MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨

N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收H2S技术广泛应用于天然气脱硫中。对典型的MDEA吸收流程进行分析表明,MDEA溶液再生能耗较大,过程物流能量未得到充分利用。为此,提出了热泵流程和半贫液流程两种节能改造方案,用PROII软件对流程进行模拟计算,并对典型流程及改造流程进行热力学效率分析。结果表明,与典型流程相比,热泵流程和半贫液流程的热力学效率分别提高了5.23%和6.39%。     

天然气处理终端MDEA溶液脱碳系统工艺优化及改造

某天然气处理终端是我国目前最大的陆岸终端,该终端的MDEA溶液脱碳系统是我国陆岸终端应用的最大处理规模的脱碳系统,原工艺设计在现场实际运用时存在系统杂质多、热稳定盐含量高和再生温度达不到设计值等问题,导致处理能力不能达到设计值,需优化和改进。为了解决影响脱碳系统正常运行的问题,提高脱碳能力,现场采取了优化MDEA溶液再生系统参数、增加地下槽氮气密封系统、改造胺液预后过滤器、采用Y型过滤器和凝结水分离器等措施。通过优化改造,脱碳系统杂质被快速清理,热稳定盐含量增长速度得到有效控制,再生温度提高到了设计温度,系统发泡问题得到有效的改善,脱碳系统能够正常运行,并且脱碳能力得到大幅提升,脱碳后的天然气质量达到设计要求,为以后的MDEA脱碳或者脱硫工艺的操作和技术发展积累了经验。     

MDEA—PZ复合溶液脱除油田伴生气中CO_2

为了解决油田伴生气中高含CO2难题,使矿场生产的天然气达到管输标准(CO2体积分数≤3%),胜利油田勘察设计研究院开展了基于改良MDEA技术脱除油田伴生气中的CO2新型药剂研究,研发了适用于中压条件下的脱碳的MDEA—PZ复合溶液。在MDEA—PZ复合体系中,40%MDEA+3%PZ的溶液吸收量最大(52.07 LCO2/L溶液),再生温度最低(107.5℃),再生能耗最低,再生率最高(95.87%),是MDEA—PZ复合体系中最佳的油田伴生气吸收溶剂,具有一定的应用价值和参考价值。     

工艺安全改造后对MDEA脱碳效果的提升

目前,处理含有H_2S、CO_2等酸性气体的天然气净化装置普遍采用MDEA(氮-甲基二乙醇胺)溶液吸收法。本文针对某天然气终端厂MDEA脱碳系统出现的运行不稳定、吸附效率低、操作成本高等问题,提出基于工艺安全改造,增加再生塔底重沸器与凝结水分离器高度差实现蒸汽流量控制稳定的方案。改造后重沸器的工作温度提高,MDEA溶液再生效果明显改善,脱碳系统运行趋于稳定,MDEA溶液中的腐蚀因素得到抑制,泵及管道的振动明显减少。通过工艺安全方案设计,优化现场工艺,提升脱碳单元安全性、经济性以及环保性,可节约燃料气费用12万元/年,减少设备检修费用支出15万元/年。     

废MDEA溶液回收技术研究

由于天然气净化处理过程的复杂性,经过长时间的运行,受原料气、MDEA溶液所夹带杂质及净化装置运行过程本身所产生腐蚀、降解产物的影响,常会导致MDEA溶液的污染,影响天然气的脱硫、脱碳效果,甚至使天然气的净化指标不能完全达标。随着气田生产能力的增加,每年因污染严重被废弃的MDEA也在逐年增多,不但增加了天然气净化的生产成本,而且污染环境。因此,根据度MDEA溶液的特性,提出了废MDEA溶液回收的技术思路和试验的可行性方案,通过室内试验发现,采用减压蒸馏对废MDEA溶液回收的方法是可行的,进一步开展了废MDEA溶液工业回收技术研究。研究表明,系统压力在-0．08MPa, 蒸馏温度为150℃,采用减压蒸馏可以有效回收度MDEA溶液。     

某活化MDEA脱碳装置能耗分析及节能潜力分析

活化MDEA脱碳系统由于溶液循环量大和需要进行溶液再生,系统的能耗相对较高。通过对某脱碳系统的主要泵类设备、溶液换热器进行检测和分析,评估能源利用效率,对系统余压、余热资源进行分析,挖掘系统节能潜力,并提出利用热泵进行尾气余热回收,降低系统综合能耗。     

废MDEA溶液回收技术研究

由于天然气净化处理过程的复杂性。经过长时间的运行，受原料气、MDEA溶液所夹带杂质及净化装置运行过程本身所产生腐蚀、降解产物的影响．常会导致MDEA溶液的污染。影响天然气的脱硫、脱碳效果，甚至使天然气的净化指标不能完全迭标。随着气田生产能力的增加，每年因污染严重被废弃的MDEA也在避年增多．不但增加了天然气净化的生产成本，而且污染环境。因此，根据废MDEA溶液的特性，提出了废MDEA溶液回收的技术思路和试验的可行性方案，通过室内试验发现，采用减压蒸馏对废MDEA溶液回收的方法是可行的，进一步开展了废MDEA溶液工业回收技术研究。研究表明，系统压力在-0．08MPa，蒸馏温度为150℃。采用减压蒸馏可以有效回收废MDEA溶液。     

塔二联轻烃站脱硫系统参数调整分析

针对塔二联轻烃站脱硫装置天然气中H2S含量变化较大,脱硫不达标的实际情况,对脱硫装置的运行参数进行敏感性分析。分析结果表明,吸收塔操作压力、操作温度及MDEA循环量对净化气中H2S含量影响不大,而再生塔操作参数对脱硫效果的影响非常显著。因此,只对MDEA再生塔操作参数进行调整。结果表明,在塔二联天然气中H2S质量分数增加58%的条件下,对MDEA再生塔操作压力和温度进行微调,可有效降低净化气中H2S含量并使其达标。     

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。     

桑南脱硫单元夏季平稳运行分析

位于塔里木油田桑吉作业区的桑南油气处理站，于2005年建成投产，设计处理天然气规模150×10⁴ m³/d，是塔里木油田第一套含硫天然气处理装置。净化度超标将导致外输天然气不合格，须将天然气放空，造成极大的资源浪费。因此必须控制好外输天然气的净化度。针对该净化处理装置脱硫单元进入夏季后净化度超标问题进行了分析。通过对MDEA贫液空冷器空冷效果、再生塔再生效率等方面的分析，找出了制约桑南脱硫单元夏季平稳运行的关键因素，并采取了适当提高MDEA溶液浓度、控制好溶液再生过程、保持吸收塔平稳进气、保证再生塔平稳操作等控制措施。通过系统调整，确保了该装置夏季平稳运行，保证了外输天然气净化度合格。     

Study on Regeneration of MDEA Solution Using Membrane Distillation

Treating acid gases contained in natural gas by MDEA is used widely. But the efficiency of regeneration of the MDEA solution limited the development of this technology. An optimal temperature is necessary for regeneration of the MDEA solution using membrane distillation. The experiment results showed that the regeneration rate of MDEA rose with an increasing temperature. But the rate increased slowly after the regeneration temperature arrived at a certain value. This study can confirm that regeneration of the MDEA solution using membrane distillation is feasible. This technology provides more advantages as compared to conventional regeneration process.     

天然气净化厂MDEA再生系统优化运行探讨

重庆天然气净化总厂引进分厂280×104 m3/d脱硫装置MDEA溶液再生系统溶液循环泵出口压力一直不稳定,极易因泵出口流量骤降导致系统联锁停车。从工艺、设备和管线布置方面进行了分析,发现弯头过多不是导致系统压降高的主要原因,"Π"型管的布置方式可使该处压力降低,酸气发生解析及聚集,进而导致溶液循环泵吸空,引起泵出口压力波动,对系统运行产生较大影响。     

万州高含硫天然气净化装置自用气优化方案探索

目的商品气率是天然气净化装置重要的经济运行考核指标,阐述了关于提升商品气率的一些研究。 方法运用数学分析法,对天然气净化总厂万州分厂现有装置进行了建模分析,最终选择减少自耗气量的方案。根据分析结果,选择从热量消耗最大的部分,即重沸器蒸汽量开始研究,初步拟定两种方向的调整:一方面,通过提升MDEA质量分数、降低循环量的方式,降低单位溶液单次再生消耗的热量;另一方面,通过调整重沸器蒸汽量的方式,减少供给溶液体系中水分的冗余热量。 结果调整后有较好的节能降耗增产效果,自用气量降低了近25%,同时将商品气率提高至89%。 结论通过调整重沸器热量供给,并辅以其余调整,对减少自用气有明显的作用。      

Analysis of energy demand for natural gas sweetening process using a new energy balance technique

Absorption by alkanolamine solvents is widely used for acid gas removal in natural gas sweetening plant. In the present research, one of the Iranian gas treating unit, Ilam Gas Treating Company (IGTC), with 3.27 mole % H₂S and 3.76 mole % CO₂ in the inlet feed gas was simulated using HYSYS V8.8. Piperazine activated solution of MDEA (PZ-MDEA) at various process operating conditions was examined to yield energy demand of natural gas sweetening process using a new energy balance technique. In this technique, the total required energy demand was related to three sections: 1. heat of vaporization, 2. sensible heat and 3. heat of the absorption. Energy balance of the absorption and regeneration columns brings a perspective of energy distribution in the sweetening plant. The effects of CO₂ and H₂S concentration at inlet feed, PZ mass fraction in activated solution of MDEA and lean amine temperature on energy distribution of the natural gas sweetening process and reboiler duty were investigated. It was finally elucidated that energy demand in the gas sweetening process or duty of reboiler is greatly influenced by heat of vaporization rate. It was also found that the heat of absorption and sensible heat have minor impacts on the energy demand.     

天然气中酸性组分含量升高的脱硫系统优化研究

针对近年来天然气中酸性组分含量升高导致的产品气气质下降、设备故障频繁等问题,利用Aspen HYSYS软件对MDEA溶液循环量提高后的脱硫系统进行了流程模拟。结果表明,当原料气中酸性组分CO2和H2S的体积分数分别由5.280%和0.028%增至6.280%和0.052%时,为了保证产品气符合国家标准,需将系统中的MDEA溶液循环量由63.25m3/h逐渐提高至102.85m3/h。使用Tray Rating、HTRI Xchanger Suite软件对不同MDEA溶液循环量下的塔器和换热器等重要设备进行了一系列优化。经计算,胺液吸收塔和再生塔的流体力学性能均符合要求;胺液贫富液换热器在MDEA溶液循环量提高时可串联1台同型号换热器,同时更换换热管规格,以满足系统需要并缓解堵塞;优化后的二级闪蒸装置能够较大程度地缓解装置频繁波动的情况,而在其入口处加装高效波纹板除沫器则可有效避免系统发泡。     

电渗析离子交换-离子色谱法检测脱硫胺液中的热稳态盐

设计了一种填有强酸型阳离子交换树脂的电渗析离子交换装置,建立了电渗析离子交换-离子色谱检测脱硫胺液中热稳态盐(HSS)的方法,并分析了其工作原理。含有HSS的胺液流经电渗析离子交换装置后,HSS由胺液介质转换为水介质。HSS 的介质转换及离子交换树脂的再生过程连续进行。电渗析离子交换的较佳实验条件:胺液流量1．0mL／min,电流100mA,胺液循环次数4次,无机阴离子的洗脱液为3．5mmoL／LNa2CO3+1．0mmoL／L NaHCO3,有机阴离子的洗脱液为0．5mmol／LNa2CO3+ 0．5 mmoL／L NaHCO3。在此条件下分析实际试样,得到Cl-,SO42-,HCOO-,CH3COO-,CH3CH2COO-的检测限分别为0．005, 0．020,0．010,0．050,0．080mg／L,加标回收率为81．0％-113．0％。该方法只用水无需采用化学试剂,且简单、快速、灵敏、准确。     

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。     

天然气净化工艺设计要点及优化

胺法至今仍是国内外应用最广泛的酸性天然气脱硫脱碳工艺方法,国内已有超过五十年的使用经验。脱硫脱碳装置在生产中出现不同程度的拦液现象,导致脱硫脱碳装置处理能力严重下降;天然气净化度不合格,溶液发泡引起雾沫夹带,导致大量胺溶液随气流带走,造成溶液损耗急剧增加及严重的经济损失。在总结过去几十年天然气净化工艺设计和生产操作经验的基础上,提出了天然气净化工艺设计要点,重点为脱硫脱碳装置工艺流程设计和关键设备选型;阐述了脱硫脱碳装置的原料气分离系统、胺液再生系统、胺液过滤及惰气保护、胺液和酸气冷却、贫胺液增压及循环泵等方面应重点注意的问题和工艺设计方案的优化;分析了净化工艺流程中的塔、容器、冷换设备、泵类等关键设备的设计要点。     

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