胺在线净化设备

热稳态盐（Heat Stable Salts，HSS）

1 HSS的组成和成因

        在胺液吸收塔的进口工艺流中，胺与酸性组分和氧气反应生成盐，常见的有盐酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、氰化物，硫氰酸盐、氯化物和硫代硫酸盐等，其中加热的方式不能再生的盐统称为热稳态盐。根据DOW化学研究表明热稳态盐总的水平不得超过总溶液的0.5～1％，其中典型盐的组分的推荐限值

见表3 。

表3 热稳态盐中典型盐类组分限值 单位：ppm

盐种     草酸盐   氯化物   硫酸盐   加酸盐    乙酸盐    硫代硫酸盐      硫氰酸盐

限值      250       500        500         500       1000         10000              10000

       可见，在相同的浓度下，草酸对碳钢具有最高的腐蚀性，甚至5000ppm的浓度会比其他阴离子在10000ppm浓度下有更高的腐蚀性。

       影响HSS形成的原因很多，主要有以下几种情况，原料气中的SO2、CN和氯，在胺液中反应可以生成硫酸盐、硫代硫酸盐或硫氰酸盐、盐酸盐；原料气中CN能直接水解为甲酸；原料气中的氧从胺液中析出形成降解物、甲酸盐和乙酸盐；原料气中CO在碱性的条件下直接反应生成甲酸，同时还能生成甲酰胺。胺液出现起泡，溶液的颜色改变和溶液中铁硫化物这些都是典型的HSS引起腐蚀的警戒征兆

2 HSS存在的不良后果

       有机胺虽然不会与CO2反应生成嗯哇烷酮类变质产物，但由于其碱性较弱，与强酸(如甲酸、乙酸、草酸等)反应能生成HSS，此盐很难分解，在溶液中长期积累对胺液发挥性能有害，比常规胺法严重得多。此外，氧也会与CO2或H2S反应生成甲酸或硫代硫酸等，然后与MDEA成盐，这些物质在溶液中长期积累到一定程度后，就会改变溶液的pH值、粘度、表面张力等，从而造成溶液起泡、净化度变差以及设备腐蚀加剧；而且热稳定性盐在再生过程中也不会分解，造成有效胺的损失。

      胺法脱硫脱碳装置普遍存在胺液中热稳态盐的积聚问题，HSS的增加不仅导致装置设备和管线的腐蚀，胺液过滤器的频繁更换，而且容易引起胺液发泡，增加胺液的损耗，降低脱硫效率，需要消耗更多的再生蒸汽。

       形成的HSS阴离子很容易取代硫化亚铁上的硫离子与铁离子结合，而破坏了硫化亚铁保护层，造成设备和管线的腐蚀加剧。即二级腐蚀，反应机理如下，该过程中HSS起到了加速腐蚀的作用。排除应力腐蚀和用材失误的前提下，对腐蚀产物的分析表明，HSS是造成脱硫装置腐蚀的根本原因。

FeS + 6SCN- －－ Fe(SCN)6 4- + S2-

FeS + C2O4 2- －－ Fe(C2O4) + S2- 

胺液净化技术

       胺溶液中HSS 浓度的不断升高会导致许多与腐蚀相关的设备维修费用，胺的损耗和昂贵的过滤器更换费用。去除HSS，可以排放掉一部分胺液，也可以在HSS浓度达到一定程度对胺进行净化，但这两种方法费用都很高。胺液净化系统能连续地去除胺溶液中的热稳态盐，从而确保胺溶液稳定工作，并能明显地节省费用。

1  胺液净化系统

胺液净化系统是安装在贫胺液泵出口回流线的支线上，由滤芯式过滤器（保护树脂）、树脂床、配碱系统、水循环系统以及 PLC 控制系统等五部分组成。经过技术改进后设备体积更小，物料消耗更少，产生的废液更少。

保护式过滤器：在胺液进入树脂床之前，净化装置设置了一滤芯式过滤器，主要是对树脂床起到一定的保护作用，有效防止树脂受到大的污染以减少树脂的更换和延长树脂的使用寿命。

树脂床：采用扁平床离子交换技术，不同于传统离子交换，它具有床层矮，效率高，消耗低，树脂用量只有传统离子交换用量的 10%，约几十升。

配碱系统：树脂再生时所需碱液浓度约 4%。树脂经过碱液再生后，用除盐水冲洗树脂中残余的碱液，这部分水回收至该碱罐用于下一个循环，从而降低废水排放量和碱液的消耗。同时为便于分别处置，胺液净化设备废液将再生废碱液和淋洗废水分成两股，再生产生的废液可以排入酸性水汽提装置或是用于液化气、汽油的碱洗系统，淋洗废水直排地沟。

水循环系统：贫液通过树脂床时，在每个运行周期内都会有少量的胺液会黏附在树脂表面，为减少胺损必须用大量的水进行冲洗，但是过量的冲洗水会因此带入到系统内，降低胺液使用浓度，为此设备增设了水循环系统，以去除单位质量 HSS 计，带入的水量可以下降约 50%以上。

PLC 控制系统：采用对用户开放，可单独操作的 PLC 自动控制系统、流量、运行状态、运行周期数及各种报警都可在触摸屏显示，操作人员可通过触摸屏监视设备工作状态，并能根据现场实际情况对参数进行修改以实现对设备的优化。

2工作流程

      胺液净化系统安装在冷却和活性炭过滤装置后的贫胺输送线上，胺液净化系统能自动连续循环操作，每个循环时间因型号不同而变化。贫胺溶液经过滤器后进入树脂床，离子交换树脂去除热稳态盐，净化后的胺溶液被输送到闪蒸罐或返回到胺储罐，经过几分钟的运行后，系统清洗树脂床中的胺，树脂再生开始。

      稀释的氢氧化钠溶液用来逆流再生树脂。胺液净化设备从氢氧化钠贮槽中吸入高浓度的氢氧化钠，再自动稀释到适当的浓度。水被用来清洗树脂床中剩余的少量的氢氧化钠，在树脂再生和清洗过程中会产生废水，这些废水含有氢氧化钠和热稳态盐，在进入厂废水处理站之前要预先中和，废水不会对人体产生危害，也不需要专门处理。

     胺液净化系统可以经调节操作条件而达到最佳的设备性能。负载步骤的时间也可以根据最初HSS 的高浓度降到以后稳定的低浓度来调节。

3设备优点及工作效果

       如果通过不断地倾倒部分胺溶液或短期胺溶液处理来去除HSS，那么胺溶液的化学成分将会不断地变化，从而要求不断地改变工艺条件。本系统能连续去除HSS 允许在无需特别关注的条件下使系统进行持续稳定的运行。

        使用胺液净化净化设备很大程度地较少腐蚀，胺处理装置使用寿命延长数年，设备维护费用降低；减少过滤器的更换费用和更换频率；少用或不用阻泡剂、中和剂和抗腐蚀剂，减少发泡，甚至不发泡，这样提高了工作效率，增加了能用来有效工作的胺量