活性炭對MDEA溶(rong)液發(fa)泡的影響

　　活性炭(tan)對MDEA在石油和天然(ran)氣工業中，活性炭(tan)被用作吸(xi)(xi)附劑(ji)和化學(xue)試(shi)劑(ji)的(de)載體介質(zhi)。胺(an)單(dan)元是*常(chang)見(jian)的(de)用途之一。胺(an)單(dan)元發泡(pao)(pao)可能(neng)是*常(chang)見(jian)的(de)操作損失問題。活性炭(tan)具(ju)有(you)從胺(an)溶(rong)劑(ji)中去除可溶(rong)性污染物的(de)功能(neng)，從而減少(shao)發泡(pao)(pao)傾向。然(ran)而，對活性炭(tan)吸(xi)(xi)附對胺(an)溶(rong)液(ye)中發泡(pao)(pao)還原的(de)相對影(ying)響沒(mei)有(you)系統研究(jiu)。

　　本(ben)文(wen)的(de)研究重點是甲基(ji)二乙(yi)醇(chun)胺溶液與活性(xing)炭接觸的(de)時間(jian)和數量(liang)，以及對泡(pao)沫(mo)(mo)穩定性(xing)和泡(pao)沫(mo)(mo)減少(shao)（破(po)裂(lie)）動力(li)學的(de)影(ying)響。本(ben)研究采用煉油(you)廠污染的(de)甲基(ji)二乙(yi)醇(chun)胺溶液樣品進行(xing)。結(jie)果表(biao)明，適當的(de)泡(pao)沫(mo)(mo)減少(shao)和溶劑(ji)清洗至少(shao)需(xu)要15分鐘的(de)接觸時間(jian)。還發現(xian)，增加活性(xing)炭的(de)比例(li)會減少(shao)泡(pao)沫(mo)(mo)的(de)產生(sheng)，幾乎(hu)(hu)線性(xing)相關性(xing)高達50wt%。表(biao)面張(zhang)力(li)試驗還證實，受污染的(de)甲基(ji)二乙(yi)醇(chun)胺溶液樣品可(ke)以在活性(xing)炭處(chu)理后(hou)純化到幾乎(hu)(hu)沒(mei)有泡(pao)沫(mo)(mo)的(de)狀(zhuang)態(tai)。

　　氣(qi)體處理及胺單位(wei)

　　胺裝置用于(yu)天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)加(jia)工(gong)廠(chang)(chang)(chang)和石(shi)(shi)油精煉(lian)廠(chang)(chang)(chang)，用于(yu)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)和液化石(shi)(shi)油氣(qi)(qi)(qi)(LPG)，去除煉(lian)油廠(chang)(chang)(chang)廢氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)酸性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(H 2 S和CO 2)。也用于(yu)胺單(dan)元(yuan)CO 2.隔離(li)、金屬生產和合(he)成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)生產。胺單(dan)元(yuan)通常(chang)由熱(re)交換器、過濾(lv)系統(tong)、泵、閥門和儀器等吸收器或接觸器塔、再生塔和輔助設備(bei)組成(cheng)。胺單(dan)元(yuan)是一(yi)種高效的(de)(de)系統(tong)，在嚴格(ge)的(de)(de)規格(ge)下運(yun)行，任何(he)性能下降都會導致(zhi)產品超標(biao)、溶劑損失(shi)和高運(yun)行成(cheng)本。胺單(dan)元(yuan)中(zhong)的(de)(de)污染(ran)(ran)對工(gong)廠(chang)(chang)(chang)的(de)(de)運(yun)行非常(chang)不利。為了使(shi)加(jia)工(gong)廠(chang)(chang)(chang)以*小(xiao)的(de)(de)不穩(wen)定性、增加(jia)的(de)(de)容(rong)量和高可靠(kao)性運(yun)行，有必(bi)要使(shi)用適當(dang)的(de)(de)污染(ran)(ran)控制方法來調(diao)整(zheng)工(gong)藝(yi)流(liu)。

　　對(dui)原(yuan)料氣(qi)(qi)和(he)(he)(he)胺處理系統的(de)(de)正確(que)是設備設計和(he)(he)(he)操作(zuo)的(de)(de)重(zhong)(zhong)要組成(cheng)部分(fen)。進(jin)入胺吸(xi)(xi)收(shou)器(qi)前，應對(dui)進(jin)料氣(qi)(qi)體進(jin)行調(diao)整，以去除固體和(he)(he)(he)液體污染物(wu)(wu)，并采用正確(que)的(de)(de)過濾(lv)和(he)(he)(he)聚合技(ji)術再循環胺流(liu)(liu)。特別是在(zai)重(zhong)(zhong)新進(jin)入胺吸(xi)(xi)收(shou)器(qi)之(zhi)前，必(bi)須通過過濾(lv)和(he)(he)(he)活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)來(lai)調(diao)節(jie)貧胺流(liu)(liu)，以防止起泡、結垢和(he)(he)(he)許多其(qi)他問題(ti)。交流(liu)(liu)吸(xi)(xi)附(fu)可以去除胺流(liu)(liu)中溶解的(de)(de)污染物(wu)(wu)，是一個關鍵但經常被忽視的(de)(de)系統，可以實(shi)現高效可靠(kao)的(de)(de)胺單(dan)元性(xing)能。

　　交流吸附

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)是一種(zhong)(zhong)(zhong)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)固體吸(xi)(xi)附劑材料(liao)，通常用(yong)于從水中去除大量溶解污染物，處理流(liu)體流(liu)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)是一種(zhong)(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)附效果(guo)好(hao)、性(xing)(xing)(xing)(xing)價比高的(de)(de)多孔吸(xi)(xi)附劑，能為污染物吸(xi)(xi)附提供較大的(de)(de)表(biao)面(mian)積。它是一種(zhong)(zhong)(zhong)非常有效的(de)(de)溶解污染物去除材料(liao)。通過吸(xi)(xi)附現象去除污染物與活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顆(ke)粒表(biao)面(mian)的(de)(de)相互(hu)作用(yong)。這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)弱可逆范(fan)德華力(li)(li)和(he)(he)偶極力(li)(li)發生(sheng)這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)相互(hu)作用(yong)。因此(ci)，分(fen)(fen)離通常對有機組分(fen)(fen)有效。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)質與活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)來源(yuan)及其配置有關。幾(ji)種(zhong)(zhong)(zhong)不同的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)來源(yuan)具有固有的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)質，如(ru)孔結構和(he)(he)尺(chi)寸分(fen)(fen)布(bu)，以及不同的(de)(de)尺(chi)寸和(he)(he)生(sheng)產(chan)方法。

　　不同(tong)類(lei)型活(huo)性炭(tan)顯示(shi)相關孔結構的一般(ban)示(shi)意圖(tu)。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)可(ke)由椰子(zi)殼(ke)、褐煤(mei)(mei)、煤(mei)(mei)、瀝青和(he)木材制成。可(ke)吸附(fu)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的吸附(fu)容量和(he)尺寸分(fen)布將由源(yuan)決定。就配(pei)置而言，活性(xing)炭(tan)(tan)可(ke)以是粉末或顆(ke)粒(li)狀的。活性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾(lv)系統(tong)通常用(yong)(yong)于去除(chu)雜質，使胺溶液(ye)能(neng)夠有效(xiao)地(di)去除(chu)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)。如果雜質沒有從胺溶液(ye)中適當去除(chu)，工廠(chang)可(ke)能(neng)會(hui)出現(xian)起泡(pao)、腐蝕(shi)等問題，導致相當大(da)的負面技術和(he)經濟效(xiao)果。由于其在碳晶粒(li)中小，中和(he)大(da)孔的平衡，一般選用(yong)(yong)瀝青活性(xing)炭(tan)(tan)作為胺單(dan)元(yuan)。這(zhe)種分(fen)布通常*適合分(fen)子(zi)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)分(fen)布廣泛(fan)的胺流。典型的活性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾(lv)系統(tong)如圖(tu)2所(suo)示。

　　典(dian)型的貧(pin)胺活(huo)性(xing)炭吸(xi)附系(xi)統，具有(you)預過濾和后過濾系(xi)統。

　　測試方法和結果

　　為了(le)(le)(le)更好地了(le)(le)(le)解活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)功能，進(jin)行了(le)(le)(le)一系列測量(liang)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除胺(an)溶(rong)液泡(pao)沫雜質的(de)有(you)(you)(you)效性(xing)的(de)實(shi)驗(yan)(yan)。穩(wen)定泡(pao)沫形成的(de)污染MDEA樣品用于實(shi)驗(yan)(yan)。使用10個(ge)(ge)(ge)20mL小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)玻璃瓶(ping)(ping)(ping)(ping)接觸污染的(de)貧胺(an)和活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。其中8個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)含(han)1個(ge)(ge)(ge).5克活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，另外兩瓶(ping)(ping)(ping)(ping)不含(han)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。然后將有(you)(you)(you)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)八瓶(ping)(ping)(ping)(ping)和15瓶(ping)(ping)(ping)(ping)mL的(de)MDEA混合(he)胺(an)溶(rong)液。每個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)MDEA與活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)接觸的(de)時(shi)(shi)(shi)間增(zeng)加(5分(fen)鐘(zhong)(zhong)、10分(fen)鐘(zhong)(zhong)、15分(fen)鐘(zhong)(zhong)、30分(fen)鐘(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)、2小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)、4小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)和8小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi))。然后將胺(an)過濾到干(gan)凈的(de)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)中，從胺(an)中完全(quan)去除活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。第(di)九個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)被污染了(le)(le)(le)15毫升(sheng)MDEA不含(han)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，第(di)十個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)含(han)有(you)(you)(you)50%蒸餾水(shui)MDEA。然后在振動架上排列10個(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(圖3)。機架以一致的(de)方式搖動齒條90秒(miao)，使泡(pao)沫形成能量(liang)。停止搖晃后10秒(miao)、30秒(miao)、1分(fen)鐘(zhong)(zhong)、2分(fen)鐘(zhong)(zhong)、5分(fen)鐘(zhong)(zhong)、10分(fen)鐘(zhong)(zhong)、30分(fen)鐘(zhong)(zhong)、1小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)拍照。試驗(yan)(yan)還包(bao)括未處(chu)理的(de)試驗(yan)(yan)MDEA溶(rong)液和純(chun)MDEA對比水(shui)(50%)溶(rong)液中的(de)樣品，分(fen)析(xi)其界面張力(li)并進(jin)行比較。

　　在攪拌(ban)之前設置搖動架。

　　含活(huo)性(xing)炭8小時(shi)的(de)(de)顯示和顯示MDEA與無活(huo)性(xing)炭污染的(de)(de)小瓶相比，MDEA的(de)(de)顯著顏色變化。這很可能是因為活(huo)性(xing)炭吸(xi)附了(le)雜質(zhi)并澄清了(le)MDEA溶液。還觀察(cha)粘度變化但未測量。

　　左(zuo)小(xiao)(xiao)瓶經活性炭過濾。右小(xiao)(xiao)瓶未經活性炭泡沫穩定4小(xiao)(xiao)時。

　　數據還顯示，胺溶液(ye)與(yu)活性(xing)炭接(jie)(jie)觸(chu)(chu)時(shi)間(jian)增(zeng)加之(zhi)間(jian)的泡沫減少(shao)了(le)相關性(xing)。隨著(zhu)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)時(shi)間(jian)的增(zeng)加，污染MDEA溶液(ye)顯示出(chu)較小的發泡趨(qu)勢。15分鐘（*小）的接(jie)(jie)觸(chu)(chu)時(shi)間(jian)有效(xiao)地降低了(le)可接(jie)(jie)受的速(su)度。泡沫在實驗過程中從未完全去除，但泡沫破裂時(shi)間(jian)存在顯著(zhu)差異。

　　也觀察到活(huo)性(xing)炭的(de)重量與泡(pao)沫減少動力(li)學之間的(de)相關性(xing)。與無活(huo)性(xing)炭污(wu)染的(de)胺溶(rong)液相比，使用大量活(huo)性(xing)炭的(de)貧困MDEA溶(rong)液顯示出明顯的(de)發泡(pao)傾向降(jiang)低。它還會增加溶(rong)液表面的(de)張力(li)。

　　結果表明(ming)，接觸(chu)活性(xing)(xing)炭(tan)≥接觸(chu)時間僅5分(fen)鐘后(hou)，25%的胺溶液(ye)幾乎完全減(jian)少了(le)環境(jing)條件下的泡(pao)沫。更簡單地(di)說明(ming)，活性(xing)(xing)炭(tan)吸附在減(jian)少胺溶劑泡(pao)沫中起著重(zhong)要作用(yong)，并(bing)表明(ming)大(da)多數胺單元可以適當地(di)使用(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)過濾來防止泡(pao)沫。