高含硫天然气超重力脱硫技术研究

基于MDEA溶液和不同配比位阻胺溶液对H2S吸收容量的静态测定实验结果,在操作压力为8.3 MPa的超重力侧线试验装置上,考察不同气液比条件下MDEA溶液和优化配方的位阻胺溶液对高酸性天然气的选择性脱硫效果,同时考察了超重力机转速对溶剂选择性脱硫效果的影响。结果表明,几种溶剂中以8号溶剂对H2S的吸收容量最大,40 ℃和50 ℃条件下H2S的最大吸收容量分别为79.67 g/L和59.20 g/L,采用超重力脱硫工艺,可将天然气中硫化氢质量浓度由2.0×105 mg/m3降至100 mg/m3以下,在气液比95左右时,净化气中H2S、总硫质量浓度分别为19.8 mg/m3和32.27 mg/m3,CO2体积分数为0.38%,达到二类天然气指标要求。     

响应曲面法优化超重力-络合铁净化石油伴生气中的H2S

以超重力旋转填料床为脱硫设备,采用络合铁溶液对石油伴生气中的H2S进行净化研究。采用响应曲面法建立脱硫率与铁离子浓度、液气比、超重力因子之间的BBD模型,研究结果表明该法可有效地优化脱硫效果。在铁离子浓度为0.16mil/L,液气比为20.67L/m3,超重力因子为87时,针对H2S浓度为7g/m3的石油伴生气脱硫率可达98.81%。采用XRD和SEM对产物硫磺进行表征,研究结果证明硫磺颗粒大、易团聚,有利于固液分离。     

超重力环境下选择性脱除气体中的硫化氢的工艺研究

利用H2S和CO2的动力学的差异,采用超重力技术对H2S进行选择性吸收,分别考察转速、气体流量、液体流量以及胺浓度对选择性的影响。结果表明,当转速900r/m、气体流量2m3/h、液体流量0.08m3/h、胺浓度2mol/L,此时选择性为17.01%,在该条件下的脱硫效果甚好,脱硫率达到了99.21%,达到了脱除H2S的要求。     

超重力旋转填料床中络合铁法选择性脱除酸气中H_2S

在超重力旋转填料床中,以络合铁为脱硫剂,对模拟酸气中的H2S进行了选择性脱硫实验研究。考察了气/液体积流量比、转速、pH值、温度、总铁浓度、原料气CO2含量对脱硫率及选择性的影响。结果表明,在气、液接触极短时间内,脱硫率达到98%以上,选择性达到90以上,实现了高选择、快速、高效脱除酸气中H2S的目标。     

超重力氨法烟气脱硫工艺实验研究

在超重力旋转填料床中,以(NH4)2SO3-NH4HSO3混合溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的SO2进行吸收实验研究。考察了吸收液pH值、旋转填料床转速、液气比及入口SO2浓度对脱硫率的影响。实验结果表明:SO2脱除率随着吸收液pH值、旋转填料床转速和液气比的增大而增大,随着入口SO2浓度的增大而减小。并得出了适宜的操作条件为:超重力旋转床转速1000r/min,液气比(L/G)为3L/m3～4L/m3,吸收液pH值为6.0～6.5,入口φ(SO2)在1000×10-6以下,在此条件下,脱硫率可以稳定在95%以上。     

超重力旋转填料床中柠檬酸钠法脱除低浓度SO_2

在超重力旋转填料床中以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液为吸收液进行模拟烟气中SO2吸收的实验。考察了超重力因子(β)、液气比(L/m3)、入口烟气中SO2质量浓度、气体流量、吸收液中柠檬酸浓度、pH值等对SO2脱除率(η)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,η和KGa随超重力因子、液气比(L/m3)、吸收液中柠檬酸浓度和pH的增加而增加,随入口烟气中SO2浓度的增加先增大后降低,随气体流量的增加而降低。采用超重力旋转填料床用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液中柠檬酸浓度1.0mol/L,初始pH 4~5,液气比3L/m3~7L/m3,超重力因子54.53~90.14。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于80mg/m3,η稳定在98%左右。     

炼厂燃料气的超重力吸收深度脱硫

针对炼厂加热炉用燃料气中低浓度硫化物,特别是有机硫化物,利用自主研发的深度脱硫吸收剂,考察并优化了超重力吸收脱硫工艺。结果表明:当模拟炼厂燃料气的进气总硫质量浓度为80～100 mg/m3时,在超重力机的床层填料为不锈钢波纹丝网,超重力因子为66,进气量为4 m3/h,液气比（吸收剂循环量与进气量的流量之比）为6 L/m3的最优超重力吸收深度脱硫工艺条件下,燃料气的总硫去除率高达96.4%。在3种进气总硫质量浓度为80～100,50～60,20～30 mg/m3情形下,模拟炼厂燃料气脱硫效果比较稳定,总硫去除率均大于90.1%,出气总硫质量浓度均小于4.62 mg/m3。     

磁力驱动超重力机用于炼厂气脱H_2S的工业应用

磁力驱动超重力机的转动设备由动密封转化为静密封,解决了超重力机的泄漏问题,将其用于炼厂气脱H2S的工业生产。工业应用结果表明,磁力驱动超重力机累计运行约35 000 h,不停车连续稳定运行时间超过18 000 h,实现了长周期稳定运行;脱H2S后的炼厂气中H2S的含量小于20 mg/m3;超重力机的操作弹性可达到1.75,硫负荷达到设计值的1.63倍;超重力机的脱硫选择性高,CO2吸收率仅为脱硫塔的1/9;超重力机的体积是脱硫塔的9.2%,质量是脱硫塔的6.2%;超重力机的综合能耗与脱硫塔基本相当。     

超重力尿素法脱除烟气中SO_2的实验研究

在超重力旋转填料床中,以尿素溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的SO2进行吸收实验研究。分别考察了液气比、旋转填料床转速、进气SO2浓度,尿素溶液浓度以及温度对脱硫率的影响。实验结果表明:脱硫率随着液气比、旋转填料床转速、尿素溶液浓度的增大而变大,随着进气SO2浓度的增大而变小,随着温度的增加而先减小后变大。并得出了适宜的操作条件:液气比为2.5L/m3³.0L/m3,旋转填料床转速为1000r/min,进气φ(SO2)约为500×10-6,尿素浓度约为0.2mol/L,温度约为70℃,在此条件下,脱硫率可以达到92%以上。     

超重力湿式氧化法脱除气体中硫化氢工程化应用研究

工业气体中H2S的脱除对于合理利用资源及环境保护意义重大。本文将超重力设备－超重机作为吸收设备,采用湿式氧化法脱除气体中H2S,在处理煤气量为10000Nm3/h的规模上进行工程化应用研究。考察了碱源种类及浓度、液气比、超重力因子、原料气中H2S含量等工艺参数对脱硫效率的影响规律,确定了适宜的工艺条件;在适宜的条件下,获得了98.0%以上的脱硫效率。连续运行结果表明：超重力湿式氧化法脱硫工艺,脱硫效率高且稳定、液气比小、脱硫设备体积小,操作弹性大,节能降耗。     

旋转填充床中叔丁氨基乙氧基乙醇溶液选择性脱硫性能的评价

在旋转填充床中,分别以叔丁氨基乙氧基乙醇(TBEE)溶液和N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为胺液,对含CO2和H2S的N2进行选择性脱硫实验。考察了旋转填充床转速及胺液中醇胺含量、胺液流量、气体流量与液体流量的比值(气液比)、吸收温度对胺液脱硫性能的影响。实验结果表明,在相同的条件下与MDEA溶液相比,TBEE溶液的脱硫率(η)和选择性因子(S)更大,体现出空间位阻胺选择性脱硫的优势;胺液中醇胺含量和胺液流量的增大可提高η、降低S;旋转填充床转速增大有利于提高η,气液比增大有助于选择性脱硫;当N2中H2S含量为0.6%～0.8%(φ)和CO2含量为8%(φ)时,在w(TBEE)=5%、旋转填充床转速1 200 r/min、胺液流量6 L/h、气液比200、吸收温度30℃的条件下,S可达22～28。     

用旋转填充床以双碱法脱除烟气中的SO_2

在旋转填充床中,以NaOH溶液为吸收液,进行SO2气体吸收的实验。考察了吸收液和气体流量的比(简称液气比)、旋转填充床转速、吸收液浓度和入口气体中SO2质量浓度对SO2脱除率(θ)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,θ和KGa随液气比和吸收液浓度的增大而增加;随旋转填充床转速的提高,先降低后增加;随入口气体中SO2质量浓度的增大而降低。采用旋转填充床用NaOH溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液浓度100mmol/L,液气比3.00～4.00L/m3,旋转填充床转速1200～1600r/min,入口气体中SO2质量浓度小于5g/m3。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于50mg/m3,θ稳定在99%以上。     

Optimization of High-Gravity Chelated Iron Process for Removing H_2S Based on Response Surface Methodology

By using a mixture of N2 and H2S as the simulated APG(associated petroleum gas), the desulfurization experiment was performed in a cross-flow rotating packed bed(RPB) based on the chelated iron oxidation-reduction method. In order to determine the operating conditions of the system, the effects of the concentration of Fe3+ ions(ranging from 0.1 to 0.2 mol/L), the liquid-gas volume ratio(ranging from 15 to 25 L/m3) and the high gravity factor(ranging from 36 to 126) on the removal of H2 S were studied by means of the Box-Behnken design(BBD) under response surface methodology(RSM). The overall results have demonstrated that the BBD with an experimental design can be used effectively in the optimization of the desulfurization process. The optimal conditions based on both individualized and combined responses(at a Fe3+ ion concentration of 0.16 mol/L, a liquid-gas volume ratio of 20.67 L/m3 and a high gravity factor of 87) were found. Under this optimum condition, the desulfurization efficiency could reach 98.81% when the H2 S concentration was 7 g/m3 in APG. In this work, the sulfur product was analyzed by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and the energy dispersive X-ray spectrometer(EDX). The results of analysis show that the sulfur is made of the high-purity orthorhombic crystals, which are advantageous to environmental conservation.     

焦炉煤气补CO_2制备合成天然气技术的工业化运行

焦炉煤气补二氧化碳制备合成天然气技术,集节能减排和清洁能源开发于一体,不但能有效缓减我国天然气供需的矛盾,而且还可以实现焦化行业副产物——焦炉煤气的清洁高效利用以及温室气体——CO_2的储存和循环利用,是一种适合于中国国情的焦炉煤气综合利用新技术。为此,分析了国内外焦炉煤气制天然气技术发展的现状,汇总了2016—2018年中国建成投产的焦炉煤气甲烷化制天然气项目的技术来源、投产时间及产品形式,并以山西华阳燃气有限公司2.7×10~8m~3/a焦炉煤气补二氧化碳制合成天然气项目为实例,梳理其实际运行过程中所存在的问题,探讨了保障焦炉煤气制合成天然气项目长期稳定运行的条件。研究结果表明:①焦炉煤气制天然气项目对于焦化行业可持续发展、焦炉煤气的清洁高效利用以及实现温室气体CO_2的储存和循环利用都具有重要的意义;②多元化的原料气供应体系、产品方案的选择、整体工艺技术方案协同性、持续的焦炉煤气深度净化新技术的开发与应用是确保该类项目长期稳定运行的关键。     

N-甲基二乙醇胺吸收法火炬气脱硫过程模拟

针对火炬气的工况,选择N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收法进行火炬气脱硫,以满足进一步利用火炬气的要求。采用AMSIM模块进行脱硫模拟计算,其中热力学方法选择Kent-Eisenberg模型。用炼油厂干气、液化气脱硫的实际操作数据对模拟方案进行检验,证明此热力学模型适用于MDEA吸收法脱硫过程的模拟。根据火炬气实际操作情况,分析了火炬气进口压力、碳氢化合物、吸收塔操作参数对脱硫性能的影响。模拟结果表明,当火炬气流量16000m3/h(标准状况下)、温度30℃、压力0.45MPa;循环MDEA溶液中MDEA质量分数25%、流量10.0m3/h、温度35℃;吸收塔的塔板数为15时,可将火炬气中H2S脱除到摩尔分数1.00×10-4以下,且具有较好的脱硫选择性。