[发明专利]一种胺液中热稳定盐的净化脱除方法及装置

说明书

本发明公开了一种胺液中热稳定盐的净化脱除方法。该方法包括：待处理胺液依次经过滤除颗粒物、吸附除油和加碱预处理后，通过电吸附脱除热稳定盐，净化后的胺液返回胺液吸收塔或胺液循环罐。电吸附电极饱和后，使用除盐水或低浓度胺液对电极进行反冲洗，产生的浓液过滤后，进一步通过电渗析脱除盐，并回收胺液。本发明主要用于炼油厂或天然气净化厂脱硫胺液净化，也适用于二氧化碳捕集胺液的净化，净化后胺液中HSS含量≤1％，净化过程的胺液回收率≥96%。

技术领域

本发明属于溶液净化领域，具体地说涉及一种胺液中热稳定盐的净化脱除方法及装置。

背景技术

炼油厂或天然气净化厂广泛使用胺液〔醇胺类溶剂，如N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液〕在20～50℃吸收炼厂气、硫磺回收尾气或天然气等含硫气体中的硫化氢和二氧化碳，在≥105℃解吸释放，胺液获再生并循环使用，实现硫化氢或二氧化碳的吸收、富集和回收。

胺液长期循环使用会引入固体颗粒、硫化亚铁悬浮物、烃类和热稳定盐(HeatStable Salts，HSS)等杂质，降低胺液脱硫效率，并引起腐蚀和发泡损失。固体颗粒、硫化亚铁悬浮物和烃类等杂质可用过滤或吸附等常规方法去除。HSS难以通过温度变化从再生塔中解析出来，处理难度较大。HSS束缚醇胺分子，降低胺液效能，增大胺液粘度，导致胺液发泡和夹带损失，且大幅度加剧设备腐蚀和积垢，是困扰胺液脱硫系统平稳运行的主因。

HSS主要形成于三方面的原因：(1)原料气中的二氧化硫、氰化物、氯化物、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等组分引入或与胺液反应，产生盐酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、羟乙酸盐、氰酸盐、甲酰胺、甲酸盐和碳酸盐和碳酸氢盐等；(2)胺液降解(热降解、氧化降解或化学反应降解)或降解产物与原料气中的组分反应，生成甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、丙酸盐和丁酸盐等；(3)换热器泄漏引入来自催化剂或循环水中的硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐等杂质。常见HSS包括盐酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫氰酸盐、硫代硫酸盐、氰酸盐、硝酸盐、磷酸盐、甲酸盐、乙酸盐、草酸盐和羟乙酸盐等。近年来，氨基酸类(如N,N-二羟基甘氨酸)、酰胺类、二胺类、尿素和噁唑烷酮类等HSS或HSS前体也成为胺液净化的目标物。HSS的生成难以有效控制，必须在胺液循环使用过程中监控和净化HSS，将其控制在较低的水平，以保证胺液系统高效和平稳运行。

胺液中HSS净化工艺主要包括离子交换、减压蒸馏和电渗析三类。胺液离子交换净化工艺成熟可靠，已在世界各国广泛应用，但其离子交换树脂再生废碱液量大且难处理，困扰炼化企业废水提标和危废管理，而且离子交换树脂寿命有限，替换下来的废树脂处置困难，随着炼化废水提标和危废管理的升级，离子交换净化工艺亟需升级换代为绿色净化技术。减压蒸馏净化脱硫胺液技术成熟，在北美应用较多，但能耗和胺液损耗较高，塔底废胺液处置困难，在中国基本没有应用。电渗析净化胺液的能耗低于减压蒸馏，化学药剂用量低于离子交换，相对绿色环保，投资和运行费用适中，但胺液中残余的硫化氢、硫氢化物和硫化物会被氧化为单质硫，堵塞离子交换膜(或引起膜通量下降)，或与膜堆反应，降低膜使用寿命，使得该工艺难以长周期运转。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种胺液中热稳定盐的净化脱除方法，主要用于炼油厂或天然气净化厂脱硫胺液净化，也适用于二氧化碳捕集胺液的净化。以克服传统电渗析胺液净化过程热稳定盐脱除效率不高以及生成单质硫堵塞离子交换膜的问题，提高净化效率。

本发明一方面提供一种胺液中热稳定盐的净化脱除方法，包括如下步骤：

（1）劣化的胺液经过综合预处理后，通过电吸附脱除热稳定盐(HSS)，净化后的胺液返回胺液吸收塔或胺液循环罐；

（2）步骤（1）中的电吸附过程中电吸附电极饱和或接近饱和后，对电吸附电极进行清洗再生，得到清洗浓液；

（3）步骤（2）中的清洗浓液过滤后，进一步通过电渗析脱除盐，并回收胺液。