脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的去除與檢測(cè).pdf

1、采用胺液脫硫是石油天然氣工業(yè)常用的方法。胺液在脫硫過(guò)程中由于降解等原因?qū)е聼岱€(wěn)態(tài)鹽(HeatStableSalts,簡(jiǎn)稱HSS)的產(chǎn)生和積累，進(jìn)而引起胺液發(fā)泡、胺液脫硫效率下降、過(guò)濾器壽命減短和設(shè)備腐蝕等嚴(yán)重后果，造成重大的的經(jīng)濟(jì)損失。本論文就脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的去除和檢測(cè)提出新的方法。設(shè)計(jì)出采用電解水去除熱穩(wěn)態(tài)鹽的電化學(xué)裝置，建立了檢測(cè)脫硫胺液中的熱穩(wěn)態(tài)鹽的電滲析離子交換-離子色譜法。 本論文共分為三章： 第一章介紹了

2、熱穩(wěn)態(tài)鹽的形成及危害，評(píng)價(jià)了現(xiàn)有關(guān)于熱穩(wěn)態(tài)鹽的去除和檢測(cè)方法，提出本論文研究熱穩(wěn)態(tài)鹽去除方法和檢測(cè)的技術(shù)路線和創(chuàng)新意義。 第二章分為四節(jié)：第一節(jié)為前言部分，簡(jiǎn)要介紹了本章的工作內(nèi)容。第二節(jié)介紹了胺液脫硫裝置中熱穩(wěn)態(tài)鹽電化學(xué)去除法原理及工藝流程，給出了兩種不同規(guī)格電化學(xué)去除裝置的工作參數(shù)及設(shè)計(jì)方案，初步評(píng)價(jià)裝置的特點(diǎn)。第三節(jié)介紹了小型電化學(xué)去除裝置，配制含HSS模擬胺液在不同實(shí)驗(yàn)條件下利用該裝置進(jìn)行HSS的去除實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，本裝

3、置所承受最大電流為1.2A，最大流速為5.5mL/min，在電流為0.8A，流速為3.0mL/min下，HSS為5％的胺液經(jīng)循環(huán)3次可達(dá)到去除目標(biāo)值，裝置去除率較高，可達(dá)89.9％。第四節(jié)介紹了放大了的去除裝置，并利用該裝置進(jìn)行熱穩(wěn)態(tài)鹽的去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本裝置可一次性去除HSS至目標(biāo)值所允許HSS的最高濃度為2.0％。本裝置的電流效率為64％～78％。本裝置最大流量可至35mL/min，當(dāng)胺液含有高濃度的HSS(3％)時(shí)，須在同一電

4、流和流量下多次循環(huán)方可達(dá)到去除目標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)中循環(huán)3次。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中比較了大電流(3A)、一次循環(huán)和小電流(1.5A)、多次循環(huán)(2次)兩種模式的能耗，結(jié)果表明小電流、多次循環(huán)模式能耗較低。在實(shí)驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)中，對(duì)本方法的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行初步預(yù)算，并參照文獻(xiàn)以及到工廠進(jìn)行實(shí)地考察，與傳統(tǒng)的離子交換法做對(duì)比，結(jié)果表明本方法運(yùn)行費(fèi)用為150.95元/噸，日運(yùn)行費(fèi)用為42.26元，較離子交換法低，約為其費(fèi)用一半。 第三章分為兩節(jié)：第一節(jié)介紹了

5、電滲析離子交換-離子色譜法檢測(cè)脫硫胺液中的熱穩(wěn)態(tài)鹽。設(shè)計(jì)了一種填有強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂的電滲析離子交換裝置，建立了電滲析離子交換-離子色譜法檢測(cè)脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的分析方法，并分析了其工作原理。含有熱穩(wěn)態(tài)鹽的胺液流經(jīng)電滲析離子交換裝置后，熱穩(wěn)態(tài)鹽由胺液介質(zhì)轉(zhuǎn)化為水介質(zhì)。熱穩(wěn)態(tài)鹽的介質(zhì)轉(zhuǎn)換及離子交換樹脂的再生過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，無(wú)需間歇操作。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了電滲析離子交換的較佳實(shí)驗(yàn)條件：胺液流量1.0mL/min，電流100mA，胺液循環(huán)次數(shù)

6、4次，分析無(wú)機(jī)陰離子的洗脫液為3.5mmol/LNa2CO3+1.0mmol/LNaHCO3，分析有機(jī)陰離子的洗脫液為0.5mmol/LNa2CO3+0.5mmol/LNaHCO3。在此條件下分析熱穩(wěn)態(tài)鹽試樣，得到Cl-，SO42-，HCOO-，CH3COO-，CH3CH2COO-的檢測(cè)限分別為0.005，0.02，0.01，0.05，0.08mg/L，線性范圍為0.09～100mg/L，加標(biāo)回收率為81.0％～113.0％。該方法只用

7、水無(wú)需采用化學(xué)試劑，且方法簡(jiǎn)單、快速、靈敏、準(zhǔn)確。第二節(jié)在參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以自制的離子交換柱，建立起離子交換-容量法檢測(cè)脫硫胺液中的熱穩(wěn)態(tài)鹽，為第二章“脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的電化學(xué)去除法”中熱穩(wěn)態(tài)鹽總量的檢測(cè)提供快速方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法中樹脂柱高度為12cm，流速范圍為0.8～1.2mL/min時(shí)效果最佳。由結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)得本方法平均回收率為99.5％，線性范圍為0.5％～3％，精密度為0.16％～0.42％，檢出限為0.5％。當(dāng)

8、胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽含量較高時(shí)，該方法準(zhǔn)確可靠，可作為常規(guī)總量分析的一種檢測(cè)方法。 本課題的創(chuàng)新性在于： 1.首次設(shè)計(jì)了一種采用電解水產(chǎn)生再生離子連續(xù)去除脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的電化學(xué)裝置，并在小槽及放大實(shí)驗(yàn)中取得滿意數(shù)據(jù)。 2.采用電解水去除脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的電化學(xué)方法既克服了電滲析法不能深度去除熱穩(wěn)態(tài)鹽的缺點(diǎn)，又克服了離子交換法不能連續(xù)去除熱穩(wěn)態(tài)鹽的缺點(diǎn)。 3.率先研制出一種離子色譜法檢測(cè)脫硫胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的