活性炭對MDEA溶液發泡(pao)的影響(xiang)

　　活性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)(dui)MDEA在(zai)石(shi)油和天然氣工業中，活性(xing)炭(tan)(tan)被用(yong)(yong)作吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)和化學試(shi)劑(ji)的(de)載(zai)體介(jie)質。胺單元是*常見的(de)用(yong)(yong)途之一。胺單元發(fa)泡可(ke)能(neng)是*常見的(de)操作損失問題(ti)。活性(xing)炭(tan)(tan)具有從胺溶劑(ji)中去除可(ke)溶性(xing)污染物(wu)的(de)功能(neng)，從而減少發(fa)泡傾(qing)向。然而，對(dui)(dui)活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)對(dui)(dui)胺溶液(ye)中發(fa)泡還原的(de)相(xiang)對(dui)(dui)影響沒有系統研究。

　　本文的(de)(de)研究重點是(shi)甲(jia)基(ji)二乙(yi)(yi)醇胺溶(rong)液(ye)(ye)與活(huo)性(xing)炭接(jie)(jie)觸的(de)(de)時間和(he)(he)數量，以及對泡(pao)沫穩定性(xing)和(he)(he)泡(pao)沫減少(shao)（破裂）動力(li)學的(de)(de)影響。本研究采用煉油廠污染(ran)的(de)(de)甲(jia)基(ji)二乙(yi)(yi)醇胺溶(rong)液(ye)(ye)樣品進行。結果表明，適當的(de)(de)泡(pao)沫減少(shao)和(he)(he)溶(rong)劑清洗(xi)至少(shao)需要15分(fen)鐘的(de)(de)接(jie)(jie)觸時間。還(huan)發現，增(zeng)加活(huo)性(xing)炭的(de)(de)比例會減少(shao)泡(pao)沫的(de)(de)產生，幾(ji)乎線性(xing)相關性(xing)高達50wt%。表面張力(li)試驗還(huan)證實，受污染(ran)的(de)(de)甲(jia)基(ji)二乙(yi)(yi)醇胺溶(rong)液(ye)(ye)樣品可以在活(huo)性(xing)炭處理(li)后純化(hua)到幾(ji)乎沒(mei)有泡(pao)沫的(de)(de)狀(zhuang)態。

　　氣體處理及胺單位(wei)

　　胺(an)(an)裝置(zhi)用(yong)于天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)加工廠(chang)和(he)石(shi)油精(jing)煉廠(chang)，用(yong)于氣(qi)(qi)流和(he)液化(hua)石(shi)油氣(qi)(qi)(LPG)，去除煉油廠(chang)廢氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)酸性(xing)氣(qi)(qi)體(H 2 S和(he)CO 2)。也用(yong)于胺(an)(an)單(dan)元CO 2.隔離、金(jin)屬生產和(he)合成(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)生產。胺(an)(an)單(dan)元通常由熱交換器、過濾系(xi)統、泵、閥門(men)和(he)儀器等吸(xi)收器或接觸器塔(ta)、再生塔(ta)和(he)輔助設備組成(cheng)(cheng)。胺(an)(an)單(dan)元是一種高效的(de)(de)(de)系(xi)統，在嚴格(ge)的(de)(de)(de)規格(ge)下運行(xing)，任何(he)性(xing)能下降都會導致產品超標、溶劑損失和(he)高運行(xing)成(cheng)(cheng)本。胺(an)(an)單(dan)元中(zhong)的(de)(de)(de)污染(ran)對工廠(chang)的(de)(de)(de)運行(xing)非常不(bu)利。為了使(shi)(shi)加工廠(chang)以*小的(de)(de)(de)不(bu)穩定性(xing)、增加的(de)(de)(de)容量(liang)和(he)高可靠性(xing)運行(xing)，有必要(yao)使(shi)(shi)用(yong)適(shi)當的(de)(de)(de)污染(ran)控(kong)制方法來調整工藝流。

　　對原(yuan)料(liao)氣和(he)(he)(he)胺處(chu)理系統的(de)正(zheng)確是(shi)設(she)備設(she)計和(he)(he)(he)操作的(de)重要組成(cheng)部(bu)分。進(jin)(jin)入胺吸(xi)(xi)收器前，應對進(jin)(jin)料(liao)氣體(ti)進(jin)(jin)行調(diao)整(zheng)，以去(qu)除固體(ti)和(he)(he)(he)液體(ti)污染(ran)物，并采(cai)用正(zheng)確的(de)過濾和(he)(he)(he)聚合技(ji)術(shu)再循(xun)環胺流(liu)。特別(bie)是(shi)在重新進(jin)(jin)入胺吸(xi)(xi)收器之前，必須通過過濾和(he)(he)(he)活性炭吸(xi)(xi)附來調(diao)節貧胺流(liu)，以防止起泡、結垢(gou)和(he)(he)(he)許(xu)多其他問題。交流(liu)吸(xi)(xi)附可以去(qu)除胺流(liu)中溶解的(de)污染(ran)物，是(shi)一個關(guan)鍵(jian)但(dan)經(jing)常被忽視的(de)系統，可以實現高效可靠的(de)胺單元性能。

　　交流吸附

　　活性(xing)(xing)(xing)炭是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)惰性(xing)(xing)(xing)固體吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)材料(liao)，通(tong)(tong)常用(yong)于從(cong)水中去(qu)除(chu)大(da)量溶解污(wu)染物，處理流體流。活性(xing)(xing)(xing)炭是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)效(xiao)果好、性(xing)(xing)(xing)價比高(gao)的(de)多(duo)孔吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，能(neng)為污(wu)染物吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)提供(gong)較大(da)的(de)表(biao)面積。它是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)非常有(you)(you)效(xiao)的(de)溶解污(wu)染物去(qu)除(chu)材料(liao)。通(tong)(tong)過吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)現象去(qu)除(chu)污(wu)染物與活性(xing)(xing)(xing)炭顆粒表(biao)面的(de)相互作(zuo)用(yong)。這種(zhong)弱可逆范德華力和偶(ou)極力發生這種(zhong)相互作(zuo)用(yong)。因此，分離(li)通(tong)(tong)常對有(you)(you)機(ji)組分有(you)(you)效(xiao)。活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)性(xing)(xing)(xing)質與活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)來(lai)源及(ji)其配置有(you)(you)關。幾種(zhong)不同的(de)活性(xing)(xing)(xing)炭來(lai)源具有(you)(you)固有(you)(you)的(de)性(xing)(xing)(xing)質，如孔結構和尺寸分布，以及(ji)不同的(de)尺寸和生產方法。

　　不(bu)同類型活性炭顯(xian)示(shi)相關孔結構的一般(ban)示(shi)意圖。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)(ke)由(you)椰子殼、褐(he)煤(mei)、煤(mei)、瀝(li)青和(he)木材制成。可(ke)(ke)吸附污染物的吸附容量和(he)尺(chi)寸分(fen)(fen)布將由(you)源決定。就配置而言，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)(ke)以(yi)是(shi)粉末或顆粒(li)(li)狀的。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)過濾系(xi)統通常用(yong)于(yu)去(qu)除雜質(zhi)，使(shi)胺溶液(ye)能夠有(you)效地(di)去(qu)除污染物。如果雜質(zhi)沒有(you)從胺溶液(ye)中適當去(qu)除，工廠可(ke)(ke)能會出現起泡、腐蝕等(deng)問題，導致相當大(da)的負面技術和(he)經濟效果。由(you)于(yu)其在碳晶粒(li)(li)中小，中和(he)大(da)孔的平衡，一般選用(yong)瀝(li)青活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)作(zuo)為胺單(dan)元(yuan)。這種分(fen)(fen)布通常*適合分(fen)(fen)子污染物分(fen)(fen)布廣泛的胺流。典型的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)過濾系(xi)統如圖2所示。

　　典型的貧(pin)胺活(huo)性炭(tan)吸(xi)附系(xi)統，具有(you)預過(guo)濾和(he)后過(guo)濾系(xi)統。

　　測試方法和結果

　　為了更(geng)好地了解活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)功能，進行了一系(xi)列(lie)測量(liang)活(huo)性(xing)(xing)炭去除胺(an)溶(rong)(rong)液泡沫雜質的(de)(de)有(you)(you)效性(xing)(xing)的(de)(de)實驗。穩定泡沫形(xing)成(cheng)的(de)(de)污染MDEA樣(yang)品(pin)用(yong)于實驗。使(shi)用(yong)10個(ge)(ge)(ge)20mL小(xiao)(xiao)玻璃瓶接(jie)觸污染的(de)(de)貧胺(an)和活(huo)性(xing)(xing)炭。其中(zhong)(zhong)8個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶含(han)1個(ge)(ge)(ge).5克(ke)活(huo)性(xing)(xing)炭，另外兩(liang)瓶不含(han)活(huo)性(xing)(xing)炭。然后將有(you)(you)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)八瓶和15瓶mL的(de)(de)MDEA混合胺(an)溶(rong)(rong)液。每個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶MDEA與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭接(jie)觸的(de)(de)時(shi)間增加(5分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、10分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、15分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、30分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)時(shi)、2小(xiao)(xiao)時(shi)、4小(xiao)(xiao)時(shi)和8小(xiao)(xiao)時(shi))。然后將胺(an)過濾到干(gan)凈的(de)(de)小(xiao)(xiao)瓶中(zhong)(zhong)，從胺(an)中(zhong)(zhong)完全去除活(huo)性(xing)(xing)炭。第九個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶被(bei)污染了15毫升MDEA不含(han)活(huo)性(xing)(xing)炭，第十個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶含(han)有(you)(you)50%蒸(zheng)餾水(shui)MDEA。然后在振動架(jia)上排列(lie)10個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)瓶(圖3)。機架(jia)以一致(zhi)的(de)(de)方式搖動齒(chi)條90秒，使(shi)泡沫形(xing)成(cheng)能量(liang)。停(ting)止(zhi)搖晃(huang)后10秒、30秒、1分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、2分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、5分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、10分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、30分(fen)鐘(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)時(shi)拍照。試驗還包括未處(chu)理的(de)(de)試驗MDEA溶(rong)(rong)液和純MDEA對比水(shui)(50%)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)樣(yang)品(pin)，分(fen)析(xi)其界(jie)面張力并進行比較。

　　在攪拌之前設(she)置搖動架。

　　含活性(xing)炭8小(xiao)時的顯示和(he)顯示MDEA與無活性(xing)炭污染的小(xiao)瓶相比，MDEA的顯著顏色(se)變化。這很可能(neng)是因為活性(xing)炭吸附了雜質并澄清了MDEA溶液。還觀察粘度變化但未測(ce)量。

　　左小瓶(ping)經活性炭過濾(lv)。右小瓶(ping)未經活性炭泡沫穩(wen)定4小時。

　　數據還顯(xian)示，胺溶液與活(huo)性炭接觸(chu)時(shi)間增加之間的(de)(de)(de)泡(pao)沫(mo)(mo)減少了相關性。隨著(zhu)接觸(chu)時(shi)間的(de)(de)(de)增加，污染MDEA溶液顯(xian)示出(chu)較小的(de)(de)(de)發泡(pao)趨(qu)勢。15分鐘（*小）的(de)(de)(de)接觸(chu)時(shi)間有效地降低了可接受的(de)(de)(de)速度。泡(pao)沫(mo)(mo)在實驗過程中從(cong)未完全去除，但泡(pao)沫(mo)(mo)破裂時(shi)間存在顯(xian)著(zhu)差異。

　　也觀(guan)察到活性(xing)炭(tan)的重量與(yu)泡沫減少動力(li)學之(zhi)間的相關性(xing)。與(yu)無活性(xing)炭(tan)污染的胺溶液(ye)相比，使用大(da)量活性(xing)炭(tan)的貧(pin)困(kun)MDEA溶液(ye)顯(xian)示出明顯(xian)的發泡傾向降低。它還會增加溶液(ye)表(biao)面的張力(li)。

　　結(jie)果表(biao)明，接觸活(huo)性(xing)炭≥接觸時間僅5分鐘后，25%的胺溶(rong)液幾乎(hu)完全減少了環境(jing)條件(jian)下(xia)的泡沫(mo)。更簡單地(di)說明，活(huo)性(xing)炭吸附在減少胺溶(rong)劑泡沫(mo)中起著重(zhong)要作(zuo)用(yong)，并表(biao)明大多數胺單元可以(yi)適(shi)當地(di)使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭過濾來防止泡沫(mo)。