[发明专利]海藻酸钙吸附剂

说明书

描述了处理液体以除去有机酸阴离子的方法，其包括使含有有机酸阴离子的液体与包含海藻酸钙‑高岭土或海藻酸钙‑石英的吸附剂接触，以及处理液体以除去有机酸阴离子、重金属离子和热降解的有机产物的方法，其包括使含有有机酸阴离子、重金属离子和热降解有机产物的液体与包含海藻酸钙‑活性炭的吸附剂接触。

技术领域

本发明是基于阿布扎比石油研究所(The Petroleum Institute,Abu Dhabi)进行的现行项目“气体脱硫单元中的溶剂质量的恶化和起泡问题(Deterioration of SolventQuality and Foaming Problems in a Gas Sweetening Unit)”。该项目自2012年1月开始由Fawzi Banat教授担任主要研究员，并且预计将于2015年12月底完成。本发明提供了用于从流体，尤其是贫甲基二乙醇胺(MDEA)溶液(本文中也称为贫MDEA)中除去包括有机酸阴离子、重金属离子和热降解的有机产物的污染物的吸附剂(adsorbent)，使用这种吸附剂的方法以及这种吸附剂的特定用途。

背景技术

例如，GASCO公司(阿布扎比的Habshan)目前应用使用水性甲基二乙醇胺(MDEA，45-50wt％)的天然气脱硫(Natural gas sweetening)来洗涤H₂S/CO₂。富MDEA溶液被供给到再生塔，在那里应用加热以去除酸性气体组分以送回(get back)贫MDEA溶液。在该吸收过程中，通过空气中的氧气与H₂S和CO₂之间的反应形成甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等作为有机酸阴离子。这些阴离子物质与质子化MDEA之间的反应形成热稳定盐(heat stable salt)(HSS)，其不能通过在再生器中加热而从溶剂中除去。这些HSS在MDEA溶剂中的连续累积会劣化其质量以降低其吸收能力。

该单元的另一个严重问题是其他主要污染物如重金属离子(其主要来自工艺设备的腐蚀和侵蚀并积聚在贫MDEA溶剂中)。一些重金属离子可能来自作为补充水(make-upwater)添加的脱矿质水以随时地(from time to time)维持贫MDEA溶液的浓度。此外，MDEA会热降解为有机化合物如二乙醇胺(DEA)、N-二(羟乙基)甘氨酸(bicine)等。因此，MDEA的再生对于该行业是不可避免的。因此，制备含有海藻酸钙(calcium alginate)水凝胶(具有诸如高岭土(kaolinite)、石英或活性炭的填料)的吸附剂，以使用间歇以及柱研究从贫MDEA中除去那些污染物。

先前已经提出了使用离子交换树脂、分离膜等从贫MDEA去除总污染物的常规方法。已经提出通过离子交换树脂从贫链烷醇胺溶液中除去热稳定盐。例如，在2014年AIChE年会上，提出了一篇摘要(参见例如http://www3.aiche.org/proceedings/Abstract.aspx？Paperl D＝367797)，其讨论了碱性聚合物材料，然而其在试验中使用时显示出稳定性问题。

此外，美国专利号2,797,188、4,122,149、4,170,628、4,477,419、4,758,311、4,795,565、4,970,344、4,999,113、5,006,258、5、162,084、5,277,822和5,788,864等描述了通过与来自阴离子交换树脂的羟离子交换来去除热稳定盐阴离子和通过来自阳离子交换树脂的氢离子来去除阳离子如钠和钾。

然而，在使用离子交换树脂或分离膜去除的情况下，处理含有大量热稳定盐阴离子、重金属离子和热降解的有机化合物作为污染物的污染的贫MDEA是困难且昂贵的。尽管如此，诸如铬或铁的重金属离子的去除没有任何描述。尽管有上述发展，但本领域还有很大的改进空间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，该方法允许通过使用吸附剂容易地、有效地且基本上完全地从特定流体中除去有机酸阴离子，该有机酸阴离子被认为是流体的杂质。