رفتن به محتوا

روش‌های کف زدایی و تخریب کف

روش‌های کف زدایی و تخریب کف

blog1

از جمله روش‌های کف‌زدایی می‌توان به روش شیمیایی، حرارتی، مکانیکی، کاهش فشار و غیره اشاره کرد. در روش شیمیایی از عوامل کف زدا برای کف زدایی استفاده می‌شود. عامل کف زدا منجر به آلودگی‌های جدید و تضعیف و یا حتی به طور کامل از بین بردن قدرت کفی، کف مایع‌دار می‌شود. پس آن را نمی‌توان در تفکیک با کف با رفلاکس خارجی و یا تفکیک با کف چند مرحله‌ای استفاده کرد. روش حرارتی اغلب برای کف زدایی دمای بالا را اتخاذ می‌کند و نمی‌توان آن را در تفکیک با کف مواد حساس به حرارت مانند آنزیم استفاده کرد. روش مکانیکی برای کف زدایی مانند کف زدای صوتی، کف زدای اسپری مایع و کف شکن دیسک چرخان استفاده می‌کند که به دلیل هزینه بر بودن این تجهیزات استفاده از آن مناسب نیست. 

در واحدهای فرایندی به وجود آمدن کف یک اثر نامطلوب است چون باعث کاهش راندمان سینی‌ها و در نتیجه کاهش عملکرد و بازده برج‌ها می‌گردد، پس باید روش‌هایی را به کار برد که کف را از بین برد. مقدمه مرگ کف ناپایداری کف است. عوامل ناپایداری کف شامل موارد زیر است:

۱-عواملی که در پایداری کف اختلال فراهم می‌کنند مانند افزایش ویسکوزیته آب که باعث پایدار شدن کف می‌شود چون بالا بودن ویسکوزیته، تخلیه آب کف را کاهش می‌دهد اما اگر ویسکوزیته آب کاهش یابد چون تخلیه آب کف تشدید می‌شود مرگ کف زودتر فرا خواهد رسید. در عمل برای ناپایدار کردن کف، روش‌های زیر مرسوم است:

-استفاده از همزن‌ها برای پاره کردن سلول‌های کف

-استفادهاز آب یا بخار که با اسپری کردن قطرات مایع یا بخار روی کف، ساختمان آن را در هم می‌شکنند.

-استفاده از جت هوا یا گاز دیگری برای سوراخ کردن دیواره سلول‌های کف

-استفاده از شوک صوتی یا گرمایی با افزایش ناگهانی دما

روش‌های فوق خیلی موثر نمی‌باشند و ممکن است نتوانند انتظار نهایی را برآورده نمایند ولی در شرایطی که به خاطر نگرانی از کیفیت محصول نهایی استفاده از مواد شیمیایی ممنوع است به ناچار باید روش‌های فوق را استفاده نمود.

۲-عواملی که از تشکیل کف جلوگیری می‌کنند، موسوم به ضد کف هستند.

ضد کف‌های سیلیکونی

ضد کف‌های سیلیکونی در بسیاری از صنایع که مشکل کف نامطلوب دارند از حمله برج‌های تقطیر در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی کاربرد دارد. امروزه روغن‌های سیلیکونی یعنی پلی دی متیل سیل اکسان‌ها برای مبارزه با کف شهرت جهانی دارد. این ماده دو ویژگی پلیمری حائز اهمیت دارد که برای ضد کف بسیار کاربردی است: کشش سطحی بسیار کم و غیر فرار بودن. از نظر شیمیایی این پلیمرها خنثی بوده و هم در آب و هم د رروغن غیر محلول هستند. ضد کف‌های سیلیکونی در غلظت‌های بسیار کم حدود ۱۰ ppm و کمتر هم به کار می‌روند. قیمت این ضد کف‌ها بسیار گران است.

برای موثر بون ضد کف اندازه ذرات در حدود ضخامت فیلم کف (زیر میکرون) باید باشد. به همین دلیل بسیاری از سازندگان ضد کف‌های سیلیکونی آن را به صورت امولسیون رقیق در آب عرضه می‌کنند که قادرند به راحتی با مایع کف کنندخ مخلوط شوند. عرضه امولسیون رقیق دو حسن دارد هم ذرات ضد کف به اندازه کافی ریز هستند و هم به خاطر رقیق بودن امولسیون محیط برای درشت شدن ذرات نامساعد می‌شود (به خاطر نیروی دافعه الکتریکی و تعداد برخوردهای کمتر ذرات)

روغن سیلیکونی یک ضد کف موثر برای کف‌های نفتی و روغنی است ولی برای کف‌های آبی آن‌چنان موثر نیست. ولی تجربه نشان داده اضافه کردن ۳ تا ۶% از ذرات ریز سیلیکا به روغن سیلیکونی در حد چند ppm می‌تواند ضد کف موثری برای کف‌های آبی باشد.

برای بررسی و ارزیابی عملکرد ضد کف‌ها توجه به نکات زیر اهمیت دارد:

۱-چون خاصیت کف کنندگی و نیز عملکرد ضئ کف می‌تواند متأثر از دمای محلول باشد از این رو بهتر است که با حمام روغن، دمای سیستم را در حدود دمای واقعی فرایند نگه داریم.

 ۲-ذرات معلق در هوا می‌توانند در کف کنندگی و مخصوصاً پایداری کف موثر باشند بنابراین بهتر است هوای فشرده را از فیلتر هوا عبور دهیم.

۳-کف‌کنندگی می‌تواند متاثر از مقدار هوای تزریق شده باشد از این رو برای مقایسه عملکرد ضد‌کف‌های مختلف، بهتر است که دبی جریان هوا در آزمایشات مشابه یکسان باشد.

مکانیزم ضد کف

کف روی محلول می‌ایستد، پس برای ایتکه یک ماده غیر محلول به عنوان ضد کف مفید باشد، باید دانسیته کمتری از محلول کف کننده داشته باشد تا بتواند روی سطح محلول با کف وارد عمل شود این شرط مستلزم آن است که کشش سطحی ماده ضد کف باید از مجموع کشش سطحی محلول و فصل مشترک کمتر باشد. از خصوصیات عمومی یک ضد کف خوب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

-موثر بودن به عنوان ضد کف

-حلالیت بالا

-مصرف پایین

-فراریت کم

-پایداری شیمیایی

-غیر سمی بودن و سازگاری با محیط زیست

-بهبود دهنده تبادلات دوتریم

ویژگی دیگری که باید ضد کف داشته باشد این است که بتواند روی محلول را بپوشاند یا در سطح محلول انتشار یابد تا از ایجاد حباب جلوگیری کند. در نتیجه در معادله زیر ضریب انتشار ضد کف روی محلول باید مثبت باشد:

اما اگر کشش فصل مشترک بین محلول و ضد کف، به اندازه کافی کوچک باشد در آن صورت ضد کف می‌تواند تر نشده روی سطح محلول آمده و سپس سطح محلول را بپوشاند.

از خصوصیات یک ضد کف خوب می‌توان به موارد فوق اشاره کرد: موثر بودن به عنوان ضد کف، فراریت کمتر، پایداری شیمیایی، غیر سمی بودن و سازگار با محیط، ارزان قیمت بودن، بهبود دهنده تبادلات شیمیایی.

بهترین راه برای جلوگیری از تشکیل و گسترش کف، استفاده از ضد کف‌هاست. این دسته از مواد به چهار گروه تقسیم‌بندی می‌شوند: ضدکف‌های سیلیکونی، ضد کف‌های روغنی، ضد کف‌های روغنی با ذرات جامد، مواد فعال سطحی

که هر یک ساز و کار مجزایی برای ناپایدار کردن و از بین بردن کف دارند. ضد کف‌های سیلیکونی حاوی ذرات ریز جامد بوده در لایه نازک بین دو حباب قرار گرفته و چون ذرات جامد خوب خیس نمی‌شوند، باعث نازک شدن و ترکیدگی لایه می‌شوند که در شکل زیر نشان داده شده است.

ضد کف‌های روغنی در مرز پلاتو قرار گرفته و با تخلیه آهسته آب از دیواره‌های کف به دیواره مرز فشار آورده و باعث ترکیدگی آن می‌شود، که در شکل ‏ نشان داده شده است.

الف- روش‌های فیزیکی کنترل فوم

برای جداسازی گاز از نفت از یک جدا کننده سه فازی استفاده می‌شود، هنگامی‌که ترکیب بالک و محصول اصلی هیدروکربن مایع یاشد و نرخ تولید محصول به حالت پایدار درآمده باشد، این وسیله استفاده می‌شود. دلیل ذکر عنوان سه فاز جدا شدن آب از نفت و گاز در طول پروسه است.

عواملی که در طراحی و کاربرد جداکننده مورد استفاده قرار می‌گیرند عیارتند از:

-مشخصات سیال مخزن، از قبیل دانسیته، ترکیب آن، ویسکوزیته و اجزای آن

-شرایط جریان بالایی در جداکننده در بالا

-شرایط جریان پایینی پروسه

-جریانات خارجی، از قبیل نیروهای اعمال شده 

زمان اقامت برای بررسی ظرفیت مایع در جداکننده بین دو تا پنج دقیقه است، که بستگی به شناخت طول عمر فوم دارد. زمان جدا شدن گاز از مایع بر مبنای سیستم‌های کنترل مایع است، برای افزایش راندمان در سیستم‌های جداسازی نفت و گاز از ابزارهای داخلی زیر استفاده می‌شود:

۱-بافل‌های معکوس در جهت عمود بر جریان قرار داده شده‌اند و مانند پاروهایی که فوم را به بخش بالایی جداکننده برمی‌گرداند که به وسیله آن زمان متلاشی شدن بیشتر می‌شود.

۲-صفحات موازی: به عنوان صفحات ixon یا A rch شناخته می‌شوند. مبنای کار این صفحات به این صورت است که سیال جدا شونده در لایه‌های نازکی جریان یافته و بالا می‌آید تا سطح جداکننده افزایش یابد و پیشرفت‌های مکانیکی بیشتری روی کست فوم صورت یابد. هم‌چنین جریان بالک در طول محور جداکننده حرکت می‌کند.

ب- روش‌های شیمیایی کنترل فوم

برای جلوگیری از تشکیل فوم در مقطع ورودی یک جداساز گاز-مایع از روش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. بهترین آنتی‌فوم استفاده شده در این کاربرد پلی دی متیل سیلوکسان است. این مایع به طور ایده‌آل به جریان بالایی یک جداکننده اضافه شده و در سر تا سر نفت خام به صورت دیسپرس شده در می‌آید. این پروسه با انتخاب صحیح حلال و حل شونده بهتر صورت می‌گیرد. در حالت کلی، مقدار ماده استفاده شده بین ۱/۰ تا ۲۰ ppm است. مقدار صحیح این استعمال باید از قبل مشخص شود. اگر آنتی فوم استفاده شده در غلظتی کمتر از انحلال پذیری ‌اش به کار رود ممکن است باعث تقویت فوم‌ها شود.

بدون دیدگاه، دیدگاه خود را در زیر اضافه کنید!


افزودن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *