熱穩(wěn)態(tài)鹽（Heat Stable Salts，HSS）

1 HSS的組成和成因

? ? ? ? 在胺液吸收塔的進(jìn)口工藝流中，胺與酸性組分和氧氣反應(yīng)生成鹽，常見的有鹽酸鹽、硫酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、草酸鹽、氰化物，硫氰酸鹽、氯化物和硫代硫酸鹽等，其中加熱的方式不能再生的鹽統(tǒng)稱為熱穩(wěn)態(tài)鹽。根據(jù)DOW化學(xué)研究表明熱穩(wěn)態(tài)鹽總的水平不得超過總?cè)芤旱?.5～1％，其中典型鹽的組分的推薦限值

見表3 。

表3 熱穩(wěn)態(tài)鹽中典型鹽類組分限值 單位：ppm

鹽種? ? ?草酸鹽? ?氯化物? ?硫酸鹽? ?加酸鹽? ? 乙酸鹽? ? 硫代硫酸鹽? ? ? 硫氰酸鹽

限值? ? ? 250? ? ? ?500? ? ? ? 500? ? ? ? ?500? ? ? ?1000? ? ? ? ?10000? ? ? ? ? ? ??10000

? ? ? ?可見，在相同的濃度下，草酸對碳鋼具有最高的腐蝕性，甚至5000ppm的濃度會(huì)比其他陰離子在10000ppm濃度下有更高的腐蝕性。

? ? ? ?影響HSS形成的原因很多，主要有以下幾種情況，原料氣中的SO2、CN和氯，在胺液中反應(yīng)可以生成硫酸鹽、硫代硫酸鹽或硫氰酸鹽、鹽酸鹽；原料氣中CN能直接水解為甲酸；原料氣中的氧從胺液中析出形成降解物、甲酸鹽和乙酸鹽；原料氣中CO在堿性的條件下直接反應(yīng)生成甲酸，同時(shí)還能生成甲酰胺。胺液出現(xiàn)起泡，溶液的顏色改變和溶液中鐵硫化物這些都是典型的HSS引起腐蝕的警戒征兆

2 HSS存在的不良后果

? ? ? ?有機(jī)胺雖然不會(huì)與CO2反應(yīng)生成嗯哇烷酮類變質(zhì)產(chǎn)物，但由于其堿性較弱，與強(qiáng)酸(如甲酸、乙酸、草酸等)反應(yīng)能生成HSS，此鹽很難分解，在溶液中長期積累對胺液發(fā)揮性能有害，比常規(guī)胺法嚴(yán)重得多。此外，氧也會(huì)與CO2或H2S反應(yīng)生成甲酸或硫代硫酸等，然后與MDEA成鹽，這些物質(zhì)在溶液中長期積累到一定程度后，就會(huì)改變?nèi)芤旱膒H值、粘度、表面張力等，從而造成溶液起泡、凈化度變差以及設(shè)備腐蝕加?。欢覠岱€(wěn)定性鹽在再生過程中也不會(huì)分解，造成有效胺的損失。

? ? ? 胺法脫硫脫碳裝置普遍存在胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽的積聚問題，HSS的增加不僅導(dǎo)致裝置設(shè)備和管線的腐蝕，胺液過濾器的頻繁更換，而且容易引起胺液發(fā)泡，增加胺液的損耗，降低脫硫效率，需要消耗更多的再生蒸汽。

? ? ? ?形成的HSS陰離子很容易取代硫化亞鐵上的硫離子與鐵離子結(jié)合，而破壞了硫化亞鐵保護(hù)層，造成設(shè)備和管線的腐蝕加劇。即二級腐蝕，反應(yīng)機(jī)理如下，該過程中HSS起到了加速腐蝕的作用。排除應(yīng)力腐蝕和用材失誤的前提下，對腐蝕產(chǎn)物的分析表明，HSS是造成脫硫裝置腐蝕的根本原因。

FeS + 6SCN- －－ Fe(SCN)6 4- + S2-

FeS + C2O4 2- －－ Fe(C2O4) + S2-?

?

胺液凈化技術(shù)

? ? ? ?胺溶液中HSS 濃度的不斷升高會(huì)導(dǎo)致許多與腐蝕相關(guān)的設(shè)備維修費(fèi)用，胺的損耗和昂貴的過濾器更換費(fèi)用。去除HSS，可以排放掉一部分胺液，也可以在HSS濃度達(dá)到一定程度對胺進(jìn)行凈化，但這兩種方法費(fèi)用都很高。胺液凈化系統(tǒng)能連續(xù)地去除胺溶液中的熱穩(wěn)態(tài)鹽，從而確保胺溶液穩(wěn)定工作，并能明顯地節(jié)省費(fèi)用。

1? 胺液凈化系統(tǒng)

胺液凈化系統(tǒng)是安裝在貧胺液泵出口回流線的支線上，由濾芯式過濾器（保護(hù)樹脂）、樹脂床、配堿系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及 PLC 控制系統(tǒng)等五部分組成。經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)后設(shè)備體積更小，物料消耗更少，產(chǎn)生的廢液更少。

保護(hù)式過濾器：在胺液進(jìn)入樹脂床之前，凈化裝置設(shè)置了一濾芯式過濾器，主要是對樹脂床起到一定的保護(hù)作用，有效防止樹脂受到大的污染以減少樹脂的更換和延長樹脂的使用壽命。

樹脂床：采用扁平床離子交換技術(shù)，不同于傳統(tǒng)離子交換，它具有床層矮，效率高，消耗低，樹脂用量只有傳統(tǒng)離子交換用量的 10%，約幾十升。

配堿系統(tǒng)：樹脂再生時(shí)所需堿液濃度約 4%。樹脂經(jīng)過堿液再生后，用除鹽水沖洗樹脂中殘余的堿液，這部分水回收至該堿罐用于下一個(gè)循環(huán)，從而降低廢水排放量和堿液的消耗。同時(shí)為便于分別處置，胺液凈化設(shè)備廢液將再生廢堿液和淋洗廢水分成兩股，再生產(chǎn)生的廢液可以排入酸性水汽提裝置或是用于液化氣、汽油的堿洗系統(tǒng)，淋洗廢水直排地溝。

水循環(huán)系統(tǒng)：貧液通過樹脂床時(shí)，在每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)都會(huì)有少量的胺液會(huì)黏附在樹脂表面，為減少胺損必須用大量的水進(jìn)行沖洗，但是過量的沖洗水會(huì)因此帶入到系統(tǒng)內(nèi)，降低胺液使用濃度，為此設(shè)備增設(shè)了水循環(huán)系統(tǒng)，以去除單位質(zhì)量 HSS 計(jì)，帶入的水量可以下降約 50%以上。

PLC 控制系統(tǒng)：采用對用戶開放，可單獨(dú)操作的 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)、流量、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行周期數(shù)及各種報(bào)警都可在觸摸屏顯示，操作人員可通過觸摸屏監(jiān)視設(shè)備工作狀態(tài)，并能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對參數(shù)進(jìn)行修改以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的優(yōu)化。

2工作流程

? ? ? 胺液凈化系統(tǒng)安裝在冷卻和活性炭過濾裝置后的貧胺輸送線上，胺液凈化系統(tǒng)能自動(dòng)連續(xù)循環(huán)操作，每個(gè)循環(huán)時(shí)間因型號不同而變化。貧胺溶液經(jīng)過濾器后進(jìn)入樹脂床，離子交換樹脂去除熱穩(wěn)態(tài)鹽，凈化后的胺溶液被輸送到閃蒸罐或返回到胺儲(chǔ)罐，經(jīng)過幾分鐘的運(yùn)行后，系統(tǒng)清洗樹脂床中的胺，樹脂再生開始。

? ? ? 稀釋的氫氧化鈉溶液用來逆流再生樹脂。胺液凈化設(shè)備從氫氧化鈉貯槽中吸入高濃度的氫氧化鈉，再自動(dòng)稀釋到適當(dāng)?shù)臐舛?。水被用來清洗樹脂床中剩余的少量的氫氧化鈉，在樹脂再生和清洗過程中會(huì)產(chǎn)生廢水，這些廢水含有氫氧化鈉和熱穩(wěn)態(tài)鹽，在進(jìn)入廠廢水處理站之前要預(yù)先中和，廢水不會(huì)對人體產(chǎn)生危害，也不需要專門處理。

? ? ?胺液凈化系統(tǒng)可以經(jīng)調(diào)節(jié)操作條件而達(dá)到最佳的設(shè)備性能。負(fù)載步驟的時(shí)間也可以根據(jù)最初HSS 的高濃度降到以后穩(wěn)定的低濃度來調(diào)節(jié)。

3設(shè)備優(yōu)點(diǎn)及工作效果

? ? ? ?如果通過不斷地傾倒部分胺溶液或短期胺溶液處理來去除HSS，那么胺溶液的化學(xué)成分將會(huì)不斷地變化，從而要求不斷地改變工藝條件。本系統(tǒng)能連續(xù)去除HSS 允許在無需特別關(guān)注的條件下使系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

? ? ? ? 使用胺液凈化凈化設(shè)備很大程度地較少腐蝕，胺處理裝置使用壽命延長數(shù)年，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用降低；減少過濾器的更換費(fèi)用和更換頻率；少用或不用阻泡劑、中和劑和抗腐蝕劑，減少發(fā)泡，甚至不發(fā)泡，這樣提高了工作效率，增加了能用來有效工作的胺量