活性炭對MDEA溶液(ye)發泡的影響

　　活(huo)性(xing)炭(tan)對MDEA在石(shi)油和天然(ran)氣工業(ye)中(zhong)，活(huo)性(xing)炭(tan)被用作(zuo)吸附(fu)(fu)劑(ji)和化學(xue)試劑(ji)的(de)載(zai)體介質。胺單元是*常見的(de)用途(tu)之一。胺單元發泡可(ke)能(neng)是*常見的(de)操作(zuo)損(sun)失(shi)問題。活(huo)性(xing)炭(tan)具有從胺溶(rong)(rong)劑(ji)中(zhong)去(qu)除可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)污染物的(de)功能(neng)，從而減(jian)少發泡傾向。然(ran)而，對活(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)對胺溶(rong)(rong)液中(zhong)發泡還原的(de)相對影(ying)響沒(mei)有系(xi)統研究。

　　本(ben)文的(de)研(yan)究重點是甲(jia)基二乙醇胺溶液(ye)與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)接(jie)觸的(de)時間和(he)數量，以(yi)及對泡(pao)沫穩定性(xing)(xing)和(he)泡(pao)沫減(jian)(jian)少(shao)（破裂）動力(li)學的(de)影響。本(ben)研(yan)究采用煉油廠污(wu)染的(de)甲(jia)基二乙醇胺溶液(ye)樣品進行。結果(guo)表(biao)明(ming)，適當的(de)泡(pao)沫減(jian)(jian)少(shao)和(he)溶劑清洗至(zhi)少(shao)需要(yao)15分鐘的(de)接(jie)觸時間。還發現(xian)，增加活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)比例會減(jian)(jian)少(shao)泡(pao)沫的(de)產生，幾乎線性(xing)(xing)相關性(xing)(xing)高達50wt%。表(biao)面張力(li)試驗還證實，受污(wu)染的(de)甲(jia)基二乙醇胺溶液(ye)樣品可以(yi)在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處理(li)后純化到(dao)幾乎沒有泡(pao)沫的(de)狀態。

　　氣(qi)體處(chu)理及胺(an)單(dan)位

　　胺裝置用(yong)于(yu)天然氣(qi)(qi)(qi)(qi)加工(gong)廠(chang)和(he)(he)石油(you)(you)精煉廠(chang)，用(yong)于(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)和(he)(he)液化(hua)石油(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(LPG)，去除煉油(you)(you)廠(chang)廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)酸(suan)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(H 2 S和(he)(he)CO 2)。也用(yong)于(yu)胺單元(yuan)CO 2.隔離、金屬(shu)生產(chan)和(he)(he)合成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)生產(chan)。胺單元(yuan)通(tong)常(chang)由熱(re)交換器(qi)、過濾系統、泵、閥門和(he)(he)儀器(qi)等吸收器(qi)或接觸器(qi)塔(ta)、再生塔(ta)和(he)(he)輔(fu)助設備組成(cheng)。胺單元(yuan)是(shi)一種高效(xiao)的(de)(de)(de)(de)系統，在嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de)規格下(xia)(xia)運(yun)行(xing)，任何性(xing)能下(xia)(xia)降都(dou)會導致產(chan)品超(chao)標、溶劑損失和(he)(he)高運(yun)行(xing)成(cheng)本。胺單元(yuan)中的(de)(de)(de)(de)污染對工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)非常(chang)不(bu)利。為了使(shi)加工(gong)廠(chang)以(yi)*小的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩(wen)定性(xing)、增(zeng)加的(de)(de)(de)(de)容量和(he)(he)高可靠性(xing)運(yun)行(xing)，有必(bi)要使(shi)用(yong)適當的(de)(de)(de)(de)污染控制方法來調整工(gong)藝流(liu)。

　　對原料氣和(he)胺(an)(an)(an)處理系統(tong)的(de)(de)(de)正(zheng)確是(shi)(shi)設(she)備設(she)計和(he)操作的(de)(de)(de)重要組成部分。進(jin)入胺(an)(an)(an)吸(xi)收器前，應(ying)對進(jin)料氣體(ti)進(jin)行調整，以去除(chu)固體(ti)和(he)液體(ti)污染物(wu)，并采用正(zheng)確的(de)(de)(de)過(guo)濾和(he)聚合技(ji)術再循環(huan)胺(an)(an)(an)流(liu)。特別是(shi)(shi)在重新進(jin)入胺(an)(an)(an)吸(xi)收器之前，必須通過(guo)過(guo)濾和(he)活性炭吸(xi)附來(lai)調節貧胺(an)(an)(an)流(liu)，以防止起泡、結垢和(he)許多其他問題。交流(liu)吸(xi)附可以去除(chu)胺(an)(an)(an)流(liu)中溶解的(de)(de)(de)污染物(wu)，是(shi)(shi)一個(ge)關(guan)鍵但經常被忽視的(de)(de)(de)系統(tong)，可以實現高效可靠的(de)(de)(de)胺(an)(an)(an)單元性能。

　　交流吸附

　　活(huo)性(xing)炭(tan)是一種惰(duo)性(xing)固體吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑材(cai)料(liao)，通(tong)(tong)常用于(yu)從(cong)水中(zhong)去除(chu)(chu)大量溶解污染物(wu)，處(chu)理流(liu)體流(liu)。活(huo)性(xing)炭(tan)是一種吸(xi)附(fu)(fu)(fu)效(xiao)果好(hao)、性(xing)價比高的(de)(de)(de)多孔(kong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，能為污染物(wu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)提供較大的(de)(de)(de)表(biao)面積。它是一種非常有(you)(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)溶解污染物(wu)去除(chu)(chu)材(cai)料(liao)。通(tong)(tong)過吸(xi)附(fu)(fu)(fu)現象(xiang)去除(chu)(chu)污染物(wu)與活(huo)性(xing)炭(tan)顆粒(li)表(biao)面的(de)(de)(de)相互作用。這種弱可逆(ni)范德(de)華力和偶極(ji)力發生(sheng)這種相互作用。因此，分(fen)離通(tong)(tong)常對有(you)(you)(you)(you)機(ji)組分(fen)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)性(xing)質與活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)來源(yuan)及(ji)其配(pei)置有(you)(you)(you)(you)關。幾(ji)種不同(tong)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)來源(yuan)具有(you)(you)(you)(you)固有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)性(xing)質，如孔(kong)結構和尺(chi)寸分(fen)布，以及(ji)不同(tong)的(de)(de)(de)尺(chi)寸和生(sheng)產方法。

　　不同類型活性炭(tan)顯示相關孔結構(gou)的一般(ban)示意(yi)圖。

　　活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可由椰子(zi)殼、褐煤(mei)、煤(mei)、瀝青(qing)和(he)木(mu)材制成(cheng)。可吸附污染(ran)(ran)物的吸附容量和(he)尺寸分布將由源決定。就配置而言，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以是粉末或(huo)顆粒狀(zhuang)的。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)過濾系統(tong)通(tong)(tong)常用(yong)于(yu)去(qu)除(chu)(chu)雜(za)質(zhi)，使胺(an)溶液(ye)能(neng)夠(gou)有效(xiao)地去(qu)除(chu)(chu)污染(ran)(ran)物。如(ru)果雜(za)質(zhi)沒(mei)有從胺(an)溶液(ye)中適當(dang)去(qu)除(chu)(chu)，工廠可能(neng)會出現(xian)起泡、腐(fu)蝕等問(wen)題，導致相當(dang)大(da)的負(fu)面(mian)技術(shu)和(he)經濟效(xiao)果。由于(yu)其(qi)在碳(tan)晶(jing)粒中小(xiao)，中和(he)大(da)孔的平衡，一(yi)般選用(yong)瀝青(qing)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)作(zuo)為胺(an)單元。這種分布通(tong)(tong)常*適合分子(zi)污染(ran)(ran)物分布廣泛的胺(an)流。典型(xing)的活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)過濾系統(tong)如(ru)圖2所(suo)示。

　　典(dian)型的貧胺(an)活性炭吸附(fu)系(xi)統，具(ju)有預過濾和后過濾系(xi)統。

　　測試方法和結果

　　為了更(geng)好地(di)了解活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)功能(neng)，進行(xing)了一系列測量活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)去除胺(an)溶(rong)液(ye)泡(pao)沫(mo)雜質(zhi)的(de)(de)(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)。穩定泡(pao)沫(mo)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)污染MDEA樣品用(yong)于實驗(yan)。使(shi)用(yong)10個(ge)(ge)(ge)(ge)20mL小(xiao)(xiao)玻璃瓶(ping)(ping)(ping)(ping)接觸(chu)污染的(de)(de)(de)(de)貧胺(an)和(he)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。其中(zhong)(zhong)8個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)含(han)1個(ge)(ge)(ge)(ge).5克活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)，另外兩瓶(ping)(ping)(ping)(ping)不(bu)含(han)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。然(ran)后將(jiang)有(you)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)八(ba)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)和(he)15瓶(ping)(ping)(ping)(ping)mL的(de)(de)(de)(de)MDEA混合胺(an)溶(rong)液(ye)。每(mei)個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)MDEA與活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間增加(5分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、10分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、15分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、30分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)、2小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)、4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)和(he)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi))。然(ran)后將(jiang)胺(an)過濾到干(gan)凈(jing)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)中(zhong)(zhong)，從胺(an)中(zhong)(zhong)完全去除活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。第九個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)被污染了15毫升MDEA不(bu)含(han)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)，第十個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)含(han)有(you)50%蒸餾水(shui)MDEA。然(ran)后在振動架(jia)上(shang)排列10個(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(圖3)。機(ji)架(jia)以一致的(de)(de)(de)(de)方式搖動齒條(tiao)90秒，使(shi)泡(pao)沫(mo)形(xing)成能(neng)量。停止搖晃后10秒、30秒、1分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、2分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、5分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、10分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、30分(fen)(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)拍照。試驗(yan)還(huan)包括未處理(li)的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)MDEA溶(rong)液(ye)和(he)純MDEA對比(bi)水(shui)(50%)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)樣品，分(fen)(fen)析其界(jie)面(mian)張力(li)并進行(xing)比(bi)較。

　　在攪拌之前設置(zhi)搖動(dong)架。

　　含活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)8小(xiao)(xiao)時的顯(xian)示和(he)顯(xian)示MDEA與無活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)污染的小(xiao)(xiao)瓶相比，MDEA的顯(xian)著顏色變(bian)化。這很可能是因為(wei)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附了雜質并(bing)澄清了MDEA溶液。還觀察粘(zhan)度變(bian)化但未測(ce)量。

　　左(zuo)小瓶經活性炭過濾。右小瓶未經活性炭泡沫穩定4小時。

　　數據還顯示(shi)，胺溶液與活性炭接觸時(shi)間(jian)增(zeng)加之(zhi)間(jian)的泡(pao)沫減少了相關性。隨著接觸時(shi)間(jian)的增(zeng)加，污染MDEA溶液顯示(shi)出較(jiao)小的發泡(pao)趨(qu)勢。15分鐘（*小）的接觸時(shi)間(jian)有(you)效地(di)降低了可接受(shou)的速度(du)。泡(pao)沫在實驗過程中從(cong)未完(wan)全去除(chu)，但泡(pao)沫破裂(lie)時(shi)間(jian)存在顯著差異。

　　也觀察到活性(xing)(xing)炭的(de)(de)重量(liang)與(yu)泡(pao)沫減少動(dong)力學之間(jian)的(de)(de)相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)。與(yu)無活性(xing)(xing)炭污染(ran)的(de)(de)胺溶液(ye)相(xiang)比，使(shi)用(yong)大量(liang)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)貧(pin)困MDEA溶液(ye)顯(xian)示出明(ming)顯(xian)的(de)(de)發(fa)泡(pao)傾向(xiang)降低。它還會增加(jia)溶液(ye)表面的(de)(de)張(zhang)力。

　　結(jie)果表明(ming)，接(jie)觸活性炭≥接(jie)觸時間僅(jin)5分鐘后，25%的胺(an)(an)溶(rong)液幾(ji)乎(hu)完全減少了(le)環(huan)境條件下的泡(pao)沫。更簡單地說明(ming)，活性炭吸(xi)附在(zai)減少胺(an)(an)溶(rong)劑(ji)泡(pao)沫中起著重(zhong)要作用，并(bing)表明(ming)大多數(shu)胺(an)(an)單元可以適當地使用活性炭過濾來(lai)防止泡(pao)沫。