最新修訂的《大氣污染防治法》被稱為史上最嚴(yán)大氣法，該法將于2016年1月1日起施行，這讓治理大氣污染的高招備受關(guān)注。在石油和化工行業(yè)，通過(guò)氣體分離實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、資源回收、節(jié)本增效的需求也十分旺盛，這些直接惹“火”了氣體分離膜產(chǎn)業(yè)。機(jī)遇總是垂青有準(zhǔn)備的企業(yè)。已經(jīng)扎扎實(shí)實(shí)積累了30年技術(shù)和工程應(yīng)用的天邦膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限責(zé)任公司(天邦公司)，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

　　天邦膜作為氣體分離膜國(guó)產(chǎn)化第一品牌、行業(yè)的領(lǐng)軍者和排頭兵，依托中科院大連化物所研發(fā)實(shí)力，以其超過(guò)30年的技術(shù)積淀，正在守衛(wèi)藍(lán)天、氣體分離方面大顯身手。

　　技術(shù)積淀30多年? 開(kāi)創(chuàng)中國(guó)氣體膜分支

　　分離膜被列為我國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，在國(guó)際上也是一種新興的分離技術(shù)。其誕生要追溯到30多年前：上世紀(jì)80年代初，美國(guó)孟山都公司成功研發(fā)了氮?dú)淠し蛛x技術(shù)并應(yīng)用于合成氨，但該技術(shù)被列為A級(jí)機(jī)密，不予轉(zhuǎn)讓。1983年，我國(guó)花費(fèi)100多萬(wàn)美元引進(jìn)了第一套氮?dú)淠ぱb置，并且在短短的2～3年時(shí)間內(nèi)，先后引進(jìn)了近20套這種裝置。

　　為何這類膜分離裝置如此有吸引力?據(jù)天邦公司總經(jīng)理徐徜徉介紹，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)如深冷精餾、變壓吸附相比，膜分離技術(shù)具有能耗低、分離過(guò)程無(wú)相變、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，且易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模放大，易與其他技術(shù)集成耦合，因此自商業(yè)化后快速獲得應(yīng)用。

　　但隨后幾年，這些氮?dú)淠ぱb置因壽命原因開(kāi)始面臨更換。考慮到我國(guó)現(xiàn)實(shí)的工業(yè)需求，在中科院的支持下，我國(guó)著名化學(xué)工程專家、中科院大連化物所朱葆琳教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)“六五”和“七五”國(guó)家重大科技攻關(guān)，克服重重困難，歷經(jīng)近10年探索與鉆研，終于完成了氮?dú)淠し蛛x器的研制和開(kāi)發(fā)課題，并成功應(yīng)用于合成氨工業(yè)流程中，一舉填補(bǔ)了我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白。由此，我國(guó)終于擁有了氣體分離膜民族產(chǎn)業(yè)。中科院大連化物所成為中國(guó)氣體膜分離技術(shù)奠基者和開(kāi)創(chuàng)者，并一直致力于氣體分離膜技術(shù)的改進(jìn)和提升。

　　1993年，大連化物所成立大連膜工程研究發(fā)展中心; 1998年，原國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)以中科院大連化物所為依托，成立膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心;在此基礎(chǔ)上，于2000年成立天邦公司。在持續(xù)不斷的研發(fā)過(guò)程中，天邦公司依托大連化物所先后攻克了聚砜、聚酰亞胺氣體分離膜、POMS有機(jī)蒸汽(VOCs)分離膜、PTFE膜等難關(guān);同時(shí)進(jìn)一步豐富膜組件形式，包括中空纖維式外壓、內(nèi)壓、單封頭式、雙封頭式，平板式、卷式膜、碟式膜、板框式膜，性能更好，耐壓、耐溫范圍更寬，應(yīng)用領(lǐng)域大幅擴(kuò)大。主要科研成果榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中科院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、中國(guó)專利金獎(jiǎng)等多項(xiàng)國(guó)家、中科院及省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)，擁有70余項(xiàng)國(guó)家專利。

　　目前，天邦公司是國(guó)內(nèi)氣體膜技術(shù)行業(yè)唯一一家集研究開(kāi)發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)及工程化應(yīng)用于一體的單位，擁有多條具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化膜生產(chǎn)線，成為中國(guó)氣體膜產(chǎn)業(yè)水平的代表，參與了多項(xiàng)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

　　中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)首席顧問(wèn)尤金德說(shuō)：“分離膜作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)這幾年得到迅速發(fā)展，氣體分離膜作為一個(gè)分支，發(fā)展十分搶眼。天邦公司作為我國(guó)氣體膜領(lǐng)軍企業(yè)，在膜制造技術(shù)和應(yīng)用研究方面均有突破性進(jìn)展，產(chǎn)品性能可媲美國(guó)際水平，是我國(guó)民族工業(yè)的典型代表?！?/p>

　　國(guó)內(nèi)氣體膜分離技術(shù)從無(wú)到有，再到形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)，是大連化物所和膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心開(kāi)創(chuàng)了這項(xiàng)事業(yè)，培育了大批膜專業(yè)人才。30多年的技術(shù)積淀，長(zhǎng)期在膜生產(chǎn)技術(shù)和工藝方面進(jìn)行深耕、不凡的技術(shù)底蘊(yùn)，成為天邦公司堅(jiān)如磐石的發(fā)展基礎(chǔ)。

　　推廣裝置600多套? 實(shí)現(xiàn)進(jìn)口產(chǎn)品替代

　　作為膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心，天邦公司的宗旨是發(fā)揮膜技術(shù)國(guó)家工程中心從研發(fā)成果到產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的橋梁和紐帶作用，以發(fā)展民族膜產(chǎn)業(yè)為己任，以領(lǐng)先的膜技術(shù)為用戶提供成套分離技術(shù)解決方案。如今，天邦公司已推廣應(yīng)用氣體膜分離裝置600多套。

　　氣體分離膜在石油化工行業(yè)的應(yīng)用主要集中在三大方面：氫氣回收、有機(jī)蒸汽(包括VOCs)回收，富氧富氮等應(yīng)用。目前天邦公司是中石化、中石油、中國(guó)海油的入網(wǎng)供應(yīng)商，也是陜西延長(zhǎng)石油、山東恒源石化、神馳石化、江蘇新海石化、河北海偉石化等企業(yè)的合作伙伴。

　　近期，山西天澤煤化工集團(tuán)有限公司與天邦公司簽訂了第五套氣體膜分離裝置合同。天澤煤化工公司副總經(jīng)理李慧玲說(shuō)：“從2003年第一次與天邦公司合作年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨·30萬(wàn)噸尿素開(kāi)始，天邦膜產(chǎn)品一直表現(xiàn)出良好的可靠性和穩(wěn)定性，裝置的有效氣體回收率和氫氣濃度這兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)滿足了公司生產(chǎn)要求， 因此我們陸續(xù)有5套裝置選擇了天邦膜?！?/p>

　　像這樣久經(jīng)考驗(yàn)后親密合作的伙伴還有很多。“我們甲醇廠的氫回收裝置采用天邦膜自2008年5月投產(chǎn)，到現(xiàn)在已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行第八個(gè)年頭，第一批膜還在正常使用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)壽命。2012年在擴(kuò)能時(shí)，我們重新對(duì)國(guó)內(nèi)外同類供應(yīng)商進(jìn)行了比選，由于使用效果良好，加之性價(jià)比優(yōu)異，我們?cè)俅芜x擇了天邦產(chǎn)品。”河南能源中原大化公司甲醇事業(yè)部甲醇廠廠長(zhǎng)王建輝說(shuō)。

　　氣體分離膜技術(shù)的一大應(yīng)用是氫回收。氫氣是石油煉制過(guò)程中重要的反應(yīng)原料，煉化行業(yè)普遍存在氫源緊張問(wèn)題，而在加氫反應(yīng)尾氣中含有大量氫氣，因此采用膜分離技術(shù)分離回收氫氣，并加以利用有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

　　1998年，大連化物所膜中心(天邦公司前身)與安慶石化合作開(kāi)發(fā)膜法加氫尾氣氫回收技術(shù)項(xiàng)目。該項(xiàng)目是國(guó)產(chǎn)第一套煉廠氣膜法氫回收項(xiàng)目，被列為當(dāng)年中石化十大重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。在分析國(guó)外同類裝置運(yùn)行失敗案例的基礎(chǔ)上，天邦公司從膜組件、預(yù)處理工藝、操作規(guī)程等方面進(jìn)行全面革新和完善，最終項(xiàng)目取得圓滿成功。項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理氣量4000Nm3/h，原料氣氫濃度約70%，經(jīng)膜分離后氫濃度≥92%，氫氣回收率≥90%，項(xiàng)目連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)10年。天邦公司開(kāi)創(chuàng)的氣液分離+多級(jí)過(guò)濾+加熱的原料氣預(yù)處理工藝，解決了引進(jìn)的國(guó)外產(chǎn)品應(yīng)用中因預(yù)處理工藝不完善而帶來(lái)的“短壽”問(wèn)題，成為行業(yè)內(nèi)解決含可凝組分膜法氣體分離的標(biāo)配工藝流程，被普遍采用和推行。

　　在氫回收方面，天邦氣體膜已經(jīng)有口皆碑?！疤彀钅?yīng)用得非常好，這么多年回收氫氣一直能滿足工藝要求，產(chǎn)品性能優(yōu)異，穩(wěn)定使用年限遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)的3年，已經(jīng)達(dá)到6年，在國(guó)內(nèi)同類氫回收裝置中保持了很好的水平。”中石化天津分公司煉油部聯(lián)合五車間生產(chǎn)主任曹喜升告訴記者，“我們公司年產(chǎn)130萬(wàn)噸蠟油加氫裝置的膜分離單元在選擇膜產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)歷了嚴(yán)格的篩選和論證，最后在多家中外供應(yīng)商中選定了天邦公司。膜分離裝置設(shè)計(jì)處理氣量2.2萬(wàn)Nm3/h，自2009年12月投運(yùn)起，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期、穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)運(yùn)行，從低分氣中回收氫氣作為原料返回加氫系統(tǒng)，帶來(lái)了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>

　　類似的還有，中石化上海高橋分公司年產(chǎn)260萬(wàn)噸柴油加氫裝置低分氣，設(shè)計(jì)處理氣量5000Nm3/h，回收氫濃度>93%，回收率>90%，2013年7月投運(yùn)，指標(biāo)均超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。中石化齊魯分公司重油加氫裂化干氣，設(shè)計(jì)處理氣量2萬(wàn)Nm3/h，2007年投產(chǎn)運(yùn)行。該公司生產(chǎn)技術(shù)部工程師告訴記者：“煉廠氣成分比較復(fù)雜，對(duì)膜的實(shí)用性和耐受性是極大的考驗(yàn)。我們的重油加氫裂化干氣膜分離裝置，采用天邦氣體膜自2007年起投產(chǎn)運(yùn)行，一方面是為回收氫氣，另一方面是平衡瓦斯管網(wǎng)的負(fù)荷。經(jīng)過(guò)6年運(yùn)行后，2013年首次換膜，因天邦膜產(chǎn)品的運(yùn)行效果令人滿意，所以我們繼續(xù)采用了天邦膜產(chǎn)品。”

　　由于產(chǎn)品性能過(guò)硬，天邦膜產(chǎn)品已經(jīng)可以替換進(jìn)口膜。在中石油玉門油田煉油廠低氫瓦斯氣、加氫尾氣、催化尾氣膜法氫回收裝置，天邦膜已經(jīng)實(shí)現(xiàn)替換進(jìn)口產(chǎn)品。

　　最為典型的是，2015年5月7日，延長(zhǎng)石油煤油共煉項(xiàng)目膜分離裝置開(kāi)車成功。煤油共煉開(kāi)辟了一條新的煤制油工藝的路線，影響意義重大。這種煤油共煉原料中氨、硫、重?zé)N含量高，壓力高(20MPa)、膜工作壓差大，工況條件比石化廠渣油加氫尾氣更加苛刻。天邦公司從設(shè)備選材、預(yù)處理工藝選擇、膜組件形式、操作要求等方面采取針對(duì)性措施，確保了膜分離裝置安全可靠運(yùn)行，膜組件經(jīng)受住了考驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該膜分離裝置開(kāi)創(chuàng)了極端苛刻條件下成功應(yīng)用的先例。

　　氣體分離膜的另一應(yīng)用是富氮/富氧。膜法富氮技術(shù)在油田系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，可用于二次/三次采油、油氣井保護(hù)、鉆井平臺(tái)的惰氣化保護(hù)等。2012年3月29日，天邦公司研發(fā)的膜法富氧局部增氧助燃技術(shù)獲中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。其工藝核心是通過(guò)專用富氧噴嘴把高品質(zhì)富氧送到產(chǎn)品最需要的位置，使燃料在此能充分、及時(shí)、完全地燃燒，提高熱量的有效利用率，同時(shí)可以大幅降低石化企業(yè)一氧化碳、氮氧化物、粉塵、煙氣等的排放量。目前已有馬蹄焰窯、單元窯、浮法窯、加氫加熱爐、減壓加熱爐、普通加熱爐、熱媒爐、柴油發(fā)電機(jī)等13種爐型、114臺(tái)燃油窯爐使用該技術(shù)。該技術(shù)在齊魯石化、勝利油田、遼河油田、大港石化等企業(yè)取得了良好的應(yīng)用效果。

　　史上最嚴(yán)大氣法出爐　VOCs回收有妙招

　　新大氣法首次將VOCs納入監(jiān)管范圍，這為VOCs治理提供了法律依據(jù)，將對(duì)VOCs治理產(chǎn)生很大影響。今年10月1日，VOCs排污收費(fèi)試點(diǎn)啟動(dòng)，試點(diǎn)行業(yè)包括石油化工和包裝印刷行業(yè)。

　　此前，原國(guó)家環(huán)?？偩趾蛧?guó)家質(zhì)檢總局聯(lián)合頒布了《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《汽油運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《加油站大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》這3個(gè)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使得大氣污染物治理必須提速。

　　徐徜徉介紹說(shuō)：“石化企業(yè)采用膜分離技術(shù)，使排放氣中VOCs有用組分回收利用，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)中VOCs的監(jiān)測(cè)和治理，達(dá)到節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)雙重目的。膜分離技術(shù)可在不大幅改變現(xiàn)有工藝的前提下，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中排放的VOCs的回收，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，3~6個(gè)月可回收投資，同時(shí)降低排放，實(shí)現(xiàn)大氣污染防治?！?/p>

　　上世紀(jì)90年代初，天邦公司開(kāi)始從事VOCs等有機(jī)蒸汽分離膜的研制，并在90年代末獲得成功。大連化物所膜中心開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)首套膜分離丙烯回收裝置，1999年應(yīng)用于中石油大連石化分公司有機(jī)合成廠，2000年應(yīng)用于中石化金陵塑料廠，之后得到廣泛推廣應(yīng)用。天邦公司有機(jī)蒸汽(VOCs)分離回收相關(guān)技術(shù)成果還獲得中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　有機(jī)蒸汽的回收，適用于所有的有機(jī)合成生產(chǎn)排放氣，應(yīng)用領(lǐng)域包括油氣回收、輕烴回收、丙烯、聚乙烯、乙二醇、聚氯乙烯、有機(jī)硅等。當(dāng)前輕烴回收生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻，用油田井口氣輕烴回收裝置的現(xiàn)有淺冷工藝設(shè)備集成膜分離技術(shù)，基于膜分離技術(shù)低能耗、零污染的技術(shù)特點(diǎn)，作為組合技術(shù)顯著提高輕烴回收率，可實(shí)現(xiàn)C3+回收率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上。

　　膜分離及其組合技術(shù)作為代表VOCs回收與排放控制的先進(jìn)技術(shù)，堪稱治理VOCs的妙招，在新大氣法時(shí)代必將有新作為。