天然气脱硫脱碳方法的研究进展

综述了甲基二乙醇胺(MDEA)法、砜胺法、LO-CAT法及CT8-5法等天然气脱硫脱碳方法的应用状况,对脱硫脱碳方法的适用范围、溶剂的变质过程、脱除效果进行了比较和分析,并展望了天然气脱硫脱碳方法未来的发展方向。通过对比分析得出,当原料气压力较高且硫含量高时,适宜采用LO-CAT法处理;若原料气中硫含量低时,应采用砜胺Ⅲ法;当原料气压力较低时,采用MDEA法和CT8-5法均适宜,但使用CT8-5法时溶剂更稳定,不易变质。若需要从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、可适当保留CO2的工况,应选用砜胺Ⅲ法。     

甲基二乙醇胺的物化性质

本文收集了甲基二乙醇胺的各项物化性质，有表１０个、图１５个，可供天然气净化厂和石油化工厂气体脱硫装置的设计、科研和生产使用。     

甲基二乙醇胺脱硫法

对气体加工厂的目前的及可能的烟囱排放标准迫使气体加工者密切关注气体脱硫、硫磺回收和尾气处理的更适合的方法。甲基二乙醇胺脱除H_2S 甲基二乙醇胺(简称MDEA)已为某些研究者研究并发展成工业过程。MDEA不都完全具有所希望的理想溶剂的特性,伹它具有有利于综合平衡的性质。当探索通用的酸气脱除过程时,低能量的需要并结合有利的选择性和生产能力,使该过程值得认真评价。发展 40年代末和50年代初由Fluor公司第一个致力于使用MDEA作为脱除H_2S     

甲基二乙醇胺法脱硫与砜胺法脱硫在生产装置上的对比

甲基二乙醇胺(MDEA)法是为适应低含硫、高碳硫比气体脱硫而采用的选择性脱硫新方法,已分别在四川、山东等地用于工业性生产.川东天然气净化总厂垫江分厂于1987年改造为MDEA法脱硫,到大修前运行了八个月(中间曾小修一次).现与1986年同期生产情况下的砜胺法作一对比.     

甲基二乙醇胺（MDEA）选择脱硫技术在川东天然气净化总厂的应用

川东天然气净化总厂现有引进分厂、垫江分厂和渠县分厂等三座天然气净化厂,具有１２００×１０３ｍ３／ｄ的天然气处理能力。自１９８７年起,三座分厂共六套天然气脱硫装置和一套ＳＣＯＴ尾气处理装置先后将脱硫溶剂更换为甲基二乙醇胺（ＭＤＥＡ）或甲基二乙醇胺－环丁砜混合溶剂,显著地降低了能耗、天然气损耗以及操作成本。但也出现了溶液发泡、设备堵塞等问题。本文就ＭＤＥＡ在净化总厂的应用情况作一简单介绍。     

关于N-甲基二乙醇胺法脱硫工艺的探讨

甲基二乙醇胺(MDEA)法是一种选择性脱硫工艺,因其卓越的节能效果已在石油工业中广泛应用,并取得良好的经济效益,现已成为气体脱硫的主体工艺之一。介绍了选择性脱硫过程的工艺特点及所涉及的特殊计算问题,分析了MDEA的化学降解和炼油厂中溶剂损失高等热点问题,提出了一些见解,以资共同探讨。     

天然气配方型脱碳溶剂的开发与应用

随着含CO2天然气的大量开发,当前天然气脱硫与脱碳两种工艺开始分别沿不同思路进行技术开发,逐步形成了两大类以甲基二乙醇胺（MDEA）为基础的配方型溶剂：即混合胺和活化MDEA。这两类溶剂虽然都使用了活化剂以改进MDEA溶剂的脱碳性能,但两者在反应机理、工艺流程、操作条件与适用范围等方面皆有很大区别。总体而言,混合胺溶剂主要应用于改善MDEA溶剂对H2S和CO2的净化度;而活化MDEA溶剂主要应用于基本上不含H2S而CO2含量甚高的原料气,并采用多级降压闪蒸和半贫液循环流程,以达到大量节能的目的,对于此类溶剂应从反应机理着手进行技术开发,才能收到事半功倍的成效。     

天然气脱硫脱碳工艺综述

为了满足越来越严格的环保法规要求,适应石油资源日渐枯竭的形势,天然气在能源结构中所占比例逐渐增加,天然气净化技术得到了长足发展。介绍并总结了常用的天然气脱硫脱碳工艺:化学溶剂法,包括常规胺法、以MDEA为代表的选择性胺法;物理溶剂法;化学-物理溶剂法,以砜胺法为代表;直接转化法及其它方法。在对各种方法适用条件进行说明的同时,通过对比得出相应方法的优缺点。MDEA由于其普适性和低能耗性得到了最为广泛的应用。结合环保法规要求对天然气净化工艺的发展趋势作了预测,认为物理方法将成为工艺开发者的首选。     

天然气脱硫脱碳工艺的选择

综述了醇胺法、液相氧化还原法和非再生型脱硫剂法等三大类天然气脱硫脱碳方法的工艺特点与选择原则。1990年以来,醇胺法工艺最重要的技术进步是配方型溶剂的开发与应用。在特定情况下,以自循环式络合铁法装置替代克劳斯装置处理醇胺法装置的再生酸气,其独特的技术经济优势得到迅速推广。以膜分离、低温分馏和变压吸附等三大物理分离技术脱除二氧化碳的工艺则是未来的发展方向。提出建议:对活化MDEA法和膜分离法脱碳工艺的技术开发给予充分重视。     

乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺脱硫法

胺脱硫法广泛用于脱除天然气流中的H_2S和CO_2。单乙醇胺法(简称MEA)已使用了多年。在1930年,乙醇胺法(Girbitol)首先工业化。近年来,二乙醇胺法(简称DEA)对气体加工也是很有利的。两种处理方法实质上使用同样的装置。单乙醇胺和二乙醇胺脱硫法佩勒(Perry)连续介绍了胺脱硫法,并指出用MEA和DEA在设计计算时的差别,主要如下: 过程概述参看图1,含H_2S和CO_2的天然气在一个板式塔或填充塔中以逆     

MEA活化MDEA工艺天然气选择性脱硫脱碳研究

为改善甲基二乙醇胺(MDEA)的天然气选择性脱硫脱碳性能,降低溶剂再生能耗,提出采用一乙醇胺(MEA)活化MDEA法进行天然气选择性脱硫脱碳,并采用Aspen HYSYS对工艺进行了模拟。结果表明:添加MEA加速了吸收剂的H_2S、CO_2吸收速度,提高了脱硫脱碳效率,H_2S选择因子由55.5提高至96.6,贫液循环量下降,综合考虑吸收性能和再生能耗,以4%的MEA添加量为宜;MEA活化MDEA工艺可将再生能耗由3.54 GJ/t CO_2显著降低至2.15GJ/t CO_2。该工艺可显著活化传统MDEA工艺的选择性脱硫脱碳性能,并大幅降低溶剂的再生能耗,有广阔的应用前景。     

GC方法快速分析N-甲基二乙醇胺脱碳剂

建立了一种同时测定N-甲基二乙醇胺(MDEA)脱碳剂中MDEA和哌嗪(PIP)含量的毛细管气相色谱法,并采用GC-MS对实验结果进行了验证,同时考察了不同色谱柱、溶剂、脱水剂对测定结果的影响。实验结果表明,使用Rtx-5毛细管色谱柱、氢火焰离子化检测器,以甲醇为溶剂,试样不经脱水处理,采用外标法定量,即可同时测定MDEA脱碳剂中MDEA和PIP的含量。测定结果为:MDEA脱碳剂原液中MDEA含量99.0%～99.3%(w),PIP含量10.1%～10.4%(w);MDEA脱碳剂工作液中MDEA含量为41.4%～42.9%(w),PIP含量为7.3%～8.2%(w);MDEA回收率为96.43%～99.98%,PIP回收率为96.64%～102.02%;MDEA检出限为0.21μg/L,PIP检出限为0.29μg/L。该方法具有操作简便、分析速度快、准确、分离效果好、精密度高等特点,能满足工厂生产质检过程中的分析要求。     

近期国外天然气脱硫及硫回收的若干技术动向

经过六十至七十年代的大发展,气体脱硫方法已大体配套。近年来为了提高效率,节约能源,国外在天然气脱硫及硫回收方面又迈出了一些新的步子。文中介绍了甲基二乙醇胺法,浆液脱硫法等脱硫新工艺及新探索的薄膜分离、生化处理等脱硫方法;简介了微机在设计胺法脱硫装置中的应用。在硫回收方面,概述了国外从提高有机硫转化率及防止催化剂中毒与老化出发,研制的一些新牌号的硫回收催化剂。在工艺改进上作新的探索,如在压力下进行硫回收过程;固定床催化反应器改为流化床;一段转化器的过程气中渗入氢及贫H_2S酸气的加工方法。     

天然气脱硫脱碳工艺的模拟优化

为了解决某天然气净化厂天然气硫、碳含量超标的问题,采用HYSYS模拟软件,对吸收塔的胺液进料量、吸收塔塔板数、胺液进料方式及再生塔的塔板数进行模拟。结果表明:在脱硫脱碳过程中,混合胺溶液m(H_2O)∶m(甲基二乙醇胺)∶m(二乙醇胺)为52∶45∶3最佳;吸收塔最优操作条件为:贫胺液总进料量为1 600 kmol/h,吸收塔塔板数为12块,贫胺液Ⅰ由吸收塔第1块塔板进料,贫胺液Ⅱ由吸收塔第5块塔板进料,m(贫胺液Ⅰ)/m(贫胺液Ⅱ)为7∶3时,吸收过程具有良好的脱酸气效果,天然气中H_2S的质量浓度为2 mg/m~3,CO_2的体积分数为2.32%。再生塔宜选用14或15块塔板。     

基于软件模拟的天然气醇胺法脱硫脱碳工艺研究进展

为了满足国标"GB 17820-2018《天然气》"对天然气净化的要求,各天然气处理厂从醇胺法脱硫脱碳工艺出发,结合理论基础和常规工艺流程,基于软件模拟分别从工艺参数和工艺流程两方面进行分析与优化.综述了基于软件模拟的天然气醇胺法脱硫脱碳工艺研究进展;分析了工艺参数对净化效果和能耗的影响,以及如何运用智能算法通过优化工...     

醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望

醇胺法脱硫脱碳工艺虽已有近70年的发展历史,但迄今仍是天然气和炼厂气净化中应用最广泛的工艺。20世纪90年代以来,醇胺法工艺最重要的进展是普遍采用配方型溶剂,目前我国的天然气和炼厂气净化装置几乎全部采用此类溶剂。配方型溶剂按其不同的功能大致可分为3类：加强选吸型(I型)、脱硫脱碳型(Ⅱ型)和脱有机硫型(Ⅲ型)。应根据原料气的组成与净化气的规格要求来选择配方型溶剂的类型及其配方。     

醇胺法脱硫脱碳技术研究进展

天然气脱硫脱碳技术在天然气净化工艺中占有举足轻重的地位。常用的脱硫脱碳方法主要包含物理溶剂法、化学溶剂法、化学物理溶剂法、膜分离法等。其中胺法脱硫尤其是基于醇胺的化学溶剂法及物理化学溶剂法是目前天然气处理、深度预处理中广泛使用的方法。论述了基于醇胺溶液的化学法及化学物理溶剂法在脱硫脱碳领域的发展状况,重点介绍了复合醇胺法中基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液的大致组成、使用范围及优缺点。基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液可针对不同的工况并与适当的工艺流程相匹配,最大限度地提高硫脱除率,不但用于脱除原料天然气中的含硫组分,而且广泛应用于硫黄回收单元之前的酸气提浓及后续的尾气处理。因此,基于醇胺尤其是MDEA的配方溶剂技术仍然是目前脱硫脱碳方法的主导技术。     

热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响

热稳定盐是甲基二乙醇胺（MDEA）脱硫溶液的主要变质产物之一,热稳定盐会影响MDEA溶液的性能。热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响,目前主要依据净化装置脱硫能力的变化和胺液复活前后净化装置脱硫能力的变化进行推断。影响净化装置脱硫能力的因素很多,仅根据工业数据很难准确确定热稳定盐的影响情况。为此,在实验室小型胺法脱硫装置上研究了热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响,并在实验结果的基础上对热稳定盐影响MDEA溶液脱硫脱碳性能的机理进行了探讨,最后根据研究结果对热稳定盐的控制提出了建议。研究结果表明,热稳定盐对MDEA溶液脱硫性能和脱碳性能的影响是不同的,不同性质的热稳定盐对溶液的影响也不一样。     

采用AMSIM软件优化天然气胺法脱硫工艺

采用AMSIM模拟软件,分析了气液比、溶液浓度、吸收塔塔板数、再生塔塔板数、回流比等关键工艺参数对胺法脱硫装置的影响,为装置的设计及运行提供了理论依据。