劉倩玉，楊超江，唐建峰,2*，張媛媛，張夕明，劉鑫博

（1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國(guó)石油大學(xué)（華東）山東省油氣儲(chǔ)運(yùn)安全省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266580）

近年來(lái)隨著天然氣工業(yè)的逐漸成熟，天然氣預(yù)處理及開發(fā)運(yùn)用得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[1]。某些情況下，原料氣中H2S的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)50×10-6時(shí)必須進(jìn)行脫硫處理，而對(duì)于CO2的脫除要求并不嚴(yán)格，這主要由售氣合同中的質(zhì)量指標(biāo)要求確定，例如在天然氣中保留2%的CO2時(shí)其熱值同樣能達(dá)到要求[2]，選擇性脫硫工藝是指當(dāng)原料氣中同時(shí)含有H2S和CO2時(shí)，幾乎完全脫除H2S的同時(shí)僅吸收部分CO2的工藝[3]。與傳統(tǒng)選擇性脫硫溶劑相比，以MDEA為主體的復(fù)配型胺液配方具有穩(wěn)定性好、脫硫選擇性高、再生能耗低及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)[4,5]，但由于MDEA本身存在容易發(fā)泡的缺點(diǎn)[6-8]，易導(dǎo)致出現(xiàn)酸氣處理效果降低，H2S處理效果超標(biāo)，胺液損耗增加等問題，甚至導(dǎo)致裝置停車，造成安全危害及經(jīng)濟(jì)損失[9-12]。

目前，對(duì)于選擇性脫硫胺液配方發(fā)泡特性的研究較少，朱雯釗等[13]針對(duì)MDEA+AMP配方的發(fā)泡特性展開研究，發(fā)現(xiàn)AMP會(huì)提高胺液泡沫的穩(wěn)定性，對(duì)發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均有促進(jìn)作用。對(duì)于最佳配比的TETA+MDEA配方，徐莉[14]對(duì)比分析了不同配比下的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間數(shù)據(jù)，并對(duì)配方優(yōu)選提出發(fā)泡特性方面的建議。徐飛[15]針對(duì)10%的MDEA溶液進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，分析了不同操作條件及不同溫度、雜質(zhì)含量對(duì)MDEA發(fā)泡特性的影響。上述研究大都針對(duì)某些單一配方展開，缺乏一定的系統(tǒng)性。由于胺液配方本身是組成整個(gè)脫酸系統(tǒng)循環(huán)溶液的主體，因此其發(fā)泡特性的研究是十分必要的。前期研究發(fā)現(xiàn)以MDEA作為主體胺液，通過(guò)復(fù)配AMP、DGA、環(huán)丁砜胺液后會(huì)得到選擇性脫硫性能更優(yōu)的胺液配方[16]。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察適用于選擇性脫硫工藝的MDEA、DGA、AMP、環(huán)丁砜四種胺液?jiǎn)我患皬?fù)配胺液配方的發(fā)泡特性，分析其發(fā)泡趨勢(shì)及發(fā)泡機(jī)理，為工程設(shè)計(jì)及工業(yè)應(yīng)用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

本研究中所需的氣體與試劑如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)用氣體與試劑

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及流程

選擇性脫硫胺液配方發(fā)泡特性測(cè)試裝置如圖1所示。

圖1 選擇性脫硫胺液配方發(fā)泡特性測(cè)試裝置

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括進(jìn)氣調(diào)壓計(jì)量部分，恒溫水浴部分以及發(fā)泡特性測(cè)量部分。其中發(fā)泡特性測(cè)量部分主體為直徑3cm的發(fā)泡管，發(fā)泡管整體形狀類似直型冷凝管，內(nèi)管底部為倒漏斗狀，底部裝有濾芯，濾芯可以阻止發(fā)泡管內(nèi)液體流下，但可以使氣體通過(guò)。參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6538-2016《配方型選擇性脫硫溶劑》[17]，本研究采用N2替代H2S進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察選擇性脫硫胺液配方的發(fā)泡特性。

測(cè)試選擇性脫硫胺液配方發(fā)泡特性的實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）配制胺液并將配制好的胺液放入恒溫水浴槽中預(yù)熱，待溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定在預(yù)設(shè)溫度不再變化后，將胺液取出并倒入發(fā)泡管中至液面高度10cm。

（2）打開流量控制器，以250mL/min的流量向發(fā)泡管中通入N2，待發(fā)泡管內(nèi)氣泡高度穩(wěn)定后記錄其發(fā)泡高度。

（3）關(guān)閉流量控制器，停止氮?dú)馔ㄈ?。待泡沫消散看見清液的瞬間停止計(jì)時(shí)，得到消泡時(shí)間t。

1.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)

（1）發(fā)泡高度

發(fā)泡高度的含義為向發(fā)泡管中通氣至泡沫高度穩(wěn)定時(shí)選擇性脫硫胺液的泡沫高度，單位為cm，發(fā)泡高度越高，表示越容易產(chǎn)生泡沫，胺液發(fā)泡特性越差，其計(jì)算公式如下：

式中：Δh-發(fā)泡高度，cm；h1-初始液面高度，cm；h2-通氣穩(wěn)定后泡沫體系總高度，cm。

（2）消泡時(shí)間

消泡時(shí)間的含義為停止通氣的瞬間到泡沫剛消散出下層液面的時(shí)間，單位為s，消泡時(shí)間越長(zhǎng)，表示泡沫穩(wěn)定性越好，胺液發(fā)泡特性越差。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一胺液發(fā)泡特性

控制氮?dú)饬髁繛?50mL/min，水溫為45℃，管內(nèi)液位為10cm，圖2為總胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%時(shí)不同單一胺液發(fā)泡高度及消泡時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

由圖2可以看出，環(huán)丁砜的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間最低，DGA的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間最高。MDEA與AMP的發(fā)泡高度相近，但MDEA的消泡時(shí)間更低。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣流作用下各胺液生成的氣泡可均勻分布于裝置內(nèi)，氣泡直徑相近，僅DGA產(chǎn)生較大氣泡。由此可知，上述四種胺液發(fā)泡由易到難排序?yàn)椋篋GA＞AMP＞MDEA＞環(huán)丁砜。

圖2 不同胺液的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間

2.2 復(fù)配胺液發(fā)泡特性

2.2.1 MDEA+AMP配方發(fā)泡特性

圖3和圖4分別為添加劑AMP濃度一定時(shí)，MDEA+AMP配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨主體胺液MDEA濃度變化的曲線，以及主體胺液MDEA濃度一定時(shí)，MDEA+AMP配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨添加劑AMP濃度變化的曲線。

由圖3可知，隨著MDEA濃度增大，胺液配方的發(fā)泡高度先升高后降低，在MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%時(shí)發(fā)泡高度達(dá)到最高，最高發(fā)泡高度為40cm左右，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)24%后的發(fā)泡高度隨濃度的升高而降低，MDEA濃度過(guò)高時(shí)下降趨勢(shì)變緩。添加AMP后胺液配方的消泡時(shí)間隨MDEA濃度的增加也呈先增加后下降的趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)較為緩慢，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%時(shí)消泡時(shí)間最長(zhǎng)。

圖3 不同MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

圖4 不同AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

由圖4可知，MDEA+AMP胺液配方的發(fā)泡高度隨著AMP濃度的升高先增大后減小，變化趨勢(shì)較緩，當(dāng)AMP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)發(fā)泡高度最高，為40cm左右。當(dāng)MDEA的濃度一定時(shí)，隨著AMP濃度的增加，胺液配方的消泡時(shí)間先升高后降低，當(dāng)AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)在35s左右，達(dá)到最高值。AMP作為添加劑時(shí)，少量添加就會(huì)造成胺液發(fā)泡特性變差，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%～16%的范圍內(nèi)影響更加明顯。

根據(jù)拉普拉斯公式[18]，表面張力的改變會(huì)影響泡沫內(nèi)外的壓差值，同時(shí)改變了表面自由焓及形成氣泡所需的能量，因此低的表面張力是促進(jìn)泡沫形成的有利條件。利用表面張力測(cè)量裝置對(duì)主體胺液MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%時(shí)不同配比下MDEA+AMP配方的表面張力進(jìn)行測(cè)量，圖5為MDEA+AMP發(fā)泡特性及表面張力隨配比的變化曲線。

圖5 MDEA+AMP發(fā)泡特性及表面張力

從圖5可知，胺液的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨AMP濃度的增大均先增加后減小，而表面張力呈相反的變化趨勢(shì)，且變化顯著。胺液配方的表面張力隨著AMP濃度的增加先降低后升高，在AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí)達(dá)到最低值，此時(shí)形成的氣泡更加穩(wěn)定，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均較高。

綜上所述，以MDEA為主體胺液，以AMP為添加劑的胺液配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均處于較高水平，且胺液配方的發(fā)泡高度隨著AMP濃度的升高呈先增大后減小的趨勢(shì)，AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于8%~16%時(shí)整體偏高。適當(dāng)提高M(jìn)DEA的比重有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間，但MDEA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免在24%左右。

2.2.2 MDEA+DGA配方發(fā)泡特性

圖6和圖7分別是添加劑為DGA時(shí)，MDEA+DGA配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨主體胺液MDEA以及添加劑DGA濃度變化的曲線。

對(duì)圖6進(jìn)行分析可知，隨著MDEA濃度的增大，胺液配方的發(fā)泡高度先升高后降低，在24%質(zhì)量分?jǐn)?shù)之后發(fā)泡高度上升速度較快，在MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%時(shí)達(dá)到最高值，為56.5cm，隨后呈快速下降趨勢(shì)。胺液配方的消泡時(shí)間隨著MDEA濃度的升高同樣呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在24%~32%范圍內(nèi)時(shí)消泡時(shí)間增速較快，并在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%時(shí)達(dá)到最大值，同樣隨后呈現(xiàn)快速下降趨勢(shì)。

從圖7可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MDEA濃度保持不變時(shí)，胺液配方的消泡時(shí)間隨著DGA濃度的增加整體呈上升趨勢(shì)，當(dāng)DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于8%時(shí)，發(fā)泡高度的增長(zhǎng)速度較快，超過(guò)8%時(shí)增長(zhǎng)變緩，直到維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。當(dāng)MDEA濃度保持恒定時(shí)，胺液配方的消泡時(shí)間隨著DGA濃度的增加而快速增加，近乎呈線性變化。

圖6 不同MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

圖7 不同DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

圖8為主體胺液MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，MDEA+DGA發(fā)泡特性及表面張力隨配比的變化曲線。

圖8 MDEA+DGA發(fā)泡特性及表面張力

由圖8可以看出，胺液的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨DGA濃度的增大均先減小后增加，表面張力的趨勢(shì)相反，這表明隨著DGA的濃度增大，溶液的表面張力發(fā)生了顯著的變化，從而引起胺液表面熵跟表面焓的改變，影響了泡沫的形成與穩(wěn)定，最終導(dǎo)致發(fā)泡高度和消泡時(shí)間的變化。當(dāng)MDEA濃度一定時(shí)，胺液配方的表面張力隨著DGA濃度的增加先升高后降低，在DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí)達(dá)到最高值，此時(shí)形成的氣泡不穩(wěn)定，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均較低。

綜上所述，以MDEA為主體胺液，以DGA為添加劑的胺液配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均處于較高水平，且胺液配方的發(fā)泡高度隨著DGA濃度的升高而升高，DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于8%時(shí)發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均偏高，因此，適當(dāng)降低DGA的占比有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間。MDEA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免在28%~36%的范圍內(nèi)。

2.2.3 MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡特性

圖9和圖10分別是添加劑為環(huán)丁砜時(shí)，MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨主體胺液MDEA濃度變化以及隨添加劑環(huán)丁砜濃度變化的曲線。

圖9 不同MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

由圖9可以看出，當(dāng)保持環(huán)丁砜濃度一定時(shí)，隨著MDEA濃度的增加，胺液配方的發(fā)泡高度呈先緩慢增加后持續(xù)降低的趨勢(shì)，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%時(shí)，各配方發(fā)泡高度最高，最高為28.6cm。當(dāng)MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到32%以后，胺液配方整體處于較低的發(fā)泡高度，表明此時(shí)胺液形成的泡沫較易破裂，無(wú)法穩(wěn)定保持。隨著MDEA濃度的增加，胺液配方的消泡時(shí)間先升高后降低，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)24%時(shí)胺液配方的消泡時(shí)間整體呈下降的趨勢(shì)，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)28%時(shí)下降趨勢(shì)減緩，基本維持穩(wěn)定。

圖10 不同環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)配方發(fā)泡特性的影響

由圖10可知，當(dāng)保持MDEA濃度一定時(shí)，胺液配方發(fā)泡高度隨環(huán)丁砜濃度的增大而降低，表明環(huán)丁砜的加入有利于泡沫的消散，使胺液配方處于較低的發(fā)泡狀態(tài)。當(dāng)環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于8%時(shí)消泡時(shí)間下降較快，超過(guò)這一濃度后下降速度變緩。隨著環(huán)丁砜濃度的升高，消泡時(shí)間逐漸降低。當(dāng)環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于8%時(shí)胺液配方消泡時(shí)間下降較快，高于這一濃度后下降趨勢(shì)變緩。

圖11為主體胺液MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%時(shí)，MDEA+DGA發(fā)泡特性及表面張力隨配比的變化曲線。

圖11 MDEA+環(huán)丁砜發(fā)泡特性及表面張力

由圖11可知，胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨環(huán)丁砜濃度的增大均逐漸減小，表面張力幾乎緩慢增加。環(huán)丁砜加入提高了溶液的表面張力，從而降低胺液配方的表面熵和表面焓，不利于泡沫的形成和穩(wěn)定，降低了胺液的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間。

綜上所述，以MDEA為主體胺液，以環(huán)丁砜為添加劑的胺液配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均處于較低水平，且發(fā)泡高度隨著環(huán)丁砜濃度的增大而降低，環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于4%時(shí)發(fā)泡高度和消泡時(shí)間較高。對(duì)于胺液配方，適當(dāng)提高M(jìn)DEA和環(huán)丁砜的濃度有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間，MDEA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免在20%~24%的范圍。

利用Matlab的Curve fitting功能，將2.2節(jié)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到三種胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間圖，擬合并檢驗(yàn)預(yù)測(cè)公式的準(zhǔn)確性。

2.3.1 MDEA+AMP配方發(fā)泡特性預(yù)測(cè)

圖12和圖13分別是MDEA+AMP配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨MDEA及AMP濃度變化的預(yù)測(cè)圖。

分析圖12及圖13可知，添加AMP后會(huì)引起胺液配方較為明顯的發(fā)泡，總的來(lái)看，MDEA+AMP胺液配方的消泡時(shí)間隨胺液濃度的變化趨勢(shì)與發(fā)泡高度變化相近，胺液配方的發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨著MDEA濃度的增加而降低，隨著AMP濃度的增加先升高后降低。當(dāng)AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4%~8%時(shí)，胺液配方的發(fā)泡特性較優(yōu)，整體處于高發(fā)泡水平的配方質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍是：MDEA 23%~27%，AMP 8%~16%，工業(yè)使用時(shí)胺液濃度應(yīng)避免在此范圍之內(nèi)。

圖12 MDEA+AMP配方發(fā)泡高度預(yù)測(cè)圖

圖13 MDEA+AMP配方消泡時(shí)間預(yù)測(cè)圖

擬合得到的MDEA+AMP配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)公式，結(jié)果如表2所示，隨機(jī)選取三組配比進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證預(yù)測(cè)公式的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證結(jié)果如表3所示。

表2 MDEA+AMP配方發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果

表3 MDEA+AMP配方發(fā)泡特性預(yù)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證

由表3可知，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差均在2%以內(nèi)，相對(duì)誤差均在6%以內(nèi)，表明預(yù)測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，若工廠采用的MDEA+AMP配方，則可通過(guò)上述擬合公式對(duì)胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間進(jìn)行推算，掌握該配方的發(fā)泡特性，規(guī)避發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 MDEA+DGA配方發(fā)泡預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

圖14和圖15分別是MDEA+DGA配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨MDEA及DGA濃度變化的預(yù)測(cè)圖。

圖14 MDEA+DGA配方發(fā)泡高度預(yù)測(cè)圖

圖15 MDEA+DGA配方消泡時(shí)間預(yù)測(cè)圖

由圖14及圖15可知，MDEA+DGA配方的整體發(fā)泡能力較高，特別是在添加較高濃度DGA后，胺液的發(fā)泡高度急劇上升。總的來(lái)看，胺液配方的發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨著MDEA濃度的增加呈先增加后減少的趨勢(shì)，隨著DGA濃度的增加而增加。當(dāng)MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于28%~36%，DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于8%時(shí)，MDEA+DGA配方的發(fā)泡高度及消泡時(shí)間較高，產(chǎn)生的泡沫穩(wěn)定性較高且易產(chǎn)生泡沫，此時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)南荽胧?，預(yù)防事故的發(fā)生。

利用Matlab擬合得到的MDEA+DGA配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)公式如表4所示，隨機(jī)選取三組配比進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證預(yù)測(cè)公式的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證結(jié)果如表5所示，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差均在2%以內(nèi)，相對(duì)誤差均在6%以內(nèi)，表明預(yù)測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確。

表4 MDEA+DGA配方發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果

表5 MDEA+DGA配方發(fā)泡特性預(yù)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證

2.3.3 MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡預(yù)測(cè)及驗(yàn)證

圖16和圖17分別是MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡高度及消泡時(shí)間隨MDEA及環(huán)丁砜濃度變化的預(yù)測(cè)圖。

圖16 MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡高度預(yù)測(cè)圖

圖17 MDEA+環(huán)丁砜配方消泡時(shí)間預(yù)測(cè)圖

由圖16及圖17可知，對(duì)于MDEA+環(huán)丁砜配方，從發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨MDEA和環(huán)丁砜濃度變化可以看出，環(huán)丁砜的加入會(huì)抑制胺液配方的發(fā)泡。胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨著主體胺液MDEA濃度的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，高濃度的MDEA對(duì)胺液配方的發(fā)泡起到抑制作用。隨著環(huán)丁砜濃度的升高，胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間降低?？偟膩?lái)看，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于20%～24%、環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%時(shí)是應(yīng)當(dāng)規(guī)避的胺液濃度范圍。

擬合得到的MDEA+環(huán)丁砜配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)公式如表6所示，預(yù)測(cè)公式的準(zhǔn)確性驗(yàn)證結(jié)果如表7所示，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差均在2%以內(nèi)，相對(duì)誤差均在8%以內(nèi)，表明預(yù)測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確。

表6 MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡高度和消泡時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果

表7 MDEA+環(huán)丁砜配方發(fā)泡特性預(yù)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)四種選擇性脫硫吸收性能、再生性能較好的單一及復(fù)配胺液的發(fā)泡高度及消泡時(shí)間進(jìn)行考察，分析各配方的發(fā)泡性能，并對(duì)三種較優(yōu)配方在不同濃度下的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)和驗(yàn)證，得到結(jié)論如下：

（1）四種選擇性脫硫性能較好的單一胺液發(fā)泡由易到難排序?yàn)椋篋GA＞AMP＞MDEA＞環(huán)丁砜。

（2）以MDEA為主體胺液，以AMP為添加劑的選擇性脫硫胺液配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均處于較高水平，隨著AMP濃度升高呈先增大后減小的趨勢(shì)，適當(dāng)提高M(jìn)DEA的占比有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間，AMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于8%～16%，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23%～27%時(shí)，發(fā)泡高度和消泡時(shí)間整體偏高，工業(yè)應(yīng)用應(yīng)當(dāng)避免此濃度范圍。

（3）對(duì)于MDEA+DGA配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間隨DGA濃度的升高而升高，適當(dāng)降低DGA的占比有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間，MDEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免在28%～36%的范圍，DGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免高于8%。

（4）對(duì)于MDEA+環(huán)丁砜配方，其發(fā)泡高度和消泡時(shí)間均處于較低水平，且胺液配方的發(fā)泡高度隨著環(huán)丁砜濃度的升高而降低，但環(huán)丁砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于4%時(shí)發(fā)泡高度和消泡時(shí)間偏高。適當(dāng)提高M(jìn)DEA和環(huán)丁砜的濃度有利于降低胺液配方的發(fā)泡高度和消泡時(shí)間，MDEA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)避免在20%～24%的范圍。