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介绍了膜分离技术在神华煤直接液化工艺中的应用及运行情况。分析了膜分离系统在生产运行及检修中暴露出的气液分离效果差、处理能力不足、膜丝抗冲击能力差、氢气回收率降低、伴热温度高、工艺操作不当造成损坏等问题。通过提高膜分离预处理系统的气液分离效果、过滤精度,膜分离系统增加膜分离组件、升级弹簧垫材质、降低伴热温度及调整工艺操作等优化措施,使膜分离系统液体夹带量从356 dm3/h降低到2 dm3/h;膜芯使用寿命从半年左右提高到了2年以上;氢气回收率从85%提高到88%以上,每年为企业创效约1 250万元。