哌嗪活化N-甲基二乙醇胺半贫液脱碳工艺配方优选及参数优化

哌嗪(PZ)活化N-甲基二乙醇胺(MDEA)半贫液脱碳工艺是高含碳天然气预处理能耗高问题的解决途径之一。针对某天然气处理陆上终端采用的PZ活化MDEA半贫液脱碳工艺(设计天然气处理能力为8×109 m3/a,原料气中CO2体积分数为35%),采用吸收再生实验方法对系统中存在的贫液、半贫液吸收CO2性能以及富液解吸CO2性能进行考察,优选适用于半贫液脱碳工艺的胺液配方,并采用HYSYS软件建立半贫液工艺模型,对筛选出较优工艺配方下的工艺参数进行优化。结果表明：随着总胺浓度增加,贫液、半贫液吸收CO2性能及富液解吸CO2性能先增加后减小,较优总胺质量分数为40%;总胺质量分数一定时,随PZ添加量增加,贫液及半贫液吸收CO2性能先增加后减小,解吸CO2相对再生能耗先增加后降低,PZ较优添加质量分数为3%,之后随着PZ添加量的增加,解吸CO2相对再生能耗又缓慢升高,较优胺液配比(质量分数)为37%MDEA+3%PZ;模拟得到较优工艺参数为再沸器温度386.15 K,贫液吸收温度323.15 K,贫液循环量253 m3/h、半贫液循环量1147 m3/h。     

MEA活化MDEA工艺天然气选择性脱硫脱碳研究

为改善甲基二乙醇胺(MDEA)的天然气选择性脱硫脱碳性能,降低溶剂再生能耗,提出采用一乙醇胺(MEA)活化MDEA法进行天然气选择性脱硫脱碳,并采用Aspen HYSYS对工艺进行了模拟。结果表明:添加MEA加速了吸收剂的H_2S、CO_2吸收速度,提高了脱硫脱碳效率,H_2S选择因子由55.5提高至96.6,贫液循环量下降,综合考虑吸收性能和再生能耗,以4%的MEA添加量为宜;MEA活化MDEA工艺可将再生能耗由3.54 GJ/t CO_2显著降低至2.15GJ/t CO_2。该工艺可显著活化传统MDEA工艺的选择性脱硫脱碳性能,并大幅降低溶剂的再生能耗,有广阔的应用前景。     

影响N-甲基二乙醇胺脱碳装置二氧化碳吸收性能的工艺参数优化

基于N-甲基二乙醇胺(MDEA)脱碳工业装置,考察了贫胺液MDEA浓度、吸收塔贫胺液与合成气的质量比、吸收塔压力、再生塔蒸汽用量与贫胺液循环量的质量比等工艺条件对CO2脱除效果的影响。结果表明,随着上述各工艺参数的增大,净化气中CO2的含量均呈先快后慢的降低趋势,MDEA溶液对CO2的吸收性能明显增强。在吸收塔压力为3.1 MPa,温度为45℃,贫胺液中MDEA的质量分数为30%,贫胺液循环量为75 t/h,合成气的进料量为17 t/h,再生塔蒸汽用量与贫胺液循环量的质量比为0.08的优化条件下,合成气中CO2组分的摩尔分数由10.22%可降至0.01%,脱碳率大于99.5%。     

天然气净化工艺设计要点及优化

胺法至今仍是国内外应用最广泛的酸性天然气脱硫脱碳工艺方法,国内已有超过五十年的使用经验。脱硫脱碳装置在生产中出现不同程度的拦液现象,导致脱硫脱碳装置处理能力严重下降;天然气净化度不合格,溶液发泡引起雾沫夹带,导致大量胺溶液随气流带走,造成溶液损耗急剧增加及严重的经济损失。在总结过去几十年天然气净化工艺设计和生产操作经验的基础上,提出了天然气净化工艺设计要点,重点为脱硫脱碳装置工艺流程设计和关键设备选型;阐述了脱硫脱碳装置的原料气分离系统、胺液再生系统、胺液过滤及惰气保护、胺液和酸气冷却、贫胺液增压及循环泵等方面应重点注意的问题和工艺设计方案的优化;分析了净化工艺流程中的塔、容器、冷换设备、泵类等关键设备的设计要点。     

溶剂再生装置模拟分析与用能改进

在分析溶剂再生机理的基础上,运用流程模拟软件PRO/Ⅱ、选择胺工艺包对某炼油厂以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为溶剂的溶剂再生装置进行模拟。重点探讨富胺液闪蒸温度对H2S蒸出量和溶解烃流量的影响,以及溶剂再生塔进料温度、进料位置、塔顶回流温度、富胺液中H2S含量、再生贫胺液质量控制等对溶剂再生装置能耗的影响,提出装置优化的操作条件。模拟结果表明,再生塔最佳进料温度为90～100 ℃、最佳进料位置为塔顶第1块塔板,酸性气分液罐温度为45～50 ℃;从装置能耗角度考虑,再生贫胺液中H2S质量分数应控制在0.15%左右。在不影响再生塔进料温度的前提下,合理增大贫富液二级换热负荷有利于脱除富胺液中的溶解烃,但闪蒸罐温度应控制在65～70 ℃。     

半贫液天然气脱酸工艺优化与能耗分析

为提高天然气净化品质,利用Hysys软件,在原有传统工艺的基础上,增加从再生塔到吸收塔的半贫液管线,建立了适合原料气酸性含量较大的脱酸工艺流程,并针对工艺参数进行敏感性分析,利用黑箱优化算法实现对半贫液脱酸工艺的优化和能耗分析。结果表明,MDEA含量、贫液和半贫液的循环量、再生塔回流比与总输入能耗呈正相关,再生塔富液进料温度、原料气温度、原料气压力与总输入能耗呈负相关;优化后半贫液工艺中净化气品质优于传统工艺和优化前的半贫液工艺,净化气满足二类气的质量标准,且总输入能耗分别降低了11.16%、7.52%,证明了半贫液工艺改进的有效性和实用性。研究结果可为同类型工艺流程的改进提供实际参考。     

PZ活化MDEA乙烷深度脱碳工艺研究

目的 解决醇胺法乙烷脱碳工艺造成的乙烷损失量较大和装置能耗较高等问题。方法 用Aspen HYSYS软件对某乙烷回收流程的粗乙烷产品进行胺法脱碳模拟,在控制乙烷损失物质的量比小于0.3%的情况下对胺液中的PZ和MDEA质量分数进行了优选,同时对乙烷脱碳流程进行能耗优化。结果 与天然气脱碳工艺不同,乙烷脱碳工艺的MDEA质量分数太高会损失大量乙烷。在达到脱碳效果的前提下,较低的MDEA质量分数可避免损失大量乙烷,最佳MDEA质量分数为20%～28%。在此MDEA质量分数的条件下,可保证乙烷损失比仅为0.3%,往胺液中加入少量哌嗪(PZ)就可显著提高胺液对CO₂的吸收效果,最佳PZ质量分数为2.5%～5.5%。乙烷脱碳装置的主要能耗为胺液再生能耗,优化后装置的总能耗显著降低。结论 在工业条件下,应用较低质量分数的胺液可显著降低乙烷损失,可合理提高富胺液入再生塔温度或适当降低脱碳溶液循环量,以降低装置能耗。     

天然气脱碳胺液再生能耗分析

基于天然气胺法脱碳工艺建立了小型胺液吸收-再生循环实验装置,开展了甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)混合胺液的再生实验,考察了不同工艺参数下再生能耗的变化情况。结果表明:再沸器温度由381 K升高到391 K时,再生能耗随之由3.13 MJ/Kg增大到5.52 MJ/Kg,其中潜热消耗为主要因素;将再生后贫液负荷控制在0.25 mol/mol,可同时保持较低的再生能耗和较高的再生程度;增大富液负荷可有效降低再生能耗;富液经预热后再进入再生塔可降低胺液蒸发潜热消耗量,当胺液进塔温度由353 K升高至373 K时,再生能耗降低了17%;该实验装置胺液处理量为3.6 L/h时,再生能耗可达到最低值。     

半贫液工艺再生过程闪蒸及能耗模拟优化

半贫液工艺在天然气脱碳领域因能有效降低能耗而被广泛应用。笔者利用HYSYS软件建立了半贫液工艺流程模型,并通过与工厂天然气脱碳半贫液工艺中相关参数对比进行准确性验证。利用所建立的模型对半贫液工艺再生过程中的闪蒸及能耗进行了相关工艺参数影响规律探究。结果表明：对于闪蒸过程,醇胺溶液CO₂释放量随着闪蒸压力降低呈现增大趋势;吸收酸气负荷(二氧化碳/N-甲基二乙醇胺摩尔比,n(CO₂)/n(Amine))在大于0.65时对CO₂释放量影响较明显,CO₂释放量随着吸收压力升高呈现线性增长;吸收塔富液出塔温度低于353.15 K时,其温度变化对闪蒸过程影响占主导作用。对于再生能耗方面,当再沸器温度为387.15 K、半贫液分流比为0.85、富液进料温度为348.15 K、醇胺溶液循环量为46000 kmol/h时,在保证净化效果的同时再生能耗较低。     

炼厂气脱硫系统高效脱硫溶剂提浓降耗的模拟分析与工业验证

通过能量衡算分析了高效脱硫溶剂(XDS)的再生塔能耗构成。结果表明,加热胺液所需热量是再生塔再沸器热负荷的主要构成部分,对整个脱硫系统能耗影响最为显著。采用Aspen HYSYS流程模拟分析提高贫液中XDS含量对炼厂气脱硫系统再生塔能耗的影响,并在干气?液化气脱硫装置上进行了工业验证。模拟计算结果表明,提高贫液中XDS含量并降低其循环量可以在保证净化效果的前提下降低再生蒸汽耗量。工业试验结果与模拟值相吻合,贫液中XDS质量分数由23.82%提高到44.40%,再生塔的富液流量和相应的蒸汽耗量可分别降低20.4%和20.6%,节能降耗效果明显;XDS溶剂系统发泡倾向与腐蚀性均维持在较低水平,脱硫系统运行平稳。     

基于Aspen HYSYS软件的天然气脱酸流程模拟与优化

基于Aspen HYSYS软件,针对天然气中的烃类和胺类组分分别选用Peng-Robinson状态方程和Acid Gas-Chemical Solvents状态方程,对处理量为100×104 m3/d的天然气脱酸装置进行模拟,分别考察胺液中哌嗪质量分数、胺液循环量、吸收塔和再生塔理论板数、贫胺液进吸收塔温度等操作参数对...     

电渗析胺液脱盐净化技术在溶剂再生系统的工业应用

分析了中国石化青岛石油化工有限责任公司2#溶剂再生系统再生塔发生操作异常波动及冲塔现象的原因,介绍了电渗析脱盐净化撬装设备的引入,及其电渗析胺液脱盐净化技术在该溶剂再生系统于2022年4月的净化应用情况。结果表明:实施该电渗析胺液脱盐净化技术后,系统胺液中含热稳态盐质量分数降低了1.64个百分点,降幅达72%;发泡高度降低了1.9 cm,消泡时间缩短了0.7 s;乙醇胺贫液中硫化氢质量浓度降低了0.12单位,贫胺液中N-甲基二乙醇胺质量分数下降了0.58个百分点;经脱硫化氢后的干气,以及脱硫化氢、硫醇后的液化气产品质量均合格,截至2022年11月30日,该装置的溶剂再生系统不仅实现了连续安稳运行,未发生操作异常波动及冲塔现象,再生塔塔底1.0 MPa加热蒸汽用量还降低了0.08 t/h。     

油田伴生气脱硫胺液无机膜净化工业试验研究

目的解决中国石化西北油田分公司所产高含硫伴生气在脱硫过程中因胺液发泡引起的拦液冲塔及净化气中H₂S含量超标问题。 方法分析生产过程中存在的问题及其产生的原因,开展了伴生气脱硫胺液无机膜净化工业应用试验研究。 结果分析结果表明,伴生气夹带的固体颗粒物和油泥在胺液中累积及吸收过程伴生气中重烃凝析形成的乳化状油滴是导致胺液发泡、吸收效率低的主要原因。无机膜错流过滤净化胺液工业试验结果表明,该技术可使净化后胺液中油质量浓度和固体质量浓度均降低95%以上,且污染后的无机膜通过清洗即可恢复通量。胺液净化后,通过工艺优化,系统胺液质量分数由32%提高到40%,净化气中H₂S质量浓度降至10 mg/m³以下,系统能耗降低25%以上。 结论采用伴生气脱硫胺液无机膜净化工艺后,胺液发泡性能显著降低,消除了拦液现象,解决了因胺液发泡引起的拦液冲塔和净化气中H₂S含量超标问题,脱硫效率得到提高。该工艺在高含硫复杂伴生气脱硫过程的成功应用,可为同类装置提供参考。      

高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用北大核心CSCD

目的①提高胺液选择性吸收效果,降低装置能耗;②提升液硫产品品质,降低排放烟气中SO_(2)质量浓度;③实现催化剂的国产化应用。方法以数据模拟为指导,结合现场试验,优化装置运行参数,拆除2层吸收塔塔盘。结果产品气收率提升1.3个百分点以上,胺液循环泵电机电耗降低12.46%,胺液再生蒸汽降低11%。通过实施液硫鼓泡脱气、液硫池废气入克劳斯炉及热氮吹硫技术改造,液硫产品品质稳定达标,排放烟气中SO_(2)质量浓度<200 mg/m^(3)。通过开发应用国产水解、制硫、加氢催化剂,均取得了良好的应用效果,具备推广应用价值。结论通过系列生产优化、技术改造、催化剂国产化应用,推动了高含硫气田的进一步发展。