TEA+MEA、TEA+DETA混合胺液脱除模拟天然气中H_2S的性能

以H2S体积分数为2%的H2S+CH4作为模拟天然气,在吸收温度50℃、吸收压力5MPa、解吸温度105℃的操作条件下,实验研究了三乙醇胺(TEA)与乙醇胺(MEA)以及三乙醇胺(TEA)与二乙烯三胺(DETA)摩尔配比为2、4、14的TEA+MEA、TEA+DETA两种混合胺液的H2S吸收与解吸性能,以吸收负荷、吸收速率、解吸率为指标筛选相对较优的混合胺液配方。结果表明,在实验范围内,TEA+MEA混合胺液系列中,TEA/MEA摩尔比为2的TEA+MEA混合胺液具有最优的H2S吸收和解吸性能;TEA+DETA混合胺液系列中,TEA/DETA摩尔比为4的TEA+DETA混合胺液具有最优的H2S吸收和解吸性能。与TEA/MEA摩尔比为2的TEA+MEA相比,TEA/DETA摩尔比为4的TEA+DETA具有较高的H2S吸收速率与解吸率,综合脱硫效果较好。     

混合胺液用于脱除天然气中CO2的性能研究

为了选择脱碳性能优越的三乙醇胺(TEA)混合胺液吸收剂,采用吸收速率、酸气负荷、解吸率等作为评价指标,首先在纯CO₂条件下,分别对一定浓度的TEA和一乙醇胺(MEA)、TEA和二乙醇胺(DEA)、TEA和二乙烯三胺(DETA)、TEA和三乙烯四胺(TETA)、TEA和哌嗪(PZ) 混合得到的5种混合胺液进行实验对比分析,综合考察其吸收和解吸性能指标的变化规律,初步筛选出TEA+MEA、TEA+DETA、TEA+PZ 3种性能较优的混合胺液。然后在混合气条件下,对这3种混合胺液的吸收和解吸性能进行进一步实验对比。结果发现,当原料气中CO₂浓度较低时,可优先选择TEA+PZ混合胺液;解吸条件相同时,TEA+MEA混合胺液的解吸性能较好。可为实际天然气脱碳工业应用提供依据和参考。     

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。     

天然气脱碳单一胺液及混合胺液解吸性能研究

对MEA、DEA、TEA、DETA、TETA几种胺类脱碳吸收剂及其与MDEA混合胺液的解吸性能进行了实验对比分析,考察了不同种类单一胺液及混合胺液解吸率等指标的变化规律。结果发现,DETA、TETA两种烯胺及其与MDEA的混合胺液解吸效果相对较差,而提高其吸收的饱和程度,有助于改善解吸性能。     

铁离子改性玻璃微珠的制备及其对脱硫液氧化再生性能的影响

为了解决天然气湿法氧化脱硫操作中的硫磺沉积引发的设备堵塞问题,将吸收了H₂S的NHD/MDEA/H₂O复合脱硫液中加入Fe³⁺(FeCl₃·6H₂O)改性玻璃微珠催化剂,在通入氧气情况下进行脱硫液的非均相催化氧化再生。重点考察了硅烷偶联剂(KH550)用量、铁盐浓度及焙烧温度等条件对改性玻璃微珠性能的影响,特别是对脱硫液再生性能的影响。结果表明：当玻璃微珠、KH550、FeCl₃·6H₂O的质量比为1:4:5时,经300℃焙烧制得的Fe³⁺表面改性玻璃微珠对脱硫液再生具有良好催化氧化效果,脱硫液重复再生3次,其脱硫性能基本没有变化。     

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H₂S和含CO^₂及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫（COS）、中间胺液冷却、MAG^R液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO₂选择性吸收、液硫深度脱除H₂S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。     

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。     

流化催化裂化轻烃加工装置的腐蚀与防护

结合流化催化裂化轻烃加工装置运行情况以及装置中腐蚀性介质分布情况,总结分析了装置的腐蚀规律,其主要腐蚀部位及类型有：催化装置吸收稳定系统塔顶低温部位H₂S+CO₂+HCN+H₂O腐蚀、脱硫系统高温部位胺应力腐蚀开裂和碱应力腐蚀开裂、气分装置脱乙烷塔顶H₂S腐蚀及冷凝器垢下腐蚀、MTBE(甲基叔丁基醚)装置甲醇萃取塔萃取段及甲醇回收塔底RSO₃H+H₂O腐蚀、乙苯装置水洗罐和吸收塔顶部H₂S+CO₂+H₂O腐蚀及脱非芳塔顶CO₂+H₂O腐蚀等。针对装置各重点腐蚀部位的腐蚀机理和影响因素,从设备及管道选材、操作优化和腐蚀监检测等方面提出了腐蚀防护措施,降低了装置的腐蚀风险。     

哌嗪活化N-甲基二乙醇胺半贫液脱碳工艺配方优选及参数优化

哌嗪(PZ)活化N-甲基二乙醇胺(MDEA)半贫液脱碳工艺是高含碳天然气预处理能耗高问题的解决途径之一。针对某天然气处理陆上终端采用的PZ活化MDEA半贫液脱碳工艺(设计天然气处理能力为8×109 m3/a,原料气中CO2体积分数为35%),采用吸收再生实验方法对系统中存在的贫液、半贫液吸收CO2性能以及富液解吸CO2性能进行考察,优选适用于半贫液脱碳工艺的胺液配方,并采用HYSYS软件建立半贫液工艺模型,对筛选出较优工艺配方下的工艺参数进行优化。结果表明：随着总胺浓度增加,贫液、半贫液吸收CO2性能及富液解吸CO2性能先增加后减小,较优总胺质量分数为40%;总胺质量分数一定时,随PZ添加量增加,贫液及半贫液吸收CO2性能先增加后减小,解吸CO2相对再生能耗先增加后降低,PZ较优添加质量分数为3%,之后随着PZ添加量的增加,解吸CO2相对再生能耗又缓慢升高,较优胺液配比(质量分数)为37%MDEA+3%PZ;模拟得到较优工艺参数为再沸器温度386.15 K,贫液吸收温度323.15 K,贫液循环量253 m3/h、半贫液循环量1147 m3/h。     

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。     

The Optimization of Mixing Amine Solvents for CO2 Absorption Based on Aqueous MDEA/DETA and MDEA/TETA

Mixed amine solvents have gained increasing attention in recent years. The absorption and desorption performance of mixed amine solvents for CO₂ were analyzed by experiments. The absorption rate, absorption load, and desorption rate were used as the evaluating index. The experiment results show that the smaller proportion of MDEA/DETA solvents is the higher absorption load and absorption rate are, but the final desorption degree does not rise. When the rate of TETA is high, it is helpful to improve absorption rate and reduce desorption time of MDEA + TETA, but it is not necessary to add excessive TETA into mixed amine solvents.     

SELECTIVE REMOVAL OF H2S FROM PETROLEUM REFINERY GASES. I. A NEW DESULFURIZER BEHAVIOR OF ABSORPTION

In order to improve the selective absorption behavior of desulfurizer, a new sterically hindered amine desulfurizer, JPE-7, was developed. The performance of the desulfurizer was evaluated in laboratory. The effects of raw gas flow rate, absorption temperature and time, meanwhile JPE-7 and MDEA compound concentration on selective absorption capacity for H₂S were investigated. Results showed that the desulfurizer JPE-7 had more excellent selectivity and absorption capacities than MDEA. The commercial availability of JPE-7 was discussed.     

天然气胺法脱碳吸收反应热实验研究

采用自主设计的绝热反应量热仪测定了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪(PZ)以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)在不同条件下吸收CO₂的反应热,考察了CO₂负载量、总胺质量分数、温度、压力及混合溶液的配比等对吸收反应热的影响。结果表明：MDEA溶液的反应热明显低于PZ和AMP,其反应热范围为50～55 kJ/(mol CO₂),而PZ和AMP的反应热范围为65～70 kJ/(mol CO₂);各影响因素对反应热变化规律影响程度不同,其中醇胺种类影响最大,其次为CO₂负载量。在MDEA溶液中添加PZ或AMP构成的二元复配胺液,其反应热相比于MDEA溶液分别提高了5～10、10～12 kJ/(mol CO₂)。在二元复配胺液38%MDEA+2%PZ基础上,分别加入AMP、乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)以及三乙胺(TEA)构成的三元复配胺液中,加入MEA和DEA后反应热升高较为明显,分别达到了78和73 kJ/(mol CO₂)...     

SELECTIVE REMOVAL OF H2S FROM PETROLEUM REFINERY GASES. II. A NEW DESULFURIZER BEHAVIOR OF DESORPTION AND THERMAL STABILITY

Desulfurizer JPE-7, a sterically hindered amine, has higher selectivity and absorption capacities than MDEA. JPE-7 has fast and complete regenerability, which has constant and lower H₂S content in the reduplicate tail gas. Thermal stability of JPE-7 is favorable for industrial operation condition. With the concentration of JPE-7 increasing, the absorption of CO₂ rapidly increases, while that of H₂S is reluctant to increase thus the selectivity and absorptivity is reluctant to increase. The optimum concentration of JPE-7 is range from 30 wt% to 40 wt%. The dimethyl yellow-methenyl blue method is recommended to determine the concentration of JPE-7 with reasonable accuracy.     

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��The equilibrium solubility of sour gas mixture of H₂S and CO₂ in MDEA aqueous solution (2.5kmol/m³),had been determined at 40�� and 100��.The scope of partial pressure of H₂S is 0.03��149.35 kPa and that of CO₂ is 1��416.85 kPa.A solubility isoline chart of the sour gas mixture of H₂S and CO₂ is shown in this paper also.     

基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化

为了解决高含硫天然气脱硫工艺中脱硫选择性差、能耗高等问题,提出了基于大数据的高含硫天然气脱硫工艺优化方法。首先,通过工艺流程分析,发现对性能指标有显著影响的决策参数,建立无迹卡尔曼滤波神经网络动态模型,获知了脱硫工艺的潜在规律;然后,针对原脱硫工艺中H_2S、CO_2过分脱除问题,采用偏好多目标优化的方法,分别以H2S浓度逼近2.5 mg/m~3、CO_2浓度逼近2%为目标函数,采用非支配性排序遗传算法对模型进行多目标优化,获得了最佳工艺参数。采集某高含硫天然气净化厂脱硫单元2014年1—12月的生产数据,取前80%数据作为训练集,后20%数据作为测试集,进行了仿真实验。结果表明:1所建立的动态模型能够较好地反映脱硫工艺生产规律;2优化结果建议适当降低一级吸收塔温度,提高二级吸收塔温度,提高闪蒸罐压力,并减少胺液循环量;3优化后净化气中H_2S浓度将由0.62 mg/m~3提高至3.22 mg/m~3,CO_2浓度由1.19%提高至1.99%,脱硫选择性显著提高;4相对胺液循环量下降16.67%,蒸汽消耗量减少,净化气产率提高0.8%,总体实现了增产节能降耗的目的。