[發明專利]一種脫硫胺液中熱穩定鹽的凈化方法

有效

• 申請號: 201811255701.4
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN111097224B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉新宇;李凌波;李龍;程夢婷;李寶忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01D36/00
• 分類號: B01D36/00;C02F9/06;C02F103/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種脫硫胺液中熱穩定鹽的凈化方法，是將脫硫胺液過濾除去固體懸浮顆粒，再將脫硫胺液再生后進行活性炭吸附，最后對得到的胺液進行電吸附處理，所述電吸附的電極材料為負載金屬Zn的活性炭電極材料。本發明方法通過強化陰離子的吸附作用，提高了脫硫胺液中熱穩定鹽的脫除率，實現了熱穩定鹽的高效凈化。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種天然氣廠和煉油廠產生的脫硫胺液中熱穩定鹽的凈化方法。

背景技術

煉油廠和天然氣廠廣泛使用醇胺溶液對干氣、液化氣、硫磺回收尾氣以及天然氣等含硫氣體進行凈化。其原理為常溫下在吸收塔內，醇胺溶液與含硫化氫氣體接觸，硫化氫與醇胺分子結合成為銨鹽而被“吸收”于溶液中，一方面含硫氣體脫除硫化氫得到凈化；另一方面，醇胺溶液“攜帶”硫化氫分子進入到再生塔，在大于100℃的再生溫度下，銨鹽分解釋放出硫化氫分子，并重新還原為醇胺分子進入下一階段的吸收過程。在整個循環過程中，胺液得到再生，釋放的硫化氫則進行回收利用。但是胺液在系統中長期運轉，會因為設備腐蝕攜帶有固體雜質，而待凈化氣體夾帶烴類雜質也會混入到胺液中，此外胺液緩慢降解也會形成降解雜質，并形成一種在加熱條件下無法分解的鹽類物質，稱之為熱穩定鹽（HeatStable Salts，HSS），加之氣田開采過程中或工藝水中采用一些化學添加劑，如鹽酸、硫酸等酸性物質，也會混入胺液生成鹽酸鹽、硫酸鹽等不可熱分解的銨鹽。這些雜質的存在導致胺液發泡，進一步加劇了裝置的腐蝕，并且一部分形成熱穩定鹽的醇胺分子失去了再結合硫化氫的能力，僅僅在裝置中“跑龍套”，導致醇胺溶液脫硫能力降低，并增加了裝置的能耗及物耗。因此，對變質的脫硫胺液進行凈化是非常有必要的。

目前，針對脫硫胺液中的固體懸浮顆粒以及烴類雜質可采用過濾及吸附手段去除，但這些方法無法脫除熱穩定鹽。脫除熱穩定鹽的方法有加堿液中和再進行減壓蒸餾回收醇胺溶劑的方法，但該法存在能耗高的問題，限制了大規模應用。應用最廣泛的是離子交換法，其主要代表有加拿大Eco-Tec公司的AmiPur離子交換工藝、美國MPR公司的HSSX離子交換工藝。其原理為采用陰離子交換樹脂與胺液中的熱穩定鹽束縛胺（R₃NHCl）進行離子交換，使后者轉化為自由胺（R₃N），當陰離子樹脂交換容量達到飽和后，再使用堿液對其進行再生，再生后的離子交換樹脂可重復使用。該方法目前得到廣泛應用，但是存在樹脂反復再生壽命下降及廢棄樹脂處理困難等因素的影響，且樹脂再生產生大量堿渣及含堿廢水，帶來較大的環保壓力。

專利CN1733355A公開了一種強堿性陰離子交換樹脂凈化劣化胺液中熱穩定鹽的方法，樹脂的再生使用氫氧化鈉一步法和定期使用氯化鈉復蘇的工藝。其優點在于樹脂脫附硫氫酸根的能力強，可以長周期應用于除去胺液中熱穩定鹽；樹脂再生工藝簡單，胺液凈化效率高，樹脂的交換容量可以保持在77%左右。但仍存在廢棄離子交換樹脂處理及廢堿液排放等問題，增加環保成本。

專利CN104192946A公開了一種胺液凈化的控制方法及裝置，通過離子交換柱對胺液進行凈化以降低胺液中的熱穩定性鹽HSS的含量；判斷離子交換柱對HSS的吸收量是否達到飽和；如果是，則通過去離子水回收離子交換柱中的胺液；利用堿液通過離子交換柱以清理離子交換柱內的HSS。該控制方法不但節約能源，減少胺液消耗，降低成本，且在提高了裝置的脫硫效率同時，極大地減少裝置腐蝕，延長裝置的使用壽命，還減小了對污水處理系統產生的沖擊，避免對環境及人體構成危害。但該發明一方面存在離子交換柱使用壽命問題，另一方面，在清理離子交換柱內的HSS時使用堿液，也帶來堿渣處理的難題。

電滲析法是脫除胺液中熱穩定鹽的另一種方法，利用膜來實現對陰陽離子的選擇，具體過程是首先向胺液中加入堿液中和，使熱穩定鹽釋放有機胺分子而變為無機鹽離子，無機鹽陰陽離子再在外加直流電場作用下進行定向移動，根據陽離子和陰離子滲透膜的選擇透過性，將陰陽離子從胺液中分離出來，從而達到去除熱穩鹽的目的。其主要代表為美國DOW化學的UCARSEP電滲析工藝和加拿大Electrosep公司開發的ElectroSep電滲析工藝。國內濟南惠成達公司進行了雙極膜電滲析法凈化胺液的中試試驗，HSS可由3.6%降至0.8%。