天然气处理平台硫化氢适应性分析与改造

在某深水气田开发设计时,油藏提供的气藏组分中不含硫化氢(H₂S)气体,但后期生产过程中出现了H₂S气体。针对目前的工况,该气田的开采平台根据实际工况及H₂S实测数据,对现有的工艺系统、设备管线、海底管线、H₂S实时监测及现场防护设备进行了适应性分析。同时根据分析结果,对平台上已不满足目前气田产H₂S现状的部分进行了相应的改造。     

消除冶炼烟气还原过程的硫排放

介绍一种从含SO₂冶炼烟气中100%回收硫磺的新技术——GGO工艺。冶炼烟气通过吸收-再生法产生φ（SO₂）100%的气体,然后通过利用氢气作为还原剂的热反应器和克劳斯催化反应器生成硫磺。含有H₂S、SO₂、H₂和H₂O的尾气送入尾气反应塔,H₂S与SO₂在水溶液中继续反应;对悬浮液过滤回收硫磺。反应塔排出的主要含有H₂、未反应H₂S和SO₂的气体返回热反应器。本装置无气体排放。     

Aspen Plus模拟高浓度H2S/CO2酸性气的选择性分离

以煤制氢尾气中的高浓度酸性气体H₂S和CO₂为对象,以聚乙二醇二甲醚（NHD）为吸收剂,使用PC-SAFT状态方程拟合了酸性气体CO₂和H₂S在聚乙二醇二甲醚（NHD）溶剂中溶解参数,运用Aspen Plus流程模拟软件,构建两级吸收分离工艺,实现H₂S和CO₂的高效分离,H₂S浓度由30%提升至98.7%,CO₂含量由55%提升至99.4%。由此,可以通过高效分离酸性气H₂S和CO₂,并以提浓后再资源化利用的方式实现酸性气的污染控制。     

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。     

Ce-Cu-Al-O复合金属氧化物吸附剂低温脱除H2S

用共沉淀法制备了一系列Ce-Cu-Al-O复合金属氧化物吸附剂,用于低温下脱除CO₂气体中的微量H₂S。采用XRD、N₂物理吸附、SEM及XPS等手段对脱硫前后的吸附剂结构进行表征。研究了Ce含量、煅烧温度、气体空速、杂质气体及吸附温度对吸附剂脱除H₂S性能的影响。结果表明,Ce-Cu-Al-O系列吸附剂在40℃条件下可有效脱除CO₂气体中的H₂S,Ce含量为10%的吸附剂（10Ce-Cu-Al-O）具有最大H₂S穿透吸附量,为94.1mg/g。研究发现,引入CeO₂能有效改善CuO的分散性,提高吸附剂的比表面积和孔容。提高煅烧温度,较大空速均不利于吸附剂的脱硫效果;平衡气CO₂会抑制H₂S的吸附;吸附温度不高于100℃时,10Ce-Cu-Al-O的穿透吸附量随温度升高而增加且不会生成COS副产物。表征结果显示,硫化后吸附剂的组分团聚导致了比表面积和孔容降低。此外,失活后的脱硫剂可在100℃用空气再生。     

离子液体膜材料分离二氧化碳的研究进展

离子液体由于具有不易挥发、结构可调、对CO₂有良好的吸收性能等特点而成为当前CO₂分离领域的研究热点,但因高黏度和高成本问题而限制了其工业化应用。将离子液体与气体分离膜材料结合,得到的新型分离膜材料兼具离子液体和膜的优势,成为当前离子液体研究领域的趋势之一。针对这一热点问题,综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜和离子液体共混/杂化膜在CO₂分离方面的研究现状和进展,讨论了离子液体结构和含量对膜分离性能、稳定性等的影响。相关研究表明,离子液体共混/杂化膜具有较高的分离性能和稳定性,是一种很有应用前景的CO₂分离材料。提出该领域的重点发展方向,即开发新的功能化离子液体共混/杂化膜材料是解决高渗透通量与高稳定性之间矛盾、强化CO₂分离性能的有效途径,深入研究离子液体共混/杂化膜的形成机制、气体在膜中的渗透行为以及CO₂分离机理。     

相变吸收酸性气体的发展现状

酸性气体,如CO₂、SO₂和H₂S的过量排放已经造成温室效应或酸雨等一系列环境危害。传统的溶剂吸收法由于技术成熟、成本低廉而得到了广泛应用,但它依然存在吸收剂再生能耗高、产物附加值低的缺点。近年来,一种新的吸收方式,相变吸收（即均相体系在吸收酸性气体后分为两相,酸性气体主要富集于其中一相）,引起了人们的广泛关注。该法在吸收剂再生时只需要对其中的富相进行处理,从而减少了处理量,降低了解吸能耗,且富相中的酸性气体作为一种已经被改性的原料可以直接用于合成含硫或含碳化学品,从根本上避免再生过程。本文阐述了相变吸收的研究现状,依次对CO₂、SO₂以及H₂S体系作了详细的介绍。将相变吸收分为液-液相变、液-固相变两类,介绍了两种相变吸收的研究进展,并分析比较了它们优缺点。在实际使用中,不同领域应综合考虑。目前,相变吸收实现了吸收剂对SO₂气体的质量吸收量为1.56g SO₂ /g DMEA,对H₂S的为0.205g H₂S/ g DBN,对CO₂的摩尔吸收量为1.87mol CO₂/mol （TETA/PEG200）,与其他方法相比,相变吸收的吸收量非常高。这些结果表明相变吸收是一种极具潜力的酸性气体捕集方式。     

高含有机硫天然气的净化研究与探索

在使用单一甲基二乙醇胺（MDEA）溶液脱除天然气中H₂S的过程中,随着有机硫含量不断地增加,常常造成出料气中H₂S和总硫含量均不能满足国家二类天然气质量要求。在改变关键参数后,脱硫效果仍然不能改善。因此,本文针对高含量的有机硫,开展了MDEA+DIPA、MDEA+DEA、环丁砜+MDEA、环丁砜+DIPA 4组高效脱硫剂的复配研究,通过对比H₂S及有机硫在溶液中的吸收分压,筛选出了吸收效果较优的脱硫剂组合为：环丁砜+MDEA。随后再利用BBD响应面分析法,以环丁砜、MDEA、H₂O的不同配比为变量,以H₂S和总硫脱除率最高为目标函数进行寻优,经过混料实验与复合优化,最终得出最优脱硫剂配比为：23.3%环丁砜+54.6%MDEA+22.1%H₂O。最优配比脱硫剂经现场装置使用后的效果表明,H₂S脱除率达到99.964%,总硫脱除率达到99.833%,出料气中H₂S含量为14.4mg/m³,总硫含量为78.5mg/m³,满足二类气标准。     

HCN、COS和CS2催化水解及其水解产物协同净化的研究进展

氰化氢（HCN）、羰基硫（COS）、二硫化碳（CS₂）广泛共存于黄磷尾气、焦炉煤气、碳一化工等化工行业废气中,目前大多数研究局限于3种气体的单独脱除,3种气体同时脱除的研究鲜有报道,而3种气体的协同脱除势在必行。催化水解法能够将HCN转化成NH₃,COS和CS₂水解成H₂S。NH₃和H₂S可以分别被催化氧化为N₂及S,S可以回收利用。一步法实现HCN、COS和CS₂的水解及水解产物NH₃和H₂S的催化氧化的催化剂开发是该技术的核心问题,本文针对近几年3种气体水解催化剂的相关研究成果进行了综述,包括负载型催化剂和非负载型催化剂,与此同时,针对水解产物NH₃和H₂S的催化氧化的协同净化技术进行了分析,旨在为后续3种气体同时催化水解及协同净化其水解产物催化剂的开发提供理论指导,为低温环境下协同催化水解HCN、COS和CS₂,并利用原料气中的氧一步法净化水解产物技术的未来发展及应用提供参考。     

氮掺杂Stone-Wales缺陷石墨烯吸附H2S的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究H₂S分子在氮掺杂Stone-Wales（SW）缺陷石墨烯上的吸附行为,通过吸附能、差分电荷密度、Bader电荷和电子态密度等分析了H₂S分子在SW缺陷石墨烯及氮掺杂SW缺陷石墨烯上的吸附差异。计算结果表明氮原子掺杂可以有效提升H₂S分子与石墨烯表面的相互作用,并加强二者之间的电荷转移。其中,氮原子主要作为电子传递的桥梁参与H₂S与石墨烯表面之间的电荷转移。H₂S分子被选择性吸附在SW缺陷及氮掺杂SW缺陷石墨烯的五元碳环中心处,这说明五元碳环的电荷分布促进H₂S分子的吸附行为。     

Efficient conversion of H2S into mercaptan alcohol by tertiary-amine functionalized ionic liquids

The resource utilization of hydrogen sulfide (H₂S) is of great significance in natural gas chemical industry. Described herein have developed a novel method mediated in tertiary amine-functionalized ionic liquids (ILs) to convert H₂S into mercaptan alcohols with enols. The effect of ILs, substrate scope, and regeneration experiments have been investigated. It is found that the conversion of 3-methyl-2-buten-1-ol by H₂S can reach 52% with a 50% (mol) catalyst loading of bis(2-dimethylaminoethyl) ether methoxyacetate within 12 h at 90 ℃. The reaction mechanism was speculated based on theoretical calculation. Besides, a plausible reaction-separation-integrated strategy was further proposed. This work reveals an effective insight into the capture and catalytic conversion of H₂S to high valuable mercaptan alcohol, which makes the utilization method of H₂S resource universal and has the potentiality for industrial application.     

A new approach for correlating of H2S solubility in [emim][Lac], [bmim][ac] and [emim][pro] ionic liquids using two-parts combined models

Two bi-part combined models containing reaction equilibrium thermodynamic model and an equation of state (EoS) including cubic plus association (CPA) or modified Soave-Redlich-Kwong (SRK), were employed to correlate H₂S solubility in ionic liquids [emim][Lac], [bmim][Ac] and [emim][Pro]. RETM and CPA/mSRK are responsible for chemical and phase equilibria calculations, respectively. The RETM defines a complex formation reaction between an H₂S and two IL molecules into the liquid phase so that a complex in the form of H₂S(IL)₂ is probable to produce. On the other side, CPA/mSRK EoSs perform phase equilibria computations to find pressure and vapor phase concentrations. In the case of CPA, both of H₂S and the ionic liquids were considered as self-associating components which pursue 4C and 2B schemes, respectively. This model computes the pure IL parameters using experimental density data. In this work, critical properties were estimated through the modified Lydersen-Joback-Reid method, Eotvos and Guggenheim relations. Afterward, the binary systems were investigated by applying RETM. CPA presents average absolute deviations (AADs) equal to 2.41%, 13.42% and 3.52% for [emim][Lac], [bmim][Ac], and [emim][Pro], respectively. Moreover, the AADs obtained by mSRK are 3.75%, 5.07%, and 6.06%, respectively. As it is evident from the results, the combination of RETM with both CPA and mSRK EoSs will result in good correlation accuracy.     

SIMULTANEOUS ABSORPTION OF AN ACID GAS (H2S) AND A BASIC GAS (NH3) IN A SCRUBBING DEVICE

H₂S and NH₃ are major contaminants in many synfuel process gas streams. The H₂S is frequently removed by dissociation and reaction in scrubbers using alkaline scrubbing liquids. Some of the NH₃ is removed by simple dissolution in the same unit; the remaining NH₃ can be removed in a second scrubber using a mildly acidic liquid. The first scrubbing stage in such a system is novel in that an acidic gas (H₂S) and a basic gas (NH₃) are absorbed simultaneously. In this paper, the interesting behavior of this simultaneous acid gas-basic gas scrubbing process is described and discussed. The percentage H₂S and NH₃, absorption as a function of the injected liquid pH, the liquid-to-gas ratio, and the NH₃ content of the gas stream have been determined.     

磷酸基咪唑离子液体脱除煤焦油柴油馏分中的氮化物

研究了不同磷酸基咪唑离子液体对煤焦油柴油馏分中氮化物的脱除效果.分别以磷酸酯和磷酸二氢根为阴离子合成了烷基碳链长度不同的咪唑磷酸酯和咪唑磷酸二氢盐离子液体,考察了不同条件下离子液体对煤焦油柴油馏分的脱氮效果.结果表明,酸性咪唑磷酸二氢盐离子液体脱氮效果优于咪唑磷酸酯离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([BMim]H₂PO₄)离子液体的脱氮效果最佳.在剂油质量比为0.2、反应温度为40℃、反应时间和静置时间均为30min的条件下,[BMim]H₂PO₄对煤焦油柴油馏分的脱氮率为92.3%,循环使用5次后仍具有稳定的脱氮效果.     

SOLUBILITY OF CO2 AND H2S IN A HINDERED AMINE SOLUTION

The solubility of H₂S and CO₂ in aqueous solutions of the sterically hindered amine, 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), was determined at 40 and 100°C. Partial pressures of C)₂ ranged from approximately 2 to 6000 kPa and of H₂S from 2 to 2200 kPa. The solubility results were compared with previously reported acid gas solubilities in aqueous monoethanolamine (MEA) solutions.     

离子液体吸收分离一氧化碳的研究进展

离子液体（ILs）作为一种新型的绿色溶剂在吸收和分离一氧化碳（CO）方面显示出了独特的优异性和潜在的应用价值。对近年来ILs参与CO吸收分离的研究工作进展进行了综述,主要包括常规ILs、阴离子功能化ILs、ILs/Cu (Ⅰ)盐和ILs支撑液膜。重点论述了CO在ILs中的溶解度及对其他气体的选择性,并与ILs吸收分离二氧化碳（CO₂）性能进行了比较;着重讨论了阴阳离子种类、取代基类型、温度、压力等因素对ILs吸收分离CO性能的影响,并介绍了ILs吸收CO的机理。最后,对设计合成新型功能化ILs应用于高效吸收分离CO提出了一些建议。     

硫化氢在 Primene JM-T 中溶解度的测定与模型建立简

The primary aliphatic amine Primene JM-T was investigated as a potential absorbent for H2S removal. The solubility of HzS in JM-T was measured at 298, 313,333,353, and 368 K with H2S partial pressures from 20 to 760 kPa and HzS loading from 0.02 to 0.8 mol H2S per mol JM-T. Relevant physical properties, such as density, viscoslty and dielectric constant, ot the matenal were measured. ＇The thermodynamlc model with two-suttlX Margules equation was used to correlate the experimental vapor-liquid equilibrium data. Furthermore, the absorption mechanism in non-aqueous system is suggested and the difference between non-aqueous and aqueous absorption system is pointed out.     

离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的应用研究进展

低碳烯烃/烷烃的高效分离是石油化工领域可持续发展的关键过程之一,传统的低温精馏过程选择性低、能耗大。离子液体作为一种结构可调的绿色溶剂为低碳烃的高效分离提供了新的思路。本文综述了近年来国内外离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的研究进展,总结了常规离子液体、功能化离子液体以及含过渡金属的离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的应用,阐明了离子液体中阴阳离子、功能化基团、过渡金属与低碳烯烃相互作用的机理,着重介绍了合成金属功能化离子液体、添加金属盐、添加金属纳米粒子3种向离子液体中引入过渡金属方式的特点以及过渡金属的种类、比例,有机配体的类型对离子液体烯烃/烷烃分离性能的影响,并探讨了该方向的研究和发展趋势。