变压吸附脱碳工艺的发展及优化

变压吸附脱碳（PSA-CO2）气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的,属于物理变化过程,并没有化学变化,因而再生速度快、能耗低,属节能型气体分离技术,并且该工艺过程简单,操作稳定,可将含多种成分混合气中的CO2一次脱除,得到高纯度的CO2气体以及产品净化气,因而近30 a来该技术发展非常迅速,已得到广泛应用。     

Aspen Plus基于不同吸收体系对高含CO_2天然气净化流程模拟

采用哌嗪-甲基二乙醇胺(PZ-MDEA)混合溶液对高含CO2天然气进行脱碳处理。基于Aspen Plus流程模拟软件建立了PZ-MDEA法脱除天然气中CO2的模拟流程,分别采用纯物理吸收、纯MDEA吸收、活化MDEA吸收等3种不同模型进行模拟,将模拟数据与实际生产过程中的相关操作参数进行比较,以寻找出最佳吸收体系模型。模拟结果表明:活化MDEA吸收体系模型的计算结果符合生产实际数据,能够达到生产要求;其中烃类回收率为99.66%(实际要求大于或等于99.5%),CO2回收率为92.7%(实际要求大于或等于90%)。该体系可以用作模拟高含CO2天然气脱碳净化流程的模型。     

谈天然气脱硫脱碳方法的研究进展

综述了甲基二乙醇胺（ MDEA）法、砜胺法、LO-CAT法及CT8-5法等天然气脱硫脱碳方法的应用状况,对脱硫脱碳方法的适用范围、溶剂的变质过程、脱除效果进行了比较和分析,并展望了天然气脱硫脱碳方法未来的发展方向。通过对比分析得出,当原料气压力较高且硫含量高时,适宜采用LO-CAT法处理;若原料气中硫含量低时,应采用砜胺Ⅲ法;当原料气压力较低时,采用MDEA法和CT8-5法均适宜,但使用CT8-5法时溶剂更稳定,不易变质。若需要从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、可适当保留CO2的工况,应选用砜胺Ⅲ法。     

中空纤维膜接触器脱碳和传质性能的数值研究

中空纤维膜吸收烟气中CO2是一种清洁、高效、最具潜力的脱碳技术方法之一。本文建立了一个二维的中空纤维膜接触器平行逆流吸收混合气中CO2的非润湿模型。考虑轴向和径向扩散,模拟了EEA、EDA和PZ 3种吸收剂在不同操作条件下对CO2的脱除效果和传质性能。结果表明:脱碳性能从大到小为PZEDAEEA;气相参数对脱碳和传质的影响比液相参数更显著;提高气体流速、CO2浓度和气温,脱碳率均会下降;提高液速、吸收剂浓度和液温,脱碳率均增大,而传质速率只有在提高气温时会下降,其他参数的升高均会使其增大;应采用适当的液相参数,防止操作参数过高带来的不利影响。     

高含碳天然气脱碳溶剂的研究

针对我国西部某高含碳天然气脱碳装置工艺设计过程中主要工艺参数的优化问题,对某脱碳溶剂进行了吸收温度、压力、胺液浓度、再生温度等参数试验研究.通过对试验结果的分析,选取了较优的工艺设计参数:当原料天然气中CO2体积分数为12.0％时,较优的工艺参数为吸收压力8.6 MPa、贫液温度65℃、溶液质量分数45％～50％、再生温度80℃.对气田开发建设过程中压力衰减、原料天然气中CO2体积分数升高等因素进行了研究,结果表明:在较优的工艺参数条件下,CO2体积分数升高至20.0％时的处理量约为CO2体积分数为12.0％的原料气处理量的54％,且贫液温度的可操作范围变小.     

TYTS-2000脱硫剂用于天然气脱硫可行性探讨

TYTS-2000脱硫剂是一种新型高效脱硫脱碳溶剂,主要成分是聚乙二醇二甲醚。国外已广泛用于天然气、炼厂气、燃料气、合成气等工艺气体脱除H2S、CO2、COS、硫醇、硫醚等有害成分。国内用于化肥厂合成气的脱硫脱碳。将TYTS-2000应用于炼厂气的脱硫脱碳,正在进行工业化试验。分析认为,国内将TYTS-2000用于天然气、炼厂气等脱硫脱碳是可行的。     

中空纤维致密膜基吸收法在CO2脱除中的应用

以商业φ200聚酰亚胺中空纤维致密膜大组件为接触器,淡水和海水为吸收剂,进行了CO2/N2混合气中CO2的脱除实验。考察了气液相压力和流量对CO2脱除率和过程总传质系数的影响。结果显示,液相压力对膜接触器的影响不大,而加大液/气相流量比可以提高CO2的脱除效率,通过控制操作条件可使膜接触器的CO2脱除率在70%以上。实验过程中,气液两相压力可在较宽范围内独立操作,且无鼓泡和漏液现象发生。研究表明中空纤维致密膜基接触器在CO2气体分离领域具有很好的应用潜力和前景。     

天然气脱硫脱碳工艺

天然气中的H2S是一种具有很大毒性的气体,高浓度的硫化氢对人有生命危险;CO2含量过高会降低天然气的热值及长输管道的有效输送效率,因此要按照不同的用途将CO2、H2S等杂质脱除。常见的天然气脱硫脱碳的方法主要有:化学吸收法、物理吸收法、氧化还原法、生物脱硫和膜分离脱硫技术等。     

脱碳放空气的综合利用

0前言 山东阿斯德化工有限公司现有生产能力总氨250kt／a、尿素300kt／a。脱除变换气中CO2的装置采用2套,分别为总氨生产能力130kt／a的变压吸附（PSA）脱碳和总氨120kt／a的碳酸丙烯酯（PC）脱碳装置,其操作压力均为1．8MPa。2套脱碳装置有2种回收利用工艺,PSA脱碳过剩CO2制取CO生产甲酸,PC脱碳闪蒸气与三聚氰胺联产碳酸氢铵。     

NHD脱碳工艺低闪气CO2纯度的影响因素

1NHD脱碳工艺流程 NHD溶液的组分为聚乙二醇二甲醚，是一种优良的有机溶剂，其对CO：和H2S具有优良的选择吸收脱除功能，适用于煤制合成气的净化以及天然气、油田气、炼厂气和城市煤气中酸性气体的脱除。NHD溶液化学性能稳定、热稳定性好、挥发损失小，具有沸点高、冰点低、蒸汽压低等诸多优点，近年来广泛地应用于气体净化工艺中。     

RESEARCH ON COUPLED RELATIONSHIP BETWEEN HYDRATION NUMBER WITH RAMAN SPECTRUM

As we know, there are three structures-sⅠ, sⅡ, and sH, with hydrocarbonate gas hydrate. Because of those special structures characteristics and potentail large fossil energy resource, gas hydrate play an important role in natural carbonate cycle system. In this paper, CH_4, CO_2, C_3H_8, and CH_4 CO_2 system have been experimental performed in order to model hydrate formation and discomposition and to obtain hydrate stability conditions of tempreature and pressure. The results from laboratory using Raman spectra show that Raman spectrascopy is a effective tool to identify hydrate structure. Raman spectra of clathrate hydrate guest molecules are presented for two structure (sⅠ and sⅡ) in the following systems: CH_4, CO_2, C_3H_8. Relatively occupancy of CH_4 in the large and small cavities of sⅠ were determined by deconvoluting the v_1 symmetric bands, resulting in hydration numbers of 6.04±0.03. The freqyuency of the v_1 bands for CH_4 in structures Ⅰ and Ⅱ differ statistically. The large cavities were measured to be almost fully occupied by CH_4 and CO_2, whereas only a small fraction of the small cavities are occupied by CH_4. No CO_2 was found in the small cavities.     

CH4、CO2及CH4+C2H6+C3H8在纯水、SDS水溶液和含石英砂体系中水合物相平衡条件的测定

Phase equilibrium conditions of gas hydrate in several systems were measured by the step-heating method using the cylindrical transparent sapphire cell device. The experimental data for pure CH4 or CO2 + deionized water systems showed good agreement with those in the literatures. This kind of method was then applied to CH4/CO2 + sodium dodecyl sulfate (SDS) aqueous solution, CH4/CO2 + SDS aqueous solution + silica sand, and (CH4 + C2H6 + C3H8) gas mixture + SDS aqueous solution systems, where SDS was added to increase the hydrate formation rate without evident influence on the equilibrium conditions. The feasibility and reliability of the step-heating method, especially for porous media systems and gas mixtures systems were determined. The experimental data for CO2 + silica sand data shows that the equilibrium pressure will change significantly when the particle size of silica sand is less than 96 μm. The formation equilibrium pressure was also measured by the reformation of hydrate.     

海底贮存CO2基础研究

为深入研究CO2开发CH4水合物对环境的影响,从而实现长期储存CO2和开发新能源CH4水合物的目的.本研究主要考察了不同温度下(1-7 ℃),CH4+CO2混合气在纯水和NaCl溶液(质量分数3.6%)中的生成水合物时的溶解相平衡.考察了温度和盐对溶解相平衡的影响.并将实验值与Chen-Guo水合物模型计算值进行了比较...     

液态二氧化碳置换整形甲烷水合物过程特性

通过可视化水合物反应装置和影像设备,研究了注入液态CO2分解CH4水合物同时原位生成气体水合物并保持整块水合物结构稳定的完整过程,验证了水合物分解和生成同时进行的第二类原位置换过程的可行性. 通过控制压力实现在CO2?CH4混合水合物四相区(水合物?水?液相?气相)的CH4置换过程,得到富CH4气体产物. 通过分析气相色谱和测定产气量得到CH4产气特性和CO2对CH4水合物的置换率. 结果表明,低压有利于获得较优的置换效果,4.5 MPa下的置换过程较5 MPa时产气量提高14.6%,甲烷水合物置换率提高13.7%.     

操作工况对酸性天然气水合物生成动力学的影响分析

水合物的快速生成受诸多因素的影响,操作工况是其主要的影响因素之一。以67.7%CH4+32.3%CO2（摩尔分数）混合气为例模拟酸性天然气,采用自行设计的水合物动力学实验装置,分别对初始压力为3.0 MPa、3.5 MPa、4.2 MPa、5.0 MPa和实验温度分别为1.42 ℃、3.27 ℃、5.48 ℃、7.45 ℃时的水合物生成动力学进行实验研究。定义诱导期、平衡总耗时、生长速率为水合物动力学评价指标,指标通过分析水合物生成过程中的压力及气相组成变化得到,进而综合分析了操作工况对酸性天然气水合物生成动力学的影响。实验结果表明：初始压力越高,实验温度越低,水合物平衡时气相CO2的浓度越低,水合物的生成量和生长速率越大;此外,初始压力对体系诱导期影响不够显著,而操作温度的降低可以明显缩短体系诱导期。     

多孔介质中CO2-CH4水合物置换过程的强化方法研究进展

CO2置换天然气水合物中的CH4是一种非常有前途的天然气水合物开采方法,该法兼具能源安全开采和温室气体地层封存的双重优势。首先综述了多孔介质中CO2-CH4水合物置换的研究进展,分析了制约CO2置换法开采天然气水合物商业应用的关键瓶颈问题,即置换过程存在的反应周期长、速率慢和效率低等问题。针对此问题,主要详述了强化CO2-CH4水合物置换的强化方法研究进展,包括注入不同的CO2相态、小分子及混合气体的强化、结合传统开采法的联合强化以及其他强化方法的作用机理,讨论了各种强化方法尚待完善和改进的地方。最后提出了多孔介质中CO2-CH4水合物置换强化方法目前研究的不足和未来的研究方向。     

水合物法分离低浓度煤层气中的甲烷

向模拟煤层气(13.11vol% CH4+86.89vol% N2)中添加5.8mol%四氢呋喃(THF)?0.03mol%十二烷基硫酸钠(SDS)促进剂溶液分离提纯煤层气,考察了压力、温度、反应时间对气体消耗量、反应速率、分解气中甲烷浓度、甲烷回收率和甲烷分离因子的影响,采用色谱分析法分别测定了CH4在剩余气相和分解气相中的浓度。结果表明,压力增加,CH4回收率增大,CH4分离因子增大,CH4分离效果越好;温度是影响甲烷分离因子的关键因素,温度降低,氮气和甲烷竞争进入水合物晶体中,导致水合物相中甲烷浓度降低;温度升高有利于提高水合物对甲烷的选择性。甲烷回收效率最高可达98.65%,分离因子最大为14.83。随反应时间增加,分解气中CH4浓度升高。     

CO2置换天然气水合物中CH4的研究进展

在全面综述国内外天然气水合物开采技术研究现状的基础上,重点介绍了国内外CO2置换开采天然气水合物的研究进展,分别从热力学和动力学角度分析了置换反应过程的可行性. 现有的研究主要集中在自由饱和水体系,而自然界中天然气水合物主要赋存于海底沉积层和永久冻土层中,需结合天然气水合物赋存的自然环境条件,研究其动力学过程,揭示置换反应过程的内在机理. 最后指出了CO2置换开采天然气水合物尚存在的问题和今后的研究方向.     

CO2-N2-TBAB和CO2-N2-THF体系的水合物平衡生成条件

利用等温压力搜索法测定了CO2-N2-TBAB与CO2-N2-THF体系的水合物平衡生成压力. 实验的压力范围为0.69~14.55 MPa,温度范围为275.75~288.15 K. 结果表明,TBAB与THF均可作为添加剂有效降低气体水合物的平衡生成压力. 在较低的药剂浓度下,CO2-N2-TBAB的水合物平衡生成压力低于CO2-N2-THF体系. 在较高的浓度下,两种体系的水合物平衡生成压力没有明显差别.     

CO2置换CH4水合物中CH4的实验和动力学

在自行设计的反应装置中考察了2.8 MPa和3.25 MPa压力下，温度271.2、273.2和276.0 K时CO2气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系CH4水合物中CH4的置换过程。实验数据表明，在反应的前50 h，CH4水合物的分解速率较快，其后分解速率变慢。冰点以上CH4水合物的分解速率较快。基于动力学数据，建立了SDS体系置换反应过程中CH4水合物的分解动力学模型和CO2水合物的生成动力学模型。计算得到CH4-CO2置换反应过程中CH4水合物的分解活化能为28.81 kJ·mol-1，CO2水合物的生成活化能为68.40 kJ·mol-1。数据表明，CH4水合物的分解可能受置换反应过程中水分子的重排控制，而CO2水合物的生成可能受CO2气体在水合物中的扩散控制。