活性炭對MDEA溶液發泡(pao)的(de)影響

　　活性(xing)(xing)炭(tan)對MDEA在石油和天然(ran)氣工(gong)業中，活性(xing)(xing)炭(tan)被用作吸附劑(ji)和化(hua)學(xue)試劑(ji)的(de)載體介質。胺(an)(an)(an)單元(yuan)是*常見(jian)的(de)用途之一。胺(an)(an)(an)單元(yuan)發泡可能(neng)是*常見(jian)的(de)操作損(sun)失問題。活性(xing)(xing)炭(tan)具有(you)(you)從胺(an)(an)(an)溶(rong)劑(ji)中去除可溶(rong)性(xing)(xing)污染物的(de)功能(neng)，從而減少發泡傾向。然(ran)而，對活性(xing)(xing)炭(tan)吸附對胺(an)(an)(an)溶(rong)液(ye)中發泡還原的(de)相對影響(xiang)沒有(you)(you)系統研究。

　　本(ben)文的(de)(de)研究重點(dian)是(shi)甲(jia)基(ji)二(er)乙(yi)醇胺(an)溶液與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)接觸(chu)的(de)(de)時間和(he)數量，以(yi)及對泡(pao)沫(mo)穩定性(xing)(xing)和(he)泡(pao)沫(mo)減少（破(po)裂）動力學的(de)(de)影響(xiang)。本(ben)研究采(cai)用(yong)煉油廠污(wu)染的(de)(de)甲(jia)基(ji)二(er)乙(yi)醇胺(an)溶液樣品進行(xing)。結果表明(ming)，適當的(de)(de)泡(pao)沫(mo)減少和(he)溶劑(ji)清洗(xi)至少需要15分鐘的(de)(de)接觸(chu)時間。還(huan)發(fa)現，增加活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)比例(li)會減少泡(pao)沫(mo)的(de)(de)產生，幾乎線性(xing)(xing)相關性(xing)(xing)高達50wt%。表面(mian)張力試驗(yan)還(huan)證實，受污(wu)染的(de)(de)甲(jia)基(ji)二(er)乙(yi)醇胺(an)溶液樣品可以(yi)在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)處(chu)理后純化到幾乎沒有泡(pao)沫(mo)的(de)(de)狀態。

　　氣(qi)體處(chu)理及(ji)胺單(dan)位

　　胺(an)裝置用(yong)于(yu)天然氣加工(gong)(gong)廠(chang)和(he)(he)石油精煉廠(chang)，用(yong)于(yu)氣流(liu)和(he)(he)液化石油氣(LPG)，去(qu)除(chu)煉油廠(chang)廢(fei)氣中的(de)(de)酸性(xing)(xing)氣體(H 2 S和(he)(he)CO 2)。也(ye)用(yong)于(yu)胺(an)單元CO 2.隔離、金屬生(sheng)產和(he)(he)合成(cheng)氣生(sheng)產。胺(an)單元通常(chang)由熱交(jiao)換器(qi)、過濾(lv)系(xi)統、泵、閥門(men)和(he)(he)儀器(qi)等吸收器(qi)或接觸(chu)器(qi)塔(ta)、再生(sheng)塔(ta)和(he)(he)輔助(zhu)設備(bei)組成(cheng)。胺(an)單元是一種高(gao)效的(de)(de)系(xi)統，在嚴格的(de)(de)規格下運行，任何(he)性(xing)(xing)能下降都會導致產品超(chao)標、溶劑損失(shi)和(he)(he)高(gao)運行成(cheng)本。胺(an)單元中的(de)(de)污染(ran)(ran)對工(gong)(gong)廠(chang)的(de)(de)運行非(fei)常(chang)不利。為了使(shi)加工(gong)(gong)廠(chang)以*小的(de)(de)不穩定性(xing)(xing)、增(zeng)加的(de)(de)容量和(he)(he)高(gao)可靠(kao)性(xing)(xing)運行，有必要使(shi)用(yong)適當的(de)(de)污染(ran)(ran)控(kong)制方法來調整工(gong)(gong)藝流(liu)。

　　對原(yuan)料氣(qi)和胺(an)(an)處理系統的(de)(de)(de)正確是(shi)(shi)設備設計和操作的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要組成(cheng)部分。進入胺(an)(an)吸(xi)收器前(qian)，應(ying)對進料氣(qi)體進行調(diao)整，以(yi)去除固體和液體污染物(wu)，并(bing)采用正確的(de)(de)(de)過濾和聚合(he)技(ji)術(shu)再循環胺(an)(an)流(liu)。特別(bie)是(shi)(shi)在重(zhong)(zhong)新進入胺(an)(an)吸(xi)收器之前(qian)，必須通(tong)過過濾和活性炭吸(xi)附(fu)來調(diao)節(jie)貧胺(an)(an)流(liu)，以(yi)防止起泡、結(jie)垢和許多其(qi)他問題。交(jiao)流(liu)吸(xi)附(fu)可以(yi)去除胺(an)(an)流(liu)中溶解的(de)(de)(de)污染物(wu)，是(shi)(shi)一個關鍵(jian)但經常被(bei)忽視的(de)(de)(de)系統，可以(yi)實現高效可靠(kao)的(de)(de)(de)胺(an)(an)單元性能。

　　交流吸附

　　活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一種惰(duo)性(xing)(xing)固(gu)體吸(xi)(xi)附(fu)劑材料，通(tong)常用(yong)于從水中去除(chu)大量溶解污(wu)染物(wu)，處理流體流。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一種吸(xi)(xi)附(fu)效果好(hao)、性(xing)(xing)價比高的(de)多(duo)孔吸(xi)(xi)附(fu)劑，能為污(wu)染物(wu)吸(xi)(xi)附(fu)提供較大的(de)表面(mian)(mian)積。它是一種非(fei)常有(you)效的(de)溶解污(wu)染物(wu)去除(chu)材料。通(tong)過(guo)吸(xi)(xi)附(fu)現象去除(chu)污(wu)染物(wu)與(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)顆粒表面(mian)(mian)的(de)相互作(zuo)用(yong)。這種弱可逆(ni)范德華力和(he)偶極力發生這種相互作(zuo)用(yong)。因此，分(fen)離通(tong)常對有(you)機(ji)組分(fen)有(you)效。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)性(xing)(xing)質(zhi)與(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)來(lai)源(yuan)及其配置(zhi)有(you)關。幾種不同的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)來(lai)源(yuan)具有(you)固(gu)有(you)的(de)性(xing)(xing)質(zhi)，如(ru)孔結構和(he)尺寸分(fen)布，以(yi)及不同的(de)尺寸和(he)生產方(fang)法。

　　不同類(lei)型活(huo)性炭顯(xian)示(shi)相關孔結構的一般示(shi)意(yi)圖。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可由(you)椰(ye)子(zi)殼、褐煤(mei)、煤(mei)、瀝青和木材制(zhi)成。可吸附(fu)污染物(wu)的(de)吸附(fu)容(rong)量和尺寸分(fen)布(bu)將由(you)源(yuan)決定。就配置而言，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可以是粉末或顆粒狀的(de)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭過濾(lv)系統通常(chang)(chang)用(yong)于去(qu)除(chu)雜(za)質，使胺溶(rong)液能(neng)夠有效地去(qu)除(chu)污染物(wu)。如果雜(za)質沒有從胺溶(rong)液中適當(dang)去(qu)除(chu)，工廠可能(neng)會出現起(qi)泡、腐蝕等(deng)問(wen)題，導(dao)致相當(dang)大的(de)負面(mian)技術和經濟效果。由(you)于其(qi)在碳晶粒中小，中和大孔的(de)平(ping)衡，一般選用(yong)瀝青活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭作為胺單元。這種(zhong)分(fen)布(bu)通常(chang)(chang)*適合分(fen)子(zi)污染物(wu)分(fen)布(bu)廣(guang)泛的(de)胺流(liu)。典型(xing)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭過濾(lv)系統如圖2所示。

　　典型的貧胺(an)活(huo)性炭吸附系統(tong)，具(ju)有預過濾(lv)和后過濾(lv)系統(tong)。

　　測試方法和結果

　　為了(le)更好地了(le)解活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)功能，進行(xing)了(le)一(yi)系列測量(liang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭去(qu)除(chu)胺(an)(an)溶液泡沫雜質的(de)有效性(xing)(xing)(xing)的(de)實(shi)驗。穩定泡沫形成的(de)污(wu)染MDEA樣(yang)品(pin)用于實(shi)驗。使(shi)用10個(ge)(ge)20mL小(xiao)玻璃瓶(ping)(ping)(ping)接(jie)觸污(wu)染的(de)貧胺(an)(an)和活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。其(qi)中(zhong)8個(ge)(ge)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)含(han)1個(ge)(ge).5克活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭，另(ling)外兩瓶(ping)(ping)(ping)不(bu)含(han)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。然后(hou)將有活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)八瓶(ping)(ping)(ping)和15瓶(ping)(ping)(ping)mL的(de)MDEA混合胺(an)(an)溶液。每個(ge)(ge)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)MDEA與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭接(jie)觸的(de)時間增加(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)時、2小(xiao)時、4小(xiao)時和8小(xiao)時)。然后(hou)將胺(an)(an)過濾(lv)到(dao)干凈的(de)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)中(zhong)，從胺(an)(an)中(zhong)完(wan)全(quan)去(qu)除(chu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。第(di)九個(ge)(ge)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)被污(wu)染了(le)15毫升(sheng)MDEA不(bu)含(han)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭，第(di)十(shi)個(ge)(ge)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)含(han)有50%蒸餾水(shui)MDEA。然后(hou)在振(zhen)動架上排列10個(ge)(ge)小(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(圖3)。機架以(yi)一(yi)致(zhi)的(de)方式搖動齒條90秒(miao)，使(shi)泡沫形成能量(liang)。停止搖晃(huang)后(hou)10秒(miao)、30秒(miao)、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)時拍(pai)照(zhao)。試驗還包括未處理的(de)試驗MDEA溶液和純MDEA對比(bi)水(shui)(50%)溶液中(zhong)的(de)樣(yang)品(pin)，分(fen)(fen)析其(qi)界面張力(li)并進行(xing)比(bi)較。

　　在攪(jiao)拌之前設置(zhi)搖動架。

　　含活(huo)(huo)性(xing)炭8小(xiao)(xiao)時的(de)顯(xian)示和顯(xian)示MDEA與無(wu)活(huo)(huo)性(xing)炭污染的(de)小(xiao)(xiao)瓶相比，MDEA的(de)顯(xian)著顏色(se)變化(hua)。這很可能是(shi)因為活(huo)(huo)性(xing)炭吸附(fu)了雜質并(bing)澄清了MDEA溶液。還觀察粘度變化(hua)但(dan)未測量。

　　左小瓶經活(huo)性炭過濾(lv)。右小瓶未經活(huo)性炭泡沫穩(wen)定4小時。

　　數據(ju)還顯示，胺溶液(ye)與活性炭接觸(chu)時間增加(jia)之(zhi)間的(de)泡(pao)沫減少了相關性。隨著接觸(chu)時間的(de)增加(jia)，污染MDEA溶液(ye)顯示出較小的(de)發(fa)泡(pao)趨勢。15分鐘（*小）的(de)接觸(chu)時間有效地降低了可(ke)接受的(de)速度。泡(pao)沫在(zai)實驗(yan)過程中從未完全去除，但(dan)泡(pao)沫破裂時間存(cun)在(zai)顯著差異。

　　也觀察到活(huo)性(xing)炭的重量與泡(pao)沫(mo)減少動力學之間的相(xiang)關性(xing)。與無活(huo)性(xing)炭污染(ran)的胺溶(rong)液相(xiang)比，使用大(da)量活(huo)性(xing)炭的貧困MDEA溶(rong)液顯示出明顯的發泡(pao)傾向降低。它(ta)還(huan)會增加(jia)溶(rong)液表(biao)面的張力。

　　結果表(biao)明，接觸活(huo)性(xing)炭≥接觸時間僅5分鐘后，25%的(de)胺溶液幾乎完(wan)全減少了(le)環境條件下的(de)泡沫。更簡(jian)單(dan)地說明，活(huo)性(xing)炭吸附在減少胺溶劑泡沫中起著(zhu)重要作用(yong)，并(bing)表(biao)明大多數(shu)胺單(dan)元可以(yi)適當地使用(yong)活(huo)性(xing)炭過濾來(lai)防止泡沫。