氯化钠在乙二醇溶液中介稳区的研究

广东化工2016年第1期www.gdchem.com第43卷总第315期氯化钠在乙二醇溶液中介稳区的研究李洋1,樊林华1,冯欣2,罗莉3(1.中国石油集团东南亚管道有限公司,北京1000282.四川广安爱众股份有限公司,四川广安638550;3.成都市香城客运站经营管理有限公司,四川成都610500)[摘要]深水气田水合物抑制剂乙二醇再生脱一价盐理论主要基于与沉降分离,为了使盐和乙二醇更好的分离,有必要对氯化钠在乙二醇溶液中的介稳区进行研究。文章采用激光法测定了不同温度下氯乙二醇溶液中结晶的溶解度和超溶解度,得到氯化钠在乙二醇溶液中结晶的介稳区,并拟合得到了氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超方程。结果表明氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而降低,结晶过程中将氯化钠初始浓度控制在3-35g/100g将温度控制在135-140℃介稳区宽度比较适宜,可以取得较好的脱盐效果[关键词]氯化钠;结晶;介稳区宽度[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(201601-0004-02Study on the Metastable Zone width of Sodium ChlorideLi Yang, Fan Linhua, Feng Xin, Luo(1. CNPC South East Asia Pipeline CompanyLimited, Beijing 100028: 2. Sichuan Guang'an AAA Public Co, Ltd, Chengdu 6385503. Chengdu Xiangcheng Bus Terminal Management Co, Ltd, Chengdu 610500, China)big Abstract: The removal of sodium chloride from ethylene glycol is mainly based on the vacuum evaporation and settlement, in order to separatwith ethylene glycol, it is necessary to study the crystallization of sodium chloride in ethylene glycol solution. In the paper, solubility and supersodium chloride in ethylene glycol solution were measured and modeled by mathematical expression; the metastable zone widths of sodiumglycol solution at different temperature were also measured. The results showed that sodium chloride solubility and supersolubility decreased with the increase oftemperature, temperature and initial concentration should be controlled in 135-140 C and 3-3.5 g/100gKeywords: sodium chloride: crystallization; metastable zone width水合物抑制剂乙二醇常被用于天然气开发中,为了经济乙23实验操作醇需要回收利用,乙二醇再生回收脱一价盐环节主要基于负压闪向结晶器中加入预先称量的氯化钠和乙二醇,并开启激光监蒸与沉降分离原理。为使乙二醇和盐更好的分离,有必要对氯化视系统以了解固体溶解和析出状况,开启恒温搅拌油浴,迅速升钠在乙二醇溶液中的介稳区进行研究。本文采用激光法测定氯化温至预计溶解度温度以上15~20℃,然后缓慢降体逐渐溶钠在乙二醇溶液中的溶解度和超溶解度数据,得到氯化钠在乙二解,光强达到最大值最大值时的温度即为溶解温度,所加溶质量醇溶液中的介稳区,探究溶液初始浓度以及温度对介稳区宽度的为该温度下的溶解度。继续降温,固体溶质完全溶解后加热升温,光强数码显示器1介稳区读数突然减小时所对应的过饱和度值即为该温度下的超溶解度溶解度是固体在液体中溶解达到平衡时的浓度,但在溶液中,3结果与讨论物质的浓度达到高于溶解度的一定数值才会出现晶体,这一数值31氯化钠在乙二醇溶液中的介稳区即为超溶解度。在溶解度与超溶解度之间的区域称为介稳区。不同温度下测得的氯化钠在乙二醇溶液中的介稳区宽度如图稳区宽度是选择合适操作参数的依据,只有实际的操作点2所示,超溶解度是在降温速率为10℃/h、搅拌速率为300rmin在整个结晶过程中都处于介稳区内时,才能实现对成核和晶体生条件下测得的。由图2可知,氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超长速率的实际控制,得到粒度较大、晶型较好的晶体。测取介溶解度均随温度的升高而减小,采用 Apelblat简化经验方程拟合实稳区宽度就是要求能通过实验测取较为确切的最大过饱和度△验数据得到的溶解度方程为Cmx或最大过冷度△Tmx值,作为设计中选择适宜过饱和度的依据。在工业操作时,最佳过饱和度与最大过饱和度之间一般满足加nx=9943170820T/.49InT,R2=0.9995以下关系:超溶解度方程为:0.lu=22240431-3841lmT,R2=0.9979式中△C9为最佳过饱和度,△Cm为最大过饱和度。从相关系数可以看出用拟合得到的方程可以很好的反映出氯化钠在乙二醇溶液中的的溶解度和超溶解度随着温度的关系。2实验部分溶解度2.1实验装置71.HeNe激光发射器;2.夹套结晶器;3.精密温度计;4.电磁转子5.磁力搅拌器;6.激光接收器:7.记录仪;8.超级恒温槽图1激光法测定氯化钠在乙二醇中结晶介稳区实验装置图Fig. 1 The apparatus for solubility and crystallization determination采用激光法测定氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度,实验装置如图所示。该测量装置主要包括结晶器、控温系统、激光测量系中国煤化工统几部分22实验试剂2 suingCNMHG和超溶解度曲线fsodium chloride in乙二醇(分析纯AR);氯化钠(分析纯AR)ethylene glycol solution[收稿日期]2015-10-20[作者简介李洋(1987-),男,四川南充人,本科,助理工程师,主要从事石油天然气调度运行工作2016年第1期广东化工第43卷总第315期www.gdchem.com532温度对介稳区宽度的影响1708从图3中可以看出随着温度的增加,介稳区宽度逐渐变窄。x=9043-r--1743,超溶解度方程为:且从图中可以看出过饱和度△C与氯化钠的浓度S呈线性关--3841InT系,可写出关系式如△C=4.167-0021T相关系数R2=09986(2)介稳区宽度随着氯化钠浓度的增加而变大,随着温度的增由于介稳区越窄,结晶过程越不好控制,因此,从有利于控加而变窄。乙二醇脱盐过程中将氯化钠初始浓度控制在3~35制结晶过程的角度考虑,在乙二醇脱盐过程中,温度不宜过高,g/100g乙二醇,将温度控制在135~140℃,比较适宜,可以取得控制在135-140℃比较适宜,脱盐效果好。好的脱盐效果。o8eoTCC)s(g/100g乙二醇)图3氯化钠在乙二醇中的介稳区与温度的关系图4氯化钠在乙二醇中的介稳区与浓度的关系Fig 3 Effect of tempreture on the metastable zone widths of sodiumFig 4 Effect of concentration on the metastable zone widths ofchloride in ethylene glycol solutionsodium chloride in ethylene glycol solution3.3溶液初始浓度对介稳区宽度的影响从图4中可以看出随着氯化钠浓度的增加,介稳区宽度逐渐参考文献变大。并且从图中可以看出过冷度△T与氯化钠的浓度S呈线性涛,叶铁林化学工业中的结晶门关系,可写出关系式如[2Joachim Ulrich△T=0.07+276相关系数R2=09923and nucleation in induof Crystal Growth, 2002由于介稳区越窄,结晶过程越不好控制,因此,从有利于控237-239:2130-2135制结晶过程的角度考虑,在乙二醇脱盐过程始浓度不宜过[3]Kim KJ, Mersmann A. Estimation of metastable zone width in different低,控制在3~3.5g/100g乙二醇介稳区宽度比较适宜。nucleation processes[J]. Chemical Engineering Science, 2001, 5607)4结论2315-2324(1)氯化钠在乙二醇溶液中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而减小,氯化钠在乙二醇溶液中结晶溶解度方程为:中德区的卖半,生:2等.氯化钠在乙二醇溶液43(1):4-5(上接第9页)3结论through门」. Anal Chem,1994,66(11):646655以大孔SiO2材料为载体,通过壳聚糖的修饰,采用吸附脂肪[4]Tai Shau-Wei, Tai Chin-Shain. Lipase catalyzed synthesis of (S)-naproxenester prodrug by transesterification in organic solvents[J]. Applied酶法成功获得了 CRL/CS-SiO2固定化脂肪酶。研究表明由于壳聚Biochemistry and Biotechnology, 1999, 80: 205-219糖与脂肪酶具有较好的亲和性,酶的固定量要高于未修饰过的。[S]冯超,蒋丽娟,黎继烈,等.固定化脂肪酶研究进展门食品工业科技以催化拆分萘普生甲酯水解反应生成(S)-萘普生为对象,当CRL2011,32(2373378负载量为532mgg,反应120h时,(S)普生的转化率可达到赵庆节,余莹,周文瑜,等.有机相中大孔吸附树脂固定化酶拆分消旋与游离脂肪酶相比,该 CRL/CS-SiO2固定化脂肪酶催化水解初始7zouB,HuY, Jiang L,etal. Mesoporous Material SBA-5 Modified by反应速率和对映体选择性都得到明显的提高,表现出具有良好的 Amino Acid Ionic Liquid To Immobilize Lipase via Ionic Bonding and酶活性和操作稳定性,具有良好的应用前景。Cross-Linking MethodU]. Ind Eng Chem Res, 2013, 52(8): 2844-2851[8]浏晓贞,郑璐梦,张育淇,等.环氧基功能化块体SiO2大孔材料对漆参考文献酶的固定化门.2014,20(45):2002820032[]黄卓桶,李娜,尚雁,等.SBA-15固定化脂肪酶催化拆分萘普生甲酯(本文文献格式:龙能兵,孙怀艳,李伟逊.用壳聚糖修饰的大孔水解反应[,化学通报,2011,74(1):61-66.[2]周晓云,等.酶学原理与酶工程M]北京:中国轻工业出版社,2007si02材料固定化脂肪酶拆分萘普生甲酯[J.广东化工,2016,[3]Milos Novotny, Helena Soini, Helena Soini, et al. Chiral separation43(1):8-9)中国煤化工CNMHG