[发明专利]一种脱硫胺液中热稳定盐的净化方法

说明书

本发明涉及一种脱硫胺液中热稳定盐的净化方法，是将脱硫胺液过滤除去固体悬浮颗粒，再将脱硫胺液再生后进行活性炭吸附，最后对得到的胺液进行电吸附处理，所述电吸附的电极材料为负载金属Zn的活性炭电极材料。本发明方法通过强化阴离子的吸附作用，提高了脱硫胺液中热稳定盐的脱除率，实现了热稳定盐的高效净化。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种天然气厂和炼油厂产生的脱硫胺液中热稳定盐的净化方法。

背景技术

炼油厂和天然气厂广泛使用醇胺溶液对干气、液化气、硫磺回收尾气以及天然气等含硫气体进行净化。其原理为常温下在吸收塔内，醇胺溶液与含硫化氢气体接触，硫化氢与醇胺分子结合成为铵盐而被“吸收”于溶液中，一方面含硫气体脱除硫化氢得到净化；另一方面，醇胺溶液“携带”硫化氢分子进入到再生塔，在大于100℃的再生温度下，铵盐分解释放出硫化氢分子，并重新还原为醇胺分子进入下一阶段的吸收过程。在整个循环过程中，胺液得到再生，释放的硫化氢则进行回收利用。但是胺液在系统中长期运转，会因为设备腐蚀携带有固体杂质，而待净化气体夹带烃类杂质也会混入到胺液中，此外胺液缓慢降解也会形成降解杂质，并形成一种在加热条件下无法分解的盐类物质，称之为热稳定盐（HeatStable Salts，HSS），加之气田开采过程中或工艺水中采用一些化学添加剂，如盐酸、硫酸等酸性物质，也会混入胺液生成盐酸盐、硫酸盐等不可热分解的铵盐。这些杂质的存在导致胺液发泡，进一步加剧了装置的腐蚀，并且一部分形成热稳定盐的醇胺分子失去了再结合硫化氢的能力，仅仅在装置中“跑龙套”，导致醇胺溶液脱硫能力降低，并增加了装置的能耗及物耗。因此，对变质的脱硫胺液进行净化是非常有必要的。

目前，针对脱硫胺液中的固体悬浮颗粒以及烃类杂质可采用过滤及吸附手段去除，但这些方法无法脱除热稳定盐。脱除热稳定盐的方法有加碱液中和再进行减压蒸馏回收醇胺溶剂的方法，但该法存在能耗高的问题，限制了大规模应用。应用最广泛的是离子交换法，其主要代表有加拿大Eco-Tec公司的AmiPur离子交换工艺、美国MPR公司的HSSX离子交换工艺。其原理为采用阴离子交换树脂与胺液中的热稳定盐束缚胺（R₃NHCl）进行离子交换，使后者转化为自由胺（R₃N），当阴离子树脂交换容量达到饱和后，再使用碱液对其进行再生，再生后的离子交换树脂可重复使用。该方法目前得到广泛应用，但是存在树脂反复再生寿命下降及废弃树脂处理困难等因素的影响，且树脂再生产生大量碱渣及含碱废水，带来较大的环保压力。

专利CN1733355A公开了一种强碱性阴离子交换树脂净化劣化胺液中热稳定盐的方法，树脂的再生使用氢氧化钠一步法和定期使用氯化钠复苏的工艺。其优点在于树脂脱附硫氢酸根的能力强，可以长周期应用于除去胺液中热稳定盐；树脂再生工艺简单，胺液净化效率高，树脂的交换容量可以保持在77%左右。但仍存在废弃离子交换树脂处理及废碱液排放等问题，增加环保成本。

专利CN104192946A公开了一种胺液净化的控制方法及装置，通过离子交换柱对胺液进行净化以降低胺液中的热稳定性盐HSS的含量；判断离子交换柱对HSS的吸收量是否达到饱和；如果是，则通过去离子水回收离子交换柱中的胺液；利用碱液通过离子交换柱以清理离子交换柱内的HSS。该控制方法不但节约能源，减少胺液消耗，降低成本，且在提高了装置的脱硫效率同时，极大地减少装置腐蚀，延长装置的使用寿命，还减小了对污水处理系统产生的冲击，避免对环境及人体构成危害。但该发明一方面存在离子交换柱使用寿命问题，另一方面，在清理离子交换柱内的HSS时使用碱液，也带来碱渣处理的难题。

电渗析法是脱除胺液中热稳定盐的另一种方法，利用膜来实现对阴阳离子的选择，具体过程是首先向胺液中加入碱液中和，使热稳定盐释放有机胺分子而变为无机盐离子，无机盐阴阳离子再在外加直流电场作用下进行定向移动，根据阳离子和阴离子渗透膜的选择透过性，将阴阳离子从胺液中分离出来，从而达到去除热稳盐的目的。其主要代表为美国DOW化学的UCARSEP电渗析工艺和加拿大Electrosep公司开发的ElectroSep电渗析工艺。国内济南惠成达公司进行了双极膜电渗析法净化胺液的中试试验，HSS可由3.6%降至0.8%。