乳化液膜法用于乙二醇脫硫的研究

2011年第8期廣東化工第38卷總第220期www.gdchem.com乳化液膜法用于乙二醇脫硫的研究李杰1,王力搏2(1.中國石油大慶石化工程有限公司,黑龍江大慶163714:2.中國石油化工研究院大慶化工研究中心,黑龍江大慶163714)摘要]文章采用乳化液膜法對含硫的乙二醇溶液進(jìn)行脫硫研究,考察了乳化液制備中表面活性劑種類(lèi)、載體濃度、油內比和傳質(zhì)分離過(guò)程中乳外比等因素對脫除率的影響。優(yōu)選了最佳表面活性劑為高氮聚異丁烯『二酰亞胺(T154)確定了乳化液限配方及操作條件,脫硫率可達96%以上。降圈膜法:乙二醇;脫硫YE89[文獻標識碼A文章編號]1007-186(2011)09005102The Research of Ethylene Glycol Desulfurization Using Emulsion LiquidMembrane(l Daqing Petrochemical Engineering Limited Corporation, Daqing 163714: 2. Petrochemical Research Institute, Daqing 163714, China)Abstract: Ethylene glycol desulfurization using Emulsion Liquid Membrane method has been studied in the paper. The effect of factors such acarriers concentration during elusion preparation had been investigated, and identified the best surfactant was polyisobutylene succinimide nitrogen(T154)optimized the formula and operating conditions of emulsion membrane, then the desulfurization rate could be up toKeywords: emulsion liquid membrane: ethylene glycol: desulfurizatio液膜分離技術(shù)利用三相兩界面體系對物質(zhì)進(jìn)行分離,具有的KOH黃最佳)操能、分離快、選擇性好和經(jīng)濟節能等特點(diǎn)當濃度的目前其應用已涉及濕法冶金、廢水體分離等領(lǐng)域達到滴定值,以用來(lái)計并取得長(cháng)足發(fā)展。在天然氣脫水、運輸過(guò)程中,雜質(zhì)H2S算硫含量被脫水劑乙二醇吸收,腐蝕脫水系統的管線(xiàn)和設備,影響生產(chǎn)運輸。文章采用乳化液膜法,對含硫的乙二醇溶液進(jìn)行了脫硫2結果與討論21表面活性劑種類(lèi)對脫硫的影響1試驗部分種表面活性劑對脫硫效果的影響如圖1所示,傳質(zhì)時(shí)間小于30min時(shí),脫硫率隨時(shí)間增長(cháng)明顯增大,T151優(yōu)于其它兩科1.1試劑及儀器表面活性劑。這是因為T(mén)151分子質(zhì)量小,所形成的乳化液膜薄單烯基丁二酰亞胺(Tl5I),分析純:雙烯基丁傳質(zhì)阻力小,傳質(zhì)速度快,因而脫除率高于其余兩者。而T154分析純;高氮聚異丁烯丁二酰亞胺(T54,分析純分子量大,所形成的乳化液膜厚,傳質(zhì)阻力大,較短的時(shí)間內不分析純;液體石蠟,分析純;工業(yè)煤油,分析純能達到較高的脫除率。而當傳質(zhì)時(shí)間大于30min時(shí),隨時(shí)間增長(cháng),純;氫氧化鈉,分析純;氧化汞,分析純;雙硫以Tl54為表面活性劑的乳化液的脫硫率好于其余二者。原因是酸,分析純;硝酸,分析純;硫化鈉,分析純。T154所形成的乳化液膜厚,穩定性好,在較長(cháng)的攪拌時(shí)間內,T154海 FLUKO公司的脫硫率升高,而Tl51所形成的乳化液膜薄,在長(cháng)時(shí)間攪拌下12試驗方法易破碎,因此脫硫率反而低于Tl54121乳化液的制備量取一定量的表面活性劑,量煤油溶解,徹底互溶后,再依次加入載體乙二膠和液體石蠟,并按一定的油內比(膜相與內相試劑的體積之比)加入NaOH溶液,再用高速乳化機在10000rmin轉速下攪拌,制得乳白色的油包水(WO)型乳化液1.22破乳率的計算將一定量的乳化液置于比色管中放置24b,按下式計算破乳率(n)放置24h后乳化液破乳量乳化液初始體積100%1.23H2S脫除試驗T154按一定的乳外比取乳化液,以乳化液與外相溶液的體積比加T51入到乙二醇溶液中,將混合液放入精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器上進(jìn)行攪T152拌,根據試驗的設計,調整一定的攪拌轉速并控制傳質(zhì)攪拌時(shí)間攪拌WO型乳化液分散到料液中,形成wOw型雙重乳化液攪拌完成后,將混合液靜置片刻待分層后,取出少量下層清夜進(jìn)傳質(zhì)時(shí)聞m行硫含量的測定,記錄脫硫操作前后乙二醇溶液的硫含量,并計注:試驗條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,乙二胺2%,50mL濃算脫硫率,以此來(lái)評價(jià)乳化液的脫硫效果.脫硫率(Y)的計算方法度為1molL的氫氧化鈉溶液,油內比1:1,乳外比1:2,傳質(zhì)時(shí)間30min,物料初始硫濃度一脫硫后殘留硫濃度傳質(zhì)攪拌速度300 r/min,料液的初始硫含量分別為;120、116、166mgL物料初始硫濃度不同表面活性傳質(zhì)時(shí)間對脫硫的影響124測定方法本研究采用汞量滴定法測定硫含量。首先配制基準汞離子溶中國煤化工 to desulfurization液試劑,0.5moL的KOH溶液以及指示劑雙硫腙。選用適錄的2三角瓶(其容量為取樣量的2倍以上),取少量料液(大約1mL)置CNMH體在液膜中充當“運輸于三角錐形瓶中,同時(shí)以大約1:25的比例加入已配好的05moL泵”,在外相界面與分高物質(zhì)發(fā)生絡(luò )合反應,形成載體絡(luò )合物在膜收稿日期2011-0419[作者簡(jiǎn)介李杰(1982),女,黑龍江密山人,本科,工程師,主要從事煉油與化工工藝設計工作廣東化工201l年第8期www.gdchem.com第38卷總第220期內傳遞,到達內相后進(jìn)行解絡(luò ),起到促進(jìn)傳遞的作用。在開(kāi)始階增加了傳質(zhì)阻力,油內比達到5:5后曲線(xiàn)趨段,脫硫率隨著(zhù)載體濃度的增大而增大,當載體濃度達到2%后勢平緩,原因是油相的相對量增大,乳化液膜脫硫率隨著(zhù)載體濃度的增大而減小,導致這一現象的原因變薄,這有利于加面,隨著(zhù)油內比增大體量較小時(shí),隨著(zhù)載體量的增大,待分離物質(zhì)可與載體更好的絡(luò )相試劑逐漸增加油膜越來(lái)越薄,乳化液膜極合,傳質(zhì)速率增大,脫硫率提高:當載體量達到2%時(shí),脫易破裂,導致乳化而脫硫率降低。這兩者之間最高,說(shuō)明載體量已經(jīng)達到了最佳值,當載體濃度再增加時(shí),載存在矛盾,因而隨率變化趨勢不明顯,甚至可體與H2S充分絡(luò )合的同時(shí),在膜相中還存在有過(guò)剩的載體,這部能導致脫硫率下穩定性和脫硫率,優(yōu)選油內分載體能通過(guò)膜相與外相的界面滲透到外相中,與外相中的H2S絡(luò )合,形成的絡(luò )合物再問(wèn)到膜相的傳質(zhì)阻力很大,傳質(zhì)速率24乳外比對脫硫的影響使外相中殘留的H2S量增大,這導致脫硫率下降乳外比是乳化液體積與外相的體積之比,它關(guān)系到處理效果和經(jīng)濟效益。從圖4可看出,脫硫率隨乳外比的減小而減小。其原因是乳外比越大,乳化液相對量增多,用于富集H2S的內水相的量增大,此外,乳外比越大,在傳質(zhì)過(guò)程中膜與外相的接觸面積越大,從而可加快傳質(zhì)速率,提高脫硫率。反之,脫硫率則降低。三種表面活性劑所形成的乳化液當乳外比為1:2時(shí)的脫硫率均在94%以上,而當乳外比再變小時(shí),脫硫率不能達到預期的脫硫效果,因而,實(shí)驗將乳外比定為1:2●T154T151T152載體乙二肢含量%注:試驗條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,乙二1%2%、4%、5%、6%50mL濃度為1moL的氫氧油內比11,乳外比1:2,傳質(zhì)時(shí)間30min,傳質(zhì)攪拌速度料液的初始硫含量分別130、1l、136mgn圖2載體含量對脫硫效果的影響Fig. 2 The effect of carrier content to Desulfurizatio注:試驗條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,載體乙二胺2%,50mL油內比對脫硫的影響濃度為1 moVLNaOH溶液,油內比1:1,傳質(zhì)時(shí)間30min,傳質(zhì)攪拌遠度300rmin,料液的初始硫含量為:122、115、122mgL圖4乳外比對脫硫效果的影響Fig 4 The effect of emulsion/extemal ratio to Desulfurization3結論采用表面活性在表面活性劑3%、液體石蠟2%載體乙二胺2%體油內比1:1、乳外比1:2、傳質(zhì)時(shí)間為30min的制備件下,分離乙二醇溶液中的H2S,脫硫率可達96%T151參考文獻T152[ULi NN, Somerset N J. Separating hydrocarbons with liquidmembrane[P]. US Pat: 3410794, 1968-11-12油內比[2]M Teresa, A Reis, Jorge R. Carvalho. Modelling of zinc extraction from注:試驗條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,乙二胺2%,50mL濃sulphate solutions with bis(2-ethylhexyl)thiophosphoric acid by emulsion度為1moL的氫氧化鈉溶,乳外比1:2,傳質(zhì)時(shí)間30min,傳質(zhì)攪拌速liquid membranes [J]. Joumal of Membrane Scienc, 2004, 237(1-2): 97-107.度300rmin,料液的初始硫含量分別為;120、114、119mgL[]un Yan, RajinderPal. Effects of aqueous-phase acidity and salinity onisotonic swelling of w/o/w emulsion liquid membranes under agitation圖3油內比對脫硫效果的影響conditions[]. Journal of Membrane Science, 2004, 244(1-2): 193-203Fig 3 The effect of oil/inner ratio to Desulfurization[4陳靖王士柱極性溶劑提高電破乳效率的研究U膜科學(xué)與技術(shù),199515(1):51-5如圖3所示,隨著(zhù)油內比減小,脫硫率增大。原因是相對較小的內相試劑影響了硫化氫與載體形成的絡(luò )合物解絡(luò ),降低了S(本文文獻格式:李杰,王力搏.乳化液膜法用于乙二醇脫硫的研向內相傳遞;同時(shí)油相包裹的內相液減少,使油膜相對厚度變大究[J].廣東化工,2011,38(8):51-52)接第56頁(yè))中國煤化工supported by bentoiteJ]. Journal of Safety and Environment, 2005, 5(I)4143CNMHG負載殼聚糖對鑲離子吸JYin Jingzhou, Yang Werllan, Xia Shipeng, Adsorption of heavy metal ions附性研究[J].廣東化工,2011,38(8):55-56)on attapulgite modified by chitosan]. Environmental Protection of Chemic