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采用醇胺溶液作为脱硫剂脱除天然气中的H<,2>S、CO<,2>等酸性气体时经常会出现溶液发泡和装置腐蚀的问题,这将导致脱硫装置处理能力下降、脱硫效率降低和停车检修,造成严重的经济损失,有效控制上述问题的方法就是添加具有缓蚀作用的消泡剂。为此,本文的主要工作是在实验室内对国外三种有机硅消泡剂产品与国内常用的两种商品有机硅消泡剂进行性能评价,优选出性能优良的消泡剂进行推广,以更好地改善我国醇胺脱硫装置的运行状况。
总结了降低泡沫局部表面张力、破坏膜弹性和加速液膜排液三种消泡剂的消泡机理,归纳了展开和插入两种作用模式;探讨了有机硅消泡剂的特殊结构、所含成份及影响其性能的各种因素。在此基础上对五种有机硅消泡剂进行了密度、粘度、pH、HLB和稳定性等性能指标的测定。
模拟醇胺脱硫装置吸收塔和再生塔的运行温度,依据相关标准,利用自建装置在动态条件下对五种有机硅消泡剂的消泡和抑泡性能进行了评价。结果发现五种消泡剂在未明显失活的前提下,其消泡性由大到小的顺序为:X-50-986>FS-92>DY-110>CP-02>KS-604,抑泡性大小顺序为:X-50-986>DY-110>CP-02>KS-604>FS-92;验证了五种消泡剂的消泡机理,发现临界胶束浓度是消泡剂应用时必须考虑的一个重要因素:HLB值与抑泡性能无明显规律性,说明消泡剂性能的优劣取决于其所含成份的协同作用程度。
结合醇胺脱硫装置实际运行参数并优化实验条件进行了五种有机硅消泡剂的缓蚀性能评价,结果表明它们对20号碳钢和304不锈钢缓蚀性能的排序均为X-50-986>DY-110>KS-604>CP-02>FS-92,扫描电镜观察进一步验证了这一结论。