MDEA+MEA天然气脱碳工艺影响因素

基于自主设计建设的胺法脱酸中试实验装置,针对目前常用的天然气脱碳方法醇胺法,利用工业中应用较多的N-甲基二乙醇胺(MDEA)+一乙醇胺(MEA)的前期优选配方(2 mol·L^-1+1 mol·L^-1),进行醇胺法脱碳装置工艺参数优化实验研究,结果用于指导工业生产。本文在CO₂含量6%和4%两种原料气气质下,采用控制变量法,分析了吸收和再生参数对胺法脱碳工艺的影响规律,优选出操作参数。结果显示:在本实验操作参数范围内提高吸收温度、吸收压力和胺液循环流量有利于提高胺液吸收性能,提高再生温度、降低再生压力有利于提高胺液再生性能,但各参数受到反应机理、气液平衡、装置能耗、胺液性质等影响,存在最优值;本实验装置系统下,原料气处理量为50 Nm³·h^-1时,MDEA+MEA脱碳的优化工艺操作参数为:吸收温度55℃,吸收压力3.5~4 MPa,胺液循环流量0.25 m³·h^-1,再生温度120℃,再生压力50 kPa。     

胺法脱碳系统再生能耗

胺法脱碳系统最大的缺陷是再生能耗高,流程参数优化是降低再生能耗的有效途径。为了解再生操作参数对再生能耗的影响,通过再生塔实验台对醇胺吸收剂在不同再生工艺参数下的再生特性进行实验研究。实验内容包括富液CO₂担载量、富液进料温度、再沸器温度、再生压强及胺的种类因素对再生能耗及再生速率的影响,并分析了显热、潜热的变化规律。应用Aspen Plus 基于速率模型对再生过程进行了模拟研究。研究结果表明:提高富液CO₂担载量和富液进料温度能有效降低再生能耗。增大再沸器温度及再生压强反而增大再生能耗。一乙醇胺(MEA)再生能耗较高,混入甲基二乙醇胺(MDEA)能够显著降低能耗。提高富液CO₂担载量和再沸器的温度可以加快CO₂再生速率。     

煤层气脱碳工艺分析与模拟

对煤层气的液化可以达到环保、节能和能源综合利用的目的。煤层气液化之前需要进行脱碳净化,本文通过对煤层气醇胺法脱碳流程进行HYSYS模拟,通过分析胺液配比、胺液浓度,温度以及吸收塔压力对脱碳效果的影响,以选择最佳工艺参数对脱碳工艺进行优化。通过分析研究表明,本煤层气气质条件下,在50℃,3.5MPa,35%浓度的MDEA(25%)+MEA(10%)混合胺液进行脱碳操作吸收效果最佳。     

燃煤烟气胺法脱碳MVR再生系统关键参数及能耗分析

针对燃烧后胺法脱碳工艺再生能耗高的问题,本文将机械蒸汽再压缩（mechanical vapor recompression,MVR）节能技术与胺法再生工艺集成,建立燃煤烟气胺法脱碳MVR再生系统。采用速率基非平衡模型,以再生能耗为目标函数,对影响再生系统能耗的关键工艺参数进行考察,分析其对MVR再生系统的影响规律。结果表明,MVR技术在燃煤烟气胺法脱碳再生系统中表现出良好的节能效果,但最终节能效率应低于41.3%;在0.35～0.55mol/mol范围内增加富液CO₂担载量以及从90℃到115℃提升进塔温度,再生能耗快速降低;增加再生塔压力,MVR再生系统的再生能耗亦呈下降趋势,再生塔压力控制在2atm以下较为合适;降低闪蒸压力,压缩机能耗不断增加,再沸器能耗快速降低,闪蒸压力的合理取值区间为0.9～1.0atm;降低塔顶冷凝器温度从70℃到20℃,再生能耗略微增加,CO₂气体纯度提高。     

LNG液化装置酸性气体的脱除工艺模拟

综合比较常用脱酸气方法,确定选用MDEA/DEA混合胺脱酸气工艺。采用ASPEN HYSYS模拟软件,分析了胺液配比、气液比、再生温度和吸收压力等关键工艺参数对MDEA混合胺脱除酸气装置的影响。     

胺法脱碳系统流程改进及优化模拟

采用一乙醇胺(MEA)进行燃煤电厂烟气脱碳是目前比较成熟和可行的技术,但是存在再生能耗高的严重缺陷。胺法脱碳系统流程改进及优化能有效降低再生能耗。应用Aspen Plus软件基于速率模型对传统胺法脱碳流程及其改进流程进行模拟研究。这些改进的流程包括吸收塔中间冷却流程、富液分流流程、贫液蒸汽再压缩流程、分流流程及富液分流与贫液蒸汽再压缩整合流程。研究结果表明:富液分流与贫液蒸汽再压缩整合流程节能效果最好,和传统流程相比再生能耗及等量功分别下降28.2%和11.9%。节能效果其次的是富液分流流程,再生能耗和等量功分别下降19.3%和11.8%。贫液蒸汽再压缩流程使再生能耗下降了14.1%,而等量功只下降了4.1%。吸收塔中间冷却流程和分流流程节能效果比较有限。     

MDEA复配胺液脱除天然气中H2S性能

为了研究以N-甲基二乙醇胺（MDEA）为主体的MDEA+一乙醇胺（MEA）和MDEA+二乙烯三胺（DETA）两种配方混合胺液脱除H₂S性能,给工业中天然气脱硫配方提供参考和基础数据。利用小型反应釜进行吸收实验,使用单一MDEA胺液进行了工艺参数的筛选,同时考察吸收温度、吸收压力、再生温度对胺液脱除H₂S性能影响,得出升高吸收温度、吸收压力均可在一定程度内提升MDEA胺液的H₂S吸收效果,但当吸收温度过高时会降低胺液的H₂S吸收效果,吸收压力过高会造成脱硫成本的增加,筛选出最优吸收温度50℃,吸收压力5MPa,解吸油浴温度125℃。在优选出的实验工艺参数条件下进行不同添加剂对MDEA胺液脱除H₂S性能影响研究,考察不同配比的MDEA+DETA混合胺液和MDEA+MEA混合胺液脱除天然气中H₂S吸收及解吸性能。通过分析不同配比胺液的吸收负荷、吸收速率及解吸率等指标得出,MDEA单一胺液中添加二乙烯三胺（DETA）、一乙醇胺（MEA）胺液均可提升其H₂S吸收性能但并不利于胺液H₂S解吸性能的提升。性能较优配方为2.4mol/L MDEA+0.6mol/L MEA、2.4mol/L MDEA+0.6mol/L DETA混合胺液。     

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。     

溶剂再生系统的流程模拟与优化

采用PRO/Ⅱ流程模拟软件、选用胺工艺包对某厂溶剂再生系统进行模拟,重点分析了再生塔进料位置、进料温度、操作压力及回流温度对系统能耗的影响,并得到优化的工艺操作参数:进料位置为第3块塔板,进料温度98℃,操作压力0.08 MPa(G),回流温度40℃。优化调整后,再生塔塔顶冷凝器和塔底再沸器负荷较模拟前下降了0.49 MW。     

天然气半贫液脱碳工艺三元胺液配方优选

为实现天然气脱碳工厂降本增效目标,基于某工厂PZ活化MDEA半贫液工艺,在现有设备能力下进一步提升胺液性能,进行三元复配胺液配方筛选以替代原有吸收剂。本文针对单一胺液的贫液、半贫液及富液分别进行实验,确定合适的主体胺液及添加剂,将胺液进行三元复配后通过实验探究三元复配胺液的吸收及再生性能,旨在寻找吸收容量大、吸收速率快、解吸率高、循环溶解度高、再生能耗低综合性能优的胺液配方。通过研究发现,单一胺液中AMP、DETA及PZ吸收性能较优,TEA再生能耗最低,解吸率最高;对于三元复配胺液而言,当MDEA/DEEA为主体胺液时,两种胺液配方贫液状态下的吸收速率和吸收负荷均较高,MDEA/TEA双主体胺液的最终解吸率高于MDEA/DEEA双主体胺液,TEA的加入显著提高了胺液的解吸率;筛选得到的三元高效胺液配方18%MDEA+18%TEA+4%PZ的半贫液循环溶解度高于原PZ活化MDEA配方,再生能耗较低,可代替PZ活化MDEA胺液应用于天然气半贫液脱碳工艺。     

某天然气脱酸装置操作适应性分析研究

采用HYSYS模拟软件结合实际操作参数修正并验证后的模型,对某脱酸装置影响脱酸效果的原料气温度、胺液循环量、胺液浓度、吸收塔压力、闪蒸压力、再生塔回流比等主要因素进行了适应性分析及解释。结果表明:胺液循环量、贫胺液浓度、再生塔回流比是影响能耗的主要因素;原料气温度、吸收压力对吸收效果和性能影响有限;闪蒸压力的确定对再沸器负荷有一定的影响,应结合闪蒸气去向最终确定。可对该装置操作优化及指导后续操作优化。     

MVR热泵用于胺法捕集制氢驰放气CO_2的能耗分析

采用HYSYS软件对MVR热泵用于胺液吸收法进行制氢驰放气碳捕集流程进行仿真模拟,并对捕集主要能耗进行了相对全面的分析。考虑能量品位的影响,总能耗(将所有主要能耗折标煤后相加得到)随着MVR闪蒸压力的降低成降低趋势,考虑到工程上运用,取80k Pa闪蒸压力,此时较传统工艺工况(无MVR系统)折标煤总能耗下降13.4%。     

电厂CO2捕集工艺夹点分析与过程集成节能

电厂一乙醇胺（MEA）法烟气CO2捕集（CCS）工艺换热网络能量流密集,固有能耗高,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：（1）在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气;(2)采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源,跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗,使蒸汽耗量降低21%,冷却水耗量降低17.2%,CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%。     

储气库地面脱水系统用能优化研究

通过几种脱水方法的比较确定适合大型储气库集注站脱水工艺——三甘醇脱水工艺,从系统的角度分析影响三甘醇脱水装置的能耗的主要参数,应用流程模拟软件HYSYS对储气库的脱水流程进行工艺模拟。通过研究主要参数对脱水装置能耗影响情况,优化脱水装置主要工艺参数,达到节能降耗的目的,同时提出有效的节能优化措施。     

CO_2捕集的吸收溶解度计算和过程模拟

为了降低CO2吸收法捕集技术的能耗和成本,以目前常用的单乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2为例,采用电解质非随机双流体热力学模型(E-NRTL),对溶液中的CO2气体溶解度进行计算,计算过程包含了化学反应平衡和汽液平衡,计算结果和文献数据相吻合。在此基础上,建立了CO2吸收过程模拟程序和包括解吸能耗、气体压缩能耗以及液体输送能耗的过程总体能耗的计算方法,继而通过过程模拟分析了吸收塔和解吸塔压力、溶液浓度和流量等因素对吸收捕集过程的总体能耗的影响,获取了最优的工艺条件,为以后新CO2吸收捕集过程提供能耗分析方法基础。     

三甘醇脱水装置影响因素定量分析

三甘醇溶剂脱水法因其各种优点已经广泛地应用到天然气脱水处理中。本文运用HYSYS模拟软件对三甘醇脱水装置进行了流程模拟,定量分析了吸收塔的塔盘数量、再生温度、湿气入口温度、湿气含水量和汽提气流量等影响因素对三甘醇脱水装置脱水效果的影响。分析讨论结果为实际生产过程中操作参数的调整提供了依据。     

高含乙烷天然气氮膨胀液化分离流程

在液化页岩气的同时分离制取液化乙烷是一种经济合理的选择。采用HYSYS软件进行流程模拟研究,在传统氮膨胀液化流程的基础上设计了一种高含乙烷天然气的液化分离流程,并根据天然气中的乙烷含量,取10%、20%、30%、40%共4种含量,分析比较了不同液化压力下流程的比功耗。为降低流程的能耗,在满足LNG产品中C₂H₆含量小于1%、液化乙烷纯度达到99.5%的情况下进一步研究了制冷剂流量、氮气膨胀机出口压力、节流温度的影响,在此基础上结合HYSYS软件中的优化器进一步对流程进行了优化。结果表明,对应10%、20%、30%、40%的乙烷含量,比功耗分别降低7.24%、6.13%、5.8%、7.07%。