柯媛，沈本賢，孫輝，趙亞偉，詹國(guó)雄

（華東理工大學(xué)石油加工研究所，上海200237）

UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響因素及控制

柯媛，沈本賢，孫輝，趙亞偉，詹國(guó)雄

（華東理工大學(xué)石油加工研究所，上海200237）

控制和消除天然氣凈化過(guò)程中醇胺溶劑的發(fā)泡對(duì)于確保凈化裝置安全、高效、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行至關(guān)重要。本文在模擬實(shí)驗(yàn)條件下考察了不同工藝參數(shù)對(duì)UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響，并建立了UDS溶劑抗發(fā)泡性能的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面張力、溶劑黏度、溶劑密度等對(duì)UDS溶劑的抗發(fā)泡性能影響顯著。建立的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍軌蜉^好地預(yù)測(cè)不同工況下UDS溶劑的抗發(fā)泡性能。各工藝參數(shù)對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能影響大小順序?yàn)椋簹怏w流量＞CO2負(fù)荷＞溫度＞溶劑濃度。外界引入的雜質(zhì)組分會(huì)改變UDS溶劑的表面性質(zhì)，且雜質(zhì)組分在溶劑中的富集導(dǎo)致溶劑理化性質(zhì)對(duì)酸性組分濃度更為敏感，降低了溶劑的抗發(fā)泡性能。在工業(yè)裝置上通過(guò)降低雜質(zhì)組分濃度同時(shí)增加閃蒸氣吸收塔塔徑，有效提高了操作穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)凈化裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

天然氣脫硫；UDS溶劑；發(fā)泡控制；抗發(fā)泡性能模型

以醇胺為溶劑的吸收工藝由于具有較高的處理能力、較寬的原料硫化物濃度適應(yīng)性以及更低的設(shè)備要求，是高酸性天然氣最為常用的凈化方法。醇胺溶劑對(duì)硫化物等酸性組分優(yōu)異的選擇性吸收及溶解性能是獲得良好凈化效果的前提，除此之外，溶劑的抗發(fā)泡性能也是影響凈化效果和裝置操作穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。溶劑發(fā)泡會(huì)引起脫硫裝置液泛、溶劑損失、減產(chǎn)、凈化氣不合格等問(wèn)題，甚至導(dǎo)致裝置停車，嚴(yán)重影響脫硫裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行，是天然氣凈化過(guò)程中必須十分關(guān)注的問(wèn)題之一[1-2]。研究表明，溶劑體系發(fā)泡除了受溶劑本身的性能影響外，很大程度上還源于不當(dāng)?shù)牟僮鳁l件以及溶劑體系在脫硫系統(tǒng)循環(huán)使用過(guò)程遭受外來(lái)雜質(zhì)的污染[3-5]，這些雜質(zhì)包括胺的降解產(chǎn)物、溶解烴、有機(jī)酸、懸浮物、添加劑（比如緩蝕劑和消泡劑）、水溶性表面活性劑和礦井水中的離子等物質(zhì)[6-11]。在天然氣凈化工藝中，通過(guò)設(shè)計(jì)機(jī)械過(guò)濾、旋流分離、活性炭吸附等過(guò)程來(lái)避免和消除外來(lái)雜質(zhì)對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能的影響，有助于維持溶劑系統(tǒng)良好的抗發(fā)泡性能[1,5]。ALHSEINAT等[11]認(rèn)為外來(lái)雜質(zhì)主要通過(guò)改變醇胺溶劑的基礎(chǔ)物化性質(zhì)，如溶劑表面張力、黏度和密度等，進(jìn)而影響醇胺溶劑的抗發(fā)泡性能。

由中國(guó)石油化工股份有限公司和華東理工大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的UDS高效復(fù)合脫硫溶劑已先后成功應(yīng)用于中石化普光天然氣凈化廠以及元壩天然氣凈化廠的高酸性天然氣凈化脫硫，工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，UDS溶劑在凈化高酸性天然氣中表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢(shì)，且具有良好的抗發(fā)泡性能，是凈化高酸性石油天然氣的優(yōu)良溶劑[12-15]。本文針對(duì)UDS溶劑在使用過(guò)程中出現(xiàn)的抗發(fā)泡性能變差的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察不同因素對(duì)UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響規(guī)律，構(gòu)建UDS溶劑的抗發(fā)泡性能模型，進(jìn)一步考察并分析工業(yè)裝置上導(dǎo)致UDS溶劑抗發(fā)泡性能變差的主要因素，進(jìn)而通過(guò)采取有效措施改善溶劑系統(tǒng)的抗發(fā)泡性能，提高凈化裝置長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行水平。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑

UDS高效復(fù)合脫硫溶劑，實(shí)驗(yàn)室自制，溶劑的物性如表1所示。N2，純度大于99.99%；CO2，純度大于99.99%，上海五鋼氣體有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)流程

溶液的抗發(fā)泡性能測(cè)定參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6538—2002，實(shí)驗(yàn)裝置和流程如圖1所示。包括一個(gè)內(nèi)徑0.03m，高度0.5m的發(fā)泡管，一個(gè)溫度范圍5～90℃恒溫水?。ň_度0.01℃），G3玻砂制作的氣體擴(kuò)散器，孔徑為4.5～9μm。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備100mL待測(cè)溶劑置于發(fā)泡管中，打開(kāi)恒溫水浴，控制水浴溫度至所需的測(cè)定溫度，待水浴溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的溫度后再恒溫靜置15min，依次打開(kāi)氣體鋼瓶閥門(mén)和針型閥，調(diào)節(jié)氣體流量至所需值，待發(fā)泡管內(nèi)泡沫高度穩(wěn)定時(shí)讀取泡沫高度值，隨后關(guān)閉針型閥停止通氣，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，讀取消泡時(shí)間（從停止通氣到泡沫剛剛破滅見(jiàn)到清液所需的時(shí)間）。

表1 UDS溶劑的基本性質(zhì)

圖1 溶劑抗發(fā)泡性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)流程

2 結(jié)果與討論

2.1 工藝參數(shù)對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能的影響

2.1.1 溶液濃度

在N2流量250mL/min，溫度40℃的實(shí)驗(yàn)條件下，考察了UDS水溶液中UDS質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗發(fā)泡性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，UDS水溶液的泡沫高度和消泡時(shí)間隨著溶劑濃度的增加先增大后減小，在UDS質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%時(shí)達(dá)到最大值。溶劑的泡沫高度是一個(gè)多因素作用的結(jié)果，包括溶劑的密度、黏度和表面張力均會(huì)對(duì)溶劑的抗發(fā)泡性能產(chǎn)生影響[8]。圖3為10%至60%的UDS溶劑的主要理化性質(zhì)的變化趨勢(shì)。如圖3所示，隨著UDS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，表面張力降低，說(shuō)明高濃度的溶劑具有較低的表面自由能。表面自由能的降低會(huì)使得溶劑體系更容易生成泡沫。與此同時(shí)，溶劑的密度和黏度均隨著溶劑濃度的升高而增加。一方面，較大的密度意味著氣泡有著較大的浮力推動(dòng)力，氣泡更容易在液體表面富集，但是，增加密度也會(huì)引起氣泡排液速度加快，加速氣泡的破裂。另一方面，較高的黏度會(huì)產(chǎn)生較大的拖拽力，會(huì)延緩甚至阻止泡沫的產(chǎn)生和上升，但是表面黏度的增加也會(huì)減緩已經(jīng)生成氣泡的液膜排液速度，減少氣泡破裂所需的時(shí)間。因此，這三方面因素的共同作用導(dǎo)致了UDS溶劑的泡沫高度和消泡時(shí)間隨著濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)。

圖2 40℃時(shí)UDS質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)泡沫高度和消泡時(shí)間的影響

圖3 40℃時(shí)不同濃度UDS溶劑的密度、黏度和表面張力

圖4 溫度對(duì)UDS溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間的影響

圖5 不同溫度時(shí)UDS溶劑的密度、黏度和表面張力

2.1.2 溶劑溫度

溶劑溫度對(duì)UDS溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間的影響如圖4所示，由圖可見(jiàn)，隨著溫度的升高，泡沫高度和消泡時(shí)間均有不同程度的下降，這說(shuō)明較高的溫度不利于泡沫的產(chǎn)生，且升高溫度會(huì)降低泡沫的穩(wěn)定性。從圖5中的結(jié)果可以看出，溶劑的密度、黏度和表面張力均隨著溫度的增加而降低，也就是說(shuō)在較高的溫度下，雖然表面張力較低，氣泡的生成趨勢(shì)有所增加，但是由于密度的降低引起了氣泡浮力的下降，則會(huì)削弱氣泡的生成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在這種情況下，溶劑密度對(duì)發(fā)泡趨勢(shì)的影響占主導(dǎo)。同時(shí)，高溫下較低的溶劑黏度以及劇烈的分子運(yùn)動(dòng)會(huì)加劇氣泡液膜的排液速度，因而減少了溶劑的消泡時(shí)間。

2.1.3 CO2負(fù)荷

圖6 40℃時(shí)CO2負(fù)荷對(duì)UDS溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間的影響

250mL/min的N2流量條件下，溶劑中CO2負(fù)荷對(duì)UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響如圖6所示，從圖中可以明顯看出，溶劑的泡沫高度和消泡時(shí)間均隨著溶劑中CO2負(fù)荷的增加而增加。圖7所示為CO2負(fù)荷對(duì)UDS溶劑基礎(chǔ)理化性質(zhì)的影響。可以看出，溶劑的密度和黏度均隨CO2負(fù)荷的增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，而表面張力則逐漸下降。這說(shuō)明隨著溶劑中CO2負(fù)荷的增加，產(chǎn)生的氣泡具有更高的浮力推動(dòng)力和更低的表面自由能，另一方面，由于黏度的增加，氣泡液膜的排水速率降低。在高負(fù)荷的CO2下，奧斯瓦爾德熟化[16]和氣泡的破裂會(huì)變得愈加困難，因此，發(fā)泡趨勢(shì)和泡沫穩(wěn)定性均有不同程度的增加。

圖7 40℃時(shí)不同CO2負(fù)荷UDS溶劑的密度、黏度和表面張力

2.1.4 氣體流量

在40℃條件下，實(shí)驗(yàn)還考察了N2流速對(duì)50%質(zhì)量濃度UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響，結(jié)果如圖8所示。溶劑的泡沫高度隨著N2流量的增加而增加，在氣量較小時(shí)，泡沫高度的增加幅度較大，而當(dāng)氣量超過(guò)600mL/min時(shí)，泡沫高度的增加幅度趨于平緩；隨著氣量的逐漸增大，溶劑的消泡時(shí)間則呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，氣量在600mL/min時(shí)消泡時(shí)間達(dá)到最大值。這是因?yàn)?，大量的氣體進(jìn)入液相會(huì)促進(jìn)氣泡的生成，但是，較高的氣量也會(huì)加劇泡沫液膜表面湍流，極易形成較大的氣泡，根據(jù)拉普拉斯方程，氣泡尺寸的增加會(huì)降低氣泡的穩(wěn)定性。因此，在高氣量下，泡沫的形成和破裂達(dá)到了一個(gè)相對(duì)平衡的過(guò)程，當(dāng)氣量增加到一定值后泡沫高度的變化趨于平緩。同時(shí)，由于泡沫穩(wěn)定性降低，消泡時(shí)間變短。

圖8 40℃時(shí)氣體流量對(duì)UDS溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間的影響

2.1.5 腐蝕產(chǎn)物FeS對(duì)UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響

在醇胺溶劑脫硫脫碳工藝中，腐蝕產(chǎn)物形成的熱穩(wěn)定性鹽和固體顆粒是導(dǎo)致醇胺溶劑發(fā)泡的原因之一[17]。因此，通過(guò)向質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的新鮮UDS溶劑中添加不同量的FeS，考察其對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能的影響，溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間隨FeS添加量增加的變化趨勢(shì)如圖9所示。從圖中可以看出，隨著FeS添加量的逐漸增大，UDS溶劑的泡沫高度和消泡時(shí)間均明顯增加，表明FeS的存在顯著降低了溶劑的抗發(fā)泡性能，這可能是因?yàn)榫奂谂菽耗ぶ械腇eS增大了液膜處液體的流動(dòng)阻力，減緩了液膜的排液速率，從而增加了泡沫的穩(wěn)定性[18]。

圖9 FeS固體顆粒對(duì)UDS溶劑泡沫高度和消泡時(shí)間的影響

2.2 UDS溶劑抗發(fā)泡性能模型

已有的研究結(jié)果表明[19-21]，影響氣泡產(chǎn)生和破滅的主要作用力分別為浮力、黏性力和表面張力，它們分別與溶劑的密度、黏度和表面張力有關(guān)。根據(jù)Buckingham-Pi理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)修正，可得到如式(1)所示的氣液相體系發(fā)泡模型的半經(jīng)驗(yàn)公式[22-23]。

式中，K和n為常數(shù)；Re、Fr和Ca 均量綱為1，分別為雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)和界面張力數(shù)，定義如式(2)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到K和n分別為2850和–1.3，因此，式(1)可以表達(dá)為式(3)。

式中，H為泡沫高度，mm；σ為溶劑的表面張力，mN/m；μ為溶劑的黏度，mPa·s；j為氣體流速，m/s；Δρ為液相和氣相的密度差，g/mL；r為氣泡的平均半徑，mm；g為重力加速度，m/s2。

從式(3)可以看出，泡沫高度與μ0.3和j0.3成正比，即泡沫高度隨著溶劑黏度和氣體流速的增加而增加，但是，由于它們的指數(shù)僅為0.3，因此溶劑黏度和氣速對(duì)泡沫高度的影響較小。與此相比，溶劑密度對(duì)泡沫高度的影響較大，并且密度越大，泡沫高度越小。溶劑表面張力越低，界面自由能越小，因此會(huì)增加泡沫的穩(wěn)定性和泡沫的高度。值得注意的是，通常來(lái)說(shuō)溶劑表面張力的降低會(huì)導(dǎo)致界面自由能的降低，因此會(huì)增加泡沫的穩(wěn)定性和泡沫高度。但是對(duì)于添加消泡劑的醇胺溶劑體系，雖然從宏觀上消泡劑的加入會(huì)降低溶劑的表面張力，但是在水溶液體系中，消泡劑活性成分的溶解度較小，當(dāng)消泡劑附著到氣泡液膜上時(shí)，表面張力的降低僅限于氣泡液膜的局部，而氣泡液膜周圍的表面張力幾乎沒(méi)有發(fā)生變化[24]。表面張力降低的部分，被強(qiáng)烈地向四周牽引、延展，最后導(dǎo)致泡沫破裂。因此，添加了消泡劑的溶劑產(chǎn)生的氣泡半徑較大，穩(wěn)定性差，會(huì)很快破裂，難以在液相上層堆積出可觀的泡沫高度。因此溶劑的泡沫高度與溶劑的表面張力之間并不是簡(jiǎn)單的正比或者反比的關(guān)系，在式(3)中以σ/r1.6描述溶劑表面張力對(duì)泡沫高度的影響。

2.3 影響溶劑抗發(fā)泡性能因素的靈敏度分析

當(dāng)某一工藝參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，溶劑的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，而溶劑的密度、黏度和表面張力均不是獨(dú)立的性質(zhì)參數(shù)，當(dāng)其中一個(gè)改變時(shí)，其他性質(zhì)也會(huì)相應(yīng)變化。因此，討論單一性質(zhì)對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能的影響意義不大，工藝參數(shù)的變化對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能的影響更為重要。只有一個(gè)工藝參數(shù)變化時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可擬合出溶劑性質(zhì)與該工藝參數(shù)的數(shù)學(xué)公式，結(jié)合溶劑發(fā)泡模型，可將泡沫高度表達(dá)為單一工藝參數(shù)的模型。圖10列出了不同工藝參數(shù)呈百分比增長(zhǎng)時(shí)溶劑泡沫高度指數(shù)的變化趨勢(shì)，泡沫高度指數(shù)（D）定義為工藝參數(shù)變化后的泡沫高度與原泡沫高度的比值，工藝參數(shù)增長(zhǎng)率（P）定義為當(dāng)其他工藝參數(shù)不變時(shí)某一參數(shù)在基準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上增加的百分?jǐn)?shù)。曲線偏離泡沫高度指數(shù)為1的直線越遠(yuǎn)，認(rèn)為泡沫高度對(duì)該參數(shù)的靈敏度越大。由圖中可以看出，在考察的工藝條件中，泡沫高度對(duì)于氣體流速的變化最為敏感，其次為CO2濃度、溫度和溶劑濃度。

圖10 泡沫高度對(duì)工藝參數(shù)的靈敏度分析

2.4 工業(yè)裝置UDS溶劑抗發(fā)泡性能的影響因素控制

2.4.1 新鮮UDS溶劑和受污染溶劑的抗發(fā)泡性能

為了能夠更加接近工業(yè)裝置的實(shí)際情況，采用CO2模擬酸性氣體進(jìn)行溶劑的抗發(fā)泡性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)，如圖11所示。由圖中可以看出，受污染溶劑不僅泡沫高度較新鮮溶劑大幅增加，并且生成的氣泡尺寸也較小，根據(jù)Laplace方程，受污染溶劑產(chǎn)生的泡沫具有更高的穩(wěn)定性，易造成脫硫裝置操作穩(wěn)定性下降。

2.4.2 雜質(zhì)組分的分析與鑒別

（1）UDS貧液中鐵離子含量分析

為了鑒別受污染溶劑抗發(fā)泡性能下降的原因是否與裝置運(yùn)行期間產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物有關(guān)，本文對(duì)受污染溶劑中的總鐵離子進(jìn)行了分析，分析結(jié)果如表2所示。受污染溶劑中的總鐵離子濃度僅為0.039mg/L，這說(shuō)明工業(yè)裝置受污染溶劑的抗發(fā)泡性能變差并非由于腐蝕產(chǎn)物FeS引起的。

圖11 新鮮溶劑和受污染溶劑發(fā)泡實(shí)驗(yàn)照片

表2 受污染溶劑中的總鐵離子濃度分析

（2）受污染溶劑紅外光譜分析

為了進(jìn)一步揭示受污染溶劑中的雜質(zhì)組分，對(duì)受污染溶劑進(jìn)行紅外光譜分析，新鮮UDS溶劑和受污染溶劑的紅外光譜如圖12所示。

圖12 新鮮UDS溶劑和受污染溶劑的紅外光譜圖

對(duì)比兩個(gè)樣品的紅外光譜分析結(jié)果可以看出，與新鮮UDS溶劑的紅外光譜相比，受污染溶劑譜圖中波數(shù)在1400cm–1和1178cm–1出現(xiàn)了兩處新的吸收峰，分別為C==C芳環(huán)骨架振動(dòng)峰和C—O伸縮振動(dòng)峰，表明溶劑中含有不屬于溶劑有效成分的雜質(zhì)組分。

2.4.3 主要理化性質(zhì)分析測(cè)定

實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)定了新鮮UDS溶劑與受污染溶劑的基本性質(zhì)，結(jié)果如表3所示。

從以上的分析結(jié)果可以看出，新鮮UDS溶劑的表面張力為21.6mN/m，黏度為6.69mPa·s，密度為1.046g/cm3，受污染溶劑的表面張力和黏度均有所增加，其中表面張力和黏度分別增加到46.5mN/m和7.43mPa·s，與新鮮溶劑相比分別增加了115%和11%。根據(jù)前文所建立的UDS溶劑抗發(fā)泡性能模型，CO2負(fù)荷是影響UDS溶劑抗發(fā)泡性能的一個(gè)重要因素，同時(shí)為了能夠更加接近工業(yè)裝置內(nèi)部的實(shí)際情況，對(duì)吸收了CO2的飽和新鮮UDS溶劑和受污染溶劑的基本物性進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雖然CO2的存在會(huì)導(dǎo)致UDS溶劑的表面張力降低，黏度增大，但是新鮮UDS溶劑的表面張力僅降低了0.9mN/m，黏度僅增大了1.45mPa·s，變化幅度分別為–4%和22%，而受污染溶劑表面張力降低了12.1mN/m，黏度增大了8.48mPa·s，變化幅度分別為–26%和114%。

表3 受污染溶劑與新鮮溶劑基本物性數(shù)據(jù)

進(jìn)入溶劑系統(tǒng)中的雜質(zhì)組分不僅其自身會(huì)引起溶劑理化性質(zhì)的顯著變化，而且導(dǎo)致溶劑理化性質(zhì)在天然氣凈化過(guò)程中受酸性組分濃度的影響變得更為敏感。因此，較之新鮮溶劑而言，雜質(zhì)組分導(dǎo)致受污染溶劑性質(zhì)的變化幅度在CO2存在時(shí)更大，酸性組分CO2與雜質(zhì)組分的共同作用引起溶劑性質(zhì)的顯著變化是導(dǎo)致受污染溶劑抗發(fā)泡性能降低的主要原因。

有效控制和去除溶劑系統(tǒng)中的雜質(zhì)組分、維持溶劑系統(tǒng)清潔是保證脫硫裝置平穩(wěn)運(yùn)行的必要措施。一方面，在工業(yè)裝置實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)階段性補(bǔ)充新鮮UDS溶劑，同時(shí)增加溶劑過(guò)濾量，有效降低雜質(zhì)組分的濃度；另一方面，通過(guò)將工業(yè)脫硫裝置中對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能較敏感的閃蒸氣吸收塔塔徑由原設(shè)計(jì)的500mm增加到600mm，降低該吸收塔氣速。通過(guò)采取兩方面的措施，有效提高了工業(yè)脫硫裝置的操作穩(wěn)定性，消泡劑的添加頻次顯著下降，實(shí)現(xiàn)了裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。

3 結(jié)論

（1）表面張力、溶劑黏度、溶劑密度等理化性質(zhì)對(duì)UDS溶劑的抗發(fā)泡性能具有顯著影響?；谌軇┛拱l(fā)泡性能的測(cè)定結(jié)果建立的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍軌蜉^好地預(yù)測(cè)不同工況下UDS溶劑的抗發(fā)泡性能。靈敏度結(jié)果表明，各種工藝操作條件對(duì)溶劑抗發(fā)泡性能影響程度大小順序?yàn)椋簹怏w流速＞CO2負(fù)荷＞溫度＞溶劑濃度。

（2）外界引入的雜質(zhì)組分會(huì)改變UDS溶劑的表面性質(zhì)，且雜質(zhì)組分在溶劑中的富集導(dǎo)致溶劑理化性質(zhì)對(duì)酸性組分濃度更為敏感，降低了溶劑的抗發(fā)泡性能。在工業(yè)裝置上通過(guò)降低雜質(zhì)組分濃度和增加閃蒸氣吸收塔塔徑，有效提高了操作穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)凈化裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

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Effect of multiple parameters on the anti-foaming performance and foaming control of formulated solvent UDS

KE Yuan，SHEN Benxian，SUN Hui，ZHAO Yawei，ZHAN Guoxiong
（Research Institute of Petroleum Processing，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Foaming control of alkanolamines is very important in high acid natural gas purification process. The effects of various parameters on anti-foaming performance of UDS solvent were studied . A semi-empirical foaming model was developed. The results indicated that the physical and chemical properties of UDS solvent，such as surface tension，viscosity and density，had significant impacts on anti-foaming performance of the solvent. The foaming model predicted the foaming performance of UDS solvent under different conditions very well. Four process parameters had distinct effect on the foam height. Specifically，the gas flow rate had the most effect，followed by CO2 loading，temperature and concentration of solvent. Surface properties of UDS solvent could be changed largely by impurities. Due to enrichment of impurity components in solvent，the physical and chemical properties of solvent became more sensitive to the acid components. The present studies are helpful of solving the potential foaming problems and helping operations in industrial purification plants.

natural gas sweetening；UDS solvent；foaming control；anti-foaming model

TE645

：A

：1000–6613（2017）05–1628–07

10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.010

2016-10-19；修改稿日期：2016-11-07。

“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05017-005）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（22A201514010）及上海市自然科學(xué)基金（16ZR1408100）項(xiàng)目。

柯媛（1987—），女，博士研究生，主要研究方向?yàn)樘烊粴?、煉廠氣的脫硫脫碳。聯(lián)系人：沈本賢，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：sbx@ecust.edu.cn。