天然气脱酸工艺参数优化及节能研究

我国气田大部分为高含硫气田,天然气预处理装置为适应天然气流量的变动,普遍采用较高的吸收剂循环量,因此脱酸装置的能耗普遍较高。选用DEA作为醇胺溶剂进行醇胺法脱酸流程模拟,根据模拟结果进行定量分析,得出关键节点的参数,并对流程中醇胺溶液流量以及再生塔的进料温度进行敏感性分析,发现调整醇胺溶液的流量以及再生塔的温度能够提高流程的适应性;在设定工况下优化后可以有效的实现脱酸流程的节能降耗,并提高换热器的换热率。     

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%。     

海上天然气液化装置中酸性气体的脱除技术

海上油田伴生气是一种宝贵的能源,但其日产量小,不适合管道运输。为此,自主研发了一套建在自升式移动平台上的橇装天然气液化装置。根据海上油田伴生气的气质特点,探讨了天然气脱除酸性气体工艺的选择原则,确定了适合该装置的MDEA+MEA混合醇胺溶液脱酸性气体净化工艺,分析了CO2含量、醇胺循环量的变化对再沸器热负荷、富液温度的影响,并对填料塔的高度进行了优化分析。结果认为:定期分析原料气中CO2含量,适当调节MDEA胺液循环量,能够有效降低净化系统的运行成本,提高净化装置对海上油田伴生气不同组成的适应性;对于天然气处理量为11.6×104m3/d的脱碳工艺,天然气中CO2体积分数在0.45%～5.54%时,MDEA醇胺溶液循环量宜为200～500kmol/h,再沸器热负荷宜为200～600kW。该装置集天然气液化、LNG的储存与卸载于一身,简化了海上油田伴生气的开发过程,具有适应性强、投资小、建设周期短、现金回收快等优点。     

醇胺法脱碳工艺参数中试实验与模拟优化

醇胺法脱碳已广泛应用于天然气净化工艺中,为了达到降能增效的目的,需要对醇胺法脱碳的工艺操作参数进行优化。在前期优选配方研究的基础上,笔者利用一套中试实验装置,分析中试实验操作参数变化对配方胺液吸收和再生效果的影响,得到较优的吸收和再生工艺操作参数范围。结合实验结果,采用HYSYS软件建模,对于不同CO_2含量的原料气在处理量为50Nm~3/h时进行醇胺法脱碳工艺参数的优化分析,确定在相应的醇胺循环量下最优的吸收温度为55℃、吸收压力为3.0 MPa、再生温度117℃、再生压力45kPa及不同CO_2含量的原料气处理量与醇胺循环流量的最大气/液比,为醇胺法脱碳的工业应用提供参考。     

克拉玛依稠油减四线馏分微反应器脱酸中试研究

以克拉玛依稠油减四线馏分油为原料,在200 kg/h微反应器上进行脱酸新工艺中试试验研究。试验结果表明：与同时运行的工业装置相比,微反应器脱酸工艺一级脱酸率大于85%,高于工业装置两级脱酸效果,该工艺能够大幅度降低剂油比,降低装置回收溶剂能耗,而且简化了脱酸工艺,为从重质原油馏分油中抽出大分子石油酸提供一项新技术。     

FLNG脱酸工艺技术比选研究

天然气脱酸工艺是浮式液化天然气生产装置(FLNG)的核心工艺之一。对于FLNG的脱酸装置,面临海上气田高酸气含量及海上浮式生产装置的晃荡等问题,且甲板上部空间受限,要求装置体积小、重量轻。因此,通过FLNG上部预处理工艺热平衡计算及模块体积、重量方面的比选研究得出,在原料气中CO2含量在7%以内时,宜选择单循环胺液脱酸工艺。对于更高酸气含量的海上气田,与半贫液脱酸工艺相比,膜分离加胺液脱酸方案重量轻,体积更小,是最佳的脱酸工艺。     

胺法脱H2S装置烷基醇胺溶液中热稳定盐的危害及其脱除技术

总结了炼厂气胺法脱H2S装置烷基醇胺溶液（简称醇胺溶液）中热稳定盐（HSS）的种类和成因、对醇胺脱H2S系统的危害,介绍了脱除醇胺溶液中HSS的技术现状,重点介绍了离子交换树脂法脱除醇胺溶液中HSS的技术现状,建议结合原醇胺脱H2S装置的工艺设备及现场的公用工程条件,采用固定床离子交换树脂胺净化技术,装填国产树脂,减少胺净化单元的胺液损失和再生水的带入,降低装置的能耗和物耗。     

重质馏分油微孔膜分散萃取脱酸工艺研究

介绍了利用微孔膜分散技术进行克拉玛依环烷基原油减四馏分油脱酸工艺研究。讨论了碱浓度、脱酸温度、剂油重量比、连续相流量对脱酸效果的影响。研究表明，对连续相流通截面积为0．2cm^2的膜分散萃取反应器，当碱浓度为6％-8％，脱酸温度在62～65℃，剂油重量比在0．25左右，连续相流量为160-320g／min时，可达到最好的脱酸效果。此条件下，对酸值约为8mgKOH／g的原料油，脱后净化油酸值在0．3-0．5mgKOH／g，脱酸率达93％以上；脱酸后溶剂能够回收并同时得到石油酸，石油酸抽出率约在8．0％-8．5％。其粗酸值达90mgKOH／g左右，纯度在60％以上。     

醇胺法脱硫脱碳装置的腐蚀与防护

影响醇胺法装置腐蚀的因素甚多,但工业试验表明,装置的腐蚀严重程度总是随原料气中酸性气体(H2S CO2)浓度增加而增加。因此,可以认为装置上最主要的腐蚀剂就是酸性气体本身。醇胺法装置上出现的腐蚀形态主要有全面腐蚀、局部腐蚀和硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)三种。醇胺的各种降解产物对装置的电化学腐蚀有重要影响,尤其是醇胺氧化降解而生成的酸性热稳定性盐(HSAS)有很强的腐蚀性,故对草酸盐之类降解产物必须严格控制。醇胺法装置的防腐蚀必须采取综合性措施,可归纳为合理的设计条件、严格的操作控制、恰当的材料选用与必要的工艺防护。     

胺液净化复活技术在天然气净化工艺中的应用

脱硫装置在运行过程中出现不同程度的胺液污染与降解腐蚀,导致溶液易发泡、溶液损耗增加、装置腐蚀、运行不平稳等问题。通过对醇胺天然气净化工艺及气体组成、胺液降解原理分析,初步判断溶液中主要降解及污染产物为热稳定性盐及气体或溶液配制中混入的氯化物,针对此污染物特性,在靖边气田天然气净化厂开展胺液在线净化技术应用试验研究,取得了一定效果及认识,提出了今后胺液净化攻关方向和目标。     

对中低含硫天然气脱硫技术的认识

中低含硫天然气脱硫技术目前主要包括:干法、络合铁法和生物法(正在大力开发中的)。相对于传统的(醇胺法脱硫+克劳斯法硫磺回收+尾气处理)工艺路线,它们具有净化度高,能耗较小,投资较少,环境友好等特点,可按不同工况广泛应用于边远分散气井所产天然气脱硫、醇胺法装置产生的酸气及克劳斯装置的尾气达标处理等的工艺领域。     

柴油加氢精制装置节能优化分析

中低含硫天然气脱硫技术目前主要包括:干法、络合铁法和生物法(正在大力开发中的)。相对于传统的(醇胺法脱硫+克劳斯法硫磺回收+尾气处理)工艺路线,它们具有净化度高,能耗较小,投资较少,环境友好等特点,可按不同工况广泛应用于边远分散气井所产天然气脱硫、醇胺法装置产生的酸气及克劳斯装置的尾气达标处理等的工艺领域。     

醇胺法天然气净化过程的腐蚀与防护

在用醇胺法净化天然气的过程中,通过优化装置的机械设计,控制装置的操作参数(胺液浓度和酸气负荷),溶剂选择及添加缓蚀剂等综合方法可达到控制腐蚀的目的。     

重质馏份油微孔膜分散萃取脱酸工艺研究

介绍了利用微孔膜分散技术对克拉玛依环烷-中间基原油减四馏分油进行脱酸工艺研究结果。讨论了碱质量分数、脱酸温度、剂油质量比、连续相流量对脱酸效果的影响。研究结果表明，在连续相流通截面积为0.2cm2的膜分散萃取反应器中,当碱质量分数为6%～8%、脱酸温度为62～65℃、连续相流量为254～334g/min、剂油质量比为0.25左右时，对酸值为8.03mgKOH/g的原料油，脱酸率可达95%以上。脱酸后溶剂能够回收并同时得到石油酸，石油酸抽出率约在8.0%～8.5%，其粗酸值达90mgKOH/g左右，纯度在60%以上。     

内蒙古某LNG项目脱碳单元参数优化

内蒙古某LNG项目脱碳采用混合醇胺法净化工艺,在实际运行中原料气的组分偏离设计工况较多。为了优化本项目脱碳单元的工艺参数,使净化后的天然气中CO2含量低于50×10-6,考察了LNG工厂的运行数据,并分析了操作压力、操作温度、贫液循环量、残余酸气负荷等重要工艺参数对脱碳装置的影响。参数调整后,天然气进入吸收塔的操作压力由设计值6.3 MPa降低到5.8 MPa,贫液循环量由15 m3/h减少到13 m3/h,可使天然气压缩机的轴功率减少37 k W,再沸器的能耗降低约13,对混合醇胺法净化工艺的设计具有指导意义。     

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。     

直馏柴油碱洗-吸附分离脱酸技术的实验研究

针对直馏柴油碱洗电精制脱酸工艺存在的不足,研发了一种新的直馏柴油碱洗-吸附分离脱酸技术。采用自制的实验装置,在评选出的最佳柴油脱酸操作条件下(氢氧化钠与环烷酸的摩尔比为1.05,碱液中氢氧化钠质量分数为15%,温度为60℃,空速为3.0 h~(-1),洗水用量为0.5%),对酸度为101.8 mg/(100 mL)的直馏柴油进行了连续脱酸处理,精制柴油酸度小于7 mg/(100 mL),回收环烷酸粗酸值为192.71 mg/g,可满足一级品85号酸的质量标准[SH/T0530—92(1998)]。结果表明:与传统的柴油碱洗电精制脱酸工艺比较,该工艺碱液中氢氧化钠质量分数提高了7.5～15.0倍,完全消除乳化,洗水回用率57.5%,碱渣排放量减少86.7%～93.3%,具有一定的工业应用前景。     

MDEA脱硫溶液发泡研究

大型天然气处理装置普遍采用醇胺法工艺,目前主要使用MDEA及其配方溶剂对酸性天然气进行净化处理。由于MDEA溶液本身抗污染能力存在不足,加之醇胺溶液的降解、变质、腐蚀等因素,溶液发泡的情况时有发生,影响了装置的平稳操作,导致产品气不合格,造成溶剂大量损失,严重时甚至引起装置停车。从发泡机理入手,通过开展大量实验,系统地评价了MDEA溶液系统中存在的多种杂质对脱硫溶液发泡的影响,对实际生产可起到一定的借鉴作用。     

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。     

多法联用CO_2捕集提纯工艺模拟

将CO_2驱油气产出气中的CO_2捕集提纯后再循环回注,不仅能提高油气采收率,而且还可实现CO_2的地质封存,具有良好的社会经济效益。随着CO_2驱油气开发模式的投运推进,单一的捕集提纯工艺难以应对产出气中CO_2含量逐年增加并呈现大范围变化的状况。为了给油气田CO_2-EOR技术的推广提供支持,提出了4种多法联用的CO_2捕集提纯工艺方案,包括两级醇胺法、一级膜分离+一级醇胺法、二级膜分离+一级醇胺法、一级膜分离+两级醇胺法,并结合某油田CO_2驱工况数据开展了HYSYS软件模拟,重点分析了不同方案捕集提纯CO_2的富集程度及其能耗与经济性。研究结果表明:(1)产出气中CO_2浓度低时,可先投产两级醇胺循环工艺实现天然气脱酸工艺,同时须外购纯CO_2气按一定比例掺混后才能满足回注气CO_2纯度要求;(2)产出气中所含CO_2浓度增加时,宜在两级醇胺循环工艺前投用膜分离技术,可满足富集提纯气直接回注CO_2纯度的要求。结论认为,该研究成果可以为CO_2驱油产出气中CO_2富集提纯气工艺方案的确定提供工程实践指导。