含硫天然气脱硫工艺关键参数优化

为了提高含硫天然气的脱硫处理效率，以中国石油某天然气净化厂的原料气为研究对象，在分析了其组分及含量的基础上，采用Aspen HYSYS软件对MDEA法脱硫工艺的关键参数进行了优化，主要考察了吸收塔压力、贫胺溶液循环量、吸收塔塔板数、贫液温度、原料气温度以及再生塔回流比等参数对脱硫效果的影响。结果表明：吸收塔压力越高、贫胺溶液循环量越大、再生塔回流比越高，净化气中H₂S的含量就越低；而贫液温度和原料气温度越高，净化气中H₂S的含量就越高；随着吸收塔塔板数的逐渐增多，净化气中H₂S含量则呈现出“先降低后升高”的趋势。由此得出适合目标天然气的最佳脱硫工艺参数为：吸收塔压力为3.5MPa，贫胺溶液循环量为105m³·h^-1，吸收塔塔板数为20块，贫液温度为40℃，原料气温度为20℃，再生塔回流比为0.8。在此工艺参数条件下净化气中H₂S的含量低于6mg·m^-3，能够满足GB 17820-2018中的一类气标准。     

二段式吸收塔强化水洗技术提纯沼气过程

压力水洗技术已成为提纯沼气的关键技术之一。采用填料吸收塔进行CO_2脱除实验研究,考察了液气比、吸收压力、吸收温度、CO_2初始含量、填料层高度对CO_2脱除率的影响,以及液气比、沼气流量对总体积吸收系数的影响,并运用填料塔与喷雾塔结合的二段式吸收塔进行压力水洗提纯沼气的过程强化实验。实验结果表明,吸收压力和液气比的增大、吸收温度的降低、填料层高度的增加有利于CO_2的脱除,体积总吸收系数随着液气比及沼气流量的增加而增大。二段式吸收塔能够提高CO_2吸收效果,当沼气处理量为10 L·min-1,填料层高度为100 cm,CO_2含量小于3%时,与填料塔相比二段式吸收塔可以减少约12%的吸收液用量,并且采用110 cm填料的二段式吸收塔获得最佳的提纯效果,CO_2脱除率达到97.4%。     

浅谈天然气脱硫装置胺液再生系统的能耗优化

通过研究天然气脱硫装置胺液再生系统的影响因素,分析原料气处理量、塔顶压力、蒸汽用量、塔底温度等参数的相互制约因素,摸索和优化再生系统工艺参数,降低装置能耗,保证装置安稳、长、满、优高效运行。     

MDEA脱碳工艺的模拟分析

利用HYSYS模拟软件对延128净化厂的MDEA脱碳装置进行了模拟研究,并分析了原料气温度、吸收塔操作压力、吸收塔塔板数、MDEA溶液浓度等对MDEA脱碳效果的影响规律。结果表明,随着原料气温度的升高,溶液对CO_2的脱除率呈下降趋势;随着吸收塔操作压力的升高,CO_2的脱除率先呈线性规律增加并逐渐趋于变缓的趋势;吸收塔塔板数越多,溶液对CO_2的吸收效果越好;而随着MDEA溶液浓度的增大,CO_2的脱除率呈现出先增加后减小的趋势。     

H_(301)调节阀的改造

H_(301)是我厂脱碳工段吸收塔液位控制系统。由变换来的低度气(含CO_2=20％,压力15公斤/厘米~2)进入吸收塔,与环丁砜泵打入塔顶的环丁砜溶液逆向接触,气体中的CO_2被环丁砜溶液吸收,出塔气体再经洗涤塔,而后去甲烷化工段。含有CO_280～110克/升的环丁砜吸收液(富液),自吸收塔底部经溶液换热器,温度提至110℃左右,再经吸收塔液位调节阀H_(301),由15公斤/厘米~2减压至3公斤/厘米~2左右,进入再生塔再生。(参看图一)     

煤层气脱碳工艺模拟分析

对国内某煤层气进行MDEA法脱碳工艺模拟和关键参数分析,可以得出,脱碳率和重沸器负荷随原料气压力(吸收塔压力)升高出现幅度减小性增大;存在一个最佳循环量,使得脱碳率较高而热负荷较低,且随着吸收压力增大,最佳循环量减小;原料气温度对脱碳系统影响很小,进塔贫液温度对其影响较大,存在某一进塔贫液温度点使得脱碳效果最好,且该温度点随吸收塔压力升高而增大;脱碳率随吸收塔塔板数增加而显著增大,与再生塔塔板数无关;重沸器负荷随吸收塔塔板数增加而增大和随再生塔塔板数增大而减小,且变化幅度均减小;MDEA溶液质量分数增大脱碳效果增强,一般MDEA溶液质量分数为40%~50%时效果较好;活化MDEA溶液脱碳效果远远优于MDEA溶液脱碳效果。     

基于双塔再生模型制氢尾气脱碳工艺研究与节能优化

为了降低溶液再生能耗,对中石化某7 000 kmol/h制氢尾气脱碳工程,采用传递现象速率为基础的蒸馏模拟技术的Ratebased方法对吸收塔、解吸塔进行模拟计算,开发了双塔再生苯菲尔脱碳工艺。研究表明,针对苯费尔脱碳工艺流程中塔设备单元,在保证吸收、再生效果以及塔不发生液泛的前提下,选择合适的理论板数、填料高度以及塔直径,可提高塔设备的效率;选择合适的工艺操作参数,可降低脱碳能耗。在工艺模拟基础上,开发了节能优化方案,将冷凝回水和补充水直接加入冷贫液作为高温贫液的冷却介质,可降低整个脱碳工艺能耗。经过节能工艺优化后,气体净化度提高,再生能耗以及整个工艺的冷凝总量降低。其中,再生出来的二氧化碳量增加了2.48%,即净化气中二氧化碳量只相当于未节能工艺净化气中的56.96%;再生单位二氧化碳溶液所需加热量降低了2.63%左右,整个脱碳工艺流程脱除单位二氧化碳冷凝量降低2.20%。     

天然气脱碳工艺改进

在天然气常规脱碳工艺的基础上研究其改进工艺(一段吸收+闪蒸+汽提)再生工艺,采用活化MDEA配方溶液作为吸收剂,研究2种流程的净化效果、关键参数分析、装置运行能耗,对比2种流程,分析改进流程。结果表明,贫胺液进塔温度和原料气温度提高均不利于天然气脱碳,但在达到净化效果的前提下可以适当增加贫胺液进塔温度来降低装置运行综合能耗;同一工况条件下,一段吸收+(闪蒸+汽提)再生工艺比常规天然气脱碳工艺更节能,若汽提塔采用板式塔,塔板数建议采取5块左右。     

CO_2吸收塔和再生塔传质系数K_G·a的计算

由国外引进的一批大型合成氨装置中,用本菲尔特溶液及氨基乙酸法脱CO_2的吸收塔和再生塔的填料高度,各公司均以专利为借口,没有提供传质计算。本文对CO_2吸收塔和再生塔传质系数K_G·a初步提出一个计算式。     

H301调节阀的改进

H301是我厂脱碳工段吸收塔液面控制系统,简易流程如下: 由变换来的低变气(含CO_2=20％,压力15公斤/厘米~2)进入吸收塔,与塔顶来的环丁砜溶液逆向接触,气体中的CO_2被环丁砜溶液吸收,出塔气体,再经洗涤塔洗涤,而后去甲烷化工段。含有CO_2 80～110克/升的环丁砜吸收液(富液),从吸收塔底部经溶液换热器换热提温(t≌100℃),经吸收塔液位调节伐H301,由15公斤/厘米~2减至3公斤/厘米~2 ,进入再生塔,进行再生。 H301调节阀,由于被调介质腐蚀性大,温     

基于HYSYS模拟的天然气脱碳影响因素的研究

采用Aspen Hysys模拟软件,对胺液脱除天然气中CO2的影响因素吸收塔塔板数目、吸收塔操作压力、原料气温度、MDEA溶液浓度、胺液组成进行模拟研究,并对模拟结果进行规律总结和合理解释。模拟结果表明,吸收塔塔板数目的增加对于胺液吸收CO2有促进作用;吸收塔的操作压力增大使得CO2的脱除率呈现出先线性增大后逐渐变缓的趋势;原料气的反应温度提高使CO2的脱除率提高;MDEA浓度的增大在一定范围内提高了CO2的脱除率,浓度过高时CO2的脱除率减小;MEA、DEA的加入会提高MDEA脱CO2的活性,且MEA促进效果优于DEA。     

气体处理

该净化工艺可用于液化天然气和石油化工装置，适用于从天然气、合成天然气或氨合成气中脱除CO2。富含CO2的原料气进入装有碳酸钾溶液和LRS10添加剂的吸收塔中，富液去再生系统，净化气从吸收塔顶排出。富液可在再沸器中或直接用蒸汽再生，     

天然气净化中影响装置能耗工艺参数的分析

通过分析天然气净化装置中脱酸单元可调变量(胺液循环量、胺液配比、原料气入塔温度、原料气入塔压力、回流比、节流阀出口压力)分别对天然气处理装置的能耗影响,确定其对能耗影响的变化趋势,其中对天然气脱酸装置中的能耗影响最大的变量是贫液循环量。在实际生产操作过程中,在满足技术指标要求的条件下,通过严格控制贫液循环量对装置能耗的降低起到一定的指导作用。     

三甘醇脱水工艺模拟及脱水效果影响因素分析

三甘醇脱水工艺因其投资低压降小等优势而广泛应用于各油田,而三甘醇脱水效果的好坏直接影响着天然气外输及销售,因此,基于HYSYS软件,对三甘醇脱水工艺进行模拟,并对比分析了诸如原料气进塔温度、TEG贫液浓度及温度、吸收塔操作压力及吸收塔塔板数等因素对于三甘醇脱水效果的影响程度,并合理优选以上参数,以达到最好的脱水状态。以上研究对于油田提高天然气脱水效率,降低投资成本具有一定的理论根据和指导。     

采用羰基硫水解工艺优化高含硫天然气脱硫操作模拟研究

针对某高含硫天然气净化厂原料气有机硫中COS脱除效率较低的问题,在原工艺中增加COS催化水解设施,并采用Aspe Plus模拟软件结合优化模型,优化工艺过程,研究结果表明:吸收压力、吸收温度、溶液循环量、吸收塔板数对气体净化度和脱硫选择性有重要影响;增加COS水解设施后,在产品气质量全面达标的前提下,脱硫选择性提高7....     

燃烧前CO_2捕集MDEA系统模拟及优化

为解决燃烧前捕集硫碳共脱系统高能耗等问题,建立了贫液、半贫液流程的硫碳共脱系统计算模型,根据计算模型考察了吸收压力、原料气负荷、解析压力及再沸器负荷等关键参数对吸收及解析过程的影响。模拟计算结果表明,为保持较高的捕集率,吸收压力≥2.0 MPa,原料气负荷≤110%,再生塔解析压力约50 kPa,再沸器负荷约2 400 kW,MDEA硫碳共脱CO_2捕集率≥99%,系统能耗约为2.19 GJ/t。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集过程中再生能耗的研究

在自行设计搭建的3~5 Nm~3/h的模试试验装置上,考察了不同再生能耗与新型胺基溶剂的吸收容量、再生性能和捕集率的关系,在此基础上,考察了新型胺基溶剂在不同的工艺参数(溶液循环量、原料气CO_2含量)条件下对再生能耗的影响。结果表明,在保证CO_2捕集率90%条件下,新型胺基溶剂B的再生能耗较MEA法降低40%。     

天然气脱碳装置中汞分布研究

针对某气田高含汞特性,采用VMGSim软件模拟该气田天然气脱碳工艺,并研究了汞在脱碳装置中的分布规律,发现MDEA溶液对原料气中的汞具有很强的吸收能力,同时在再生过程中,MDEA富液中的汞也易解吸出来,使得大量汞在再生塔塔顶再生气中富集。对重沸器温度、贫液进塔温度、贫液循环量及贫液浓度等操作条件对脱碳装置中的汞分布影响进行了研究,总结出不同操作条件下的汞分布规律。并建议类似该气田的高含汞气田采用"前脱"脱汞工艺,有效减小汞对设备及人员的危害。     

二段式吸收塔强化水洗技术提纯沼气过程

压力水洗技术已成为提纯沼气的关键技术之一。采用填料吸收塔进行CO₂脱除实验研究,考察了液气比、吸收压力、吸收温度、CO₂初始含量、填料层高度对CO₂脱除率的影响,以及液气比、沼气流量对总体积吸收系数的影响,并运用填料塔与喷雾塔结合的二段式吸收塔进行压力水洗提纯沼气的过程强化实验。实验结果表明,吸收压力和液气比的增大、吸收温度的降低、填料层高度的增加有利于CO₂的脱除,体积总吸收系数随着液气比及沼气流量的增加而增大。二段式吸收塔能够提高CO₂吸收效果,当沼气处理量为10 L·min^-1,填料层高度为100 cm,CO₂含量小于3%时,与填料塔相比二段式吸收塔可以减少约12%的吸收液用量,并且采用110 cm填料的二段式吸收塔获得最佳的提纯效果,CO₂脱除率达到97.4%。     

MDEA-PZ脱碳工艺模拟与优化

使用Aspen Plus流程模拟软件,为一套采用甲基二乙醇胺(MDEA)和哌嗪(PZ)作为复合吸收溶剂的166 752 m³/h(干基)原料气脱碳流程建立了模型系统。模拟结果表明,应在保证吸收和再生效果以及塔不发生液泛的前提下,优选MDEA-PZ溶剂法脱碳工艺流程中塔设备的理论板数、填料高度以及塔直径。吸收塔填料高度具有较大设计裕量,有效板数大于16块时即可满足传质要求;随着再生塔下段塔板数的增加,CO₂的再生量随之升高,表明接触气提时间越长,越有利于CO₂的再生,再生塔下段塔板数为25块时可以满足要求;再生塔上段塔板数大于15块即可满足要求。