消泡劑應(yīng)用舉例說明
1. 在延遲焦化工藝中的應(yīng)用
延遲焦化工藝主要是煉油廠將重質(zhì)渣油經(jīng)深度加工,提高輕質(zhì)油收率的熱加工工藝。延遲焦化工藝中焦炭塔內(nèi)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(zhì))中逸出,形成很高的泡沫層,泡沫層夾帶大量焦粉,隨著焦炭塔內(nèi)焦層高度逐漸增長,泡沫層內(nèi)的焦粉和未完全反應(yīng)的稠油隨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(jié)焦,甚至造成輻射段進料過濾器、分餾塔底循環(huán)過濾器和進料泵堵塞,加熱爐管結(jié)焦,嚴重威脅裝置的生產(chǎn)。攜帶到分餾塔內(nèi)的焦粉經(jīng)分餾等工藝進入到焦化汽油、柴油中,對后續(xù)加氫還原工藝也會造成危害。為處理以上不利影響,國內(nèi)外普遍采用了在焦炭塔上部加注消泡劑的技術(shù)。消泡劑具有明顯的消泡效果,可以將泡沫層高度降低,從而減少焦化裝置焦粉攜帶,延長焦化裝置的運轉(zhuǎn)周期。
2. 在造紙工業(yè)中的應(yīng)用
造紙工業(yè)中泡沫處理是生產(chǎn)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(zhì),與加入的氫氧化鈉、硫化鈉等化學(xué)試劑反應(yīng)生成皂化物和堿木素等起泡物質(zhì),再加上纖維素等高分子物質(zhì)的穩(wěn)泡作用,以及漿料流動、攪拌混合使大量空氣混入漿料體系,形成了大量穩(wěn)定的泡沫,給后續(xù)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(zhì)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(dǎo)致紙面出現(xiàn)斑點或透光點,甚至引起斷紙等。在涂布過程中,涂料起泡會使涂布紙上出現(xiàn)無涂料的斑痕(即魚眼),影響紙的適應(yīng)性能和平滑度。因此,無論是制漿、抄紙還是涂布階段,消泡都是一道重要的工序。有研究發(fā)明了一種造紙用消泡劑組合物,消泡劑組合物包含以下組分:二甲基硅油、基氯硅烷、乙基乙烯基醚、十二烷基磺酸鈉、賴氨酸和氯化鈣,制備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產(chǎn)生的泡沫。
消泡原理
泡沫是氣體分散于液體中的分散體系,氣體是分散相,液體是分散介質(zhì),由于氣體不溶于表面活性劑而形成穩(wěn)定狀態(tài)。氣泡形成后,由于發(fā)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(guī)則排列,其親水基朝向水相,疏水基朝向氣泡內(nèi),從而在氣泡界面上形成彈性膜,其穩(wěn)定性很強,常態(tài)下不易破裂。同時泡沫是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng),在重力作用下不斷進行著液膜的下流、蒸發(fā)、破裂,以及泡沫液膜間的排液、滲透過程。
消泡的原因主要分為兩方面:
1)易于鋪展、吸附的消泡劑分子取代了起泡劑分子,形成了強度較差的膜;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(wěn)定性降低,易于被破壞。
從上面我們可以得知,消泡劑要發(fā)揮作用,首先需要滲入到泡膜的雙層膜中,其滲入能力可用滲入系數(shù) E 表示。消泡劑滲入后需要快速散布開來,其散布能力可用散布系數(shù) S 表示,
式中:γF為泡沫介質(zhì)的表面張力;γDF為消泡劑的表面張力;γD為泡沫介質(zhì)與消泡劑之間的界面張力。當 E>0 時,消泡劑能夠滲入到泡沫中;當 E<0 時,消泡劑不能滲入泡沫中;當 S>0 時,消泡劑能在液膜表面擴展;當 S <0 時,消泡劑不能在液膜表面擴展。所以,只有當 E>0,S>0 時消泡劑才具有消泡作用。
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