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,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(duì)含硫的乙一醇溶液進(jìn)行脫硫研究,考察了乳化液制備中表面活性劑種類、載體濃度、油內(nèi)比和傳質(zhì)分離過程←中乳外比等因素對(duì)脫除率的影響。優(yōu)選了最佳表面活性劑為高氮聚異丁烯丁二酰亞胺(T54),確定了乳化液膜配方及操作條件,脫硫率可達(dá)9%以上。降圈糟膜法:乙二醇:脫硫[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A[文章編號(hào)]0071865(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 as surfactant type,carriers 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 to 96%液膜分離技術(shù)利用三相兩界面體系對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離,具有的KOH溶液并搖勻,再滴入46滴雙硫腙(以呈微黃最佳),用適作單畫交能分快大選抖作氣稱分漆碎,運(yùn)高定的體點(diǎn),記錄滿定未時(shí)滴定劑的體積數(shù)值,以用來計(jì)目前其應(yīng)用并取得長足發(fā)展。在天然氣脫水、運(yùn)輸過程中,雜質(zhì)H2S極易算硫含量赦脫水劑乙亞形吸收腐蝕股水系統(tǒng)的管線和設(shè)備,:影響產(chǎn)2結(jié)果與討論研究21表面活性劑種類對(duì)脫硫的影響1試驗(yàn)部分三種表面活性劑對(duì)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)間增長明顯增大,Tl51優(yōu)于其它兩1.1試劑及儀器表面活性劑。這是因?yàn)門151分子質(zhì)量小,所形成的乳化液膜薄單烯基丁二酰亞胺(T151),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;高氮聚異二酰亞胺(T154),分析純成的乳化液膜厚,傳質(zhì)阻力大,較短的時(shí)間內(nèi)分析純;液體石蠟,分析純;工業(yè)煤油,分析純能達(dá)到較高的脫除率。而當(dāng)傳質(zhì)時(shí)間大于30min時(shí),隨時(shí)間增純;氫氧化鈉,分析純:氧以T154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。FA25乳化機(jī),上T154所形成的乳化液膜厚,穩(wěn)定性好,在較長的攪拌時(shí)間內(nèi),T154海 FLUKO公司。的脫硫率升高,而T151所形成的乳化液膜薄,在長時(shí)間攪拌下2試驗(yàn)方法易破碎,因此脫硫率反而低于T154121乳化液的制備量取一定量的表面活性劑,用適量煤油溶解,徹底互溶后再依次加入載體乙二胺和液體石蠟,并按一定的油內(nèi)比(膜相與內(nèi)相試劑的體積之比)加入NaOH溶液,再用高速乳化機(jī)在10000rmin轉(zhuǎn)速下攪拌,制得乳白色的油包水(WO)型乳化液122破乳率的計(jì)將一定量的乳化液置于比色管中放置24b,按下式計(jì)算破乳n=放置24b后乳化液破乳量x10%乳化液初始體積123H2S脫除試驗(yàn)T154技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T52拌,根據(jù)試驗(yàn)的設(shè)計(jì),調(diào)整一定的攪拌轉(zhuǎn)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WoOW型雙攪拌完將混合液靜置片刻待分層后,取出少量下層清夜進(jìn)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(jì)注:試驗(yàn)條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%乙二胺2%50mL濃算脫硫率,以此來評(píng)價(jià)乳化液的脫硫效果脫硫率(Y)的計(jì)算方法:度為1m的氫氧化鈉液油內(nèi)比1:1乳外比1:2傳質(zhì)時(shí)間30mm,物料初始硫濃度-脫硫后殘留硫濃度物料初始硫濃度x100%圖1不同表面活性傳質(zhì)時(shí)間對(duì)脫硫的影響124測定方法Fig. 1 The effect of different surfactant to Desulfurization本研究采用汞量滴定法測定硫含量。首先配制基準(zhǔn)汞離子溶液試劑,05moL的KOH溶液以及指示劑雙硫蹤。選用適量的22乙二胺濃度對(duì)脫硫的影響三角瓶(其容量為取樣量的2倍以上),取少量料液(大約1mL)置載體對(duì)脫硫效果影響如圖2所示。載體在液膜中充當(dāng)“運(yùn)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”,在外相界面與分離物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),形成載體絡(luò)合物在膜[收稿日期]20110419作者簡介李杰1982廣東化工2011年第8期52www.gdchem.com第38卷總第220期內(nèi)傳遞,到達(dá)內(nèi)相后進(jìn)行解絡(luò),起到促進(jìn)傳遞的作用。在開始階增加了傳質(zhì)阻力,導(dǎo)致脫硫率降低,當(dāng)油內(nèi)比達(dá)到5:5后曲線趨段,脫硫率隨著載體濃度的增大而增大,當(dāng)載體濃度達(dá)到2%后,勢平緩,原因是油內(nèi)比逐漸減小,內(nèi)相的相對(duì)量增大,乳化液膜脫硫率隨著載體濃度的增大而減小,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是:載薄,這有利于加快傳質(zhì)速率一方面,隨著油內(nèi)比增大傳質(zhì)速率增大,脫硫率提髙:當(dāng)載體量達(dá)到2%時(shí),脫硫率易破裂,導(dǎo)致乳化液穩(wěn)定性下降,進(jìn)而脫硫率降低。這兩者之間最高,說明載體量已經(jīng)達(dá)到了最佳值,當(dāng)載體濃度再增加時(shí),載字在矛盾,因而隨油內(nèi)比增大,脫硫率變化趨勢不明顯,甚至可分載體能通過膜相與外相的界面滲透到外相中,與外相中的H2S比為1:1絡(luò)合,形成的絡(luò)合物再問到膜相的傳質(zhì)阻力很大,傳質(zhì)速率慢24乳外比對(duì)脫硫的影響使外相中殘留的H2S量增大,這導(dǎo)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(jì)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(duì)量增多,用于富集H2S的內(nèi)水相的量增大,此外,乳外比越大,在傳質(zhì)過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,脫硫率則降三種表面活性劑找的乳化液當(dāng)乳外比為1均在94%以上,而當(dāng)乳外比再變小時(shí),脫硫率不能達(dá)到預(yù)期的脫硫效果,因而,實(shí)驗(yàn)將乳外比定為1:2T154一T51T152載體乙二肢含量%注:試驗(yàn)條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,乙二1%2%3%、4%、5%、6%50mL濃度為 I molL的氫氧油內(nèi)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、111,136mgL圖2載體含量對(duì)脫硫效果的影響Fig. 2 The effect of carrier content to Desulfurizati乳外比注:試驗(yàn)條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,載體乙二胺2%,50mL23油內(nèi)比對(duì)脫硫的影響濃度為1 molLNaoH溶液,油內(nèi)比1:1,傳質(zhì)時(shí)間30min,傳質(zhì)攪拌遠(yuǎn)度300rmin,料液的初始硫含量為:122、1、122mgL圖4乳外比對(duì)脫硫效果的影響Fig 4 The effect of emulsion/extemal ratio to Desulfurization3結(jié)論采用表面活性劑T154,在表面活性劑3%液體石蠟2%載體乙二胺2%體積含暈),油內(nèi)比1:1、乳外比1:2、傳質(zhì)時(shí)間為30min的制備和操作條件下,分離乙二醇溶液中的HS硫率可達(dá)96%。T151參考文獻(xiàn)T152[ULi NN, Somerset N J, Separating hydrocarbons with liquidmembrane[P]. US Pat: 3410794, 1968-11-12油內(nèi)比[2]M Teresa, A Reis Jorge MR. Carvalho. Modelling of zinc extraction from注:試驗(yàn)條件為表面活性劑3%,液體石蠟2%,乙二胺2%,50mL濃 ulphate solutions with bis2 ethylhexyl)thiophosphoric acid by度為1moL的氫氧化鈉溶,乳外比1:2,傳質(zhì)時(shí)間30mim,傳質(zhì)攪拌速 liquid membranes. Joumal of Membrane Sciene,200,237(12度300rmin,料液的初始硫含量分別為;120、1149mg[]un Yan, RajinderPal. Effects of aqueous-phase acidity anduid membranes under圖3油內(nèi)比對(duì)脫硫效果的影響conditions[J]. Joumal of Membrane Science, 2004, 244( 1-2): 193-203Fig3 The effect of oil/inner ratio to Desulfurization4陳靖,王士柱極性溶劑提高電破乳效率的研究叮膜科學(xué)與技術(shù),1995,1s(1);5l-55如圖3所示,隨著油內(nèi)比減小,脫硫率增大。原因是相對(duì)較小的內(nèi)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S2(本文文獻(xiàn)格式:李杰,王力搏.乳化液膜法用于乙二醇脫硫的研向內(nèi)相傳遞;同時(shí)油相包裹的內(nèi)相液減少,使油膜相對(duì)厚度變大究[J].廣東化工,2011,38(8):51-52)(上接第56頁)ndustry,2007,27(3):276-279supported by bentoite]. Journal of Safety and Environment, 2005, 5(I)(本文文獻(xiàn)格式:吳志玲,吳新華,石英砂負(fù)載殼聚糖對(duì)鎳離子吸5JYin Jingzhou, Yang Wenlan, Xia Shipeng. Adsorption of heavy metal ions附性研究[J.廣東化工,2011,38(8):55-58)attapulgite modified by chitosan]. Environmental Protection of Chemical