高分子半透膜发展现状

『壹』 超滤膜的发展前景

在国外，超滤主要应用于饮用水处理，我国则主要用于工业领域的废水回用，作为反渗透的预处理。在国内水工业市场，超滤技术已在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域得到较多应用。
随着经济社会发展，大规模废水处理工程将越来越多，为超滤膜技术开辟了广阔的市场空间。在国外，已经有很多自来水厂应用超滤技术生产自来水，在国内，由于资金等问题还没有应用开来。但是随着国家和地方饮用水标准的修订以及新规范的出台，超滤技术必将被越来越多的自来水厂所采用。根据水利部《 21世纪中国水供求》分析，2010年后我国将开始进入严重的缺水期，而水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。因此超滤膜在未来市政污水处理市场将会具有广阔的市场空间。
工业中空纤纤参数
HM90-2
总长度：1210 中心距：962
直径：90 活结直径：DN32
膜丝材质：聚丙烯PP、聚乙烯PE
壳体材质：UPVC
膜丝直径：外径0.5mm 、 内径 0.4mm
过滤方式：内压式
膜面积（㎡）：16.8㎡；
截留分子量（Dalton）：10000-100000 道尔顿；
初始产水量(t/h)：≥ 1.6 t/h；
自来水、井水设计产水量(t/h)：0.55-0.7 t/h；
地表水设计产水量（t/h）：0.4-0.55 t/h
中水设计产水量（t/h）：0.34-0.4 t/h
原水浊度要求：< 100 NTU
产水SDI值：< 2
产水浊度：<0.2 NTU
TOC去除率：5-40%
>0.2um颗粒去除率：100%（截留分子量80000道尔顿条件下）
大肠杆菌群去除率： 每100ml 水样中未发现
最大进水压力： 0.5 Mpa
最大跨膜压降：0.2 Mpa
建议运行压降：0.06-0.1Mpa
操作温度： 5-45℃
适用PH值：1-14
运行模式：全量过滤或错流过滤

『贰』 谁能给介绍下赛璐玢（是高中生物学的高分子半透膜，字可能不是这么写的）吗

它是一种半抄透膜，但是与生物中的有选择透过性的生物膜又不太一样
它的半透性是由纸的分子之间的孔径大小来决定的，而生物膜因为其结构功能关系也可以透过一些大分子
赛璐玢可以透过小分子物质如水、各种气体分子、无机盐离子、单糖分子(葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖）等
但是二糖分子（蔗糖、麦芽糖）就不能通过了

『叁』 什么叫人工肾 试述人工肾的设计依据、基本结构、适应症、工作原理及其临床应用。

人工肾

时间：2011-03-06 15:56:09 来源： 作者：

人工肾(artificial kindney)是一种替代肾脏功能 的装置，主要用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。它将血 液引出体外，利用透析、过滤、吸附和膜分离等原理 排出体内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或愈量药 物等，以调节水和电解质平衡，然后再将净化的血液 引回体内。人工肾是目前临床广泛使用，疗效显著的 一种人工器官。 早在19世纪中叶就有用透析法除去血中尿素的设 想。1913年Abel等用火棉胶膜制成管状透析装置进行 了动物透析实验。1943年Kolff等首次将转鼓型人工肾 用于临床，获得成功，开创了人工肾治疗肾功能衰竭患者 的历史。1960年，Quiton等用聚四氟乙烯一硅橡胶制成 第一个动、静脉血液短路导管(A-V外瘘)用于临床，此后 又相继研制出平板型人工肾、蟠管型人工肾和空心纤维 人工肾，并研制成功完善的人I肾监护系统，为透析患者 长期存活提供了条件。 除血液透析外，近10年来还开发了血液滤过、血液灌 流和腹膜透析等新的人工肾技术，并进行了建立患者一人 工肾系统数学模型的工作，以便估算患者接受人工肾治 疗的时间及指导最佳化疗方案的设计。 人工肾的基本结构包括血液净化器、液体供给系统 和自动监视装置三个部分。 血液净化器血液净化器是人工肾的核心。依据 不同的工作原理可分为透析型、滤过型和吸附型3种 类型。 (1)透析类血液净化器（简称透析器）：是利用透析 膜两边液体浓度平衡原理制成。当膜两侧溶质浓度不同 时，跨膜产生一定的渗透压差，溶质由浓度高一侧经膜向 浓度低一侧扩散；水分（或溶剂）则从低浓度一侧向高浓 度一侧渗透，最后达到动态平衡。透析器利用一层合成 的高分子半透膜隔开患者的血液与特制的透析液，通过 扩散作用除去患者血液中的某些代谢废物和毒物，并保 持患者水和电解质的平衡。 临床使用的透析膜主要有3种类型。①盘管型透析 器：又称Kolff型透析器，将透析膜制成细管状，长5- lOm，绕在特制的网架上。透析时血液在透析膜管内流 动，透析液在管外沿网架流动，透析面积在0.8―1.2m2 左右。最早使用的双盘管型，因预充血量大，流体阻力太 而被淘汰。近来发展了小容量盘管型透析器，应用正压 透析。②平板型透析器：KiiJ于1960年研制标准平板透 析器，它用聚丙烯板制成带槽支承板，板间铺放两张半透 膜，血液流经两膜间，透析液在膜板间流动，透析面积 1 m2左右，可反覆使用。但体积大、操作繁杂、消毒不严 密。近年发展成固定式多层小平板透析器，体积小，透析 面积大(1．O一1.8m2)，预充血量在lOOml以下，经严格消 毒，安全可靠。③空心纤维型透析器：是目前国外临床 主要使用的一种血液净化器。它由内径为200 pm．壁厚 30 pm左右的高分子材料制成的空心丝1.0-1.5万根 束在一起，装入长20cm，直径7 cm左右的圆筒形有机玻 璃容器中制成，透析面积1―1.5秆，预充血量lOOml左 右。严格消毒，安全可靠，用后须弃去。近期，临床改进 了清洁消毒方法，可重复使用。 (2)滤过型血液净化器（简称滤过器）：是利用微 孔膜压力梯度作用下产生溶液的流体力学渗透的原理 制成。流体中的颗粒或溶质分子与膜孔的相对大小是 分离的关键。当流体中的颗粒或溶质分子比膜的孔径 小时，在压力差作用下将随流体积透过膜；反之则被挡 住。滤过器以除水性能优异、对代谢废物中的中等分 子量物质去陈性能高为主要特点，这是透析器所不能 达到的。 (3)吸附型血液净化器（简称灌流器）：是利用分离 色谱的原理制成。当血液流经不同孔径和不同孔径分布 的固体吸附剂表面，由于物理作用（范德华力）和化学作 用（化学键合力）而使代谢废物和毒物被吸附剂吸附，达 到清除目的。这种直接血液灌流的方法对于愈量药物中 毒的治疗效果好；目前仍不能纠正水和电解质失调。 液体供给系统对于不同类型的血液净化器，由于 供液的种类不同，采用不同的液体供给系统。透析型人 工肾的液体供给系统由透析液循环装置和透析液供应装 置两部分组成。透析液的循环一般由循环泵推动；透析 液供应由比例泵自动将浓缩透析液按比例稀释供给透析 器使用。在大型透析中心，上述工作由集中的供液装置 完成。滤过型人工肾的液体供给系统根据血液滤过时超 滤液量多少，用相应的等渗电解质液进行补偿，以达到体 液的生理平衡。它由滤液计量装置与等渗液反馈供给装 置两部分组成。 自动监视装置为保证血液净化器中血液和供液系 统的正常循环，人工肾都具备自动监护装置，对温度、负 压、供液流量进行自动控制与调节，对动、静脉压，浓度和 漏血等自动监视。人工肾在治疗过程中一旦出现异常情 况，立即自动报警，并能切断电路，以而增加了人工肾的 安全性。大型透析中心还设有中央监视台，统一监视各 台人工肾的运行。 人工肾的临床应用 由于人工肾安全可靠，疗效显 著，故已被广泛地用于临床，透析中心也普遍建立。 (1)可有效地排除人体代谢废物，缓解由于代谢废 物累积而造成的病理生理变化，就尿素的清除而言，一次 有效地透析4-6h，可使血浆中尿素值降低50%- 70%，连续透析可使其稳定于较低的水平。 (2)能有效地调节电解质平衡。有些因水代谢失调 及由其导致的电解质失调均可用人工肾得到调节。 (3)可有效地排除体内潴留的水分，使患者的血压 增高、肺水肿和心力衰竭等症状得到明显改善。 人工肾治疗的适应证①急性肾功能衰竭：血钾高 于6. Ommol／L．血尿素氮迅速上升，每日10.7mmol／L (30mg／dl)或超过35. 7mmol／L(lOOmg／dl)o②慢性 肾功能衰竭：适用于血液尿素氮超过35.7mmol／L (lOOmg／dl)；内生肌酐清除率低于lOml／min。③药物 中毒：如巴比妥类、甲喹酮、甲丙氨酯、海洛因、非那西丁、 环磷酰胺等。④急性肝功能衰竭：某些自身免疫性疾病 （如牛皮癣），严重的精神分裂症以及非终末期心力衰竭 和急性肺水肿的急救等。 人工肾治疗是一种急救措施，没有绝对的禁忌证。 但是为了保证人工肾治疗的安全有效，对于休克或低血 压、显著的心脏扩大并伴有心肌严重受损、严重心律失 常、严重出血症状、严重糖尿病和脑溢血等患者，暂不宜 进行人工肾治疗。 急性肾功钝衰竭透析时，出现的不良反应及并发症 不多；慢性肾功能衰竭患者长期透析时，并发症及不良反 应较多。并发症的主要表现有以下几种。①少尿：透析 后经常发生少尿，尿量可减少1／2或l／3以上，一般发生在 每次透析后l-3d内，以后逐渐增加。②溶血：当透 析液渗透压低、管道及透析器清洗不足、消毒液残留、血 泵使用不当等情况下，易发生溶血。③发热：透析早期 寒颤继而高热，此与人工肾消毒灭菌不严、清洗不净有 关，也可能与预冲液较快进人体内而引起输血反应等有 关。④心血管系统并发症：比较常见，是慢性肾功能衰 竭患者死亡的重要原因之一。如透析脱水过多、过快，以 及低钠透析等因素可能引起低血压、心包炎、高钾血症、 高脂血症和严重心律失常等，导致心脏扩大和心力衰竭。 ⑤感染：由于长期人工肾治疗的患者免疫功能低下，易 导致动、静脉外瘘，肺部及尿路感染，败血症和肝炎等。 ⑥贫血：透析引起的营养障碍和肾功能衰竭都可导致贫 血。⑦钙代谢异常及内分泌系统功能紊乱等。 人工肾是近年来发展较快的一种人工器官，由于它 具有良好的治疗效果和继续扩大使用领域的潜力，人们 将继续重视人工肾技术的应用和开发，特别是加强人工 肾新材料的研究；加强透析液用水的精制，营养液朴充透 析，正压式透析，吸附透析法和血浆分离法等新技术的开 发；联合滤过、透析技术和血浆分离一吸附技术的应用；患 者一人工肾系统的进一步完善；由电子计算机进行数据采’ 集和自动控制的大型人工肾中心的建立；新的植入式人 工肾的设计和使用等等。

『肆』 半透膜能想滤纸一样用么

你很善于思考，这是好现象。但你需要理清你的思路：“就是一专边是胶体 一边是属空气 然后 用漏斗 把水过滤到烧杯里”这句话怎么理解？既然说胶体和空气，怎么又说到水去了？
滤纸一般用于分离固体和液体混合物，由于它有一定强度，但韧性较差，所以需要用漏斗。
半透膜用于分离溶液和胶体。由于它有较强的韧性，且需要利用浓度渗透让胶体中的小分子或离子扩散进入水中，所以一般将其做成半透膜袋。
有一个很有趣的实验，用高分子半透膜（允许O2透过，而不允许水分子通过）做成一个鸟笼，里面放入一只鸟，然后把笼子浸入水中，鸟儿可以正常生存。

『伍』 求一篇有关膜分离技术的论文。。2000字以上。。急用！！

膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分离目的的技术。 膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。 膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 膜分离优点 在常温下进行 有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩 无相态变化 保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8 无化学变化 典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染 选择性好 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能 适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化 膜分离技术发展史、现状 发展史 膜在大自然中，特别是在生物体内是广泛存在的，但我们人类对它的认识、利用、模拟直至现在人工合成的历史过程却是漫长而曲折的。我国膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的。60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索，1967年开始的全国海水淡化会战，大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。 现状 随着我国膜科学技术的发展，相应的学术、技术团体也相继成立。她们的成立为规范膜行业的标准、促进膜行业的发展起着举足轻重的作用。半个世纪以来，膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变，成为一项高效节能的新型分离技术。1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。 由于膜分离技术本身具有的优越性能，故膜过程现在已经得到世界各国的普遍重视。在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天，产业界和科技界把膜过程视为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。曾有专家指出：谁掌握了膜技术谁就掌握了化学工业的明天。 80年代以来我国膜技术跨入应用阶段，同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期，膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。并且，在这一时期，国家重点科技攻关项目和自然科学基金中也都有了膜的课题。 目前，这一潜力巨大的新兴行业正在以蓬勃的激情挑战市场，为众多的企业带来了较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。 常用的膜分离过程 微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。 纳滤 纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业…… 反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水 他 除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。

『陆』 万能的度友 有谁能帮帮我谈谈 对超滤膜的认识和了解。（越多越好） 谁能谈谈啊 100分奖励

超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜。 以压力为驱动力，膜孔径为1～100nm，属非对称性膜类型。孔密度约10/cm，操作压力差为100～1000kPa，适用于脱除胶体级微粒和大分子，能分离浓度小于10%的溶液。

1. 超滤膜结构

这种高分子聚合膜具有不对称的微孔结构，分为两层：上层为功能层，具有致密微孔和拦截大分子的功能，其孔径为1～20nm；下层具有大通孔结构的支撑层，起增大膜强度的作用。

功能层较薄，透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛细管式等各种型的组件，然后组装多个组件在一起应用，以增大过滤面积。膜的超滤过程在本质上是机械筛滤过程，膜表面孔隙的大小是最主要的控制因素。超过滤膜能分离的溶质(高分子或溶体)为1～30nm大小的分子，它排斥的物质除膜的特性外，还与物质分子的形状、大小、柔度及操作条件等有关。早期的超滤膜用玻璃纸、硝酸纤维膜等。

2. 超滤膜制作材料

通常由各种高分子材料制成，如醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类、聚酰胺类以及芳香族聚合物类等。

3. 超滤膜性能表征

性能用纯水透水率平方米·小时和截留分子量和截留百分率表示。纯水透过率越大越好，截留率一般要求>99%。高质量的超滤膜孔密度很大，孔径分布很窄。

4. 超滤膜应用领域

超滤膜已广泛用于工业废水和工艺水的深度处理，如化工、食品和医药工业中大分子物质的浓缩、纯化和分离，生物溶液的除菌，印染废水中染料的分离，石油化工废水中回收甘油，照相化学废水中回收银以及超纯水的制备等。此外，还可用于污泥浓缩脱水等。

『柒』 一种新型气测录井系统设计与开发

张 卫 陆黄生

（中国石化石油工程技术研究院，北京 100101）

摘 要 针对钻井液气测录井脱气不定量、分析成分少的问题，设计了一种新型的钻井液油气分析系统。系统脱气单元采用半透膜分离原理，脱气器可直接插入钻井液中提取分析成分，摆脱了传统电动脱气方式定量化弱的局限；系统分析单元采用了MEMS微型色谱，缩小了体积，扩展了在线分析的组分范围，可在线分析钻井液中油气成分。现场实验证明新型钻井液油气分析系统提高了油气检测的定量性和评价的准确性。

关键词 钻井液 油气 分析 半透膜 在线色谱

Development of a New Kind of Gas logging System

ZHANG Wei，LU Huangsheng

（Research Institute of Petroleum Engineering，SINOPEC，Beijing 100101，China）

Abstract In light of non－quantitative degasification and few components for analysis in current traditional gas logging，a new type of gas logging system developed.The system adopts the semi－permeable membrane separation principle to make a pertinent degasification of hydrocarbon gases.The degasser can be inserted directly into drilling fluid to extract the analysis component.The analysis component of the system adopts the method of online －GC technology.The wellsite test showed that the new system can raise the level of gas logging and improve the assessment exactness of oil and gas.

Key words drilling fluid；oil－gas；analysis；semi－permeable membrane；online chromatogram

油气勘探钻井过程中，地层轻烃含量直接关联着地层油气储量^［1］，传统测定方法是将钻井液引入脱气器中进行搅拌脱气，分离出轻烃气体，再将其送入在线气相色谱进行分析，从而得到钻井液中的轻烃含量^［2］。这种测定方法脱气不定量、检测不连续、信号延迟时间长，制约了气测录井服务质量。

本文结合国外气测录井行业的发展趋势^［3～7］，提出了一种测定钻井液中轻烃含量的新方法，在此基础上开发了新型气测系统。

1 系统原理

系统的结构原理如图1所示，分为样品脱气环节、样品处理环节、分析检测环节和评价解释环节。钻头在钻开地层后，井下油气被钻井液从井下循环到地面，脱气环节中的半透膜脱气器直接插入泥浆中，通过它把钻井液中的烃类油气定量提取出来；提取出来的样品进入样品处理环节，进行脱水、干燥、稳压、稳流处理；之后样品进入分析检测环节，通过在线的分析仪器将烃类样品成分检测出来；随后气体样品排出系统，检测的信息进入评价解释环节，通过工作站完成样品标定、数据处理和油气水的评价。

图1 油气检测系统原理

新型气测系统与常规气测录井系统分离—检测—评价的功能流程基本一致，但关键功能的实现手段有着显著区别。新型气测系统对脱气和气体检测两个关键环节进行了重新设计，新设计的系统脱气环节使用插入式半透膜定量脱气替代了传统的电动脱气，而新的气体检测环节将油气分析范围由常规系统的C₁—C₅扩展到C₁—C₈，并包括苯和甲苯。

2 技术关键

2.1 半透膜脱气器设计

样品脱气要充分考虑钻井液中烃类气体的模态变化和钻井液的循环工艺。首先要让钻井液尽量少接触空气，其次是减少因为钻井液的流量、温度等因素变化造成的影响。综合各种样品萃取的利弊，选用半透膜方式脱气具有很好的针对性。

半透膜是由高分子聚合物材料制备的薄膜，其具有选择性透过功能，可针对性地分离液体中特定组分，在化工分离工程中应用广泛。目前Schlumberger 、Halliburton等公司正应用半透膜分离技术开展研究，并取得了一定成果。适合钻井液油气脱出的半透膜应只允许检测所需的烃类及苯类分子以气体状态通过，并完全禁止泥浆通过，以保护后续检测单元。利用半透膜从钻井液中直接分离组分的原理如图2所示。

图2 半透膜工作原理

在膜的内外两侧，由于烃类组分存在不同的渗透压力，使钻井液中的烃类气体穿过半透膜，并以气体的形式通过载气输送至气相色谱仪等检测仪器进行分析，达到分离—检测的目的。利用半透膜作为定量分析手段，检测结果能够真实反映钻遇地层流体的油气组成比例及性质。

由于半透膜需直接接触钻井液进行油气组分分离，其工作环境恶劣，并且工作温度高，普通膜材料难以达到要求，因此半透膜选择上既要保证油气组分透过，又要重点考虑膜的强度和耐温性。初步选择PE（聚乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）及PDMS（硅橡胶）为膜材料，通过化学聚合反应制备了中空纤维聚合物复合膜。PE膜在实验温度为40℃、80℃时无检测信号，在温度升至100℃时熔化，耐温性能差。PTFE膜在40℃、80℃ 、100℃、120℃有检测信号，但检测信号很小，说明PTFE的透过性不好。PDMS膜在温度高于50℃时的谱图均有信号。因此，选用PDMS膜作为钻井液中轻烃气体的分离膜。通过性能测试，制备的PDMS复合半透膜强度、耐温性及透过性适合钻井液泥浆工作条件，脱出油气组分能够满足后续检测单元需求。表1为PDMS复合膜对气体组分的渗透系数。

表1 气体组分的PDMS膜渗透系数

考虑到钻井液的化学性质及恶劣的工作环境，半透膜脱气器封装采用了图3所示的设计结构，脱气器整体为全不锈钢插头式，长度为15cm，使用的中空纤维膜膜管外径为0.8mm，内径为0.5mm，中空纤维膜覆盖部分即有效探头长度为10cm，中空纤维膜置于探头表面的凹槽内，凹槽起到一定的保护和固定作用。脱气器内置温度计凹洞接口，插入热电阻即可在执行测量任务的同时监控温度，帮助校正半透膜的渗透效率。

图3 钻井液半透膜脱气器结构

2.2 在线油气分析单元设计

气体检测单元是系统核心模块之一。传统的气体检测一般采用FID ＋色谱的检测方式，使用氢火焰离子化检测器需要配备氢气和氧气，这样既增加了气相色谱仪的使用成本，而且使用氢气具有一定的危险性。仪器房一般离脱气环节几十米远，样品气输送存在滞后的问题且受温度影响。因此新气测系统设计关键是解决样品快速分析问题、样品气输送问题。同时，仪器也要体积较小，可以现场安装。

本文设计继续选用了在线气相色谱分析原理，但是在仪器上选用了Agilent的490 Micro GC便携式气相色谱仪。490 Micro GC使用的微型热导检测器（μTCD）比传统的热导检测器灵敏度高10倍，能够精确地分析出项目所需要参考的指标气体，整个系统具有速度快、便携、适应野外工作的优点。

本设计主要是规划了在线色谱的分析流程和优化了色谱柱的性能。在线色谱的分析采用模块化组合，设计了双分析通道，为了克服C₅之后样品液化的问题，在进样口、色谱柱、检测器都进行了保温设计，以保证样品分析的准确性。每个通道流程如图4所示。

图4 检测通道原理

气体检测可同时进行两个通道样品分析，每个通道包括微电子气体控制（EGC）、进样器（Injector，包括样品加热装置和样品定量管）、气体分离柱（Column）、微热导检测器（μTCD）。色谱柱选用不同填料用于不同成分的针对性分析，以提高分析实效及精度。其中分离柱一采用10m PoraPLOT Q色谱柱，用于分析CH₄；分离柱二采用8m Sil 5CB色谱柱，用于分析高碳数烃类及苯类。色谱柱类型及系统运行参数见表2。

表2 通道类型及参数

由于设备气路比较精密，在设计中采用干燥过滤器对样品气进行干燥、过滤，过滤器采用5μm粉末冶金过滤片，另外本身色谱仪配有一个专用的可换过滤器作为最后的净化保证。为保证样品气输送的定量，保障后续检测单元测量精度，样品气流量使用质量流量阀定量控制。

2.3 系统软件设计

系统软件设计采用模块化设计，设计语言采用C^＃完成，软件主要功能为实现数据的实时采集、分析和解释评价，并将成果进行数据或图形输出。此系统功能模块包括控制模块、数据采集、显示模块、解释模块、模板建立、数据管理、成果输出等。整体架构如图5所示。此外，软件可以实现与综合录井仪的通讯，将采集的气体成分数据送到综合录井仪中，也可以将综合录井仪的参数提取到工作站，单独进行油气分析及解释。

图5 软件功能架构图

3 实验与指标

3.1 现场实验

2011年9月，新型气测系统在中国石化中原油田胡XXX井和卫XXX井分别进行了现场气测录井测试。整套系统在胡XXX井连续进行了251h、281m进尺的录气测录井工作。在卫XXX井，系统连续进行了223h、1012m进尺的气测录井。同时由于卫XXX井在钻井过程中进行了混油钻进，系统完成了在混油状态下的气测录井测试。

整个测试期间，系统整体工作性能稳定，C₁—C₈的检测周期小于90s（图6），在钻井液混油的状态下，气测异常发现率为100％。现场测试证明了系统工作的可靠性，获得了现场第一手的数据。

图6 现场色谱分析

3.2 系统指标

新型钻井液油气含量检测系统的技术指标如表3所示。

表3 新型气测系统技术指标

4 结束语

新型气测录井系统使用膜分离脱气和多通道检测，具有检测范围扩大、定量化程度高、检测周期快速的优点。系统整体运行正常，现场实验达到了预期设计目的。系统的开发研制对提高油气评价的准确性，解决弱油气储藏发现的难题有着重要意义。

参考文献

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『捌』 膜分离的历史前景

你要问的是发展前景吧。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混专合物在通过半透属膜时，实现选择性分离的技术，在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程，特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。

『玖』 高分子半透膜

要考虑一下分子的大小，如果存在比较明显的差异的话才可能。