甲基二乙醇胺水溶液压力下选择性脱除H2S中间试验总结

在吸收塔径为370mm的试验装置上,采用甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液,对低含硫,高CO2／H2S比的天然气（H2S－0．20％;CO2－1．90％）,在40巴压力下进行了选择性脱除H2S试验,考查了吸收温度,压力,气液接触时间以及气液比等对净化气中H2S含量与CO2共吸收率的影响,获得了净化气中H2S含量小于10mg/m^2,再生酸气中H2S含量高于20％的结果。     

甲基二乙醇胺水溶液选择性脱除H2S的研究

本文报告了采用MDEA水溶液从CO2－H2S共存的气流中选择性脱除H2S的实验室结果。除与通用的DIPA水溶液进行了对比外,还考查了选择性吸收H2S的主要工艺参数,并推荐了工业操作的主要操作条件。文中对反应机理,方法、特点等也进行了讨论。     

超重力环境下甲基二乙醇胺选择性脱除H_2S的模拟

应用反应-扩散模型对超重力环境下甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从CO2和H2S混合气中选择性脱除H2S过程进行了定量描述。模拟结果表明,CO2在向MDEA溶液液膜渗透的过程中,需耗时1s渗透进2.0×10-5m才能够建立起稳定的浓度梯度;对于H2S,仅需约2.0×10-9s渗透进入液膜1.0×10-8m便可建立起稳定的浓度梯度,液膜中CO2的传质过程对于H2S的吸收基本没有影响;MDEA在液膜中存在扩散,H2S的存在对于CO2吸收的抑制作用明显。在旋转填充床中于不同的温度下进行了MDEA选择性脱除H2S的实验。实验结果表明,旋转填充床可以获得较高的H2S脱除率;反应-扩散模型的模拟结果和实验结果吻合较好。     

MDEA—HWO—CO2—H2S体系的气体溶解度的计算

目前天然气脱碳和脱硫的主要溶剂是醇胺类水溶解,其中最有代表性的N－甲基二醇胺（简称MDEA）。作者采用严格的混合溶剂电解质理论建立的气体吸收溶解度和吸收热的热力学计算模型,可以同时计算CO2、H2S及混合气体MDEA水溶液中的溶解度,计算值和实验值符合良好。     

MDEA水溶液对H_2S和CO_2混合气体吸收速率的测定

采用实验方法,测定了20℃时N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对H2S、CO2纯气体以及H2S和CO2混合气的初始吸收速率。结果表明,H2S和CO2初始吸收速率分别为8.31×10-3mol.s-1.m-2和1.90×10-3mol.s-1.m-2;吸收H2S和CO2混合气,各组分的初始吸收速率与其分压成线性关系。得到了MDEA溶液吸收H2S和CO2混合气的速率表达式。     

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。     

空间位阻胺TBEE对天然气中酸气吸收的研究

在低碳硫比的条件下(H2S体积分数3.0%,CO2体积分数5.0%),考察了温度与胺液体积分数对吸收效果的影响,结果表明,反应温度40℃、胺液体积分数35%~45%为最佳反应条件。对比了MDEA与TBEE对模拟天然气中H2S和CO2的脱除性和选择性,并研究了MDEA与TBEE复配形成的混合溶液对酸气的吸收情况,实验结果显示,TBEE的选择性大于MDEA的选择性,且TBEE对CO2和H2S的吸收效果明显优于MDEA,随着空间位阻胺TBEE在溶液中所占比例的增加,选择性和碳硫容逐渐增加。复合溶液能耗低于MDEA溶液。     

活化甲基二乙醇胺脱碳工艺探讨

因为叔胺（MDEA）与CO2缓慢地发生反应,而与H2S发生飞速瞬即反应,有CO2存在时,用MDEA水溶液能很好地达到选择性脱除H2S的目的,但是在很多场合也有要求脱除大量CO2．MDEA与CO。的缓慢反应就不相宜了。加入反应性强的DEA或哌嗪（piperazine,PZ）等作为活化剂形成混合胺,亦即活化甲基二乙醇胺工艺可克服这一缺点。尽管这一工艺投资费用相对较高,溶剂较贵,但其易操作、适应性强、低能耗等优点,仍吸引新建或其它改建装置采用这一工艺。 本文扼要地讨论了活化甲基二乙醇胺脱碳工艺中的热力学和动力学上的要点。     

MDEA-H_2O-CO_2-H_2S体系的气体溶解度的计算

目前天然气脱碳和脱硫的主要溶剂是醇胺类水溶液 ,其中最有代表性的是N -甲基二乙醇胺 (简称MDEA)。作者采用严格的混合溶剂电解质理论建立的气体吸收溶解度和吸收热的热力学计算模型 ,可以同时计算CO2 、H2 S及混合气体在MDEA水溶液中的溶解度 ,计算值和实验值符合良好     

高含硫天然气超重力脱硫技术研究

基于MDEA溶液和不同配比位阻胺溶液对H2S吸收容量的静态测定实验结果,在操作压力为8.3 MPa的超重力侧线试验装置上,考察不同气液比条件下MDEA溶液和优化配方的位阻胺溶液对高酸性天然气的选择性脱硫效果,同时考察了超重力机转速对溶剂选择性脱硫效果的影响。结果表明,几种溶剂中以8号溶剂对H2S的吸收容量最大,40 ℃和50 ℃条件下H2S的最大吸收容量分别为79.67 g/L和59.20 g/L,采用超重力脱硫工艺,可将天然气中硫化氢质量浓度由2.0×105 mg/m3降至100 mg/m3以下,在气液比95左右时,净化气中H2S、总硫质量浓度分别为19.8 mg/m3和32.27 mg/m3,CO2体积分数为0.38%,达到二类天然气指标要求。     

计算三甘醇中酸性气体溶解度的方法

含硫天然气采用三甘醇脱水时,三甘醇会溶解H2S和CO2,导致三甘醇脱水装置循环系统和再生系统的腐蚀速率增加,同时也增加了三甘醇的变质速率。本文介绍了三种用于计算三甘醇中H2S和CO2溶解度的方法。E．WICHERT和G．C．WICHERT图解法适用的温度范围约为25℃≤t≤75℃,H2S和C02的压力适用范围分别为50kPa≤P≤3000kPa,100kPa≤P≤6000kPa。AlirezaBahadori和KhalilZeidani提出了新的用于计算三甘醇中H2S和C02溶解度的方程。对于H2S溶解度的计算,该方程的适用范围为50kPa（绝压）〈P〈2000kPa（绝压）,t〈130℃;对于CO2溶解度的计算,不同的温度、压力范围采用了不同的计算方程。通过与实验数据的对比,该方程计算H2S和CO2溶解度的最大平均绝对偏差分别为3．03％,1．94％。最后介绍利用HYSYS模拟计算脱水过程中三甘醇中H2S和CO2的溶解度。     

CO2在MDEA和MDEA-PZ水溶液中溶解度的简化计算方法

本文导出了计算CO2在MDEA和MDEA—PZ水溶液中溶解度的简化计算式。以自拟的K1（MDEA解离常数）、K2（PZ的一级解离常数）计算的CO2溶解度与文献实验值、模型计算值作了比较,结果证明精度良好,可满足工程设计要求。     

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.     

矛盾与统一－气体净化工艺的新进展－

近期开发的位阻胺和双溶剂（叔胺,物理溶剂）工艺及脱碳,同时深度脱除H2S,CO2和H2S选吸等领域内部都能适用。无疑,这是很有新意的,本文就与其有关的Kc,K2二个常数,对此类工艺提些肤浅的看法,以求教于行家。胺法吸收酸气,相对H2S而言CO2的吸收机理比较复杂,一般来说,它是一个快速的二级反应,因此必须涉及二个关键的常数,氨基甲酸盐的稳定常数,Kc(其倒数相当于文献[1]的K2）,CO2与醇胺的二级反应速度常数,k2。     

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。     

中空纤维膜吸收法脱除H2S的实验研究

研究了用中空纤维膜组件脱除天然气中的H2S的吸收过程.采用疏水性聚丙烯中空纤维膜(HFPPM)制成膜组件,以甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液作为吸收剂,考察了吸收液浓度、吸收液流速、气相流速等因素对H2S膜吸收过程的影响.实验结果表明,质量分数为30%的MDEA吸收液在流速为78.1 ml/s,气速为0.064 m/s时,H2S的脱除率为95.8%,H2S的总传质系数为4.8×10-8mol·(m2·s·Pa)-1;质量分数为35%的MDEA在同样的条件下H2S脱除率达98.1%.而且在实验的较宽天然气H2S浓度范围内,MDEA吸收剂H2S脱除率保持在90%以上.实验证明膜吸收法也许是有良好发展前景脱除H2S的方法.     

高酸性天然气中有机硫在溶剂吸收中的选择性研究

研究了XDS和MDEA两种溶剂对天然气中有机硫的吸收效果,并建立溶剂吸收模型研究了有机硫在溶剂中的选择性.结果表明,XDS和MDEA对模拟酸性天然气中高浓度的H2S和CO2均具有良好的脱除效果,在脱除高浓度的COS和硫醇等有机硫化物时,XDS显著优于MDEA.综合溶解性和传质性能两方面因素,有机硫在XDS溶剂中的吸收难易程度顺序为,COS最易吸收,甲硫醇和乙硫醇次之,异丙硫醇和正丙硫醇最难于吸收.以MDEA为溶剂时的亨利常数大于以XDS为溶剂时的亨利常数,而以MDEA为溶剂时的传质性能因子小于以XDS为溶剂时的传质性能因子,表明在溶解性和传质性能两方面XDS溶剂均优于MDEA溶剂.     

板式塔和填料塔中硫化氢和二氧化碳在胺醇水溶液中吸收过程的模型化

本文提出了H2S和CO2在醇胺水溶液中共吸收的一个计算模型,尤其是应用于频胺的情况,模型是按路易斯（Lewis)的双膜理论建立的,并把界面液膜区域的浓度分布线性化,这样就得到了一组可以获得数字解的代数方程（而不是微分方程）。为了使模型能应用于各种不同的醇胺,它 包括了CO2反应速率（即从完全的液本体反应到醇胺全部耗尽的完全界面液膜反应）,在吸收过程中H2S和CO2的相互影响可以达到这样的程度：由于逆向的总推动力而使H2S被驱赶出溶液,换方之,H2S的传质系数有可能是负的,上文已说明,此模型是应用于H2S和CO2在叔胺中的吸收的,但是按化学计量略加修改,也能用于H2S和CO2在伯胺和肿胺中的吸收。     

位阻胺选择性脱硫配方溶剂（CT8-16）脱除天然气中H2S、CO2现场应用试验

在处理量1×10^4m^3/d的脱硫装置上,对室内研制的位阻胺选择性脱硫配方溶剂（CT8-16）进行了较长时间的试验和运转。考察了溶剂在不同填料高度、不同气液比、不同贫液入塔温度等条件下的吸收和再生性能,以及溶剂对碳钢的腐蚀性和抗发泡性能,并进一步优化了工艺操作参数。试验结果表明,经该位阻胺选择性脱硫配方溶剂处理后,净化气H2S含量较甲基二乙醇胺溶剂（MDEA）低29%以上,而在净化气H2S含量相当时,CO2脱除率则比MDEA低14.5个百分点。该脱硫溶剂对碳钢腐蚀速率低;试验过程中装置运行平稳,未见发泡迹象,具有较强的抗发泡能力。本次现场应用试验所取得的结果为该溶剂工业推广应用提供了重要的依据。     

XDS溶剂高压吸收脱除高酸性天然气中有机硫的模型

以自主研发的XDS为溶剂进行了8.3MPa压力下吸收脱除模拟川东北高酸性天然气中有机硫等有害组分的研究。溶剂质量分数为50 %、操作温度40℃、气/液体积比在130左右时,采用XDS溶剂净化尾气中H2S含量为66.1 mg/m3,明显优于国外溶剂MDEA。有机硫脱除率达到93.70%,比MDEA溶剂高30%以上。吸收模型研究表明,以MDEA为溶剂时的亨利常数大于以XDS为溶剂时的亨利常数,而以MDEA为溶剂时的传质性能因子小于以XDS为溶剂时的传质性能因子,表明在溶解性和传质性能两方面XDS溶剂均优于MDEA溶剂。