[发明专利]CO2回收装置中脱碳醇胺的净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳(CO₂)回收装置中脱碳醇胺溶液的净化方法，属于阴离子交换树脂净化醇胺溶液工艺的一种新应用领域。

背景技术

随着人类社会大量使用以煤和石油为代表的石化燃料，导致全球变暖的温室气体——CO₂的排放量急剧攀升，严重影响着大气圈与生物圈原有的平衡，并因此导致了温室效应及引发了一系列与人类生活环境紧密相关的问题，严重地威胁着人类的生存。

全球每年因燃烧化石燃料而排放的CO₂达到200亿吨左右，化石能源燃烧产生的CO₂总量约占温室气体总量的82％。随着世界各国对地球温室效应问题的关注，CO₂减排日益引起全世界的重视。

然而，从另一个层面上看，CO₂却是十分有用的，可生产化工新原料以及有许多用途的重要原料。随着人们对资源短缺，地球温暖化问题的重视，各种矿物燃料如：煤、石油、天然气等燃烧利用后作为废气排放出CO₂，其回收、固定、利用及再生资源化问题引起世界各国的关注。

目前国内回收二氧化碳最常用的方法是化学吸收法，它是以碱性溶液为吸收剂，与CO₂反应生成某种化合物。吸收了CO₂的富液在温度升高、压力降低时将CO₂释放出来。这类方法中最有代表性的是醇胺法，有一乙醇胺(MEA)法、二乙醇胺(DEA)法、二异丙醇胺(DIPA)法、N-甲基二乙醇胺(MDEA)法。醇胺法回收CO₂的工艺过程是使气流通过胺液吸收塔，与贫胺液逆流接触，将CO₂及少量的H₂S酸性气体溶解在胺液中，并形成可溶解的醇胺盐(即质子化的醇胺阳离子与HCO₃^-和HS^-结合)。而后，水、未反应的醇胺和醇胺盐溶液进入汽提塔，这类醇胺盐分解再生释放出CO₂和H₂S，再生后的胺液可再次进入吸收塔、汽提塔循环使用。

胺溶液作为一种循环利用的溶剂，在长期低温吸收和高温解吸的过程中不可避免地发生降解。醇胺溶液在吸收CO₂的过程中，易与气流中的O₂、硫化物等发生化学降解，也易发生热降解，尤其与裂解尾气中O₂的氧化降解居于首位。醇胺与O₂的降解产物主要有氨基甲醛、氨基乙酸、羟基乙酸、乙醛酸、草酸等，这些有机酸与醇胺阳离子结合生成的盐不能通过汽提塔分解再生。

这些不能通过加热再生的醇胺盐统称为热稳定盐(Heat Stable Salts，简称HSS)，它给装置带来下列危害：

●胺液吸收酸气的能力下降

●胺液起泡，夹带严重，影响下游生产

●胺液损耗大

●设备腐蚀严重

●影响脱碳的效果

对于醇胺吸收法回收CO₂装置存在的问题，国内目前尚无较好的处理方法，主要是排放掉部分胺液补充新鲜胺液。但如果将污染的醇胺溶液排入污水处理系统，对污水处理系统造成很大的压力，对环境及人体也会构成危害。另一种方法是把需要净化的醇胺溶液引进焦化装置，进行高温分解处理，但此工艺容易造成加热炉主水管腐蚀和焦化分馏塔塔盘堵塞等问题。

还有一种通过蒸馏来净化胺液的方法，这种通过蒸馏来净化胺液的方法可以应用于一乙醇胺(MEA)，但不能在二乙醇胺(DEA)法、二异丙醇胺(DIPA)法、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等高沸点醇胺系统中使用，因为在高温条件下醇胺溶液容易发生氧化和降解。而且该方法需要大量的蒸气，能耗高，而且操作复杂，控制困难。另外由于净化设备中的溶剂一直处于高含盐状态，对净化设备的腐蚀和净化设备的稳定运行存在很大问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于CO₂回收装置中脱碳醇胺溶液净化的工艺，该工艺可以高效地脱除醇胺溶液中的热稳定盐，并且整个工艺能耗低、无环保问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种CO₂回收装置中脱碳醇胺溶液的净化方法，其特征在于：采用强碱性阴离子交换树脂净化脱碳醇胺溶液。