二异丙醇胺水溶液选择性吸收H_2S过程的机理探讨(上)

本文以DIPA-H_2O-H_2S-CO_2体系的气、液平衡曲线处理湿壁塔中用DIPA水溶液对H_2S选择性吸收的实验数据,得出了实测的H_2S、CO_2总气膜传质系数.以伴有化学反应吸收的双膜理论予以校核,结果是吻合的.建立了DIPA-H_2O-H_2S-CO_2体系选择性吸收装置的逐板计算程序,以及气相中H_2S、CO_2的浓度沿塔变化的数学表达式.以此验证了引进工业装置的设计数据,也提出了甲基二乙醇胺(MDEA)可能是一种比DIPA更为优越的选择性溶剂的理论依据.     

选择性胺过程脱除酸气

胺溶剂的选择选择性吸收硫化氢(H_2S)的理想溶剂是对H_2S吸收能力高而对二氧化碳(CO_2)吸收能力低。常用的胺溶剂中不存在这样一种溶剂。然而如果应用H_2S和CO_2的吸收速度之差别,也可以用一种胺溶剂选择性吸收     

硫化氢在栲胶溶液中吸收速率影响因素的考查——(二)工艺参数对H_2S吸收速率的影响

实验沿用第一部分的湿壁塔装置,考查了不同工艺参数:气体流率,液体流率,吸收温度,以及H_2S 和CO_2分压,对H_2S 吸收速率的影响,并通过数据的拟合提出了,H_2S 在栲胶溶液中的吸收速率与气体流率及H_2S 分压的数学表达式。     

组合UCAP法—一种处理低H_2S浓度酸气的方法

美国联合炭化物公司新近发展了一个处理低H_2S浓度的酸气及克劳斯尾气达到严格的排放标准的方法。方法的中心步骤是使用三乙醇胺溶液选择吸收SO_2,它与克劳斯过程等结合成为组合UCAP法。此法包含四个工艺段: 1.克劳斯反应段: 反应:3H_2S SO_2→3 S H_2S 2H_2O 原料酸气中的H_2S与下游吸收段送来的SO_2进行克劳斯反应,如反应式所示,控制     

组合UCAP法－一种处理低H2S浓度酸气的方法

美国联合炭化物公司新近发展了一个处理低H_2S浓度的酸气及克劳斯尾气达到严格的排放标准的方法。方法的中心步骤是使用三乙醇胺溶液选择吸收SO_2,它与克劳斯过程等结合成为组合UCAP法。此法包含四个工艺段: 1.克劳斯反应段: 反应:3H_2S SO_2→3 S H_2S 2H_2O 原料酸气中的H_2S与下游吸收段送来的SO_2进行克劳斯反应,如反应式所示,控制     

间接电解硫化氢新体系的研究

在间接电解硫化氢（H_2S）新体系中,采用EDTA-Fe（Ⅲ）吸收液对H_2S进行吸收处理,将反应后的吸收液进行电解再生。考察了吸收剂质量分数、H_2S摩尔分数、吸收液pH值对脱硫速率的影响、不同电极对电解再生反应的影响及阴阳极再生过程中的电流效率。结果表明：在吸收阶段,H_2S含量及吸收液pH值的升高使脱硫速率加快;在电解阶段,EDTA-Fe（Ⅱ）在电解电势大于-0.2V时,氧化电流随电极电势增加快速上升,在石墨电极的电解再生体系下,阳极反应EDTA-Fe（Ⅱ）氧化为EDTA-Fe（Ⅲ）的电流效率随电极电势增加而增加,阴极为高纯度氢气。新体系兼有湿法吸收对H_2S的高吸收率,同时在吸收液再生时回收了氢资源,具有H_2S污染处理及高资源回收率的双重效果。     

硫化氢在栲胶溶液中吸收速率影响因素的考查——(一)溶液组成对H_2S吸收速率的影响

在常压下,用内径为φ7.4毫米湿壁塔,测定了H_2S 在不同体系溶液中的吸收速率及其化学反应增强因子β值。实验表明,在栲胶法脱硫过程中,H_2S 的吸收速率主要取决于Na_2CO_3在缓冲体系中的浓度,而钒盐以及栲胶对β值基本无影响。     

离子液体[Bmim]FeCl_4氧化吸收高浓度H_2S研究

在常温、常压下,通过实验考查了[Bmim]FeCl_4离子液体对不同含硫天然气的氧化吸收效果,结果表明天然气中H_2S体积分数低于5.8%时离子液体脱硫基本以化学吸收为主;随着天然气中H_2S含量升高,物理吸收脱硫趋势逐渐明显,化学吸收脱除的H_2S比例逐渐下降。当脱除体积分数为99.9%的H_2S气体时,脱除的H_2S总量中,物理吸收部分占比高达78.7%,脱硫剂的硫容可达3.0g/L。由此,要提高[Bmim]FeCl_4离子液体脱硫效率的关键是加强传质效率,提升离子液体氧化反应速率。     

直接催化氧化法脱除天然气中硫化氢的研究动向

对H_2S含量较低的天然气(如小于1％(体)),尤其是当CO_2/H_2S较高时,用-般的吸收一再生法脱硫时,存在着吸收液的有效硫容低和再生所得酸气中H_2S浓度低二个主要问题,一般的直接转化法(如蒽醌法、萘醌法等)也存在硫容低和设备易堵等问题。探求新的脱硫方法是有现实意义的。近年来全苏科学院天然气研究所等一些机构对用空气催化氧化法和用过羧酸液相氧化法净化含H_2S较低的天然气进行了理论探讨动力学和研究,并开展了研究实验。本文对这二种方法的实验结果作一简单介绍。     

国外动态

Flexsorb溶剂法脱硫本方法由于使用不同的溶剂,可自各种气流中选择性的脱除H_2S或同时脱除酸性杂质(CO_2,COS,CS_2和硫醇).该法用SE或SE~ 溶剂,可将加氢后的Claus尾气中H_2S含量脱至小于10ppm(V),管输天然气中H_2S脱至小于0.088g/Nm~3.脱硫副产物为浓H_2S气流;该法用PS溶剂处理后的气体含H_2S小于0.088g/Nm~3、CO_2小于或等于50ppm(V)、COS和CS_2小于1ppm(V)、硫醇脱除率大于95%,副产气流为浓缩酸气.PS溶剂主要用于天然气净化.Flesorb法使用典型的胺法脱硫过程.Flexsorb SE是一种新的受阻胺水溶液,SE~ 是强化水溶液,吸收H_2S的选择性得到改善;PS是混合溶液,含有受阻胺、物理溶剂和水.     

离子色谱法测定天然气中H2S含量

建立了一种用离子色谱测定天然气中H_2S含量的新方法。该方法将天然气中H_2S通过碱液吸收,过氧化氢氧化为硫酸根离子,用离子色谱仪对溶液中的硫酸根离子浓度进行测定,进而计算出天然气中H_2S含量。在H_2S质量浓度为0.60~30mg/m~3之间的峰面积与质量浓度呈线性关系,相关系数为0.999 8。方法检出限为0.11mg/m~3。对H_2S质量浓度为1.52mg/m~3的天然气标准气体进行10次测定,相对标准偏差为3.14%。对3个H_2S质量浓度分别为1.52mg/m~3、3.04mg/m~3和9.13mg/m~3的天然气标准气体进行测定,相对误差均小于5%。     

从气体中选择性脱除H2S技术的国外近况

在含H_2S、CO_2气体净化领域,随着气源类型与分离后各组分气体的用途日趋多样化,以及对环境保护要求的不断强化和能源价格上涨,使得具有节省装置投资和操作费用、能够获得纯度较高的目的组分气体的选择性分离H_2S的技术越来越为人们所瞩目.依照工作原理,大体上可将其分为以下几大类:(1)以固体吸附剂选择性脱除H_2S;(2)液相氧化法选择性脱除H_2S;(3)非氧化型的化学吸收法选择性脱除H_2S;(4)物理吸收法与低温分馏法;以及(5)综合型的与正在探索中的其它方法.现综合国外近期的有关报道,就其发展情况概述如下.     

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.     

由H_2S气体中回收硫磺和氢气

通过空气氧化法实现硫回收的克劳斯工艺的缺点是:①损失氢气源;②需要准确地控制空气用量;③需要脱除废气中的微量硫氧物;④CO_2/H_2S比不能超过某一限度. 原文作者开发了一个可将H_2S分解为硫和氢气的温和过程.该过程不需空气氧化,不需进行废气处理,所用溶剂对H_2S有很高的吸收选择性,因而不受CO_2/H_2S比的限制.该过程的基本原理是:以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,使H_2S与叔     

碘量法分析天然气中H2S浓度的不确定度评定

分析了应用碘量法测定天然气中H_2S浓度的不确定度的影响因素,得出测量不确定度的主要来源为硫代硫酸钠标准溶液标定、H_2S采样吸收、吸收液滴定以及重复测定4个部分。分析得出硫代硫酸钠标准溶液引入的相对不确定度为0.082%,H_2S采样吸收引入的相对不确定度为0.16%,吸收液滴定引入的不确定度为0.17%,重复测量引入的不确定度范围为0.71%~7.07%。当被测样品中的H_2S质量浓度为12.5mg/m3时,取置信度为95%,包含因子k=2,则其扩展不确定度U=7.08%。     

普光气田MDEA法脱硫脱碳工艺技术

甲基二乙醇胺(MEDA)溶液用于含有H_2S和CO_2气体的选择性脱硫,具有吸收选择性高,再生能耗低,处理能力大等特点。选用MDEA作为吸收溶剂,通过催化反应脱除天然气中有机硫,设置级间冷却器控制CO_2的吸收,吸收溶剂通过串级吸收、联合再生,降低了装置能耗和运行成本。该工艺在普光气田应用后,外输产品气中H_2S含量在6 mg/m~3以下,CO_2含量低于3%(φ),总硫含量低于200 mg/m~3。     

微含硫气田工艺设施中H_2S富集的原因及措施

在开采的油气田中,或多或少存在一些有毒的H_2S气体。某深海气田的井口物流中H_2S气体浓度大约为1 mg/L,从安全和工程的角度讲,不用设计专门的脱硫设施,但在实际生产运行中发现该中心平台乙二醇模块的脱水单元富集了较高浓度的H_2S气体,给现场的生产、维修作业带来较大的安全隐患。通过对以上问题进行分析,H_2S富集的主要原因是天然气中微量的H_2S被注入井口的碱性乙二醇溶液吸收,当含H_2S的富乙二醇再生时,释放出H_2S气体并聚集在系统中。分析了工艺处理过程中H_2S被碱吸收的机理和在乙二醇脱水单元中富集的机理,并结合现场实践和目前最新的H_2S防治方法,采取降低贫乙二醇的碱度和选用三嗪类脱硫剂脱硫等应对措施进行了现场试验,取得了良好的应用效果,为今后类似的微含硫深海气田的设计、运营提供了借鉴。     

克浅井区稠油热采套管气除H_2S研究与应用

针对新疆油田克浅井区稠油热采套管气H_2S含量超标,对3种除硫化氢试剂SAT-1、SAT-2和SAT-3进行评价和应用。结果表明:3种除硫剂性质稳定,单位时间内吸收H_2S质量分别为0.159 6g/g、0.136 4g/g和0.125 0g/g,饱和吸收H_2S质量分别为0.176 7g/g、0.216 1g/g和0.327 1g/g;SAT-1和SAT-3对H_2S具有较高的选择性,SAT-2对H_2S的选择性较低。现场评价表明,SAT-1和SAT-3均能使稠油热采井套管气H_2S浓度降低至10mg/L以下,现场使用寿命均超过100d,适应于套管气除H_2S的现场应用;除硫剂SAT-1现场推广应用140余井,单井H_2S浓度从500mg/L降至低于10mg/L,克浅井区稠油热采套管气H_2S超标得到了有效治理。     

中毒克劳斯氧化铝催化剂的再生

绪言在净化酸性天然气时,通过在乙醇胺或其它专利的溶剂中选择性吸收来分离 H_2S、付产的 H_2S 转化为硫磺在经济上和保护环境上是有利的。这是采用改良克劳斯法实现的,它主要包括 H_2S氧化为 H_2O 和元素硫。     

酸性气体富集方法和系统

正一种处理含H_2S和CO_2的流体流的方法,其中:a)在第一吸收器中在1. 0～15. 0 MPa的压力下用再生的H_2S选择性吸收剂的第一子流处理流体流,获得经处理的流体流和负载有H_2S的吸收剂; b)将负载有H_2S的吸收剂通过与再生的H_2S选择性吸收剂间接热交换而加热; c)将加热的负载有H_2S的吸收剂在低压膨胀容器中膨胀至0. 12～1. 0 MPa的压力,获得富含CO_2的第一废气和部分再生的吸收剂; d)将部分再生的吸收剂在解吸塔中再生,获得富含H_2S的废气和再