天然气深度脱碳分流解吸工艺研究

目前,常规天然气深度脱碳工艺能耗大,具体表现在再生塔温度高、重沸器热负荷过大、工艺流程换热简单、换热网络集成度小、热量损失多等方面。研究了一种分流解吸工艺,该工艺中物料分两股进入再生塔,回收再生塔塔顶气相热量,减少塔顶冷却器的冷却水用量,从而减少重沸器热负荷,达到一定的节能效果。结果表明,分流解吸工艺比常规工艺节能,当原料气中CO2摩尔分数为3.63%时,最佳分流比为0.3,此时净化效果最好;当原料气中CO2摩尔分数为20%时,最佳分流比为0.4,此时净化效果最好。第2股选择进料位置时,建议选取中部偏上两块塔板(第8块)作为最佳进料位置。     

催化裂化解吸和稳定系统节能方案研究

针对某公司新建220万t/a催化裂化装置换热流程,采用PROII流程模拟软件对解吸、稳定系统的传质、传热过程进行流程模拟,以确定该系统最佳的节能方案。模拟结果表明,稳定塔进料状态对其最佳的进料位置略有影响;稳定塔进料换热器40%左右的热负荷转移到塔底,代替塔底重沸器的部分负荷,其余60%左右的热负荷转移到塔顶,需要消耗循环水或电能进行冷却;取消稳定塔进料换热器,稳定塔底油直接作为解吸塔底重沸器热源将更有利于降低解吸、稳定系统的能量消耗。     

我国首套低压气体脱硫装置建成投产

石家庄炼油厂延迟焦化装置设计加工能力为40万t/a任丘减压渣油。焦化富气含硫1.24％,需经脱硫后才可作燃料气。脱硫工艺采用中国石化北京设计院设计的无压缩机升压的低压脱硫方案。以二乙醇胺为吸附剂,焦化富气从柴油吸收塔顶逸出后进入吸收塔与溶剂逆流接触,吸收了H_2S的水溶液(富液)经升温后在再生塔内借助塔底的重沸器加热解吸将溶液再生,再生后的贫液经冷却后送吸收塔循环使用,再生塔顶的酸性气经冷凝分液     

催化裂化装置吸收稳定系统流程优化

应用PROII化工过程模拟软件对催化裂化装置吸收稳定系统不同工况(不同解吸塔进料方式、不同解吸塔中间介质抽出位置、解吸塔底设置两个重沸器、不同稳定塔进料方式、稳定塔设置中间重沸器及稳定塔提压)进行模拟。根据模拟结果、工艺比较和系统能耗分析认为解吸塔冷进料加设置解吸塔中间重沸器是最优的解吸塔进料流程;解吸塔中间介质的适宜抽出位置在解吸塔中部稍靠下;随着装置规模的增大,为了合理安排换热流程,有必要在解吸塔和稳定塔底设置两个重沸器;从能耗分析和分离精度来看,稳定塔冷进料方式优于稳定塔热进料方式;为了降低稳定塔底热负荷,合理利用低温位热源,可以考虑在稳定塔中部设置中间重沸器,中间介质的抽出位置在稳定塔提馏段的中下部较为适宜。稳定塔顶提压流程是比较合理的工艺流程。     

真空碳酸钾法脱硫

该法用于气体选择性脱除H_2S.原料气在填料吸收塔内用贫碳酸钾水溶液吸收.吸收时只有少量CO_2被同时脱除,而H_2S几乎全部被吸收.吸收富液经贫富液换热器换热后进入解吸塔,于真空条件下解吸放出含硫气体.解吸介质为重沸器产生的水蒸气,重沸点热源是原料气的显热.由解吸塔顶排出的酸性气体经冷凝冷却后入分离罐,气体由真空泵抽送至Claus硫回收或硫酸生产装置作原料;冷凝液由泵送回解吸塔顶.解吸塔底贫液经贫/富液换热器换热后再冷却返回吸收塔作吸收液.     

芳烃联合装置低温热利用与流程优化

介绍了芳烃联合装置低温热利用与流程优化情况。利用抽余液塔与抽出液塔塔顶低温热生产热水，少量热水用来加热催化裂化装置除盐水，大部分热水通过第二类热泵生产0.35 MPa蒸汽并送去溶剂再生装置；甲苯塔塔顶气相热源除了少量用来替代异构化汽提塔3.50 MPa再沸蒸汽外，其余部分与重芳烃塔塔顶低温热一起生产0.62 MPa低低压蒸汽，大部分低低压蒸汽增压后作为芳烃抽提装置的再沸热源。该方案实现了芳烃联合装置内部与外部装置低温热的综合利用，优化了重芳烃塔与异构化汽提塔塔底换热流程。项目实施后，芳烃联合装置每年节能102.7 ktce, CO₂排放量减少256.1 kt,装置对二甲苯能耗降低3.22 GJ/t。     

硫磺回收塔底重沸器腐蚀原因分析

中国石油天然气股份有限公司大连分公司某装置硫磺回收再生塔底重沸器使用不久便发生腐蚀泄漏.分析认为RNH2-CO2-H2S-H2O介质腐蚀、因胺液降解生成热稳定性物质(HSAS)的腐蚀、冲刷作用以及重沸器结构不合理是产生腐蚀的主要原因,E102壳层焊缝属应力腐蚀开裂.采取防止氧进入系统、保持胺液清洁、对重沸器进行改造、增加消除应力退火以及更换重沸器管板材质为CrMo或12CrMo钢等措施,可以延长设备的使用寿命.     

改良型CJST塔盘在胺法天然气脱硫工艺中的应用

胺法天然气脱硫工艺中,采用的醇胺溶液在循环使用过程中存在易降解、易发泡的问题。长庆气区天然气净化厂脱硫装置受塔盘结构和原料气气质影响,脱硫塔在生产运行中经常发生拦液问题,严重影响装置的安全运行及供气,并且由于胺液夹带,造成硫磺回收、锅炉等相关生产单元生产波动。根据胺液发泡的机理,对比分析了缓解发泡的主要措施及效果。并在理论分析和前期试验的基础上,引进了改良型CJST型塔盘在胺法天然气脱硫装置上开展现场应用试验,通过试验,该塔盘不仅成功解决了脱硫塔拦液频繁的问题,并且克服了以往CJST塔盘脱碳效率低、塔顶带液的问题。     

芳烃联合装置抽余液塔模拟计算与产品质量控制分析

在PROⅡ模拟软件中搭建抽余液塔系统,选取软件自带SRK热力学模型模拟计算。结果表明:①当塔顶产品中C_8芳烃的质量分数由50μg/g增加至250μg/g,塔顶冷凝负荷下降1.00%,塔底重沸炉热负荷下降0.91%,全塔总热负荷下降0.95%;塔顶回流泵流量下降1.30%,塔底重沸炉泵流量下降0.91%;全塔回流比下降1.35%;每块理论板的塔径逐渐下降,塔内径平均下降约0.53%;②当塔底产品中甲苯的质量分数由1%增加至5%,塔顶冷凝负荷下降7.72%,塔底热负荷下降6.92%,全塔总热负荷下降7.30%;塔顶回流泵流量下降8.56%,塔底重沸炉泵流量下降8.20%;全塔回流比降低3.95%,每块理论板的塔径逐渐下降,塔内径平均下降约5.28%;③当抽余液塔理想状态分离时,塔顶冷凝负荷增加159.96%,塔底热负荷增加144.95%,全塔热负荷增加152.08%;塔顶回流泵流量增加205.83%,塔底重沸炉泵流量增加145.81%,全塔回流比增加202.25%。     

混合胺法深度脱碳的工艺参数模拟优化

采用K-E模型对混合胺法深度脱碳的工艺流程进行了模拟,并以净化效果和塔顶排放气体的损耗为约束条件,以再沸器的加热功率为目标函数,在给定吸收塔和再生塔基本参数条件下,对回流比、再沸比及胺液配比进行了优化。因为加热功率最小点处于极限酸气负荷附近,此时再减少胺液循环量会使加热功率急剧增加,因而设计时应留有足够余量,但可以此作为胺液配比优化的依据,根据模拟结果,在DEA含量为10%～13%（质量分数）时净化效果最佳。     

基于Aspen HYSYS软件的天然气脱酸流程模拟与优化

基于Aspen HYSYS软件,针对天然气中的烃类和胺类组分分别选用Peng-Robinson状态方程和Acid Gas-Chemical Solvents状态方程,对处理量为100×104 m3/d的天然气脱酸装置进行模拟,分别考察胺液中哌嗪质量分数、胺液循环量、吸收塔和再生塔理论板数、贫胺液进吸收塔温度等操作参数对...     

Analysis of energy demand for natural gas sweetening process using a new energy balance technique

Absorption by alkanolamine solvents is widely used for acid gas removal in natural gas sweetening plant. In the present research, one of the Iranian gas treating unit, Ilam Gas Treating Company (IGTC), with 3.27 mole % H₂S and 3.76 mole % CO₂ in the inlet feed gas was simulated using HYSYS V8.8. Piperazine activated solution of MDEA (PZ-MDEA) at various process operating conditions was examined to yield energy demand of natural gas sweetening process using a new energy balance technique. In this technique, the total required energy demand was related to three sections: 1. heat of vaporization, 2. sensible heat and 3. heat of the absorption. Energy balance of the absorption and regeneration columns brings a perspective of energy distribution in the sweetening plant. The effects of CO₂ and H₂S concentration at inlet feed, PZ mass fraction in activated solution of MDEA and lean amine temperature on energy distribution of the natural gas sweetening process and reboiler duty were investigated. It was finally elucidated that energy demand in the gas sweetening process or duty of reboiler is greatly influenced by heat of vaporization rate. It was also found that the heat of absorption and sensible heat have minor impacts on the energy demand.     

BTX分离流程能量集成研究

综述了苯、甲苯、二甲苯(BTX)分离的普通流程、热泵流程(包括常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程)和热集成流程。提出了新的BTX热耦分离流程,它由预分塔和主塔构成,通过预分塔使轻、重关键组分分离,主塔则对预分产物进一步分离,得到目的产品;并提出相应热耦流程的模拟方法。使用流程模拟软件对常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程、热集成流程、热耦合流程进行了全流程模拟设计,在模拟数据的基础上,对各流程进行了有效能分析。常压热泵流程由于压缩机功耗大,损在109 GJ/h左右;热集成流程换热物流温位匹配合理,泵及压缩机损也小,在90.1 GJ/h左右;热耦合流程再沸炉内传热损较大,主塔塔顶汽不能用于加热工艺物流,冷却损大,在103 GJ/h左右。最终确定热集成流程是BTX分离过程的能量集成最优流程。     

焊板式换热器冷流侧压力降增大原因及对策

介绍了国内某炼油厂连续重整装置运行过程中焊板式换热器冷流侧压力降增大的情况,从上游装置流程、重整原料水含量及原料带胺液等原因进行了分析,认为焊板式换热器冷流侧压力降增大的原因是原料所带胺液与循环氢中的HCl形成的热稳态盐(HSS)堵塞了板束,提出了以下应对措施:(1)在液化石油气吸收塔前增加一水洗塔洗去炼厂干气中的胺液;(2)将分馏塔塔底重沸器由浮头式更换为U型管式,且在换热管和管板焊头处采用先强度焊后贴胀的连接方式,解决重整原料水含量超标问题。     

基于火用分析的天然气净化工艺优化

为了降低天然气净化系统的综合能耗,提高净化效果,以延长某气田气质条件为研究基础,在保证净化气满足LNG加工要求的同时,以原处理数据为优化对象,开展了天然气净化工艺优化研究。本研究基于Aspen Plus的流程模拟进行了技术性和经济性的综合对比,利用单因素灵敏度分析法确定了再生塔的液相回流比、塔板数等工艺参数,利用用能系统节能分析方法对换热过程进行分析,对现有净化系统提出了工艺改造优化方案。优化结果表明,优化后的系统净化效果更好,综合能耗有效降低,■效率提升了9%。     

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。     

基于吸收式热泵的精馏塔用能系统优化研究

受环境温度限制,加压精馏塔操作压力的设定值普遍偏高,系统能耗较高。以某脱丙烷塔为例,将操作压力由2.00 MPa降至1.60 MPa,塔底重沸器加热负荷可降低12.9%,若能继续降低操作压力,则可以进一步降低系统能耗。采用“基于第一类吸收式热泵的精馏塔物料梯级加热方法”,提高塔顶冷却能力,降低塔顶冷凝器工作温度,进而有效降低脱丙烷塔的操作压力至1.30 MPa;同时利用吸收式热泵回收塔顶馏出物冷凝热来对进料预热,替代部分重沸器消耗的工艺蒸汽,通过对操作参数及吸收式热泵配置的优化,可使脱丙烷塔能效提高23.3%。将富余的吸收式热泵制热水作为脱乙烷塔和精丙烯塔两塔重沸器热源,可显著降低气体分馏装置的蒸汽消耗量,经济效益显著。     

万州高含硫天然气净化装置自用气优化方案探索

目的商品气率是天然气净化装置重要的经济运行考核指标,阐述了关于提升商品气率的一些研究。 方法运用数学分析法,对天然气净化总厂万州分厂现有装置进行了建模分析,最终选择减少自耗气量的方案。根据分析结果,选择从热量消耗最大的部分,即重沸器蒸汽量开始研究,初步拟定两种方向的调整:一方面,通过提升MDEA质量分数、降低循环量的方式,降低单位溶液单次再生消耗的热量;另一方面,通过调整重沸器蒸汽量的方式,减少供给溶液体系中水分的冗余热量。 结果调整后有较好的节能降耗增产效果,自用气量降低了近25%,同时将商品气率提高至89%。 结论通过调整重沸器热量供给,并辅以其余调整,对减少自用气有明显的作用。      

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。