旋转填充床中叔丁氨基乙氧基乙醇溶液选择性脱硫性能的评价

在旋转填充床中,分别以叔丁氨基乙氧基乙醇(TBEE)溶液和N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为胺液,对含CO2和H2S的N2进行选择性脱硫实验。考察了旋转填充床转速及胺液中醇胺含量、胺液流量、气体流量与液体流量的比值(气液比)、吸收温度对胺液脱硫性能的影响。实验结果表明,在相同的条件下与MDEA溶液相比,TBEE溶液的脱硫率(η)和选择性因子(S)更大,体现出空间位阻胺选择性脱硫的优势;胺液中醇胺含量和胺液流量的增大可提高η、降低S;旋转填充床转速增大有利于提高η,气液比增大有助于选择性脱硫;当N2中H2S含量为0.6%～0.8%(φ)和CO2含量为8%(φ)时,在w(TBEE)=5%、旋转填充床转速1 200 r/min、胺液流量6 L/h、气液比200、吸收温度30℃的条件下,S可达22～28。     

天然气选择性脱硫胺液配方发泡特性分析

现阶段以MDEA为主体的配方型胺液在选择性脱硫工厂中应用较广泛,但MDEA存在易发泡的缺点,影响着整个脱酸系统的安全稳定运行。本文选取选择性脱硫吸收性能较好的MDEA、DGA、AMP以及环丁砜四种胺液,通过考察其单一及复配胺液的发泡高度及消泡时间,结合测定的表面张力参数,分析选择性脱硫胺液配方发泡特性及发泡机理,并建立发泡特性预测模型。通过分析得知,四种单一胺液发泡由易到难排序为:DGA>AMP>MDEA>环丁砜;MDEA+AMP复配配方发泡高度和消泡时间均处于较高水平,应避免选用MDEA质量分数为23%~27%、AMP质量分数为8%~16%的范围;对于MDEA+DGA复配配方,应避免选用MDEA质量分数为28%~36%、DGA质量分数高于8%的范围;MDEA+环丁砜复配配方发泡特性处于较低水平,MDEA的质量分数应避免在20%~24%的范围,环丁砜质量分数应避免低于4%。     

石脑油加氢装置尾气脱硫及吸收流程模拟与优化

以石脑油加氢装置尾气脱硫及吸收单元为研究对象,以设计数据为基础,使用Aspen Plus流程模拟软件对石脑油加氢装置尾气脱硫及吸收单元进行了流程模拟,建立了与实际工况吻合的稳态流程模型。利用此模型,对吸收温度、吸收压力、MDEA质量分数、酸性气处理量进行了综合分析并进行了操作参数优化:贫胺液温度为35~45℃,酸性气进料量为2 000~3 000 kg/h,同时,贫胺液中MDEA质量分数应大于18%。     

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。     

MDEA脱硫脱碳选择性研究

利用Aspen HYSYS软件模拟研究天然气加工中贫胺液中MDEA的质量分数、塔板数、吸收压力、气液比等操作参数的变化规律,分析MDEA溶液脱硫脱碳的吸收选择性影响因素。模拟结果表明,在保证净化要求的前提下,吸收塔采用填料塔、适当降低塔板数、设置多股进料且进料位置下移、适当提高原料气温度和贫胺液入塔温度、适当提高气液比等措施均可提高MDEA溶液的选择性,增加产品气的收率,降低装置能耗。     

PZ活化MDEA乙烷深度脱碳工艺研究

目的 解决醇胺法乙烷脱碳工艺造成的乙烷损失量较大和装置能耗较高等问题。方法 用Aspen HYSYS软件对某乙烷回收流程的粗乙烷产品进行胺法脱碳模拟，在控制乙烷损失物质的量比小于0.3%的情况下对胺液中的PZ和MDEA质量分数进行了优选，同时对乙烷脱碳流程进行能耗优化。结果 与天然气脱碳工艺不同，乙烷脱碳工艺的MDEA质量分数太高会损失大量乙烷。在达到脱碳效果的前提下，较低的MDEA质量分数可避免损失大量乙烷，最佳MDEA质量分数为20%～28%。在此MDEA质量分数的条件下，可保证乙烷损失比仅为0.3%,往胺液中加入少量哌嗪(PZ)就可显著提高胺液对CO₂的吸收效果，最佳PZ质量分数为2.5%～5.5%。乙烷脱碳装置的主要能耗为胺液再生能耗，优化后装置的总能耗显著降低。结论 在工业条件下，应用较低质量分数的胺液可显著降低乙烷损失，可合理提高富胺液入再生塔温度或适当降低脱碳溶液循环量，以降低装置能耗。     

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%。     

MDEA为主体的复配胺液选择性脱硫性能实验研究

在总浓度为2 mol/L的条件下,运用小型反应釜,采用恒压吸收法和恒容吸收法,对以MDEA为主体、DGA与AMP为添加剂的复配胺液进行不同物质的量比下选择性吸收H_2S性能的实验研究。通过分析气相浓度、吸收速率、酸气脱除率及选择性因子,优选出不同复配胺液在此浓度下选择性脱硫的最优配比。实验结果表明:2mol/L MDEA+DGA复配胺液在物质的量比为10∶3时,对原料气中H_2S的吸收速率、脱除率均较高,对CO_2的吸收速率、脱除率均较低,选择性因子最大,为该复配胺液的最优配比;2mol/L MDEA+AMP复配胺液在物质的量比为10∶3时,对原料气中H_2S的吸收速率、脱除率均较高,对CO_2的吸收速率、脱除率均较低,选择性因子最大,为该复配胺液的最优配比。     

高含硫天然气净化装置脱硫溶液发泡诱因研究

普光气田采用甲基二乙醇胺(MDEA)作为天然气净化厂装置脱硫的溶剂。生产过程中,该溶剂配制的胺液在装置内部循环过程中易变质发泡,从而影响脱硫效果。通过气相色谱-质谱联合测试法(GC-MS)分析循环胺液的组分,在实验室模拟不同条件下的胺液降解,并采用GC-MS和高分辨质谱定性分析降解产物的组分,对比发现,循环胺液中确实存在部分CO2导致的降解产物。选取主要的降解产物以模型组分方式加入新配制的MDEA溶液中,考察其导致溶液发泡的规律。研究结果证明,脱硫胺液的发泡诱因为降解产物,并且其中的HMP和Bicine对MDEA溶液发泡产生较为明显的影响。     

HYSYS流程模拟在溶剂再生脱硫装置的应用

利用HYSYS软件对中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司Ⅰ号催化裂化干气、液化石油气脱硫及配套溶剂再生装置进行流程模拟,运用软件自带Amine Pkg流体物性包中Li-Mather方法进行稳态模拟,对影响脱硫装置净化干气硫化氢超标的原因进行技术分析,得出了因胺液净化器投用,胺液系统热稳态盐含量大幅下降,贫胺液浓度过低,最终导致再生效果不佳是净化干气硫化氢超标的主要原因。同时对装置进行节能优化,找出影响再生塔底重沸器热负荷的因素。对低盐胺液系统,当贫胺液浓度维持30%~35%、进料温度维持90~100℃、贫胺液中H_2S质量浓度为1.0~1.5 g/L时,既能满足产品质量需求,又能达到节能降耗目的。     

油田伴生气脱硫胺液无机膜净化工业试验研究

目的解决中国石化西北油田分公司所产高含硫伴生气在脱硫过程中因胺液发泡引起的拦液冲塔及净化气中H₂S含量超标问题。 方法分析生产过程中存在的问题及其产生的原因,开展了伴生气脱硫胺液无机膜净化工业应用试验研究。 结果分析结果表明,伴生气夹带的固体颗粒物和油泥在胺液中累积及吸收过程伴生气中重烃凝析形成的乳化状油滴是导致胺液发泡、吸收效率低的主要原因。无机膜错流过滤净化胺液工业试验结果表明,该技术可使净化后胺液中油质量浓度和固体质量浓度均降低95%以上,且污染后的无机膜通过清洗即可恢复通量。胺液净化后,通过工艺优化,系统胺液质量分数由32%提高到40%,净化气中H₂S质量浓度降至10 mg/m³以下,系统能耗降低25%以上。 结论采用伴生气脱硫胺液无机膜净化工艺后,胺液发泡性能显著降低,消除了拦液现象,解决了因胺液发泡引起的拦液冲塔和净化气中H₂S含量超标问题,脱硫效率得到提高。该工艺在高含硫复杂伴生气脱硫过程的成功应用,可为同类装置提供参考。      

热泵应用于MDEA再生系统的可行性分析

在天然气MDEA脱硫工艺中,大部分的动力和能量消耗于MDEA溶液的再生过程,将热泵应用于MDEA再生系统可减少蒸汽用量和冷却贫液的冷却水量。通过对MDEA再生系统流程进行夹点分析,结果表明:热泵在供热模式下运行具有可行性,能产生一定的节能效果,是天然气净化和热泵产业的重要发展方向之一。热泵在MDEA再生热交换上的应用具有良好的发展前景,可以产生显著的经济社会效益。     

胺液在线净化技术在气体脱硫装置的工业应用

干气、液化石油气脱硫装置的甲基二乙醇胺溶剂长时间使用后,溶剂中固体颗粒、热稳态盐(HSS)、油类等杂质含量较高,胺液污染较重,溶剂易发泡夹带跑损,脱硫化氢效果差,设备腐蚀严重。采用胺液在线净化技术可使受污染胺液得到彻底净化。净化后胺液外观明显改善,胺液中铁离子含量明显降低、热稳态盐脱除明显,胺液脱硫能力明显提高,胺液发泡高度和消泡时间得到改善。净化后胺液各项理化指标达到新鲜胺液的水平,工业应用效果显著,解决了脱硫溶剂的污染问题,避免了装置一次性更换脱硫溶剂消耗量大、费用高且废剂无害化处理的困难。胺液在线净化装置操作简便,在线净化期间不影响气体脱硫装置平稳运行,仅需对过滤器中的净化介质用少量除盐水冲洗,对吸附罐内的离子树脂用少量质量分数为32%的碱液再生。气体脱硫装置系统胺液净化一次可平稳运行1～2 a,期间不需胺液在线净化装置连续运行。     

低返混喷射态塔盘在伴生气脱硫工艺中的应用

西北油田高含硫伴生气在采用甲基二乙醇胺（MDEA）溶液脱硫净化过程中存在频繁的拦液冲塔及净化气中H_2S浓度超标等问题。分析结果表明,其主要原因是伴生气体系中重烃含量高导致胺液易发泡及塔板效率低。提出并设计了一种基于喷射态原理的新型逆流低返混喷射态塔盘结构（SDST）。水力学试验结果表明,相比F1浮阀塔盘,SDST压降可降低10%,通量可提高30%,操作弹性基本不变。SDST塔盘在伴生气脱硫过程的工业应用结果表明,SDST塔盘具有良好的抑制发泡性能,可有效解决伴生气脱硫过程的拦液冲塔问题,同时,塔板效率提高10%以上,有效解决了伴生气脱硫过程中因塔板效率低导致的净化气中H_2S浓度超标问题。     

炼厂气脱硫系统高效脱硫溶剂提浓降耗的模拟分析与工业验证

通过能量衡算分析了高效脱硫溶剂（XDS）的再生塔能耗构成。结果表明,加热胺液所需热量是再生塔再沸器热负荷的主要构成部分,对整个脱硫系统能耗影响最为显著。采用Aspen HYSYS流程模拟分析提高贫液中XDS含量对炼厂气脱硫系统再生塔能耗的影响,并在干气/液化气脱硫装置上进行了工业验证。模拟计算结果表明,提高贫液中XDS含量并降低其循环量可以在保证净化效果的前提下降低再生蒸汽耗量。工业试验结果与模拟值相吻合,贫液中XDS质量分数由23.82%提高到44.40%,再生塔的富液流量和相应的蒸汽耗量可分别降低20.4%和20.6%,节能降耗效果明显;XDS溶剂系统发泡倾向与腐蚀性均维持在较低水平,脱硫系统运行平稳。     

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。     

含空间位阻基团的选择性脱硫剂的合成与表征

针对胺法脱硫技术选择性不高、生产运行费用高、易发泡、易降解变质等问题,从分子结构设计入手寻找一种空间位阻胺,解决现有胺法脱硫技术应用于天然气净化的局限性,提高溶剂选择性及脱硫效果,降低溶剂消耗,从而保证生产操作的稳定性。针对1,3-二(二甲基胺)-2-丙醇(简称BDAP)的新型位阻胺进行合成、表征及评价实验,通过开展H_2S和CO_2的选择性吸收实验,表明此种空间位阻胺的天然气脱硫效果较好,合成路线简单,易于分离,经济环保,具有良好的工业应用价值。     

焦化富气脱硫装置运行问题分析及对策

中国石化镇海炼化分公司焦化富气脱硫装置在运行过程中暴露出设备腐蚀、胺液发泡、脱硫后焦化富气中H2S含量超标、溶剂消耗量大等诸多问题。针对上述问题,采取了设备材质升级、使用HT-825A型胺液净化设备等措施,使贫胺液中热稳定性盐的质量分数由原来的约10．00％降至0．76％,脱硫后焦化富气中的H2S含量降低至小于100mg／m^3从而减缓了设备腐蚀,降低了溶剂的消耗量。