改性UDS溶剂提高天然气中甲硫醇脱除效率的研究

采用量子化学计算方法优选对甲硫醇具有高效吸收溶解性能的活性组分,并设计与原UDS溶剂进行复配,获得改进的UDS复合脱硫溶剂。测定甲硫醇(MeSH)在改进前后2种UDS溶剂中的溶解平衡行为,考察各溶剂对MeSH的溶解性能。研究改进后UDS溶剂的热稳定性及抗发泡性能。在常压吸收实验装置上对比考察改进前后UDS溶剂对模拟川西海相气田高酸性天然气的吸收净化效果。结果表明:聚乙二醇二甲醚(PEGDME)与MeSH分子间的相互作用力最强,是提高MeSH吸收溶解性能的适宜组分;改进后UDS溶剂对MeSH较原UDS具有更高的平衡溶解度。改进后UDS溶剂具备良好的热稳定性能及优异的抗发泡性能,可以满足天然气净化脱硫工艺的要求。在常压、吸收温度为40℃、气液体积比为360的吸收操作条件下,改进后UDS溶剂对MeSH的脱除率较原UDS溶剂提高10.3百分点,总有机硫脱除率提高5.7百分点,净化气中总硫浓度由70.0mg/m~3降低至54.1mg/m~3,产品气质量由国标二类气升级至一类气。采用改进后UDS溶剂处理以甲硫醇为主要有机硫的高酸性天然气,将有助于降低产品气总硫含量,提高产品气质量。     

UDS溶剂组分设计及其脱除黏胶纤维废气中CS2效果

为满足黏胶纤维废气脱硫净化需求,设计开发复配型溶剂并进行优化。基于密度泛函理论,利用AIM拓扑分析和RDG分析研究活性组分与CS₂的相互作用机理,通过分子模拟计算不同活性组分与CS₂分子间相互作用,根据黏胶纤维废气组成特点,设计优化UDS溶剂,进一步在常压实验装置上考察其脱除黏胶纤维废气中CS₂和H₂S效果。分子模拟计算结果表明,哌嗪（PZ）、环丁砜（SUL）、聚乙二醇二甲醚（NHD）、二甲基亚砜（DMSO）4种活性组分与CS₂分子间均为弱相互作用,相互作用的强度顺序为PZ > SUL > NHD > DMSO。选取与CS₂具有较强结合能的活性组分作为提高CS₂溶解性能的溶剂组分。脱硫实验结果表明,在常压、吸收温度50℃、气液比500条件下,优化的UDS-F溶剂可将模拟黏胶纤维废气中CS₂含量由400mg/m³脱除至79mg/m³,脱除率较原UDS-A溶剂高出19个百分点,较甲基二乙醇胺高出65个百分点,表现出优异的脱除性能。同时,其再生贫液在循环使用过程中依旧能够保持较好的H₂S和CS₂净化效果。对其抗发泡性能和抗腐蚀性能进行考察,UDS-F溶剂表现出良好的抗发泡性能和抗腐蚀性能。