消泡劑應用舉例說明
1. 在延遲焦化工藝中的應用
延遲焦化工藝主要是煉油廠将重質渣油經深度加工,提高輕質油收率的熱加工工藝。延遲焦化工藝中焦炭塔内高溫裂解的油氣從部分裂化的焦化原料(高黏度樹脂狀物質)中逸出,形成很高的泡沫層,泡沫層夾帶大量焦粉,随著(zhe)焦炭塔内焦層高度逐漸增長,泡沫層内的焦粉和未完全反應的稠油随焦化油氣一起從焦炭塔頂大油氣管線攜帶到分餾塔,引起分餾塔結焦,甚至造成輻射段進料過濾器、分餾塔底循環過濾器和進料泵堵塞,加熱爐管結焦,嚴重威脅裝置的生産。攜帶到分餾塔内的焦粉經分餾等工藝進入到焦化汽油、柴油中,對後續加氫還原工藝也會造成危害。爲處理以上不利影響,國内外普遍採用瞭(le)在焦炭塔上部加注消泡劑的技術。消泡劑具有明顯的消泡效果,可以将泡沫層高度降低,從而減少焦化裝置焦粉攜帶,延長焦化裝置的運轉周期。
2. 在造紙工業中的應用
造紙工業中泡沫處理是生産中的棘手問題。在堿法制漿過程中,制漿原料中含有脂肪酸、樹脂酸等天然物質,與加入的氫氧化鈉、硫化鈉等化學試劑反應生成皂化物和堿木素等起泡物質,再加上纖維素等高分子物質的穩泡作用,以及漿料流動、攪拌混合使大量空氣混入漿料體系,形成瞭(le)大量穩定的泡沫,給後續工序如洗滌、輸送、漂白等帶來很大困難,會影響漿料洗滌和漂白的質量。在抄紙過程中,制漿工序夾帶的天然及人工添加的起泡性表面活性劑、合成高分子等,形成大量泡沫,會導緻紙面出現斑點或透光點,甚至引起斷紙等。在塗布過程中,塗料起泡會使塗布紙上出現無塗料的斑痕(即魚眼),影響紙的适應性能和平滑度。因此,無論是制漿、抄紙還是塗布階段,消泡都是一道重要的工序。有研究發明瞭(le)一種造紙用消泡劑組合物,消泡劑組合物包含以下組分:二甲基矽油、基氯矽烷、乙基乙烯基醚、十二烷基磺酸鈉、賴氨酸和氯化鈣,制備(bèi)的消泡劑具有良好的消泡性能,能快速處理造紙體系中因無機物和有機物的混合産生的泡沫。
消泡原理
泡沫是氣體分散於(yú)液體中的分散體系,氣體是分散相,液體是分散介質,由於(yú)氣體不溶於(yú)表面活性劑而形成穩定狀态。氣泡形成後,由於(yú)發泡體系分子間的作用,親水基和疏水基被氣泡壁吸附,形成規則排列,其親水基朝向水相,疏水基朝向氣泡内,從而在氣泡界面上形成彈性膜,其穩定性很強,常态下不易破裂。同時泡沫是熱力學不穩定系統,在重力作用下不斷進行著(zhe)液膜的下流、蒸發、破裂,以及泡沫液膜間的排液、滲透過程。
消泡的原因主要分爲兩方面:
1)易於(yú)鋪展、吸附的消泡劑分子取代瞭(le)起泡劑分子,形成瞭(le)強度較差的膜;2)在鋪展過程中消泡劑分子帶走鄰近表面層的部分溶液,使泡沫液膜變薄,泡沫穩定性降低,易於(yú)被破壞。
從(cóng)上面我們可以得知,消泡劑要發揮作用,首先需要滲入到泡膜的雙層(céng)膜中,其滲入能力可用滲入系數 E 表示。消泡劑滲入後需要快速散布開來,其散布能力可用散布系數 S 表示,
式中:γF爲泡沫介質的表面張力;γDF爲消泡劑的表面張力;γD爲泡沫介質與消泡劑之間的界面張力。當(dāng) E>0 時,消泡劑能夠(gòu)滲入到泡沫中;當(dāng) E<0 時,消泡劑不能滲入泡沫中;當(dāng) S>0 時,消泡劑能在液膜表面擴展;當(dāng) S <0 時,消泡劑不能在液膜表面擴展。所以,隻有當(dāng) E>0,S>0 時消泡劑才具有消泡作用。
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