第26卷第8期現(xiàn)代化工Aug. 2006 .2006年8月Modem Chemical Industry57工業(yè)聚乙二醇二甲醚脫碳液凈化處理研究申紅艷,劉有智,谷磊,李鵬(中北大學(xué)化學(xué)工程技術(shù)研究中心,山西太原030051)摘要:采用助劑對(duì)石英砂過(guò)濾系統(tǒng)改進(jìn)處理,對(duì)聚乙二醇二甲醚(NHD)脫碳液進(jìn)行凈化除雜試驗(yàn)。研究了助劑種類、助劑掭加量及操作壓力等因素對(duì)過(guò)濾效果的影響,確定了改進(jìn)石英砂過(guò)濾處理NHD脫碳液的適宜條件。結(jié)果表明:在室溫.0.03MPa條件下,采用石英砂過(guò)濾助劑,其添加量為1g/g(1g固體雜質(zhì)需要添加1g助劑)時(shí),NHD脫碳液固體雜質(zhì)去除率可達(dá)90.0%以上,且處理后的NHD脫碳液的吸收性能未變。關(guān)鍵詞:聚乙二醇二甲醚;脫碳液;凈化處理中圈分類號(hào):T0171.41;T0223.27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0253 - 4320(2006)08 - 0057- 03Study on treatment of industrial polyethlene glycol dimethyl ether decarburizated solutionSHEN Hong-yan, LIU You-zhi, GU Lei, LI Peng(Research Center of Chemical Engineeing, Zhongbei University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract: Assistant catalyst was used for modifying quartz sand flration, and the modified quarz sand fltration was usedfor purifying dimethyl ether of polyethlene glycol (NHD) decarburisated solution. The infuencing factors including the kind andcontent of assistant catalyst, and pressure on the filtration efect were studied . The optimal conditions of quartz sand filtrationused for purifying the NHD decarburizated solution were determined. The experimental results showed that the optimaloperational pressure was 0.03 MPa . An asistant catalyst was adopted with 1 g/g( solid impurities) of its content. Under theseconditions , the removal rate of solid impuities can be up to 90.0% ,and the absorptive property of NHD decarburizated solutioncan be maintained.Key words: dimethyl ether of polyethlene glycol; decarburizated solution; purifying treatment聚乙二醇二甲醚(NHD)溶劑是一種新型高效的工藝來(lái)改善處理效果。筆者通過(guò)添加助劑有效地去脫硫脫碳劑,已廣泛用于天然氣、油田伴生氣煉廠除了脫碳液中的固體雜質(zhì),并對(duì)助劑種類、助劑添加氣、燃料氣、煤制氣、城市煤氣、合成氣等氣體中量及操作壓力等進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)。H2S、CO2、羰基硫(COS)、硫醇等有害成分的脫除。1試驗(yàn)內(nèi)容氮肥廠合成氨原料氣中含有的CO、CO2、H2S等無(wú)用或有害雜質(zhì),經(jīng)氣體凈化系統(tǒng)經(jīng)4個(gè)工序?qū)⑺鼈冝D(zhuǎn)1.1試驗(yàn)材料及儀器化或清除，即:常壓脫硫、中壓變換、變換氣脫硫、山西某化肥廠NHD脫碳液,固含量14.07 g/L;CO2脫除。在上述CO2脫除工序中,許多中、小型氮選擇助劑A、B,助劑A、B均為粉末狀的非金屬氧化肥廠采用NHD溶劑吸收CO2的脫碳工藝。脫碳液物,由筆者所在研究中心研制。助劑A為化學(xué)性質(zhì)在吸收塔內(nèi)將CO2吸收后,自塔底引出,在再生塔內(nèi)穩(wěn)定的多孔性物質(zhì),與助劑B相比,助劑A具有較將CO2解析后投人系統(tǒng)循環(huán)工作。脫碳液長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)大的比表面積相對(duì)大的不可壓縮性。助劑B是一后通常含有粒徑細(xì)小的懸浮物雜質(zhì)，如:硫、塵埃、催種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的非多孔球狀空心膨脹物。在顯微化劑粉末、腐蝕鐵屑及副反應(yīng)產(chǎn)物等[] ,脫碳液的黏鏡下觀察，助劑A內(nèi)外表面分布著眾多納米級(jí)微度可達(dá)4.3 mPa. s[23 ,因此僅用常規(guī)工藝處理脫碳液中國(guó)煤化工顆粒內(nèi)部是蜂窩狀一般不能達(dá)到使用要求,需增加預(yù)處理或強(qiáng)化常規(guī)結(jié)Y片CNMHG.收稿日期:2006 - 05 - 08;修回日期:2006-06- 19作者簡(jiǎn)介:申紅艷(1982-),女,碩士生;劉有智(1958-),男,博士.博士生導(dǎo)師,教授,從事工業(yè)脫碳液凈化處理研究，通訊聯(lián)系人,0351 -3921986, shy. shenhongyan@ 163 . com。58.現(xiàn)代化工第26卷第8期表1助劑的物性參數(shù)器進(jìn)行氣反沖洗;然后再打開(kāi)閥門V3.V、Vg,對(duì)過(guò)助劑A助劑B濾器進(jìn)行氣液混沖;最后關(guān)閉所有閥門,僅打開(kāi)閥門相對(duì)密度.2.20~2.502.64-3.00Vz.V,、Vg,對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行單液漂洗[41。孔隙率/%95.5 .85.21.3 分析測(cè)試方法粒徑/um5-40分別取各操作條件下的樣品15 mL置于離心管滲透率/mL.s-'0.480.40(已稱量)中,將離心機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至10 000 r/min, 離心化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定分離20min后,將液體倒出,擦凈管壁上的液珠,用半自動(dòng)電光分析天平稱量固體雜質(zhì)及離心管的質(zhì)試驗(yàn)儀器:G10-2.4A型離心分離機(jī);TG628A量,計(jì)算出樣品的固含量。分析天平;石英砂過(guò)濾器(粒徑為0.60 ~ 0.80 mm, .2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論床層高度為600 mm)[3]。2.1助劑種類 的選擇1.2試驗(yàn)裝置及其流程在濾液固含量一定的情況下,石英砂過(guò)濾助劑的種類對(duì)其濾速有很大的影響。圖2為助劑A和助劑B對(duì)濾速的影響。由圖2可以看出，在助劑添加量相同時(shí),添加不同種類的助劑,濾速相差較大,助gY°劑A的平均濾速是助劑B的平均濾速的3.5倍。這鳳|加藥是因?yàn)?助劑A的密度較小，懸浮性較好;助劑A的滲透率較大且硬度較強(qiáng),在濾床中能形成堅(jiān)固的格子結(jié)構(gòu)的小過(guò)濾器,從而保持了良好的滲透性,能使1.6-液體流量計(jì);2- -空壓罐;3-氣體流量計(jì);4-濾柱;濾液中的細(xì)小顆?；蚰z狀物質(zhì)被截留在格子骨架5一濾頭;7- -攪拌器;8一配兌鱺上,并在濾床中形成能使清液及其所攜帶的游離懸圖1試驗(yàn)流程4000E 3200 t如圖1所示,打開(kāi)配兌罐進(jìn)料閥門,定量泵人待g 2400 |濾的NHD脫碳液,然后開(kāi)啟攪拌器,按一定比例加S 16008 800人助劑并攪拌15 min。開(kāi)啟閥門V2,將配兌罐內(nèi)混05101520合均勻的脫碳液經(jīng)泵進(jìn)人石英砂過(guò)濾器內(nèi)過(guò)濾(嚴(yán)時(shí)間/min格控制操作壓力為0.03 MPa)。 打開(kāi)閥門V4,接取1-助劑A;2一助劑B濾液且在相同時(shí)間間隔取樣分析。過(guò)濾一個(gè)周期圖2助劑A、B對(duì)濾速的影響后,關(guān)閉所有閥門,打開(kāi)閥門V5、V6,對(duì)石英砂過(guò)濾(上接第56頁(yè))其帶來(lái)的負(fù)面影響。改造前每年拆卸板式換熱器2次/臺(tái)，改造后將減少4結(jié)語(yǔ)為1次/臺(tái),2004年更換墊片費(fèi)用為11.9萬(wàn)元，改造后可節(jié)約墊片費(fèi)用近6.0萬(wàn)元/a。另外換熱器油清FJL射流氣浮機(jī)與微孔陶瓷過(guò)濾器投用后,板洗費(fèi)用、拆裝費(fèi)用未計(jì)算;改造實(shí)施后中壓蒸汽用量式換熱器未作任何處理,換熱效果良好;熱富液溫度較改造前蒸汽用量降低約2.0 Vh,蒸汽按120.0元/可穩(wěn)定在69C以上,且溫度波動(dòng)幅度較小,符合審t計(jì),節(jié)約蒸汽費(fèi)用210.0萬(wàn)元。項(xiàng)目實(shí)施后可節(jié)約華充中壓蒸汽消耗量大,費(fèi)用共計(jì)216.0萬(wàn)元/ao中國(guó)煤化工.6 Vh,項(xiàng)目改造后系項(xiàng)目改造后減少了換熱器處理次數(shù),減小了對(duì)統(tǒng)TYHCNMHG左右，較項(xiàng)目實(shí)施前環(huán)境造成的污染與人力、設(shè)備的損耗,改善了現(xiàn)場(chǎng)操蒸汽用量平均低2.0 t/h。經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行檢測(cè)，作環(huán)境。為洗滌、脫酸蒸氨工序的正常運(yùn)行打下基系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,經(jīng)處理后剩余氨水、富液的含油量與礎(chǔ),改善了后工序工藝運(yùn)行工況,減少了停車次數(shù)及懸浮物含量均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)?！?006年8月申紅艷等:工業(yè)聚乙二醇二甲醚脫碳液凈化處理研究浮物通過(guò)的溝道，所以其平均濾速大于助劑B。在去除率的影響。由圖5可知,隨著助劑添加量的增山西某化肥廠通過(guò)中試，試驗(yàn)結(jié)果證明:助劑A能多,固體雜質(zhì)去除率逐漸降低。但助劑添加量為1g大大提高過(guò)濾能力,改善濾液澄清度,提高生產(chǎn)效以上時(shí),平均過(guò)濾速度增大緩慢,有效過(guò)濾時(shí)間增率,降低過(guò)濾成本。從工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)性角度考慮,筆長(zhǎng),相應(yīng)過(guò)濾阻力增大,而過(guò)濾驅(qū)動(dòng)力不變,導(dǎo)致過(guò)者選取助劑A作為石英砂過(guò)濾助劑。濾效果受到影響。為了確保過(guò)濾效果,應(yīng)選擇過(guò)濾2.2助劑添 加量速度快、固體雜質(zhì)去除率高的助劑添加量。所以圖2.2.1添加量 對(duì)濾速的影響4中的交叉點(diǎn)為助劑的最佳添加量(1 g/g)。恒壓過(guò)濾時(shí),隨著助劑添加量的增多,初始過(guò)濾002500速度將逐漸增大。隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行,固體雜質(zhì)。 802000沉積層逐漸增厚,導(dǎo)致通量衰減逐漸增大。圖3所4 60)1500示為助劑B在不同添加量時(shí)的過(guò)濾速度;圖4所示40-1000為助劑A在不同添加量時(shí)的過(guò)濾速度。由圖3和圖強(qiáng)205004可知,不論加人哪種助劑，其過(guò)濾速度比未加助劑0.00.51.015 2時(shí)明顯增大,并且助劑添加量越大,平均濾速增加得助劑添加量/g( lg固體雜質(zhì))也越多,但隨著助劑添加量的增多導(dǎo)致通量衰減程1-雜質(zhì)去除率;2-濾速度增大。這是因?yàn)樘砑恿吭蕉?濾層表面的固體雜圖5助劑添加量對(duì)雜質(zhì)去除率和濾速的影響質(zhì)沉積層形成的時(shí)間就越短,很快堵塞了濾層,致使通量衰減較快。試驗(yàn)結(jié)果表明,助劑的添加量直接2.3最佳操作壓力的選擇影響過(guò)濾速度以及通量的衰減程度。所以一個(gè)過(guò)濾壓力是過(guò)濾過(guò)程中的推動(dòng)力,必然會(huì)影響過(guò)濾.循環(huán)中并非助劑越多越好,助劑的添加量是有限度速度以及濾液澄清效果。圖6所示為操作壓力對(duì)固的。由圖3、圖4可知,在過(guò)濾過(guò)程中,過(guò)濾速度較體雜質(zhì)去除率的影響。由圖6可知,在助劑A添加快、通量衰減較慢的助劑添加量為最佳的添加量,即量為1 g/g的情況下,隨著壓力的升高,固體雜質(zhì)去助劑的最佳用量為1g/g(1g固體雜質(zhì)需要添加助除率隨之下降。當(dāng)壓力不斷增大時(shí),不斷沉積的固劑1 g,下同)。體雜質(zhì)所形成的沉積層的空隙率不斷減小,使得截1800 !留速率不斷下降。因此，并非壓力越大過(guò)濾效果.就越好,從圖6可看出:當(dāng)壓力升至0.04 MPa時(shí),雜900質(zhì)去除率明顯下降,所以該試驗(yàn)操作壓力選擇6000.03 MPa。00 t20時(shí)間/min9助劑添加量(g/g):1-1.S;2- -2.0;3- -1.0;4- -0.5;5- -0.0圖8圖3助劑B的添加量對(duì)濾速的影響120000.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.0610000 '操作壓力/MPa80006000圖6操作壓力對(duì)固體雜質(zhì)去 除率的影響40003結(jié)語(yǔ)0510152025中國(guó)煤化工MPa的條件下,采用助劑添加量(g/g):1-2.0;2-1.53--1.0;4- 0.5;5-0.0MHCNMH為1g/g,NHD脫碳液圖4助劑A的添加量對(duì)濾速的影響經(jīng)改進(jìn)石英砂過(guò)濾凈化處理后,固體雜質(zhì)去除率可2.2.2助劑添加量對(duì)固體雜質(zhì)去除率的 影響達(dá)90.0%以上,且處理后的NHD脫碳液的吸收性能圖5所示為助劑添加量對(duì)過(guò)濾速度和固體雜質(zhì)(下轉(zhuǎn)第61頁(yè))2006年8月呂保和等:在役化工裝置安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立61三是將裝置分解為幾大部分,如人、機(jī)、環(huán)境、管規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以及企業(yè)的規(guī)章制度、操作規(guī)程要求制理或設(shè)備、物料、工藝過(guò)程、周圍環(huán)境、操作、安全管定,總結(jié)同類裝置所發(fā)生的事故案例,并結(jié)合本單位理等,再用層次分析等方法確定權(quán)重[3]。這種方法的實(shí)際情況，,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面綜合分析所應(yīng)采取對(duì)權(quán)重的確定更為科學(xué)合理,但指標(biāo)劃分更粗,評(píng)價(jià)的對(duì)策措施。還可通過(guò)一些評(píng)價(jià)方法,如DOW化的精度更難保證。學(xué)指數(shù)法、ICI蒙德法評(píng)價(jià)中對(duì)裝置的評(píng)價(jià)提出安全總之，目前在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重時(shí),存在著補(bǔ)償措施。最后,將上述的安全措施進(jìn)行匯總、歸指標(biāo)劃分不夠具體指標(biāo)設(shè)置不夠完備指標(biāo)權(quán)重的納，即構(gòu)成裝置的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。確定主要依賴經(jīng)驗(yàn)等主要問(wèn)題。如何使指標(biāo)的確定2.2評(píng) 價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定既足夠細(xì)致和完備,又能使指標(biāo)及其權(quán)重的確定更評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重可利用層次分析法來(lái)確定,具加科學(xué)是當(dāng)前安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)有待研究和解決的重要體可分為以下幾個(gè)步驟:問(wèn)題。(1)建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu);2建立在役化工裝置安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的(2)對(duì)同-層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)造比較判斷矩陣。.新思路比較的依據(jù)是各風(fēng)險(xiǎn)的大小或各事故原因的發(fā)生2.1評(píng) 價(jià)指標(biāo)的確定概率;根據(jù)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的一般思路提出了圖1所示的建(3)由判斷矩陣計(jì)算被比較元素對(duì)于該準(zhǔn)則的立安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的思路。相對(duì)權(quán)重;(4)由相對(duì)權(quán)重乘以上一層準(zhǔn)則的分值即得各元素的分值。層次分析的關(guān)鍵是建立安全評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模推分楊型,具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)層次數(shù)的多少取決于裝置的復(fù)雜程度及需分析的詳盡程度。每個(gè)元素所支配的元素一般不超圖1建立在役化工裝置安全評(píng)價(jià)指標(biāo)過(guò)9個(gè),過(guò)多時(shí)可將一部分元素合并后再在下一層次中做進(jìn)--步分析。體系的思路(2)層次之間元素的聯(lián)系要比同一層次各元素首先識(shí)別裝置固有的危險(xiǎn),即可能會(huì)發(fā)生的事間的聯(lián)系強(qiáng)得多,否則,層次位置必須重新確定。故風(fēng)險(xiǎn)類型;其次,根據(jù)裝置特征將其劃分為相互獨(dú)(3)同一層次上的元素相對(duì)于上一層次同一元立的評(píng)價(jià)單元,再根據(jù)事故類型將每一單元?jiǎng)澐譃樗氐臋?quán)重相差不能太懸殊,否則應(yīng)將權(quán)重小的元素若干評(píng)價(jià)子單元。為便于分析風(fēng)險(xiǎn)因素、確定安全做適當(dāng)合并。措施,還可通過(guò)事故樹(shù)分析將事故類型進(jìn)-步分解層次分析法具有很強(qiáng)的靈活性和抗干擾性,當(dāng)為基本類型,最小割集中的基本事件即為各類型所某一層次包含的元素發(fā)生變化時(shí),對(duì)整個(gè)層次結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的基本原因。第三是針對(duì)導(dǎo)致各事故風(fēng)險(xiǎn)的基的影響是有限的。即使某一層次中出現(xiàn)某些失誤，本原因,提出預(yù)防事故發(fā)生的安全措施,同時(shí),針對(duì)對(duì)最終目標(biāo)的影響也要比采用非層次分析方法小得導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)損失的各因素,提出相應(yīng)的減少事故損失多。同時(shí)由于在分析時(shí)要進(jìn)行整體一致性檢驗(yàn),也的安全措施。措施可根據(jù)國(guó)家和地方的相關(guān)安全法使得人為失誤得到一定程度的控制[4]。(上接第59頁(yè))中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2005(31):25 - 28.未變。此項(xiàng)應(yīng)用有效地避免了NHD脫碳液直接用中國(guó)煤化工域[J].化肥設(shè)計(jì)20(40):石英砂過(guò)濾器過(guò)濾的不利因素,提高了過(guò)濾效果。MYHCNM H G酷前的預(yù)處理工藝[1.化參考文獻(xiàn)工進(jìn)展,2005 ,24(9):1046 - 1049.[4]李惠清.直接過(guò)濾氣水反沖洗參數(shù)的確定[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)[1]張新民,孫斌,宋志勝.剛性高分子微孔過(guò)濾在脫碳液過(guò)濾改造濟(jì),00(5)17-1181.