用于从酸气捕获设备脱除盐的离子交换剂的再生制造技术

一种用于使用胺溶剂从进料气体物流中脱除胺可捕获气体的方法，该方法包括：（ａ）将进料气体物流与贫胺溶剂接触以形成富胺溶剂，其中热稳定盐存在于富胺溶剂中；（ｂ）从所述富胺溶剂中汽提胺可捕获气体以形成贫胺溶剂和塔顶回流物流；（ｃ）周期性地将至少部分贫胺溶剂和富胺溶剂中的一种或两者与阴离子交换树脂接触以形成第一热稳定盐贫胺溶剂；（ｄ）周期性地再生阴离子交换树脂，其中在再生阴离子交换树脂的过程中，使用至少部分的回流物流洗涤来自阴离子交换树脂的胺溶剂以产生第二热稳定盐贫胺溶剂；和（ｅ）再循环至少部分的第一和第二热稳定盐贫胺溶剂以用于在从进料气体中捕获胺可捕获气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从酸气捕获设备脱除盐的离子交换剂的再生
在一方面，本专利技术涉及用于再生用于从溶液中捕获盐的离子交换剂 的工艺。根据另一方面，本专利技术涉及离子交换工艺和酸气捕获工艺的结 合。在具体的优选实施方式中，捕获的酸气包括一种或多种二氧化硫、 辟b化氢和二氧化石灰。
技术介绍
通过在含水胺溶剂中吸收从气体物流(gas stream )例如烟道气(flue gas )或含烃物流中分离酸气例如二氧化硫、疏化氢或二氧化碳的公知的。 在Gas Purification,第五版，编者Arthur L. Kohl和Richard B. Nielsen, Gulf Publishing Company, Houston, TX中描述了许多这些工艺，其被称 为胺处理器工艺(amine treater process )。胺处理器工艺使用可再生的胺溶剂，由酸气在一温度下在所述溶剂 中被捕获，及所述酸气在通常更高的温度下从所述溶剂中解吸或汽提 (stripped)。可以选择用于从进料物流中脱除给定酸气组分的胺溶剂，以使酸气 可以通过汽提从所述溶剂中脱除。如果使用物流汽提，则为了从溶剂中 分离酸气，当在溶液中时所述酸气必须是可挥发的。优选地，胺的共辄 酸的酸电离常数(pKa )具有高于酸气的pKa不多于约3或4个单位的值。 如果在pKa上的差别大于约3或4个单位，则胺和酸之间形成的盐过于 稳定以至于不能通过物流汽提实际地分离。在商业操作中，酸气捕获工艺经历了入口 ( ingress )和/或工艺中(in process)比脱除工艺设计所针对的酸要更强的酸的生成。这些更强的酸 与不可以蒸汽再生的胺溶剂形成盐并因此称为热稳定胺盐或仅称之为热稳定盐。如果所述热稳定盐可以蓄积，它们将最终中和溶剂中的所有胺，使 其不能如预期的与酸气组分反应并脱除所述酸气组分。相应地，用于脱 除热稳定盐的条件(provision)对于其中强酸在所述胺溶剂中蓄积的系 统是必须的。已知多种用于乂人胺气处理溶液(amine gas treating solutions )中脱除蒸馏出游离胺(见例如"Gas Purification" , p255ff)、电渗析(见例如 US 5,292,407 )和离子交换(见例如US 4,122,149; US4,113,849; US4,970,344; US 5，045,291; US 5,292,407; US 5,368,818; US 5,788,864和 US 6,245,128)。离子交换工艺的 一个问题在于，离子交换介质或树脂必须时常地 (from time to time )再生。在离子交换工艺的加载阶段(loading stage ), 随着热稳定盐从所述胺溶剂中脱除，阴离子脱除能力用尽。当离子交换 树脂的阴离子脱除能力以具体量用尽或降低时，中止富含热稳定盐的胺 溶剂到离子交换树脂中的进料，以使离子交换树脂可以再生。由于离子 交换树脂再生剂通常会被送去废水处理或以其它方式被处置(disposed of),在起动树脂再生剂流向塔之前，可以用大量的水置换(displaced) 和洗涤在胺树脂床中的胺溶剂以在离子交换树脂被再生前回收稀释的 胺溶剂溶液。如果稀释的胺溶剂溶液被返送至酸气捕获工艺，由此避免 了胺溶剂的损失，这在酸气捕获工艺中将水引入胺溶剂，因此稀释了在 胺处理器工艺中胺溶剂在溶剂溶液中的浓度。胺处理器工艺被设计以在固定的优化的胺溶剂浓度下工作。因此， 胺溶剂的稀释是不合要求的。相应地，如果稀释的胺溶液被返送至酸气 处理方法中，应从胺溶剂中脱除水，或者稀释的胺溶剂物流可排放到废 水中，这导致胺溶剂的损失。专利技术概述根据本专利技术的 一 个实施方式，提供了用于再生离子交换树脂的改善 的工艺。特别地，已经确定，可以通过结合胺处理器与离子交换工艺而 最小化胺稀释的不足和在加载步骤后有效地回收胺所需的大量水洗。在操作中，离子交换介质(在本文中， 一般称为树脂)可以包含于 例如在塔中提供的填料床(packed bed)中。富含热稳定盐的胺溶剂通 过所述塔。在胺溶剂通过所述塔的过程中，所述热稳定盐被离子交换树 脂捕获。当确定要再生所述离子交换树脂时，中止通过所述塔的胺吸收 剂流，并进料再生剂通过塔。优选地，在再生离子交换介质前，从所述 塔中脱除全部或基本上全部的胺溶剂。通过在耗尽步骤(exhaustion step)的最后使用胺处理器再生塔的回流来置换和洗涤离子交换塔的胺，可以降低通过返送稀释的胺溶液所产生的胺稀释的量，所述稀释的胺溶液是通过在离子交换树脂的再生工艺前来自塔的胺而形成的。所用的包含胺溶剂的回流可以接着被再循环至胺处理器工艺。因为此洗涤水来源于处理溶剂自身并因此并不会导致工艺中胺的稀释，可以使用大量的回流以确保从塔中的高程度的胺回收并可返回至胺处理器工艺。优选地，由蒸气汽提回流物流获得并用以从离子交换床洗涤胺吸收剂的离子交换床洗涤水，被再循环至酸气捕获工艺 而并不加入任何补充水。相应地，用于从离子交换床脱除胺吸收剂的洗涤水源可以主要地或 基本上是从酸气捕获工艺中获得的水。这提供了两个有益效果。第一， 降低了或基本上消除了胺溶剂的稀释。特别地，如果没有从处理器工艺 之外的来源添加附加工艺水至洗涤水进料物流，则用于从离子交换床冲 洗胺的仅有的水是从酸气捕获工艺中获得的(即，回流物流)。相应地， 没有胺吸收剂的净稀释(net dilution)发生。如果由于回流的有限的可 用性而需要部分额外的补充水，则与仅使用外源洗涤水相比较，稀释量 则实质性降低。另一个有益效果在于，通过再循环包含胺吸收剂的洗涤 水至胺处理器工艺，避免了或至少减少了必须被处置或处理的洗涤水流 出物流的产生。根据本专利技术的另一方面，在离子交换树脂再生前，使用优选由回流 物流得到的酸性溶液以提供洗涤水以从离子交换器中脱除酸气吸收剂。 所用的洗涤水可以包含由在胺处理器工艺中使用的汽提塔得到的全部 或部分的回流物流。例如，如果使用胺处理器工艺处理包含二氧化硫的 进料气体物流，则回流在溶液中将包含亚硫酸，即二氧化硫的水合物。 另一方面，如果使用胺处理器工艺来处理包含硫化氢和/或二氧化碳的进 料气体物流，则回流物流将包含碳酸和/或硫化氢。如果溶解在回流中的 酸气的浓度小于5 wt%,更优选地小于3 wtQ/。和最优选地小于2 wt%， 此回流物流是酸性的，但并不干扰再生工艺。根据本专利技术的另 一 实施方式，应认识到如果可以通过其它方法控制 在处理器胺溶剂中的水浓度，例如4非放(blowing down)回流至预涤气 装置(prescmbber),用以/人离子交换床脱除胺溶剂的洗涤水可以由供 选择的来源获得。 在胺处理器工艺中，典型地，在将进料气体与含水胺溶剂接触前， 骤冷热的进料气体以防止所述胺溶剂的降解和脱水。骤冷工艺利用水的 蒸发来冷却并且水使气体饱和。通常在例如喷射预涤气装置中进行此冷却。伴随水的部分排出以控制pH、所溶解的固体的浓度和悬浮固体的浓度，通过泵再循环预涤气装置中的水至喷射喷嘴。加入补充水(通常 为去离子水或蒸汽冷凝物)至预涤气装置以保持水藏量恒定。根据本发 明的另 一方面，使用离子交换工艺中的流出物流作为预涤气装置中的补 充水，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用胺溶剂从进料气体物流中脱除胺可捕获气体的方法，该方法包括：　（ａ）将进料气体物流与贫胺溶剂接触以形成富胺溶剂，其中热稳定盐存在于富胺溶剂中；　（ｂ）从所述富胺溶剂中汽提胺可捕获气体以形成贫胺溶剂和塔顶回流物流；　（ｃ）周期性地将至少部分贫胺溶剂和富胺溶剂中的一种或两者与阴离子交换树脂接触以形成第一热稳定盐贫胺溶剂；　（ｄ）周期性地再生阴离子交换树脂，其中在再生阴离子交换树脂的过程中，使用至少部分的回流物流洗涤来自阴离子交换树脂的胺溶剂以产生第二热稳定盐贫胺溶剂；和　（ｅ）再循环所述至少部分的第一和第二热稳定盐贫胺溶剂以用于在从进料气体中捕获胺可捕获气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JN萨利斯，
申请(专利权)人：坎索尔夫科技公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]