许多工业过程涉及气泡的生成, 有时会给生产造成不利影响, 必须加以消除.目前, 国内外已在一些领域采用了消泡技术, 如纺织印染、医药、发酵、食品、造纸、选矿、涂料、纤维和石油炼制等 .仅石油行业需加消泡剂的地方就有采油、钻井、油气分离、常减压蒸馏、石油发酵、延迟焦化、芳烃抽提及润滑油等 .但目前使用的消泡剂针对性比较强, 且消泡效果有的不十分理想.为此, 我们开发了一种复合型高效消泡剂, 其特点是同时具备较好的消泡性能和抑泡性能, 可广泛用于炼油、食品、纤维加工和选矿等行业.该消泡剂还可以改善产品质量,

1、 消泡原理

气泡的自然破灭需经3个过程, 即气泡大小再分布、膜厚的减薄及膜的破裂.但气泡的这种自然破灭过程需要的时间很长, 加入消泡剂可以加速上述过程的进行.由于消泡剂物质表面张力小, 其膜壁较薄, 受周围表面张力大的膜层的张力牵引, 从而导致气泡破裂.

消泡剂要起作用, 首先必须渗入到气泡之间的液膜上, 其渗入能力用渗入系数E 表示, 消泡剂渗入到气泡的液膜上以后, 需要很快地散布开来, 其扩散能力用散布系数S 表示:

E =Y F +Y DF -Y D

S =Y F -Y DF -Y D

式中, YF:泡沫介质的表面张力;YD :消泡剂的表面张力;YDF :泡沫介质和消泡剂之间的界面张力.

消泡剂要起作用必须E >0 、S >0 .我们制备的消泡剂主要由有机硅化合物、嵌段聚醚和脂肪醇组成.发泡体系为纤维油剂-水、OP-10-水、十二烷基苯磺酸钠-水和减粘渣油, 其YF 、Y D 、YDF及E 、S值列于附表中.由该表可知, 3 种消泡剂成分均具有较好的渗透性和散布性,其中以嵌段聚醚和脂肪醇更好.但脂肪醇易被增溶, 其抑泡能力较弱, 故其单独作消泡剂使用时效果欠佳.

2、 　实验

2.1 　消泡剂制备

将有机硅化合物、嵌段聚醚和脂肪醇按一定比例进行充分混合, 升温至一定温度后恒温一段时间.在装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入溶剂和乳化剂, 边搅拌边滴加消泡剂组分, 得消泡剂乳液。

2.2 　消泡率测定

将100 ml蒸馏水及一定量的发泡物加入250 ml 磨口量筒内, 揿紧磨口塞来回剧烈摇动20 次, 停止后立即记录泡沫高度(h0), 然后加入一定量的消泡剂, 间隔一定时间后记录泡沫高度(h).按下式计算消泡率:　

消泡率=（h0-h）/（h0）×100 %

2.3 　抑泡性能评价(动态法)

实验装置见图1 .向量筒内加入一定量的发泡物和消泡剂, 通入氮气连续鼓泡, 保持氮气流量为1 L/min , 记录泡沫升至最高处的高度, 并以此为时间基准, 在不断鼓泡的状态下记录泡沫高度随时间的变化, 并与空白试验(不加消泡剂)进行对比, 实验中保持水浴温度恒定。

3 　实验结果与讨论

3.1 　消泡剂用量对消泡率的影响

消泡剂加入量对消泡率的影响见图2 .由图2可知, 该消泡剂对粘胶纤维油剂的消泡效果最好, 消泡率在95%～100%之间, 消泡时间仅3s .消泡剂加入量有一个最佳值, 用量过少或过多, 消泡效果不好.

3.2 　温度对消泡率的影响

实验表明, 体系所处的温度对消泡效果也有影响, 结果见图3 .由图3可知, 温度升高时,

消泡率先增加后下降, 温度为60 ℃时消泡率最大.

3.3 　抑泡性能试验

3.3.1 　对粘胶纤维油剂的抑泡性能

对粘胶纤维油剂-水体系, 加入不同量的消泡剂, 其泡沫体积随时间的变化关系见图4 .由图4可以看出, 在20s之前泡沫下降速度很快, 而后则变化缓慢.这是由于开始时泡沫较多,破裂迅速, 而后因泡沫减少, 相互作用小, 消泡剂微溶于试样, 降低了消泡效果.另外, 开始时的泡沫体积大, 膜壁薄易破裂.而空白试验中泡沫为自然破灭, 泡沫体积减小速度十分缓慢。

3.3.2 　对减粘渣油的抑泡性能

对80℃减粘渣油进行试验的结果见图5 .减粘渣油形成的泡沫液膜比较稳定, 空白试验时泡沫体积下降十分缓慢, 无法消退.加入消泡剂后可抑制泡沫形成, 大约2 min 后泡沫消除.

4、结束语

本实验研制的是一种复合型消泡剂, 它适用于许多体系的泡沫消除.该消泡剂破泡速度快, 抑泡能力强, 且无毒、无污染、无三废产生.对不同体系存在最佳消泡剂加入量, 其值可由实验确定.