使机内压力降为零,再气动打开过滤机气动快开门,通过上部滤液排出阀逐个快速压进压缩空气(此时储气罐内空气压力一定要大于0.6MPa,对过滤管外表面的滤渣进行快速反吹卸渣。反吹卸渣后,再用压缩空气对过滤管逐个快速反吹,在用压缩空气反吹后,还应该通过冲洗阀门往PA管内通入少量过滤后的清液,逐个快速反吹。若经过

12、几个月使用后,还有必要对其进行化学再生,即将高分子微孔管取下放在酸液中浸泡,然后再用水冲洗干净,经此法处理后重新使用过滤效果如初。6 提高发酵滤液澄清度的精密微孔过滤工业生产上的生物发酵液绝大多数需要过滤等分离方法,以去除原液中的残渣与菌丝体,得到澄清透明的滤液后再进入离子交换、纳滤、结晶及萃取等单元操作,滤液的澄明度会明显影响这些后续装置的操作效率,影响这些装置中分离介质的寿命与成本,也影响产品的质量。工业上逐渐形成的“助滤+精密微孔过滤” 7的过滤技术。使用本技术,首先须根据具体物料的性能特点与要求通过一定的试验与计算,预先确定助滤剂的品种与规格,确定是否需要预涂助滤,确定预涂最佳厚度、滤

13、饼层助滤剂的最佳用量与投料方式,以及助滤剂微粒不穿滤的微孔过滤管的毛细孔径。此外,还要考虑测定具有滤饼层助滤的滤饼平均比阻、计算过滤面积、确定精密微孔过滤机的结构型号与规格、微孔过滤机底部排渣底盖的直径与结构。“助滤+精密微孔过滤”的过滤技术可用于放线菌发酵滤液、霉菌或细菌发酵滤液,可用板框过滤滤液和其它分离设备分离后的发酵液。新型高分子微孔精密过滤技术,既可用作高效液体精密滤饼过滤,也可用作高效体精密澄清过滤。在制药、铜氨过滤、油脂生产、氯化钡生产和生物发酵液的过滤中都有广泛应用。该技术过滤效率高,再生方便,操作简单,使用寿命长,具有优良的综合性能,是对传统的精密过滤技术重大革新。参考文献:1 孙斌, 宋志胜. 高分子微孔精密过滤技术在化工生产中的应用J.化学装置设备,2005,43(6:23-25.2 车世驿.微孔精密过滤技术在在脑心舒口服液等药液过滤上的应用J.中国医药工业,1993,8:32-33.3 宋显洪. 可应用于制药生产的刚性高分子精密微孔过滤技术J.医药工程设计,2002,23(4:32-3