，

(阳煤丰喜集团临猗分公司，山西 临猗 044100)

0 引 言

阳煤丰喜集团临猗分公司二分厂单醇MDEA脱碳系统，处理变换气量为200 km3/h，正常添加MDEA溶液量为0.07 kg/t(氨+醇)。为有效利用资源，添加一分厂闲置的200 m3MDEA溶液，造成溶液残存物升高，吸收率下降，装置的电耗和溶液损失增大，进而加剧溶液对设备和管道的腐蚀。因此，对溶液进行净化处理十分紧迫。

经过与四川省精细化工研究设计院沟通，将溶液送检分析，溶液中热稳定性盐的含量竟然高达3.1%。四川省精细化工研究设计院最近研制出一种MDEA溶液在线吸附剂，通过小试，对我公司MDEA溶液进行处理，化学分析处理后的溶液，溶液中杂质的脱除情况令人满意，溶液残存明显降低，溶液各方面性能得到改善。然而不确定的因素是处理后溶液的吸收能力到底如何。为此，四川省精细化工研究设计院拟与我公司联合开发，将小试装置放大，建立一套工业化溶液在线处理装置。该装置建成后，可以在系统不停车的情况下对溶液进行在线处理。

1 溶液处理前的基本情况及小试效果

(1)处理前，溶液呈不透明的黑色； 溶液发泡较严重；溶液粘度增大。

(2)由小试分析数据可以得出以下结论：硫化物已累计达560×10-6，是造成溶液发泡及腐蚀的因素之一； 降解物累计含量大于5%，及形成的热稳定性盐造成溶液腐蚀性大；热稳定性盐含量过高，造成脱碳液的酸气负荷下降，净化气不达标。

脱碳液经过特有技术处理后，溶液的外观、性质等都得到了极大的改善。溶液颜色大幅度变浅，黑褐色完全去除，为浅褐色；溶液变得更加清澈透明，无机械杂质；最重要的是，脱碳液中热稳定性盐的含量从原来的3.1%降低至未检出，其去除率很高；从色谱图上看，部分的重组分峰没有了，而且其他杂质峰在一定程度上也被大幅削弱。溶液的腐蚀性也得到有效遏制，且不易起泡等，各方面性能的改善非常明显。

溶液经物理化学处理后，外观呈浅褐色透明液体(硫化物被全部去除)； 溶液铁离子从240×10-6降低至50×10-6；溶液pH值从原来的9.4升高到11.1(热稳定性盐被去除所致)。

2 溶液在线净化装置的基本原理及特点

2.1 催化剂的特点

催化剂交换器内装填四川省精细化工研究设计院提供的JH-21型催化剂，此催化剂属于易再生、无二次污染的环保型催化剂；离子交换树脂采用氢氧化钠碱液来再生，再生液用量少，再生效果好，再生后用脱盐水来洗净树脂中的碱液，再生后的树脂继续处理脱碳液中的热稳定性盐；催化剂和离子交换树脂抗有机污染能力强，使用寿命长，性能稳定。

2.2 催化剂的激活

通过以下三个步骤对催化剂进行激活。

2.2.1稀盐酸激活

用约两倍于催化剂体积的4%的稀盐酸溶液来浸泡激活催化剂，浸泡时间为8 h，然后排去酸液，用洁净水冲洗催化剂至出水接近中性。

因交换器材质为碳钢，所以不能在交换器中进行酸激活，鉴于此，建议将200 L的塑料桶从中间锯开，将其一分为二地用于装稀盐酸来浸泡激活催化剂。浸泡结束后用洁净水来冲洗催化剂，至出水基本呈中性。所用塑料桶个数届时可根据进度来确定，用完后的塑料桶不要丢弃，以后对催化剂进行彻底再生时还要用到。

2.2.2食盐水激活

用泵从交换器底部打入浓度为10%的食盐水，浸泡24 h，然后放尽食盐水，从交换器上部加入清水漂洗，使排出的水不带黄色，然后用清水反洗催化剂层，直至排出的水清澈、无气味、无粉末催化剂为止。

2.2.3碱液激活

用泵从交换器底部打入浓度为5%的氢氧化钠碱液，浸泡6 h，然后排去碱液；再用碱液对催化剂进行最终激活(具体操作参照催化剂的再生过程)。

2.3 对脱碳液进行处理

为了能快速、高效、稳定地处理完200 m3脱碳液，将整个处理过程分为三个阶段来完成。每个阶段都是由若干个处理周期组成，而每个处理周期是由催化剂处理溶液过程、催化剂再生过程及处理液回系统组成。现对此三个阶段的具体操作步骤作一介绍(单个周期的具体操作步骤见“溶液在线净化流程”)。

2.3.1第一阶段——高盐模式

溶液以1.0 m3/h的流速引入到催化剂交换器中，约3 h后停止溶液引入，催化剂再生过程开始前，用脱盐水对催化剂中残余的溶液进行清洗回收。再生完成后，引入脱碳液进行下一周期的溶液处理。如此周期性处理约5 d后，据溶液组分的变化情况对溶液的组成进行第一次调整；再次周期性处理3 d后，进行第二阶段处理。

2.3.2第二阶段——中盐模式

溶液以1.0 m3/h的流速引入到催化剂交换器中，约6 h后停止溶液引入(6 h为理论计算值，可根据第一阶段工人的操作情况做适当调整)，开始催化剂的再生过程。催化剂再生完成后，进行下一周期的溶液处理；如此周期性处理约6 d后，据溶液组分的变化情况对溶液的组成进行第二次调整；再次周期性处理3 d后，进行第三阶段处理。

2.3.3第三阶段——低盐模式

溶液以1.0 m3/h的流速引入到催化剂交换器中，约12 h后停止溶液引入(12 h为理论计算值，可根据第二阶段工人的操作情况做适当调整)，开始催化剂的再生过程。催化剂再生完成后，进行下一周期的溶液处理；如此周期性处理9 d后，据溶液的情况，经计算后对MDEA溶液的浓度及活化剂含量进行最后一次调整。

3 溶液在线净化流程(图1)

图1 脱碳溶液在线净化系统流程示意

低于55 ℃的贫液从微孔过滤器出来，进入催化剂交换器顶部，树脂上OH-和溶液中热稳定性盐阴离子交换后，束缚胺得到释放。贫液从催化交换器出来后，回到二闪塔出口或者回到地槽。其中，催化剂再生过程如下。

(1)当催化剂和树脂运行一定时间失效后，需要对其进行周期性再生处理。关闭交换器顶部贫液进口阀，再打开氮气阀，将交换器内剩余贫液完全压入贫液地槽。

(2)交换器内贫液压空，延时5～10 min后，关闭氮气阀及交换器贫液出口阀，并打开排气阀。

(3)打开交换器顶部脱碳稀液进口阀，加稀液约2.5 m3(稀液槽液位计约1玻璃管高度)后，关闭脱碳稀液进口阀。延时10 min左右，打开交换器底部贫液出口阀，打开氮气进口阀，将交换器内稀液完全压入贫液地槽。

(4)稀液排净，延时5～10 min后，关闭氮气进口阀和交换器底部贫液出口阀。

(5)提前配好浓度4%(质量分率)的氢氧化钠溶液(需配约三槽碱液)。保证接触时间40～60 min(或者两槽浓度为6%的碱液，配烧碱约200 kg)。

(6)打开排气阀。启动碱液泵并打开碱液进口阀，此过程控制打完每槽碱液的时间为10～15 min，当碱液从排气阀处排出后，关闭排气阀，停碱液泵。浸泡30 min后(保证催化剂完全再生，恢复活性)，打开交换器底部碱液排污阀及氮气进口阀，碱液排至络合铁地池(碱液一定不能循环使用，防止阴离子重新进入树脂中)。

(7)交换器内碱液排尽后，关闭氮气进口阀及交换器底部排碱液阀，再打开排气阀，卸掉交换器内压力。

(8)打开交换器顶部脱盐水进口阀，当交换器顶部排气阀排出脱盐水后，关闭脱盐水进口阀及交换器顶部排气阀(此时冲洗只能用脱盐水)。再打开氮气进口阀及交换器底部排碱液阀，将交换器内脱盐水排至络合铁地池。在此过程中，在取样嘴处取样检测pH值，要保证pH值约为8。若pH值达不到要求，则继续此步骤，直至pH值达到要求。pH值达到要求后，将脱盐水排至碱液槽。

(9)交换器内脱盐水排净后，延时5～10 min，关闭氮气进口阀及交换器底部排碱液阀，打开排气阀。

至此本周期溶液处理结束。

(10)打开交换器顶部贫液进口阀及交换器底部贫液出口阀，进入下一个溶液处理周期。

4 溶液在线净化效果

脱碳液中热稳定性盐、硫化物、铁离子的含量显著降低，溶液性能得到改善；溶液对CO2的吸收能力增强；系统的腐蚀得到遏制；系统蒸汽消耗降低。具体情况见表1。

表1 MDEA溶液在线净化前后系统运行情况

由表1可以看出，溶液残存物由880 mg/L降至424 mg/L；溶液酸值由37.5降至20.6；CO2吸收率由53.2 m3/m3增至57.8 m3/m3；吨醇蒸汽消耗由0.78 t降至0.72 t，按年产粗甲醇100 kt计，每年可节约0.5 MPa饱和蒸汽6 000 t，蒸汽按120元/t计，每年可节省72万元。

5 结 语

我公司脱碳溶液在线净化技术，能胜任MDEA溶液的净化处理，其净化效果好、效率高，操作方便、催化剂再生快捷，具有较好的推广应用价值。只要选型(包括供应商的选择)适当、工艺设计合理、操作规范，就可取得良好的经济效益。