MDEA+MEA/DEA混合胺液脱碳性能实验研究

混合胺液脱碳法具有吸收能力强、反应速度快、适用范围广、再生能耗低等许多优点,得到了越来越多的关注。为此,采用带有磁耦合搅拌的高压反应釜,进行了不同浓度配比MDEA+MEA、MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收与解吸实验研究。结果表明:①向2.0mol/L的MDEA中加入1.0mol/L的MEA,混合胺液对CO2的吸收解吸综合性能才有显著改善;②MDEA/DEA配比为2.0/1.0时CO2吸收反应很快达到平衡,但该配比在酸气负荷较高的情况下CO2吸收速率较低;③MDEA/DEA配比为2.6/0.4的混合胺液较MDEA单一胺液对CO2的吸收性能并无明显改善;④2.3/0.7配比的MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收负荷与CO2吸收速率均保持较高水平;⑤向MDEA中添加DEA对其CO2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0mol/L的MDEA+1.0mol/L的DEA混合胺液CO2解吸性能稍好,但不如相同配比的MDEA+MEA混合胺液。该成果为天然气脱碳胺液的配方优选和脱碳工业装置的设计提供了基础数据。     

苯菲尔法脱除酸性气发展近况

一、前言当前,国外采用的脱除CO_2的方法很多,但依据所用吸收液和吸收剂性质大致可分为以下几类: (一)醇胺类吸收液用各种醇胺吸收CO_2的方法早在五十年代已提出。所用的醇胺主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。目前,使用—乙醇胺者较多,使用二乙醇胺者次之,至于三乙醇胺,则因其吸收效率较低、稳定性差,而且因其与工艺气中所含的氧作用生成草酸,对设备具有强烈的腐蚀作用,故很少     

MEA溶液捕集CO2工艺优化及能耗分析

在对单乙醇胺(MEA)溶液捕集CO2解吸能耗分析的基础上,进一步探讨了液气比、MEA溶液浓度及MEA溶液吸收温度对CO2吸收效率和解吸能耗的影响。在模拟计算工况条件下,根据系统中能耗计算公式,可求得最佳液气比为5.6 L/m3。提高液气比有利于CO2的捕集,但当液气比大于5.6 L/m3时,CO2捕集系统中的单位能耗将增加;在吸收液浓度小于40%时,提高吸收剂溶液的质量浓度可以降低单位解吸能耗,但吸收剂质量浓度并不是越高越好,本工况条件下的适宜浓度范围为35%～40%;同时,MEA溶液在吸收-解吸过程中存在氧化和腐蚀问题。因此,CO2捕集系统工艺参数的优化是降低MEA溶液捕集CO2操作费用的关键。     

超重力旋转填料床中柠檬酸钠法脱除低浓度SO_2

在超重力旋转填料床中以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液为吸收液进行模拟烟气中SO2吸收的实验。考察了超重力因子(β)、液气比(L/m3)、入口烟气中SO2质量浓度、气体流量、吸收液中柠檬酸浓度、pH值等对SO2脱除率(η)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,η和KGa随超重力因子、液气比(L/m3)、吸收液中柠檬酸浓度和pH的增加而增加,随入口烟气中SO2浓度的增加先增大后降低,随气体流量的增加而降低。采用超重力旋转填料床用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液中柠檬酸浓度1.0mol/L,初始pH 4~5,液气比3L/m3~7L/m3,超重力因子54.53~90.14。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于80mg/m3,η稳定在98%左右。     

超重力尿素法脱除烟气中SO_2的实验研究

在超重力旋转填料床中,以尿素溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的SO2进行吸收实验研究。分别考察了液气比、旋转填料床转速、进气SO2浓度,尿素溶液浓度以及温度对脱硫率的影响。实验结果表明:脱硫率随着液气比、旋转填料床转速、尿素溶液浓度的增大而变大,随着进气SO2浓度的增大而变小,随着温度的增加而先减小后变大。并得出了适宜的操作条件:液气比为2.5L/m3³.0L/m3,旋转填料床转速为1000r/min,进气φ(SO2)约为500×10-6,尿素浓度约为0.2mol/L,温度约为70℃,在此条件下,脱硫率可以达到92%以上。     

基于HYSYS的混合胺液脱酸性能及能耗影响因素分析

运用HYSYS软件对天然气脱酸工艺流程进行了模拟,分析了贫液进入吸收塔的温度、循环量、组分以及各组分的浓度对整个系统脱酸效果和能耗的影响。模拟结果表明:提高贫液的进塔温度会使系统的脱酸效果变差,温度对H_2S吸收的影响要大于CO_2,而对系统总能耗的影响并不明显;提高胺液循环量会使系统脱酸效果增强,但对于MDEA+MEA混合液,系统能耗会升高,对于MDEA+DEA混合液,系统能耗会降低;在相同条件下,MDEA+MEA吸收剂的脱酸效果要强于MDEA+DEA吸收剂,但MDEA+MEA吸收剂产生的系统能耗要远高于MDEA+DEA吸收剂;对于一定浓度的混合胺液,提高MDEA的浓度虽然会使脱酸效果减弱,但可以缩短反应时间,降低系统能耗。该成果为天然气脱酸工艺的改进和优化提供了参考。     

超重力法脱除合成氨原料气中二氧化碳的实验研究

对应用旋转填料床于脱除合成氨原料气中二氧化碳进行了实验研究。采用在MDEA(N-甲基二乙醇胺)水溶液中加入少量烯胺TETA(三乙烯四胺)或氨基酸盐组成的复合溶液。主要考察了不同类型吸收液、吸收液二氧化碳负荷、超重力因子β、气液比等因素对合成氨原料气中二氧化碳脱除效率的影响。实验结果表明,在MDEA水溶液中加入TETA或氨基酸盐添加剂,大大提高了脱除效率,改善了传质速率,其中以TETA作为添加剂的混合吸收液的脱除效率在2种混合吸收液中最好,相对于单一的MDEA吸收液,混合吸收液的脱除效率平均提高了101.19%。在相同的操作条件下,脱除效率随着超重力因子β增大而增大,β大于120后对脱除效率的影响不明显;脱除效率随液气比的增大呈现出先增大后减小的趋势,其最佳液气比约为10 L/m3。超重力旋转填料床与传统塔设备相比,具有二氧化碳脱除效率高、低液泛、处理能力大、能耗和运行费用低、占地面积小、操作简便等优点,具有良好的工业应用前景。     

用旋转填充床以双碱法脱除烟气中的SO_2

在旋转填充床中,以NaOH溶液为吸收液,进行SO2气体吸收的实验。考察了吸收液和气体流量的比(简称液气比)、旋转填充床转速、吸收液浓度和入口气体中SO2质量浓度对SO2脱除率(θ)和气相传质系数(KGa)的影响。实验结果表明,θ和KGa随液气比和吸收液浓度的增大而增加;随旋转填充床转速的提高,先降低后增加;随入口气体中SO2质量浓度的增大而降低。采用旋转填充床用NaOH溶液吸收SO2的最佳工艺条件是:吸收液浓度100mmol/L,液气比3.00～4.00L/m3,旋转填充床转速1200～1600r/min,入口气体中SO2质量浓度小于5g/m3。在此条件下,出口气体中SO2质量浓度低于50mg/m3,θ稳定在99%以上。     

填料塔中磷酸钠缓冲溶液脱除模拟烟气中SO2研究

在鲍尔环填料塔中,以磷酸钠缓冲溶液为吸收剂,脱除模拟烟气中SO2,重点考察了气体流量G、液气比L/G、溶液初始pH值和磷酸浓度C L、入口气体中SO2浓度C in等参数对脱硫率的影响规律及适宜操作条件。结果表明:脱硫率随初始pH值、液气比和磷酸浓度的增加而增大;随气量增加而减小;随入口SO2浓度的增加先增加后降低,但变化较小。应用MATLAB软件对操作参数进行显著性分析,显著性由高到低依次为初始pH值、液气比、磷酸浓度、入口SO2浓度和气量。在适宜操作参数pH=5.5~6,L/G=4L/m3~5L/m3,CL=1.5mol/L~2mol/L,G=5m3/h,Cin≤12g/m3下,脱硫率达99%以上,出口SO2浓度可控制在100mg/m3以下。     

MDEA/DEA脱硫脱碳混合溶液在长庆气区的应用

随着长庆气区靖边等气田的不断开发,其天然气气质发生了较大变化,其中H2S含量上升到1 000 mg/m3,CO2体积分数上升到4.5%～6.0%,原天然气净化工艺采用的单一MDEA溶液已不能满足天然气脱硫脱碳需要。为此,开展了不同体积比MDEA/DEA混合醇胺溶液脱硫脱碳试验。试验结果显示：在相同的试验条件下,溶液中总胺为40%（质量分数）,DEA与MDEA体积比为1∶6配比制成的混合溶液其H2S和CO2负荷最高,溶液的脱硫脱碳性能最好。继而在4套生产装置进行了推广应用。结论表明：应用MDEA/DEA混合溶液对低含硫、高含碳的天然气进行净化处理,溶液酸气负荷较高,脱硫、脱碳性能较好,腐蚀性小,天然气净化装置运行平稳,节能效果好,经济适用。     

MDEA为主体的复配胺液选择性脱硫性能实验研究

在总浓度为2 mol/L的条件下,运用小型反应釜,采用恒压吸收法和恒容吸收法,对以MDEA为主体、DGA与AMP为添加剂的复配胺液进行不同物质的量比下选择性吸收H_2S性能的实验研究。通过分析气相浓度、吸收速率、酸气脱除率及选择性因子,优选出不同复配胺液在此浓度下选择性脱硫的最优配比。实验结果表明:2mol/L MDEA+DGA复配胺液在物质的量比为10∶3时,对原料气中H_2S的吸收速率、脱除率均较高,对CO_2的吸收速率、脱除率均较低,选择性因子最大,为该复配胺液的最优配比;2mol/L MDEA+AMP复配胺液在物质的量比为10∶3时,对原料气中H_2S的吸收速率、脱除率均较高,对CO_2的吸收速率、脱除率均较低,选择性因子最大,为该复配胺液的最优配比。     

超重力氨法烟气脱硫工艺实验研究

在超重力旋转填料床中,以(NH4)2SO3-NH4HSO3混合溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的SO2进行吸收实验研究。考察了吸收液pH值、旋转填料床转速、液气比及入口SO2浓度对脱硫率的影响。实验结果表明:SO2脱除率随着吸收液pH值、旋转填料床转速和液气比的增大而增大,随着入口SO2浓度的增大而减小。并得出了适宜的操作条件为:超重力旋转床转速1000r/min,液气比(L/G)为3L/m3～4L/m3,吸收液pH值为6.0～6.5,入口φ(SO2)在1000×10-6以下,在此条件下,脱硫率可以稳定在95%以上。     

中空纤维膜吸收法脱除H2S的实验研究

研究了用中空纤维膜组件脱除天然气中的H2S的吸收过程.采用疏水性聚丙烯中空纤维膜(HFPPM)制成膜组件,以甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液作为吸收剂,考察了吸收液浓度、吸收液流速、气相流速等因素对H2S膜吸收过程的影响.实验结果表明,质量分数为30%的MDEA吸收液在流速为78.1 ml/s,气速为0.064 m/s时,H2S的脱除率为95.8%,H2S的总传质系数为4.8×10-8mol·(m2·s·Pa)-1;质量分数为35%的MDEA在同样的条件下H2S脱除率达98.1%.而且在实验的较宽天然气H2S浓度范围内,MDEA吸收剂H2S脱除率保持在90%以上.实验证明膜吸收法也许是有良好发展前景脱除H2S的方法.     

液固相变吸收剂的CO2吸收性能及相分离行为机理研究

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)水溶液作为复合吸收剂的化学吸收法是捕集二氧化碳(CO₂)的重要手段之一，但该复合吸收剂再生能耗较高，限制了其在碳捕集领域的应用。为克服该缺点，在该复合吸收剂中加入某种溶剂形成相变吸收剂，可减少吸收剂进入解吸单元的总量，从而降低再生能耗。设计了一种组成为MDEA+PZ+N-甲基吡咯烷酮(NMP)+水(H₂O)的液固相变吸收剂，并考察了其吸收CO₂的性能，测定了NMP、PZ质量分数对液固相变吸收剂CO₂溶解度的影响，分析了相分离行为机理。结果表明，该吸收剂的CO₂溶解度随着NMP质量分数的增加而降低，随着PZ质量分数的增加而增加；当吸收剂中NMP、PZ的质量分数分别达到50%、3%及以上时，吸收CO₂后生成PZ-氨基甲酸酯达到饱和析出形成固相，固相先随CO₂溶解度增加而增加，后随着CO₂溶解度继续增加，生成更易溶于水的PZ-二氨基甲酸酯，导致固相减少。     

高含硫天然气超重力脱硫技术研究

基于MDEA溶液和不同配比位阻胺溶液对H2S吸收容量的静态测定实验结果,在操作压力为8.3 MPa的超重力侧线试验装置上,考察不同气液比条件下MDEA溶液和优化配方的位阻胺溶液对高酸性天然气的选择性脱硫效果,同时考察了超重力机转速对溶剂选择性脱硫效果的影响。结果表明,几种溶剂中以8号溶剂对H2S的吸收容量最大,40 ℃和50 ℃条件下H2S的最大吸收容量分别为79.67 g/L和59.20 g/L,采用超重力脱硫工艺,可将天然气中硫化氢质量浓度由2.0×105 mg/m3降至100 mg/m3以下,在气液比95左右时,净化气中H2S、总硫质量浓度分别为19.8 mg/m3和32.27 mg/m3,CO2体积分数为0.38%,达到二类天然气指标要求。     

催化裂化烟气脱硫实验研究

近年来催化裂化原料油的硫含量不断增加,导致催化剂再生烟气中的二氧化硫含量增加。国外已工业化的催化裂化烟气脱硫技术有Belco公司的LABSORBTM工艺,国内有中石化洛阳工程有限公司的RASOC技术。通过对上述两种方法的分析比较并结合传统钠法,开发一种新的催化裂化装置再生烟气脱硫工艺。通过对亚硫酸钠脱硫废液的处理,回收其中的无水亚硫酸钠,母液循环回脱硫系统再次使用,形成一种回收亚硫酸钠的循环烟气脱硫工艺。在实验室内以小型填料塔为吸收塔,在吸收液初始量浓度为0.3～0.5 mol/L条件下考察吸收剂的pH值、液气比、催化剂颗粒对脱硫率的影响,同时考察了吸收剂的再生情况。结果表明:在吸收剂pH值为6.5～7.0,液气比为2～3 L/m3,吸收液初始量浓度为0.3～0.5 mol/L时脱硫率可达到90%以上。回收的无水亚硫酸钠产品可以达到工业级,再生的吸收剂脱硫率与新鲜液效果相当。     

高含硫天然气脱酸气装置提效降耗优化

为了提高高含硫天然气脱酸气装置的净化气产量并降低净化过程的综合能耗,依据中国石化普光天然气净化厂脱酸气装置的现场运行数据,采用ProMax建立了相应的工艺仿真模型,针对主要操作参数包括甲基二乙醇胺(MDEA)溶液的循环量,浓度和进入一、二级吸收塔的温度等开展灵敏度分析与优化研究,并结合现场实际,在优化工况下,分析原料气负荷降低、压力降低及H——2S含量升高对净化气气质与收率的影响规律。研究结果表明:①降低MDEA溶液循环量、浓度以及进塔温度可提高胺液吸收的选择性,有利于提高净化气的收率,其中MDEA溶液循环量是影响脱酸气装置综合能耗的主要因素;②当原料气负荷、压力以及H2S含量波动时,在优化工况下能够满足高含硫天然气的净化要求;③在低负荷下可通过减少再生蒸汽量和调整胺液进二级吸收塔位置实现节能;④H2S含量每增加1%,需将MDEA溶液循环量提高约20×10~3 kg/h;⑤经过参数优化,在满负荷工况下净化气收率可以提高0.5%,综合能耗降低19.1%。     

吸收法油气回收工艺的优化计算

采用ASPEN PLUS模拟软件,选用ASPEN RateSep计算模型和SHBWR热力学方法,以油气处理量150 m3/h为基础,对吸收油性质、吸收温度、液气比、填料高度、压力等操作参数进行了计算和分析。结果表明-10#柴油在液气比150 L/m3、填料高度4 m、吸收温度10℃的条件下,排放气净化后能达标排放,装置的总烃回收率大于95%。     

炼厂燃料气的超重力吸收深度脱硫

针对炼厂加热炉用燃料气中低浓度硫化物,特别是有机硫化物,利用自主研发的深度脱硫吸收剂,考察并优化了超重力吸收脱硫工艺。结果表明:当模拟炼厂燃料气的进气总硫质量浓度为80～100 mg/m3时,在超重力机的床层填料为不锈钢波纹丝网,超重力因子为66,进气量为4 m3/h,液气比（吸收剂循环量与进气量的流量之比）为6 L/m3的最优超重力吸收深度脱硫工艺条件下,燃料气的总硫去除率高达96.4%。在3种进气总硫质量浓度为80～100,50～60,20～30 mg/m3情形下,模拟炼厂燃料气脱硫效果比较稳定,总硫去除率均大于90.1%,出气总硫质量浓度均小于4.62 mg/m3。     

旋转填充床中叔丁氨基乙氧基乙醇溶液选择性脱硫性能的评价

在旋转填充床中,分别以叔丁氨基乙氧基乙醇(TBEE)溶液和N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为胺液,对含CO2和H2S的N2进行选择性脱硫实验。考察了旋转填充床转速及胺液中醇胺含量、胺液流量、气体流量与液体流量的比值(气液比)、吸收温度对胺液脱硫性能的影响。实验结果表明,在相同的条件下与MDEA溶液相比,TBEE溶液的脱硫率(η)和选择性因子(S)更大,体现出空间位阻胺选择性脱硫的优势;胺液中醇胺含量和胺液流量的增大可提高η、降低S;旋转填充床转速增大有利于提高η,气液比增大有助于选择性脱硫;当N2中H2S含量为0.6%～0.8%(φ)和CO2含量为8%(φ)时,在w(TBEE)=5%、旋转填充床转速1 200 r/min、胺液流量6 L/h、气液比200、吸收温度30℃的条件下,S可达22～28。