膜分离:再造一个大港油田

来源:用户上传      作者: 肖延胜

　　在2010年度国家科学技术奖励大会上，大连理工大学贺高红教授主持完成的“含烃石化尾气梯级耦合膜分离技术的研发与工业应用”项目喜获国家科技进步二等奖。
　　这一项目缘何获此殊荣，它所产生的重大意义在哪里?只需举一个例子就足以证明：据相关统计显示，项目成果应用实施以后，全国炼厂气每年可回收轻烃约600万吨，高于大港油田一年的原油开采量!
　　辉煌并不是一蹴而就的，项目研究之初，贺高红教授及其研究团队困难重重，含烃石化尾气中含有很多可资源化的组分，如轻烃、氯代烃和氟代烃等，此前我国所采用的分离技术对它们的回收缺乏经济性，往往是简单燃烧甚至直接排放，造成了极大的资源浪费和严重的环境污染。“为通过化学工程领域的技术突破，解决国家面临的资源瓶颈问题”，立足国需，贺高红率领她的团队展开了项目攻坚之战。该项目十几年前几乎和国外同时起步，取得的亮点成果之一就是开发了含烃石化尾气膜分离技术，实现了我国膜技术的跨越式发展。
　　含烃石化尾气膜分离技术属于化工分离技术领域，以膜分离为核心，将多种分离方法梯级耦合，高效低成本回收含烃石化尾气中可资源化组分，产生了显著的经济效益，极大地提高了环境保护的动力，对充分利用资源和环境保护具有重要意义。项目研发的系列含烃石化尾气可资源化组分梯级耦合回收成套技术和工艺包，可用于氢气、有机氟、有机氯、油田或炼厂轻烃、有机小分子单体、加油站、油库、装车站台油气等有机气体回收、富氧、富氮、天然气脱碳、有机蒸气脱水等多种气体分离场合。
　　作为新发展起来的高效分离技术，气体膜分离初期基本是用于无机气体的分离，如合成氨尾气的回收和空气分离等。与以往用于无机气体的分离不同，将膜技术用于含烃尾气分离过程需要解决高分子膜的耐溶胀、大透量膜组件设计、膜与其他分离方法耦合等多方面的难题。针对这一系列难题，贺高红组织团队开展了一系列攻坚之战，难题被一一攻克，取得了多项重大科技创新成果：发展了制膜理论，开发出多种含烃尾气分离膜，逐步实现了工业化应用；建立了考虑流动压力降和渗透压力等参数的膜分离计算模型，保证了工业设计的准确、快捷；研发了系列含烃石化尾气可资源化组分梯级耦合回收成套技术和工艺包，在国内最大的炼厂气分离等十几个工业化装置中成功应用，创造经济效益超过5亿元。
　　据悉，贺高红团队研发的系列分离膜技术，可以将加油站排放气中油气的浓度由33wt％降至1wt％，性能达到国际先进水平；可将油田伴生气浅冷装置的轻烃收率提高11％；将有机硅合成尾气中氯甲烷浓度由17m01％降到2m01％；采用炼厂气梯级耦合膜分离技术可产出95moi％氢气，收率>85％，产出97m01％C5的轻油和液化石油气，C3收率>90％。
　　该技术具有对复杂含烃石化尾气进行多目标低能耗回收的特点，可实现资源和能源的梯级利用、节能增效降耗、减少温室气体排放、提升我国石化行业核心竞争力、推动低碳经济发展，具有显著的经济和社会效益。该项目通过教育部组织的科技成果鉴定，认为“项目创新点突出，取得了很大的经济和社会效益，具有广阔的推广价值。项目整体达到国际先进水平。”
　　“科学成就是由一点一滴积累起来的，唯有长期的积聚才能由点滴汇成大海。”在贺高红教授的带领下，他们的团队通过一点一滴的积累，最终收获了果实，而贺高红教授在探求的过程还收获了国家科技进步奖项以外的其他奖励：如2003年辽宁省科技进步二等奖；2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划；2009年获中国石油和化学工业协会科技进步一等奖和青年科技突出贡献奖等。

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