脱除有机胺液中热稳盐的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及有机胺液净化领域，公开了一种脱除有机胺液中热稳盐的系统和采用所述系统处理有机胺液的方法。该系统包括：有机胺液存储装置、电极液存储装置、除盐水存储装置和膜堆，所述膜堆分别与所述有机胺液存储装置、所述电极液存储装置和所述除盐水存储装置相互连通设置，并分别形成有机胺液循环回路、电极液循环回路和除盐水循环回路，所述系统还包括电导率仪和控制中枢，所述控制中枢用于接收来自所述电导率仪的电导率信号，并根据所述电导率仪的电导率信号调节所述有机胺液循环回路和除盐水循环回路的循环流量及有机胺液和废液的回用与排放。该系统处理有机胺液时，可以将胺液中阴阳离子同步脱除，减少碱液消耗和废液排放。

System and method of removing heat stable salt from organic amine solution

【技术实现步骤摘要】
脱除有机胺液中热稳盐的系统及方法
本专利技术涉及有机胺液净化领域，具体涉及一种脱除有机胺液中热稳盐的系统和采用所述系统处理含有热稳盐的有机胺液的方法。
技术介绍
在石油化工领域内有许多原料气内含有大量酸性气体，比如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)等，需要从中脱除这些酸性气体后才能进入下一步的工艺流程。有机胺法被广泛用于脱除天然气、液化气和烟气中的酸性气体。其中，常用的有机胺包括乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三乙醇胺、N-甲基乙二胺、二异丙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、乙二胺、二乙胺、四甲基乙二胺、哌嗪等。然而，在循环脱除酸性气体的过程中，高温再生过程中有机胺的降解和氧化、气体中携带的无机盐类、气体中的强酸性物质等会导致有机胺中热稳盐含量升高，热稳盐的提高会引起有机胺液发泡和管道腐蚀等问题，也进一步促进了胺液的降解和劣化，形成恶性循环，从而导致胺液脱除酸性气体的能力下降甚至无法使用。每年有大量的废弃胺液需要处理，不仅处理费用巨大，而且造成了资源浪费。为了解决上述问题，现有技术通常是将脱硫胺液过滤后用离子交换法进行净化处理。例如，CN102125803A公开了一种劣质胺液的净化方法，该方法包括以下步骤：(1)固体杂质的过滤：在固定床中过滤介质，将劣质胺液的固体杂质进行过滤，其中，所述过滤介质为分子筛、活性炭和离子交换膜中的一种或多种；(2)酸根离子的交换脱除：将混合好的树脂装填在离子交换柱中，把经过滤好的胺液通过混合型离子交换树脂，在空速为1-50h-1、温度为10-50℃下实现酸根离子的交换脱除；(3)过滤介质和交换树脂的再生：将胺液通过过滤介质的压力降过高，空速过低时，进行过滤介质的再生或更换，以便胺液的顺利过滤，减少过滤时间；当离子交换树脂塔的进口和出口胺液pH值接近时，离子交换树脂进行再生，进行离子交换树脂的再生的空速为1-50h-1、温度为10-50℃；再生后的树脂循环使用。然而，采用上述方法对胺液进行处理，通常只能脱除其中的固体颗粒和热稳定盐阴离子，而无法脱除胺液中的阳离子(例如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等)。而且，离子交换法会消耗大量的碱性溶液(例如NaOH)，排放大量的强碱性废水，在循环脱盐过程中，其废水的排放量甚至达到系统胺液量的1-2倍，废水的COD很高，目前无法进行有效处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有离子交换脱除胺液热稳盐技术中化学剂耗量大，废液排放量大且难以脱除阳离子的缺陷，提供一种脱除有机胺液中热稳盐的系统和采用所述系统处理含有热稳盐的有机胺液的方法，该系统具有脱盐能力强，适用于处理多种含有不同热稳盐类型的有机胺液，组装方便，高度自动化，节约人力成本。采用所述系统处理含有热稳盐的有机胺液，不仅可以实现胺液中阴阳离子的同步脱除且脱除深度高，还能极大地减少或不消耗碱液，废液排放量低，增强有机胺液的可重复使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种脱除有机胺液中热稳盐的系统，该系统包括：有机胺液存储装置、电极液存储装置、除盐水存储装置、膜堆和控制中枢，其中，所述膜堆分别连通所述有机胺液存储装置、所述电极液存储装置和所述除盐水存储装置；所述膜堆设置有至少一个有机胺液进口、有机胺液出口、废液进口、废液出口、电极液进口和电极液出口；所述有机胺液出口处和所述废液出口处分别设置有第一电导率仪和第二电导率仪，用于监测所述有机胺液出口处和所述废液出口处的液体电导率；所述有机胺液出口处至所述有机胺液存储装置之间的物料输送管线上设置有第一调节阀，所述除盐水存储装置至所述废液进口处之间的物料输送管线上设置有第二调节阀；所述系统还包括控制中枢，用于接收来自所述第一电导率仪和第二电导率仪的电导率信号，并根据所述第一电导率仪和第二电导率仪的电导率信号调节所述第一调节阀和所述第二调节阀的开度。本专利技术第二方面提供一种采用前述的脱除有机胺液中热稳盐的系统处理含有热稳盐的有机胺液的方法，所述方法包括将待处理有机胺液由外接管线引入所述系统的有机胺液存储装置，将除盐水引入至所述系统的除盐水存储装置中，将电极液存储装置中通入电极液，然后将所述有机胺液循环泵入所述膜堆的胺液室，将所述除盐水存储装置中的除盐水循环泵入所述膜堆的废液室，将电极液存储装置中的电极液分别循环泵入所述膜堆的阳极室和阴极室；将所述膜堆的阳极板和阴极板分别与电源的正极和负极连接，使循环泵入所述膜堆的待处理有机胺液进行热稳盐脱除处理，得到脱除热稳盐的有机胺液和富集热稳盐的除盐水，待得到的脱除热稳盐的有机胺液和富集热稳盐的除盐水分别满足回收和排放标准时，将处理后得到的脱除热稳盐的有机胺液输送至有机胺液回用系统，将处理后得到的富集热稳盐的除盐水作为废液排放至所述系统外。现有的胺液脱除热稳盐的方法中鲜有涉及阳离子的脱除，然而，阳离子在有机胺中累积到一定程度后(如超过1000ppm)，会极大地影响脱硫有机胺液的脱硫效率。例如，当将含有大量钠离子的胺液用于脱除液化气中的硫化氢时，会造成贫胺液中硫化氢含量升高，液化气脱硫深度下降甚至脱后液化气含硫量超标，其危害性甚至超过了热稳盐阴离子。按照常规理论，胺液本身在水溶液中应该很容易与阳离子交换树脂作用，因此，如果采用阳离子交换树脂来脱除阳离子，那么在脱除阳离子的过程中形成竞争交换关系，造成胺液本身的大量损失，不利于工业化生产，因此，如何有效脱除胺液中的阳离子一直是本领域的技术难题。为了避免阳离子含量过大造成的影响，目前常用的办法是更换新鲜的有机胺，排放处理劣化严重的有机胺，但是这样会导致操作成本的提高、环境的污染以及资源的浪费。本专利技术的专利技术人经过深入研究后发现，含有热稳盐的有机胺在电渗析的作用下，可以使热稳盐中的带电粒子产生定向迁移，进入不同的隔室，不断进行分离、浓缩和脱除，从而实现有机胺液的净化。然而，随着净化过程的进行，有机胺液中的热稳盐浓度不断降低，有机胺液的电导率会逐渐下降，理论上，当热稳盐浓度降低到0或接近0时，有机胺液中几乎没有可以移动的带电粒子，造成有机胺液导电性低。在电渗析过程中胺液室内的有机胺液导电性的下降会导致严重后果，如：(1)有机胺液发生电离并进入除盐水隔室而造成有机胺液的损耗，无法完成进一步的脱盐；(2)会造成电流效率降低，电能进一步转化为热能，导致有机胺液温度升高，对离子交换膜造成不可逆的损害。为了解决这个问题，本专利技术的专利技术人发现，在电渗析的胺液隔室中装填入离子交换树脂，在有机胺液导电性能下降甚至不能导电时，离子交换树脂作为导电介质发挥作用，可以有效促进电渗析过程的进行，提高电渗析脱盐效率。此外，在所述系统中设置控制中枢，可以实现有机胺液中热稳盐脱除过程的全自动化进行，待得到的脱除热稳盐的有机胺液和富集热稳盐的除盐水分别满足回收和排放标准时，可以自动进行净化的有机胺液回收和/或废液排放，有机胺液回收和/或废液排放后系统自动对有机胺液和/或除盐水进行补液，全程无需人工干预，极大地节约了人力成本。因此，本专利技术提供的系统对有机胺液中热稳盐的脱除深度高，自动化程度高，有效降低了操作成本，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱除有机胺液中热稳盐的系统，该系统包括：有机胺液存储装置(1)、电极液存储装置(2)、除盐水存储装置(3)、膜堆(4)和控制中枢(5)，其特征在于，所述膜堆(4)分别连通所述有机胺液存储装置(1)、所述电极液存储装置(2)和所述除盐水存储装置(3)；所述膜堆(4)设置有至少一个有机胺液进口、有机胺液出口、废液进口、废液出口、电极液进口和电极液出口；所述有机胺液出口处和所述废液出口处分别设置有第一电导率仪(91)和第二电导率仪(92)，用于监测所述有机胺液出口处和所述废液出口处的液体电导率；所述有机胺液出口处至所述有机胺液存储装置(1)之间的物料输送管线上设置有第一调节阀(61)，所述除盐水存储装置(3)至所述废液进口处之间的物料输送管线上设置有第二调节阀(62)；所述控制中枢(5)用于接收来自所述第一电导率仪(91)和/或第二电导率仪(92)的电导率信号，并根据所述第一电导率仪(91)和/或第二电导率仪(92)的电导率信号调节所述第一调节阀(61)和/或所述第二调节阀(62)的开度。/n

【技术特征摘要】
1.一种脱除有机胺液中热稳盐的系统，该系统包括：有机胺液存储装置(1)、电极液存储装置(2)、除盐水存储装置(3)、膜堆(4)和控制中枢(5)，其特征在于，所述膜堆(4)分别连通所述有机胺液存储装置(1)、所述电极液存储装置(2)和所述除盐水存储装置(3)；所述膜堆(4)设置有至少一个有机胺液进口、有机胺液出口、废液进口、废液出口、电极液进口和电极液出口；所述有机胺液出口处和所述废液出口处分别设置有第一电导率仪(91)和第二电导率仪(92)，用于监测所述有机胺液出口处和所述废液出口处的液体电导率；所述有机胺液出口处至所述有机胺液存储装置(1)之间的物料输送管线上设置有第一调节阀(61)，所述除盐水存储装置(3)至所述废液进口处之间的物料输送管线上设置有第二调节阀(62)；所述控制中枢(5)用于接收来自所述第一电导率仪(91)和/或第二电导率仪(92)的电导率信号，并根据所述第一电导率仪(91)和/或第二电导率仪(92)的电导率信号调节所述第一调节阀(61)和/或所述第二调节阀(62)的开度。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述膜堆(4)包括相对设置在膜堆(4)两端的阳极板、阴极板和设置在所述阳极板和阴极板之间的含有多个离子交换膜的模组；所述阳极板与所述模组之间的区域形成阳极室(I-1)，所述阴极板与所述模组之间的区域形成阴极室(I-2)；所述多个离子交换膜在所述模组内分隔出多个周期性交替排布的胺液室(II)和废液室(III)；相邻的两个离子交换膜的离子选择透过性不同；在每个所述胺液室(II)的异侧设置所述有机胺液进口和有机胺液出口，在每个所述废液室(III)的异侧设置所述废液进口和废液出口，在所述阳极室(I-1)和阴极室(I-2)的异侧分别设置所述电极液出液口和电极液出口；
所述有机胺液存储装置(1)设置有进液口和出液口，所述出液口与所述有机胺液进口连通，所述进液口与所述有机胺液出口连通，形成有机胺液循环回路；
所述电极液存储装置(2)设置有电极液进液口和电极液出液口，所述电极液出液口与所述电极液进口连通，所述电极液进液口与所述电极液出口连通，形成电极液循环回路；
所述除盐水存储装置(3)设置有除盐水进液口和除盐水出液口，所述除盐水出液口与所述废液进口连通，所述除盐水进液口与所述废液出口连通，形成除盐水循环回路。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述膜堆(4)中分隔出的每个所述胺液室(II)的两个所述离子交换膜之间还装填离子交换树脂；所述离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和/或强碱性阴离子交换树脂。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述膜堆(4)为阴阳膜堆或双极膜堆，所述膜堆(4)中相邻的两个选择透过性不同的离子交换膜包括第一离子交换膜(A)和第二离子交换膜(B)；
当所述膜堆(4)为阴阳膜堆时，所述第一离子交换膜(A)和第二离子交换膜(B)各自为阴离子交换膜或阳离子交换膜；当所述膜堆(4)为双极膜堆时，所述第一离子交换膜(A)和第二离子交换膜(B)各自为阴离子交换膜或双极膜。


5.根据权利要求2-4中任意一项所述的系统，其中，所述有机胺液循环回路中还连接有有机胺液输出管线，用于将脱除热稳盐的有机胺液输出至有机胺液回用系统，所述有机胺液输出管线上设置有第三调节阀(63)，所述除盐水循环回路中还连接有废液外排管线，用于将废液排...

【专利技术属性】
技术研发人员：童扬传，朱纯峰，周跃，李云龙，
申请(专利权)人：北京思践通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11