[發(fā)明專利]油包水乳狀液強(qiáng)化吸收輕烴方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910011995.0
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101569818A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅晶;姚輝;于大偉;趙文凱;楊旭鵬;汪志香
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C10G5/04
• 代理公司: 沈陽圣群專利事務(wù)所
• 代理人: 王玉信

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化傳質(zhì)吸收輕烴的方法，特別是一種油包水(W/O)乳狀液強(qiáng)化 吸收輕烴方法。

背景技術(shù)

輕烴氣體主要來源于煉廠干氣，僅乙烯、乙烷在煉廠干氣中的含量就約為10～30 ％，極具利用價值。在資源缺乏和環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的雙重壓力下，輕烴的回收和利用 越來越得到人們的關(guān)注。目前對含有輕烴的煉廠干氣主要有兩種處理途徑，一是當(dāng)前常 采用的送入瓦斯管網(wǎng)作燃料氣用，二是放入火炬燒掉。前者雖然對輕烴進(jìn)行了一定程度 的利用，但仍然是非常粗放的形式，而若能對輕烴進(jìn)行回收，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將非常 顯著。

吸收法是工業(yè)上回收輕烴的常用方法，輕烴收率低是該法應(yīng)用受限的主要原因。為 提高輕烴的收率，工業(yè)上主要是通過兩種方式改進(jìn)吸收法回收輕烴，一是工藝流程的優(yōu) 化，二是氣液傳質(zhì)的強(qiáng)化。其中氣液強(qiáng)化傳質(zhì)是非常重要的、具有理論研究價值和應(yīng)用 前景的提高輕烴收率的方法。通過強(qiáng)化傳質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)最大限度地提高單位體積設(shè)備的 傳質(zhì)通量，從而縮小設(shè)備尺寸、簡化工藝流程路線、降低投資成本和運(yùn)行操作費(fèi)用，實(shí) 現(xiàn)低耗高效的工業(yè)生產(chǎn)。目前氣液強(qiáng)化傳質(zhì)是化學(xué)工程研究的重要領(lǐng)域，是傳統(tǒng)化工發(fā) 展的一個重要方向，乳狀液強(qiáng)化氣液傳質(zhì)則又是這個領(lǐng)域中一個新的非常有前景的方 向。

對乳狀液流體進(jìn)行氣液強(qiáng)化傳質(zhì)的研究很少。現(xiàn)有的文獻(xiàn)中有采用水包油(O/W) 乳液體系進(jìn)行強(qiáng)化傳質(zhì)，應(yīng)用在生物化工中氧氣的強(qiáng)化傳質(zhì)，如Karina?Boltes(2008 Chemical?engineering?and?processing)，報道了采用O/W乳狀液強(qiáng)化生物反應(yīng)器中的氧氣 吸收。而對油包水油包水這種適于輕烴類氣體吸收的強(qiáng)化傳質(zhì)體系則鮮見報道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是這對上述技術(shù)中存在的不足，基于吸收傳質(zhì)理論和膠體界面理論， 提供一種采用油包水乳狀液作為吸收劑，用來強(qiáng)化吸收輕烴。具有以下特色：(1)在吸 收塔中形成了的水/油/氣的界面，乳液滴的無規(guī)則運(yùn)動間接增加了油和氣界面的擾動， 界面湍動性增強(qiáng)，傳質(zhì)界面膜減薄，傳質(zhì)阻力減少，傳質(zhì)速率增強(qiáng)；(2)以一定體積的 水相代替油相，在沒有減少接觸面積的條件下，減少了油吸收劑的用量；(3)在提高吸 收效率的基礎(chǔ)上，減少了吸收劑的循環(huán)用量，一定程度地降低了能耗。通過本發(fā)明提出 的油包水乳狀液流體強(qiáng)化傳質(zhì)方法，達(dá)到了強(qiáng)化傳質(zhì)，提高輕烴回收收率的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：其特征是，在不同的壓力條件、溫度條件下以及不同 處理量的條件下進(jìn)行吸收操作。首先向流程通入丙烯，調(diào)節(jié)吸收系統(tǒng)壓力，壓力控制在 1000mm-2000mm水柱下，氣路體系溫度控制在20-25℃。測定吸收塔進(jìn)氣流量和吸 收塔出氣流量，校準(zhǔn)兩個流量，保證二者流量相同。通氣2個小時后，從吸收塔塔頂注 入油包水油包水乳狀液吸收劑，吸收隨即開始，隨時跟蹤出氣流量的變化，確定單位時 間油包水油包水乳狀液對丙烯的吸收量。采用煤油為油相，水為內(nèi)相，油水體積比為20∶ 1，span系列表面活性劑作為乳化劑，濃度2wt％，在高速制乳機(jī)剪切乳化，制備轉(zhuǎn)速為 3500rpm，得到粒徑為3μm的油包水乳狀液。該乳狀液注入吸收塔，進(jìn)行丙烯吸收。吸 收單位時間的吸收率達(dá)到4.0×10^-6mol/s，比未強(qiáng)化時，增加了15％。

在工藝吸收過程中氣體為分散相(即鼓泡)，液體為連續(xù)相的形式在吸收塔內(nèi)發(fā)生 吸收。鼓泡由兩種形式產(chǎn)生，一是攪拌，二是采用鼓泡設(shè)備，在進(jìn)入乳狀液的氣路上開 直徑1mm的氣孔，氣體以氣泡形式從塔底升起和液相接觸。工藝流程吸收劑可以為不 同性質(zhì)、不同組成的油包水乳狀液。油包水乳狀液，由剪切制乳機(jī)在高速剪切作用下制 備而成，制備時間15min，粒徑范圍1-30μm。油包水乳狀液，為滿足對輕烴的吸收， 油包水乳狀液的油相為烴類物質(zhì)，油包水乳狀液中油相和水相的體積比，以能增加湍動 傳質(zhì)但同時流體粘度增加較小為標(biāo)準(zhǔn)。油包水乳狀液中表面活性劑的濃度2wt％，表面 活性劑的種類有多種選擇，滿足適當(dāng)?shù)娜榛€(wěn)定性和解吸過程的穩(wěn)定性最好，同時該 類表面活性劑不應(yīng)引起傳質(zhì)速率降低。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，條件溫和、操作簡便、適用范圍廣泛、輕烴收率高，可以在適宜 的條件下進(jìn)行解吸，乳狀液不破乳，可重復(fù)利用，可以滿足生產(chǎn)中對輕烴吸收的要求。

附圖說明

圖1是油包水乳狀液強(qiáng)化吸收輕烴工藝流程原理圖。

圖2是油包水乳狀液形貌圖片。