内蒙古某LNG项目脱碳单元参数优化

内蒙古某LNG项目脱碳采用混合醇胺法净化工艺,在实际运行中原料气的组分偏离设计工况较多。为了优化本项目脱碳单元的工艺参数,使净化后的天然气中CO2含量低于50×10-6,考察了LNG工厂的运行数据,并分析了操作压力、操作温度、贫液循环量、残余酸气负荷等重要工艺参数对脱碳装置的影响。参数调整后,天然气进入吸收塔的操作压力由设计值6.3 MPa降低到5.8 MPa,贫液循环量由15 m3/h减少到13 m3/h,可使天然气压缩机的轴功率减少37 k W,再沸器的能耗降低约13,对混合醇胺法净化工艺的设计具有指导意义。     

三元复合吸收剂捕集二氧化碳中试优化

目前醇胺化学吸收法已经成为烟气二氧化碳回收的主要方法,但存在吸收速率差、再生负荷高、易降解等缺点。在前期研究的基础上,采用DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂,应用醇胺化学吸收流程,在10 m3/h的连续测试平台上进行三元复合吸收剂的吸收、解吸常压CO2中试测试。DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂最佳工艺参数为:吸收温度为40℃,气液比为10 L/m3,浓度为3 mol/L。研究表明,相同实验条件下,吸收剂脱碳率随吸收剂浓度、气液比增加而增大,随吸收温度增加先增加后下降;再沸器的热负荷则随着吸收温度,液气比以及溶液浓度的增加而增加。     

煤制油尾气脱碳工艺影响因素分析与优化

针对神华宁煤集团有限公司400万t/a煤制油尾气脱碳工艺,为了解决脱碳净化气中CO_2超标、能耗高等问题,分析了装置运行过程中吸收塔压力、闪蒸槽温度、尾气处理量、K_2CO_3溶液质量浓度、活化剂质量浓度等因素对脱碳净化气中CO_2体积分数的影响,优化了降低净化气中CO_2体积分数的操作条件。结果表明:提高尾气脱碳工艺中吸收塔压力、K_2CO_3溶液质量浓度、活化剂质量浓度均有利于降低出口净化气中CO_2体积分数;优化工艺条件为吸收塔压力2.469 MPa、闪蒸槽温度98.52℃,尾气处理量低于6.80×10~5 m~3/h,K_2CO_3溶液和活化剂质量浓度分别为324,78 g/L,在优化操作条件下,净化气中CO_2体积分数可降低至0.17%。     

催化裂化装置再生烟气醇胺法回收CO2技术模拟研究

炼油企业催化裂化装置的CO₂排放量在总排放量中占比很高，相应的烟气CO₂回收治理技术却鲜有报道。醇胺法酸性气体脱除工艺(醇胺法)广泛应用于天然气净化等领域，是一种脱碳效率高、再生能耗低的成熟脱碳技术，可考虑应用于再生烟气脱碳过程中。利用Aspen HYSYS软件模拟醇胺法再生烟气CO₂吸收和解吸过程发现：混合胺液的组成和浓度会影响再生烟气CO₂的脱除效果，适当提高吸收压力及温度有利于吸收过程的进行；富胺液解吸过程的能耗主要取决于解吸率及操作压力，在解吸温度不高于胺液降解温度的条件下，应适当提高解吸压力。     

高含CO2天然气胺法脱碳工艺设计

醇胺法作为目前比较成熟和可行的脱碳技术,存在再生能耗高的缺点。基于传统的胺法脱碳流程,设计出低能耗的新型三塔半贫液脱碳工艺,借助Aspen HYSYS 8.6流程模拟软件进行了新型三塔半贫液胺法脱碳流程关键工艺参数(吸收剂、贫液/半贫液分流比、再生塔温度和循环吸收剂总流量)的灵敏度优化分析。研究结果表明,与传统的胺法脱碳流程对比可知,最佳三塔半贫液胺法脱碳流程的总等量功降低了45.47%,且净化气中CO₂摩尔分数为1.97%,满足GB 17820-2018《天然气》对商品气的气质要求。      

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。     

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。     

低含硫天然气脱硫装置关键参数对净化气质量影响研究

随着GB 17820—2018 《天然气》的实施,天然气质量要求愈加严格。应用HYSYS软件对中国石油某低含硫净化厂脱硫装置系统构建流程模型,通过模拟计算分析了胺液循环量和浓度、吸收塔塔板数、原料气温度和压力、贫液温度参数变化对净化气中H2S、CO_2含量的影响程度。研究结果表明:各参数因素对H2S净化效果的影响由大到小依次为胺液循环量、原料气温度、贫液温度、原料气压力、吸收塔塔板数、胺液浓度;对CO_2净化效果的影响由大到小依次为胺液循环量、原料气温度、吸收塔塔板数、贫液温度、原料气压力、胺液浓度;通过模拟调节胺液循环量为95.50 m~3/h、原料气压力为5.25 MPa、温度20℃和贫液入塔温度34.3℃,可满足低能耗下的净化气H2S、CO_2含量达标。基于影响程度排序的胺液循环量、原料气温度和压力、贫液温度的多参数调节,可为现场脱硫装置生产运行优化提供一定指导参考。     

Selexol脱碳工艺的参数优化及适应性研究

在高含碳、徽含H2S的特殊天然气气藏中,Selexol脱碳工艺因其溶剂绿色环保、腐蚀性小而备受关注。利用HYSYS 2006软件优化Selexol脱碳工艺的吸收塔控制参数以及闪蒸再生条件,进一步体现了Selexol脱碳工艺的适应性。优化结果表明：吸收塔操作条件为原料气入塔温度-5～5℃,贫液注入量约750m^3／h,注入温度越低越佳,实际运行中不得低于-18℃。闪蒸再生时,优化的三级压力分别为2400、500和50kPa。Selexol脱碳工艺适用于CO2含量在60％以下,C4^＋重烃小于1％（φ）的贫天然气脱碳处理。     

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%。     

高含硫天然气脱硫操作条件对能耗影响的模拟研究

 采用流程模拟技术分析了高含硫天然气脱硫工艺操作条件,如原料气处理量、吸收塔温度、吸收塔压力、吸收塔板数、再生塔温度对脱硫能耗的影响,并通过灵敏度分析比较了各操作条件对脱硫能耗的影响力大小。结果表明,高含硫天然气中酸性组分浓度高,为满足净化要求需增大溶液循环量,因此带动公用工程消耗增加,脱硫能耗比常规含硫天然气脱硫情况显著增加。在操作中,提高吸收塔温度、再生塔温度和原料气处理量均会引起脱硫能耗升高,而降低吸收塔压力、减少吸收塔板数可降低脱硫能耗。由于醇胺溶液再生耗能占脱硫总能耗绝大部分,故制定节能措施应重点考虑再生塔温度控制,蒸汽、凝结水以及净化系统余压、余热资源的合理利用。     

MDEA吸收塔操作参数的优化

吸收塔作为脱碳装置中的核心设备,其设计选型是设计中的重点与难点。固定其他操作参数,分别研究贫液进吸收塔温度、MDEA循环量及再生塔底温度(贫液浓度)各单因素对吸收塔顶CO2含量及脱碳装置运行费用的影响,结果发现运行费用对三个因素均较敏感,尤其是贫液循环量及再生塔底温度的微小变化即会引起运行费用的大幅变化。将Box-Behnken响应曲面法应用于MDEA脱碳操作参数的优化,在净化天然气的同时可节省装置运行费用,优化后年运行费用可减少450万元。该方法可推广至同类项目的优化过程,为获取最优设计参数提供借鉴。     

制氢中变气活化MDEA法脱碳工艺流程模拟与优化

为脱除天然气重整中变气中的CO_2,使其含量低于0.0005%(物质的量分数,下同),从而达到纯氢技术指标,选用质量分数为35%MDEA+3.5%PZ+61.5%H_2O的贫胺液为吸收液,采用Aspen HYSYS软件搭建了脱碳工艺流程并建立了系统能耗计算模型。对吸收塔吸收压力、贫胺液循环流量和富胺液进再生塔温度三个关键参数进行了敏感度分析;并以系统总能耗最小为目标,利用遗传算法对关键参数进行了优化。结果表明:所建流程氢气回收率可至97%以上,且CO_2捕集率及纯度均达到99%。优化后,系统总能耗降低了2.4%,脱除单位CO_2能耗降低了4.14%。此外,处理CO_2含量分别为20%、25%、30%、35%的中变气,优化计算所得脱除单位CO_2能耗分别为21.54 GJ/t、19.71 GJ/t、17.84 GJ/t、15.71 GJ/t。     

高含硫天然气CCJ脱硫脱碳复合溶剂的中试研究

以质量分数为45%的N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为基础组分,根据天然气中酸气组成,按一定比例加入多种活性剂、消泡剂和缓蚀剂,配制成CCJ脱硫脱碳复合溶剂。采用天然气脱硫脱碳中试装置,以净化气中H_2S、CO_2、有机硫含量为评价指标,考察了CCJ复合溶剂对高含硫天然气的净化能力及溶剂的抗发泡性能。结果表明,当吸收温度为50℃、气液比为500m~3/m~3、再生温度为108℃时,复合溶剂的净化能力最佳;在原料气中酸气组成为H_2S体积分数7.12%、CO_2体积分数4.57%、有机硫质量浓度413.77mg/m~3、吸收压力6.0 MPa的条件下,CCJ复合溶剂完全可以使净化气中H_2S质量浓度≤6mg/m~3、CO_2体积分数≤0.5%、有机硫质量浓度≤16mg/m~3,且复合溶剂具有良好的抗发泡性能。     

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。     

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。     

MDEA混合胺法脱碳在珠海天然气液化项目中的应用

介绍了广东珠海天然气液化项目中利用MDEA混合胺法进行天然气深度脱碳的工艺。在分析MDEA醇胺溶剂与CO2的反应原理以及珠海天然气液化厂气源特点的基础上,确定了脱碳工艺和脱碳流程,并对溶剂配比、塔型选择以及堰高、吸收塔操作温度、再生蒸气流率和胺液循环量等重要工艺参数进行了优化比选。     

高CO_2天然气脱碳设备材质选择

探讨了湿法脱碳工艺中的吸收塔、再生塔原料对碳钢、不锈钢的腐蚀。针对两塔的操作工况,通过室内试验,分析了脱碳装置中主要设备吸收塔、再生塔中不同原料介质对20G和316L材质的影响,提出了湿法(醇胺法)工艺高压高温环境下脱碳单元设备管道的20G和316L材质对不同介质的适应条件。     

基于重量法的天然气吸附脱碳微型实验装置设计与应用

为评价筛选适用于低CO_2含量(3%,体积分数)条件液化天然气(LNG)脱碳工艺的脱碳吸附剂,以实际工艺条件为参考,设计搭建了可进行静态吸附实验、动态吸附实验及吸附剂脱附再生的实验装置,满足温度25～350℃、压力0～5 MPa的实验条件要求。装置验证实验结果显示,采用重量法测量的CO_2、CH_4在13X分子筛上的等温吸附线(25℃,0～4 MPa)与相关文献相符;在温度25℃、压力4 MPa、气体流量3000 m L/min实验条件下,进行了13X、5A分子筛对混合气体(97%CH_4+3%CO_2)的动态吸附实验,获得了该条件下吸附剂的CO_2吸附穿透曲线、CO_2及CH_4吸附量、CO_2穿透时间以及分离因子,满足天然气吸附脱碳实验研究需求。所设计装置还可进行高温(280℃)和真空脱附再生实验,且尾气处理单元增加了实验安全性,可为研究吸附法脱碳应用于LNG及其相关领域提供条件。     

基于响应面法的三甘醇脱水参数优化北大核心CSCD

目的解决三甘醇工艺脱水效率降低及能耗偏高等问题,对操作参数进行优化。方法采用灵敏度分析法和响应曲面法对运行参数进行优化。①采用灵敏度分析法选出富液进塔温度、重沸器温度、TEG贫液循环量、汽提气体积流量作为因素变量,以干气水露点和运行费用为响应值,通过HYSYS软件模拟计算25组试验数据;②采用响应曲面法进行分析和优化。结果富液进塔温度和汽提气体积流量间的交互作用对干气水露点影响最显著,富液进塔温度和TEG贫液循环量间的交互作用对运行费用影响最显著,优化后的最佳工艺参数为:富液进塔温度144.28℃、重沸器温度205.4℃、TEG贫液循环量4 m^(3)/h、汽提气体积流量24.96 m^(3)/h。在干气水露点满足外输要求和天然气处理量为300×10^(4) m^(3)/d的情况下,运行费用可降低69.33万元/年。结论响应面法可为指导现场运行参数优化提供理论基础。