高分子精密微孔过滤技术在催化剂生产领域应用

Posted 2023-01-14 催化剂

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摘要:高分子精密微孔过滤技术是一种高效的固液精密过滤技术，在化工生产上有广泛的应用前景。叙述了高分子精密微孔过滤技术的主要组成、性能及其在催化剂的制造工艺与应用工艺中的主要使用概况。

高分子精密微孔技术是一种新型过滤技术，由于其过滤效果、排渣效果、微孔过滤管再生、化学防腐、动力消耗及投资与成本等综合性能均较优异，在工业上已获得广泛应用，被原国家科委于1992年与1996年连续两次选为国家级科技成果重点推广计划项目。

1　高分子精密微孔过滤技术

(1)硬件　包括PG型精密微孔过滤机(内装微孔PE过滤管或微孔PA过滤管)和辅助装置(空压机、贮气柜和输送泵等)。PG型精密微孔过滤机现有PGK、PGR、PGF、PGH、PGD与PGW等不同结构型号，每种型号有多种规格过滤面积，其中最大为200 m2，最小为0.5 m2。
　　
(2)软件　包括被过滤物料过滤参数测试，过滤工艺选择，所需过滤面积计算，微孔过滤管毛细孔径型号选择，PG型精密微孔过滤机型号与规格选择，过滤工程安装设计及生产装置的操作与维护方法。

2　主要性能

①过滤效率高　对于液固精密过滤，当静止过滤时，最小可过滤0.5 μm,如是动态过滤，最小可过滤0.3 μm；对气固精密过滤，其中0.3 μm微粒的过滤效率大于99%。

②洗涤效率高　在微孔过滤机内可对微孔过滤管外表面所形成的滤饼进行静止洗涤，洗涤效率大于95%。

③卸除滤饼简便　利用压缩气体对微孔管进行快速瞬时反吹，就可将微孔管外表面的滤饼快速吹落，打开精密微孔过滤机底部的气动排渣大底盖，较干的滤饼就能顺利排出过滤机。

④再生效率高　利用简便的气水混合流快速反吹法，可对微孔过滤管进行高效再生，微孔过滤管不易被堵塞，至少可用0.5～2年。

⑤耐腐蚀性能好　微孔过滤管耐酸、碱、盐及70 ℃以下大部分有机溶剂。

⑥维护检修方便　精密微孔过滤机的结构较简单，所装微孔过滤管较轻，维护与检修均较方便。

⑦动力消耗小　过滤压差一般不超过0.2～0.3 MPa。

⑧占地面积较小　大部分精密微孔过滤机为立式安装，单位过滤面积过滤机所需的占地面积较小。

⑨投资及操作成本较低　微孔过滤管的基本原料为高分子，价格较低，过滤机的结构又较简单，因此投资费用较低。微孔管可长期使用，节省动力，操作较简单，不需很多操作人员，因此操作成本也较低。
　　
主要的缺点是耐温低，微孔PE管一般不超过80 ℃，微孔PA管不超过120 ℃；另一缺点是滤饼干度不及三足式离心机与皮膜挤压板框压滤机。

3　应用

(1)在催化剂制造工艺中，PG型各种规格的精密微孔过滤机已被成功地用于制造催化剂的各种液体原料(包括水)的精密过滤，去除液体原料中的悬浮杂质，以提高反应产物的质量与收率。如某些石油催化剂厂用于酸性硫酸铝溶液与强碱性偏铝酸钠溶液的过滤。这些过滤均能全部去除溶液中未反应完全的氢氧化铝颗粒，使溶液达到三无(无悬浮物，无杂物，无沉淀物)一透(透明)的效果，收率提高。PG型精密微孔过滤机可用于化学反应后超细颗粒产品的过滤，如某石化厂用于氧化铝的前体——氢氧化铝的过滤与洗涤，取代了传统的板框压滤机，过滤收率可提高15%～30%，取消了原来5次排渣、打浆与压滤等繁复操作，在PG型的精密微孔过滤机内一次就完成过滤、洗涤与排渣，生产的氢氧化铝干胶质量指标均合格。这一新技术与新装备，不仅使收率提高，还省去大批不锈钢浆化缸等辅助装置，劳动强度大幅下降，可节省40%劳动力。PG型精密微孔过滤机还被大量用于其它催化剂细颗粒的过滤与洗涤，如一些石油催化剂与化肥催化剂等。
　　
(2)在催化剂应用工艺中，细颗粒催化剂参与化学反应后，应及时将催化剂与反应溶液完全分离，以使催化剂继续进行下一批反应或进行催化剂再生。如果分离不完全，不仅影响化学反应产物的质量，也由于催化剂的损失而使操作成本增加。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。PG型精密微孔过滤机可分离0.5～1 μm的颗粒，过滤效率达100%，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，因而在石油化工、精细化工与制药生产上被成功用于催化剂的过滤分离。如钯催化剂，在各化工与制药生产中应用很普遍，但由于没有简单可靠的过滤技术，以致操作成本较大。从1981年开始，PG型精密微孔过滤机就被成功用于某一石化厂的钯催化剂过滤。18年来，已推广到许多化工厂与制药厂，取得显著的经济效益。PG型精密过滤机还用于许多其它贵重催化剂的过滤，如镍铜催化剂及其它贵金属炭载催化剂等。

4　结语

高分子精密微孔过滤技术具有优良的综合性能，在化工与医药生产催化剂的制造或回收中，都获得广泛应用。为了使应用一次成功，应用前应进行小型试验与计算，确定最佳微孔过滤管的毛细孔直径，测定过滤物料的过滤比阻与压差之间的数学模型，计算最佳过滤压差，然后计算所需过滤面积与最大滤饼层厚度，选择PG型精密微孔过滤机的型号与规格。

参考文献：
[1]　宋显洪.高分子微孔管与精密过滤机［J］.上海化工，1989，(3)：25-26.
[2]　宋显洪，殷龙志.微米与亚微米级液固与气固混合物的一种新型分离技术［J］.化工进展，1993，12(4)：25-28.来源：三九化工网