解吸过程

解吸过程又称脱吸过程，是气体吸收或吸附的逆过程，即已吸收或吸附的物质从吸收剂或吸附剂中释放的过程，通常可用加压、减压或加热等方法使吸收物或吸附物脱吸。如活性炭或分子筛吸附的氮氧化物，可加热使其放出而回收，活性炭或分子筛则得到再生。2100433B

降压和负压解吸只是靠改变系统的压力来实现的。在许多情况下，由于压力条件的限制，解吸往往不可能充分进行，尤其是对溶解度较大的组分更难充分解吸，需要进一步用其它手段提高组分的解吸程度。解吸剂作用下的解吸，则是普遍采用的有效方法。常用的解吸剂是惰性气体、水蒸汽、溶剂蒸汽和贫气。

1、惰性气流或贫气中的解吸

这种解吸是逆流接触过程。在采用惰性气体为解吸剂的解吸塔中，惰性气体自下而上从塔底进入，与由上而下的液体逆流接触。由于溶质组分不断地从液相转入汽相，液相中组分的浓度将会由上而下逐渐降低，而汽相中组分的浓度则由下而上逐渐增大。 可见，塔中汽，液相组分浓度的变化规律恰好与吸收过程相反。

在某些情况下，解吸剂并不是惰性气体，而是含有溶质组分的气体。当然，解吸组分的汽相分压必须低于平衡分压（故称为贫气）。 其它组分可以是溶解度较大的溶质，其汽相分压也可能比平衡分压大，它们在过程中被下降的溶液所吸收。这就是说，在同一个塔小同寸进行着吸收和解吸。在塔的一定范围内，对一些组分是吸收；对另一些组分却是解吸。

2、直接蒸汽解吸

为了使解吸在较高的温度下进行，可以用水蒸汽作为解吸剂。 饱和水蒸汽或过热水蒸汽从解吸塔底部通入，迎着下降的液流上升。它除了起到降低组分在汽相的分压，导致解吸的作用外，由于蒸汽温度高于溶液温度，且通常是高于溶液的沸点，因而溶液将被加热，从而促进了解吸的进行。

比较简单的理想情况是将吸收液预热到沸点再送入解吸塔。这时，溶液沿整个塔高都处于一定的沸点温度下，如果不消耗热量于组分的解吸（认为气态组分的微分溶解热等于零），且没有对环境的热损失，那么，解吸将在等温下进行。实际的情况要复杂一些。解吸过程中必然要消耗一定的热量，当解吸剂是饱和水蒸汽时，将发生蒸汽的部分冷凝以抵偿这些热量消耗，当解吸剂是过热蒸汽时，消耗的热量靠过热蒸汽的显热来抵偿。实际的解吸过程并不是等温过程。

3、间接加热蒸汽解吸

如图1所示，解吸塔下面设有再沸器（间壁式换热器）。

液体从塔顶进入并向下流动，液相浓度逐渐降低，转入汽相的组分量也逐渐减少。液体流入再沸器中受热而沸腾，部分汽化形成的蒸汽自下而上与含被解吸组分的液体相向而遇，进行热量交换和质量交换。

由上述可知，间接加热蒸汽解吸过程的解吸剂是来自被解吸液体本身汽化所产生的蒸汽，而不是从外部引入的。这种解吸过程实质上就是吸收剂和组分混合物的精馏，与精馏塔的提馏段操作相似。 2100433B

一般来说，为了提高页岩含气量测量的准确性，实地解吸工作中需要满足以下条件：最大化岩心恢复率，尽量减小提钻、封罐等准备工作的时间；解吸罐需要放置在恒定的温度下，且温度与储层温度相等；全程记录好气体体积、压力、罐温、空气温度等环境参数；气体体积需要进行标准化；校正自由空间的体积。

从上述要求不难看出，解吸装置本身数据采集的精准度是关键的影响因素。不同解吸装置对于解吸过程的处理也使得结果存在差别。例如，解吸罐中加入钢珠的快速解吸法可对样品进行球磨，从而较早进入残余气解吸阶段，相对传统方法可提高测试效率，并且避免了常规方法中多次开闭解吸罐造成的误差；采用饱和食盐水可有效减少CO2等气体的溶解；电子天平称液法、压力传感器、气体流量计、氢火焰离子化检测器等量气法相对传统排液量气法有更高的测量精度；空气浴相对水浴可避免水浴加热存在100℃上限的问题。

环境因素和取心过程对解吸结果会有一定的影响。当地面温度明显低于储层温度，煤样中气体解吸速率明显偏低。页岩样品从取心到封罐解吸，温度会经过一个先降低后升高的过程。在解吸初期，解吸罐中岩样在水浴里不能立刻平衡到储层温度，因此其前几个测量点的解吸速率会偏低，并不能正确地反映解吸规律。在计算损失气量时，如果使用了未平衡的测量点，会造成计算结果偏小。而取心时间或者暴露时间过长，同样会导致损失时间的过长，从而造成损失气计算结果偏小。

解吸剂需具有如下性质：

1、吸附剂对解吸剂的吸附能力和对二甲苯相近或稍微弱一些，只有这样才有利于两者在吸附剂上进行吸附交换。

当吸附剂外液相中对二甲苯浓度大于吸附剂内对二甲苯浓度时，对二甲苯就能将吸附剂内的解吸剂解吸下来；当吸附剂外液相中解吸剂浓度大于吸附剂内解吸剂浓度时，解吸剂就能将吸附剂内的对二甲苯解吸下来。

若解吸剂被吸附的能力很强，那么吸附了解吸剂的吸附剂与新鲜原料接触时，就无法再吸附原料中的对二甲苯，这样吸附分离过程也就无法进行。同样，解吸剂被吸附能力很弱，也就无法解吸被吸附的对二甲苯。

2、解吸剂和被解吸物质及原料中其他物质之间的沸点差要大，便于用精馏方法分离。

3、解吸剂纯度要高，如果带有杂质可能会影响吸附剂的吸附性能，使吸附剂劣化，同时影响产品的纯度。

4、解吸剂必须具有高的热稳定性和化学稳定性。

符合条件的物质有甲苯、对二乙基苯等，但是，若采用甲苯作为解吸剂，由于与吸附分离单元经常联合应用的异构化工艺，在其反应过程中会产生与甲苯沸点相近的环烷烃产物，使后续精馏过程甲苯的回收、提纯发生困难；其次是甲苯沸点较低，在精馏中是塔顶产品，而甲苯作为解吸剂比抽出和抽余产品的数量更大，将大量的物料作为塔顶产品，显然能耗较大。而对二乙基苯是C₁₀组分，沸点比C₈芳烃高很多，易于精馏分离，且作为塔底产品又不会受到轻组分污染。因此，目前PX吸附分离单元采用的解吸剂多为纯度大于95%的对二乙基苯（PDEB）。