硫化氢和二氧化碳在二异丙醇胺、甲基二乙醇胺水溶液中平衡溶解度的数学模型

本文基于拟平衡常数的概念(Pseudo equilibrium Constant),以溶液的[H~3]为参数,关联了 H_2S-CO_2-烷醇胺(Am)-H_2O 体系中主要的平衡反应,推导出一个描述 H_2S、CO_2在二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液中平衡溶解度的数学模型.它也同样适用于—乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)水溶液体系.模型计算结果与实验数据和文献数据吻合得甚好。精度足以满足工程设计要求。此模型可编制成程序求解 H_2S-CO_2-Am-H_2O 体系的平衡溶解度,为特定条件下的胺法气体净化工艺计算提供数据.     

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     

H2S��CO2���鴼��ˮ��Һ�е��ܽ��

本文给出了计算H_2S、CO_2在单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、三乙醇胺(TEA)及二种化学物理溶剂[环丁砜(SF)—DIPA,环丁砜(SF)—MDEA)]等水溶液中溶解度所必需的拟平衡常数。这些醇胺水溶液的适用范围几乎覆盖了整个酸性天然气处理领域。也简要地介绍了H_2S、CO_2在一种新型溶荆一位阻胺AMP(2氨基2甲基1丙醇)水溶液中的溶解度数据。     

H_2S和CO_2在甲基二乙醇胺水溶液中的溶解度

本文以拟平衡常数(K_1,H_2S-CO_2-MDEA-H_2O体系中MDEA的解离常数)的概念关联了H_2S,CO_2与MDEA反应中的各有关平衡反应,提出了一个较为简便的求解H_2S,CO_2在MDEA水溶液中平衡溶解度的计算方法.计算结果与文献数据甚为吻合.在此基础上预测性地计算了迄今未见发表的H_2S-CO_2-MDEA-H_2O体系的气液平衡数据,供工艺上参考应用.     

H2S和CO2在环丁砜—二异丙醇胺水溶液中的溶解度

本文以单一的H_2S和CO_2各自在环丁砜(以下简称SF)、二异丙醇胺(DIPA)水溶液中的溶解度数据,按“拟平衡常数”法合成计算了H_2S、CO_2在SF-DIPA水溶液中的溶解度。并与H_2S、CO_2在DIPA水溶液和SF-MDEA水溶液中的溶解度作了比较。计算指出:①因存在另一种酸性气体的影响,在相同的溶剂中,混合酸气中H_2S、CO:各自的溶解度均较单一气体时小;②在相同情况下,H_2S、CO_2在SF-DIPA水溶液中的溶解度大多数比相应在DIPA水溶液中的要小,唯在甚高分压下可大于在DIPA水溶液中的溶解度。计算的平衡溶解度也与报道的实际数据作了对比,结果颇为一致。     

硫化氢、二氧化碳在醇胺水溶液中吸收热效应的测定

1.用电能标定了量热计的“热量常数”K,测定的精密度约为±1%;2.为了进一步探索气液吸收热的实验条件,测定了CO_2在KOH 溶液中的吸收热,实验结果与文献值比较,其准确度<±2%;3.测定了酸气(H_2S、CO_2)在醇胺水溶液(MEA、DEA、TEA、DIPA、MDEA)和不同组成的砜胺水溶液中的吸收热。相对标准偏差<±2%。     

在填料塔中用NaOH,MEA和AMP溶液吸收CO_2

在不同浓度和温度下,对NaOH,MEA和AMP(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)水溶液吸收空气中CO_2进行了测定.除了高CO_2负荷的MEA溶液(>0.5molCO_2/mol MEA)外,CO_2-NaOH和CO_2-MEA系统的实验测定与数学模型的预测获得了良好的一致性.与MEA和AMP相比,NaOH具     

胺类的选择性吸收

自含CO_2气流中选择脱除H_2S作为一种减小设备和降低操作费用的手段已变得普遍地热衷起来了。一种选择性吸收设计功能已被补加入到胺法净化过程的模拟程序中,即TSWEET。在MEA接触时间大约是0.4秒时,此程序得出的结果与选择性吸收数据严格地一致。程序计算也与在11磅/吋~2。(表压),每板停留时间2秒下操作的DEA吸收塔中测出的通过40％CO_2的数据相一致。一个用15％wt MDEA接近2米直径的吸收塔也被用来作比较。计算的气相中的H_2S良好地在数据的离差之中,此时计算的CO_2通过量约高出10％。过程模拟程序精确地描绘了包括全部过程变数影响的选择性吸收过程。     

一乙醇胺吸收塔的逐板计算问题

从化学热力学、动力学两个方面讨论一乙醇胺同时吸收 H_2S 和 CO_2过程的机理,由此导出计算 MEA 吸收塔工艺参数的逐板计算程序。计算结果和实际情况是吻合的。这一处理原则也适用于仲胺(如二乙醇胺或二异丙醇胺)对 H_2S 和 CO_2的吸收过程。     

催化脱硫系统的腐蚀与防护

自武汉石油化工厂催化脱硫装置投用以来,多次发生腐蚀破裂泄漏.10年内曾两次更换溶剂脱硫塔.文章讨论了MEA.MDEA等几种脱硫剂和溶剂中的CO_2、H_2S布对脱硫系统腐蚀的影响.经试验发现,脱硫剂在脱硫系统中起了很好的缓蚀作用.该系统的均匀腐蚀主要由CO_2引起,H_2S的存在减缓了CO_2对设备的均匀腐蚀.该系统的IGSCC不仅与脱硫剂类别有关, 还与溶剂中CO_2、H_2S含量有关,H_2S含量高时.不会发生IGSCC,少量H_2S的存在会导致脱硫剂CO_2-H_2S体系的IGSCC.最后提出了6条防护措施与建议.     

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.     

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。     

一乙醇胺法对低含硫天然气脱硫的适应性探讨及改进意见

一适应性探论由于一乙醇胺(MEA)法具有工艺上成熟,溶剂吸收酸气能力较强和方法简便等优点,是目前国内外天然气净化普遍采用的工艺方法。其适应范围较广,据报导,美国 MEA 法处理含硫天然气最通常的一些准则为原料气中 H_2S 含量由4格令/100标英尺~3(96.74毫克/标米~3)到总酸气含量为15%(分子);加拿大西部各工厂,用 MEA 法处理的天然气,H_2S/CO_2比值由1:70到高达20:1。因而该方法基本是能适应四川CO_2含量相对较高的“低含硫”气体的气质情况的。我国六十年代由英国汉格公司引进     

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     

80SS抗硫钢在高温高压环境中的H2S/CO2腐蚀行为

针对80SS抗硫钢的H_2S/CO_2腐蚀行为,在模拟油田H_2S/CO_2环境下,利用高压釜进行腐蚀试验,采用失重法测试了其腐蚀速率及咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀效率,通过SEM、EDS和XRD测试手段,研究分析了腐蚀产物膜去除前后的形貌特征和化学组成。结果表明,80SS抗硫钢在H_2S/CO_2腐蚀环境中属于中等腐蚀,介质流动和CO_2/H_2S分压比值增大均可加速腐蚀,而缓蚀剂的加入可显著减小腐蚀速率;腐蚀类型存在点蚀或局部腐蚀特征,动态和高CO_2/H_2S分压比值时尤为严重;腐蚀产物膜主要成分为FeS,还含有少量其他成分。     

石墨烯-碳纳米管三维结构吸附分离CO_2/H_2S/CH_4三元混合物的分子模拟

采用蒙特卡洛模拟研究了不同压力和温度下石墨烯-碳纳米管三维结构(GNHS)对CO_2/H_2S/CH_4三元混合物的分离能力。实验结果表明,GNHS可同时高效地分离CO_2与H_2S组分,两组分相对于CH_4的选择性均高达100左右。升高温度不利于混合物的分离。与具有相同摩尔比的二元混合物相比,三元混合物中H_2S的存在可显著提高GNHS对CO_2的分离能力,而CO_2的存在对H_2S的分离没有太大影响。     

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.     

MEA-AMP二元复配溶液吸收烟气中二氧化碳的实验研究

实验以乙醇胺(MEA)为主体,加入定量的新型空间位阻胺2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)配成复合胺,研究了该复合胺液对CO_2吸收和再生性能,并与同浓度的MEA、二乙醇胺(DEA)溶液进行了比较,筛选了MEA-AMP体系中最佳吸收液。以搅拌实验装置研究了MEA-AMP不同配比的复合胺溶液吸收和解吸模拟烟道气中CO_2特性,揭示了吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的关系,并与目前工业应用较广的MEA、DEA溶液进行了对比分析;对CO_2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH值下降率进行了记录分析。结果表明,0.7 mol/L MEA-0.3 mol/L AMP吸收容量最大,为0.329 moL;再生温度最低,为100℃,是MEA-AMP复合胺体系中最佳配比溶液。     

P110SS钢在高含H_2S与CO_2条件下的腐蚀规律

利用高温高压实验装置,研究了P110SS套管钢在3种典型高含H_2S/CO_2工况条件下的腐蚀速率和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)现象。实验结果表明:随H_2S分压、CO_2分压、温度增加,P110SS钢的腐蚀速率先降低再升高;P110SS钢的回火索氏体组织使其具备较为优良的抗SSCC性能;随H_2S分压、CO_2分压、温度增加,SSCC敏感性降低,温度起主导作用,井口工况SSCC敏感性最高。     

板式塔中甲基二乙醇胺水溶液选择性吸收 H_2S 过程的模型化

依据化学热力学、动力学的原理,提出了 H_2S、CO_2在 MDEA 水溶液中平衡溶解度和反应动力学的数学模型,并导出此类吸收塔的逐板计算程序,经实验数据核证,在一定程度上结果吻合得较好,能满足工程要求。本模型不仅可应用于工程实际,而且对阐明胺法吸收过程的本质也有一定的理论意义。