專利名稱：：一種用于吸收劑再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于吸收劑回收利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其指用吸收劑分離氣體的富吸收劑再生技術(shù)。
背景技術(shù)：
：吸收是化工分離工程的一個重要操作單元，吸收工藝主要有填料塔法、旋流板塔法、噴淋塔法、沖擊法等。用于吸收分離的吸收劑在運(yùn)行一定時間之后，將失去活性，需要再生或解吸之后才能繼續(xù)利用，否則將作為廢棄物扔掉。目前的再生方法幾乎都是在再塔中用高溫解吸。天然氣是烴和多種雜質(zhì)其他的混合物，其中包括硫化氫、二氧化碳等酸性氣體。天然氣凈化主要以氨法為主，四川地區(qū)先后建設(shè)了近20多套氨吸收法天然氣凈化裝置，總處理能力達(dá)2400X1041113/(1。其中，大部分吸收劑為MDEA(N-甲基二乙醇胺)。MDEA溶液在凈化過程中通常是穩(wěn)定的，但由于天然氣攜帶的高礦化度地層水、緩蝕劑、甲醇等雜質(zhì)以及游離氧進(jìn)入溶液等情況，導(dǎo)致MDEA變質(zhì)。MDEA的變質(zhì)不僅造成胺的損失使吸收液的有效胺濃度下降，增加了溶劑消耗費(fèi)用，而且不少變質(zhì)產(chǎn)物使溶液腐蝕性增強(qiáng)、易發(fā)跑并增加了溶液粘度、加劇了能源消耗。每年因污染嚴(yán)重被廢棄的MDEA不但對環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而且大大增加生產(chǎn)成本。由文獻(xiàn)"MDEA溶液脫碳性能的綜合評價"(化肥工業(yè)，2001年第三期，pp25-59)、"催化干氣脫硫和溶劑再生系統(tǒng)改造"(當(dāng)代化工，2007年第五期，卯451—461)和"廢MDEA溶液回收技術(shù)研究"(石油化工應(yīng)用，2006年第一期，ppl8-20)可以知道，目前國內(nèi)外普遍釆用蒸汽汽提法再生MDEA，即在再生塔內(nèi)采用大量熱氣把硫化物吹脫出吸收液。使用該工藝進(jìn)行MDEA溶液再生首先是要將廢液泵入閃蒸罐升溫到56'C進(jìn)行閃蒸，然后進(jìn)入再生塔繼續(xù)加熱至125'C解吸，最后進(jìn)入再生塔低的重沸器被進(jìn)一步加熱解吸，此時溫度達(dá)到148"C左右。采用該工藝再生1立方米的吸收劑需要耗費(fèi)100200千克蒸汽，能耗相當(dāng)高。雖然多年來通過大量的工業(yè)實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)室研究對吸收塔的結(jié)構(gòu)、填料品種和吸收劑成分進(jìn)行了大量的改進(jìn)，但是收效不大。本發(fā)明采用膜蒸餾技術(shù)再生富MDEA，中空纖維膜接觸器的裝填密度大，單位體積的接觸面積達(dá)30005000m々m3，比再生塔高幾十倍，效率高，適用范圍廣；而且膜接觸器作為一個單元設(shè)備，可以任意組合，既可串聯(lián)，也可并聯(lián)，可放大性好，易于工業(yè)化，投資少，操作簡單費(fèi)用低，設(shè)備緊湊占地小，易于實(shí)現(xiàn)自動化管理；再生溫度低，節(jié)約能源并可實(shí)現(xiàn)分離物的資源化回收。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為脫酸性氣體(如含硫化氫、硫醚、硫醇、二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等等氣體)的富吸收劑提供一種高效節(jié)能的再生方法，本發(fā)明也適用其他種類吸收劑回收或解吸。使用膜蒸餾技術(shù)，尋找優(yōu)化的操作工藝和操作條件，將失去活性的吸收劑經(jīng)膜組件進(jìn)行再生，使吸收液重新利用，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明將膜組件做為一個單元設(shè)備，富吸收劑在膜組件殼程流動，滲透過膜的氣體進(jìn)入管程，由真空泵抽吸到收集罐回收。再生后的吸收劑被收集到儲液罐以便重新使用。該系統(tǒng)包括采用疏水性微孔膜組件、過濾器、換熱器、恒溫槽、真空泵、儲液罐等設(shè)備，壓力表、流量計等儀表。該發(fā)明的具體方案為吸收液富液經(jīng)泵進(jìn)入過濾器進(jìn)行料液再生的過濾。過濾后的料液經(jīng)過流量計計量，進(jìn)入換熱器加熱到設(shè)定溫度(307(TC)，再進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜蒸餾分離，再生后的料液經(jīng)過流量計計量后去吸附塔。解吸出來的酸性氣體由膜組件管程出口處的氣體流量計進(jìn)行測定，進(jìn)入冷凝器冷凝回收。由真空泵、真空罐和真空壓力變送器控制膜組件管程的真空度，壓力范圍在2.525MPa。膜組件采用微孔中空纖維，孔徑在0.012nm范圍內(nèi)。視處理物質(zhì)和處理量不同，膜組件可串聯(lián)或并聯(lián)布置。本發(fā)明可在比常規(guī)再生方法低5010(TC范圍內(nèi)進(jìn)行富吸收劑再生，如可以在3070"范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)吸收液再生，比傳統(tǒng)再生方法節(jié)能50%200%，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。圖1是膜蒸餾富吸收劑再生裝置的流程圖。圖中(1)為膜組件；(2)為流量計；(3)為溫度變送器；(4)為壓力(真空)變送器；(5)為溫度變送器；(6)為流量計;(7)為真空泵；(8)為真空罐；(9)為冷凝器；(10)為流量計；(11)為過濾器；(12)為泵；(13)為換熱器；(14)為溫度變送器；(15)為壓力變送器。圖2為膜組件結(jié)構(gòu)圖。富液走殼程，真空抽吸走管程。圖3為膜蒸餾工作原理圖。圖4為膜蒸鎦回收MDEA回收率關(guān)系曲線。圖5為富MDEA溶液氣相色譜圖。圖6為解吸后MDEA溶液成分氣相色譜圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，MDEA廢液經(jīng)泵(12)進(jìn)入過濾器(11)對待再生的料液進(jìn)行過濾，濾除O.Olmm以上的懸浮物。過濾后的料液經(jīng)過流量計(10)計量，進(jìn)入換熱器加熱到設(shè)定溫度，進(jìn)入膜組件(1)進(jìn)行膜蒸餾分離，再生后的料液經(jīng)過流量計(2)計量后去吸附塔。解吸出來的酸性氣體由膜組件管程出口處的氣體流量計(6)進(jìn)行測定，進(jìn)入冷凝器冷凝回收。由真空泵(7)、真空罐(8)和真空壓力變送器(4)控制膜組件管程的真空度。本發(fā)明實(shí)施例，處理液為在脫硫工藝中已使用過的富MDEA吸收劑，液體中MDEA和雜質(zhì)含量情況如圖5所示，其中峰[2]為MDEA，其他為未知雜質(zhì)。本實(shí)施例的膜材料使用疏水性聚丙烯中空纖維，內(nèi)徑為380pm，外徑為500ym。由該材料制成的膜組件主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1。表1膜再生器結(jié)構(gòu)參數(shù)Table1Characteristicparametersofmembranemodule<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用本發(fā)明裝置再生MDEA，其中壓力控制在2.520.0KPa，進(jìn)液流量為1102000ml/min。溫度設(shè)置在3070。C范圍內(nèi)進(jìn)行MDEA再生處理，利用GC-920氣相色譜儀的FID檢測器配毛細(xì)管色譜柱SE-54(30mX0.53mmX1.0Um)對回收液進(jìn)行分析，其操作條件主要為色譜柱起始溫度150°C、終溫240°C，采用程序升溫；進(jìn)樣口溫度280°C;FID檢測器溫度280°C。載氣高純氮；柱內(nèi)流量5ml/min，尾吹流量30ml/min;燃?xì)鈿錃猓?.12MPa;助燃?xì)饪諝猓?.07MPa。采用液體進(jìn)樣針適量進(jìn)樣。圖6(1)、(1)、(3)、(4)為在不同操作溫度下解吸后MDEA溶液的色譜圖，其中峰[2]為MDEA，其他為未知雜質(zhì)。由色譜圖可以明顯看出，釆用膜蒸餾技術(shù)進(jìn)行MDEA溶液的回收，效果非常顯著通過對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由圖4可以看出，膜壁微孔在0.011.98ym范圍、操作溫度在307(TC范圍內(nèi)都有明顯的再生效果。溫度達(dá)到65'C時小微孔膜組件回收效率能夠達(dá)到97%以上。當(dāng)溫度達(dá)到45t時氣相色譜分析圖6可以看出雜質(zhì)已經(jīng)明顯減少，且再生率可以達(dá)到近92%。一般再生工藝必須加熱到148°C，而膜蒸餾再生MDEA溫度在4(TC時就可以實(shí)現(xiàn)MDEA的再生，本發(fā)明大大降低了再生溫度，從而降低了能源消耗，減少了再生成本。而且本發(fā)明裝置簡單，易于操作，中空纖維膜接觸器裝填密度大，單位體積的接觸面積達(dá)30005000m2/m3，比再生塔高幾十倍，效率高，適用范圍廣。權(quán)利要求1.一種用于吸收劑再生的方法，其特征在于吸收液富液經(jīng)泵進(jìn)入過濾器進(jìn)行料液再生的過濾；過濾后的料液經(jīng)過流量計計量，進(jìn)入換熱器加熱到設(shè)定溫度30～70℃，再進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜蒸餾分離，再生后的料液經(jīng)過流量計計量后去吸附塔；解吸出來的酸性氣體由膜組件管程出口處的氣體流量計進(jìn)行測定，進(jìn)入冷凝器冷凝回收；由真空泵、真空罐和真空壓力變送器控制膜組件管程的真空度，壓力范圍在2.5～25MPa。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于吸收劑再生的方法，其特征在于膜組件采用微孔中空纖維，孔徑為0.012um。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于吸收劑再生的方法，其特征在于膜組件串聯(lián)或并聯(lián)布置。全文摘要本發(fā)明涉及吸收劑分離氣體的富吸收劑再生技術(shù)。其將膜組件做為一個單元設(shè)備，富吸收劑在膜組件殼程流動，滲透過膜的氣體進(jìn)入管程，由真空泵抽吸到收集罐回收。再生后的吸收劑被收集到儲液罐以便重新使用。其中吸收液富液經(jīng)泵進(jìn)入過濾器進(jìn)行料液再生的過濾。過濾后的料液經(jīng)過流量計計量，進(jìn)入換熱器加熱到設(shè)定溫度(30～70℃)，再進(jìn)入膜組件進(jìn)行膜蒸餾分離，再生后的料液經(jīng)過流量計計量后去吸附塔。解吸出來的酸性氣體由膜組件管程出口處的氣體流量計進(jìn)行測定，進(jìn)入冷凝器冷凝回收。本發(fā)明可在比常規(guī)再生方法低50～100℃范圍內(nèi)進(jìn)行富吸收劑再生，如可以在30～70℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)吸收液再生，比傳統(tǒng)再生方法節(jié)能50％～200％，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。文檔編號B01D61/36GK101524613SQ200810156920公開日2009年9月9日申請日期2008年9月12日優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日發(fā)明者李貝貝,王樹立,培蔡申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院