空間位阻胺對天然氣中酸氣吸收的研究

【摘要】：天然氣作為一種燃燒時CO2等污染物排放較少、能量利用率高和熱值較高的清潔能源,越來越受世界各國的重視。天然氣中酸性成分H2S、有機硫與C02不僅會造成環(huán)境污染,還會帶來催化劑中毒、金屬設(shè)備的腐蝕以及影響天然氣的熱值等問題。因而在天然氣的運輸與利用之前,必須將H2S、有機硫與C02從天然氣中脫除。醇胺法是天然氣工業(yè)中最為常用的脫硫脫碳方法。其中MDEA由于對H2S吸收的選擇性高,再生能耗低,化學(xué)穩(wěn)定性好,腐蝕性低,溶液不易發(fā)泡降解等優(yōu)點,成為應(yīng)用最為廣泛的脫硫脫碳劑?？臻g位阻胺CB作為一種Taft系數(shù)較高的仲胺,具有比MDEA更高的對H2S吸收的選擇性和更大的碳容量,以及較低的再生能耗,因而在未來可以在天然氣脫硫脫碳領(lǐng)域推廣應(yīng)用。本論文研究了空間位阻胺CB在天然氣脫硫脫碳領(lǐng)域的優(yōu)良特性,包括較大的碳硫容、較高的對H2S吸收的選擇性以及較低的再生能耗。主要研究內(nèi)容為首先考察了靜態(tài)實驗下的最佳反應(yīng)條件,結(jié)果表明反應(yīng)溫度40℃、胺液體積分?jǐn)?shù)為35%-45%為最佳配比；然后進行了最佳反應(yīng)條件下MDEA溶液與CB溶液脫硫脫碳效果對比,研究結(jié)果顯示CB溶液不僅在脫硫脫碳效果上,在對H2S吸收的選擇性上也優(yōu)于MDEA溶液。將CB與MDEA溶液按不同比例復(fù)配制成復(fù)合溶液,保持總胺含量一定,結(jié)果顯示復(fù)合溶液碳硫容和對H2S吸收的選擇性隨CB含量增加而增加。再生實驗中考察了相同再生條件下復(fù)合溶液與MDEA溶液貧液酸氣含量,顯示在相同的再生條件下,復(fù)合溶液能夠解析出更多地酸氣,且一次再生后脫硫脫碳效果優(yōu)于MDEA溶液,表明CB再生能耗較低?？疾炝藲庖航佑|時間與原料氣中不同酸氣組成對復(fù)合溶液與MDEA溶液脫硫脫碳效果的影響。氣液接觸時間延長,復(fù)合溶液與MDEA溶液碳硫容減小,對H2S吸收的選擇性增大。在任何氣液接觸時間下,復(fù)合溶液的碳硫容與對H2S的選擇性都大于MDEA溶液。保持原料氣中總酸氣含量為8%(φ),原料氣中H2S含量為1%-6%時,原料氣中H2S含量增加,復(fù)合溶液硫容相應(yīng)按比例均勻增加；而原料氣中C02含量增至5%時復(fù)合溶液對C02的吸收就會達到飽和。腐蝕實驗與發(fā)泡實驗結(jié)果顯示復(fù)合溶液富液與MDEA溶液富液腐蝕速率大于貧液腐蝕速率,復(fù)合溶液吸收較多的酸氣其富液腐蝕速率卻較低。添加咪唑啉類緩蝕劑可以有效緩解富液的腐蝕性,5‰(φ)為最佳添加量。CB溶液的泡沫高度以及消泡時間均大于MDEA溶液,復(fù)合溶液發(fā)泡傾向大于CB溶液與MDEA溶液,MDEA與CB的混合比例基本不影響復(fù)合溶液的泡沫高度以及消泡時間。FeS的添加會加強復(fù)合溶液的發(fā)泡情況,FeS含量為3g/L時發(fā)泡達到最大,繼續(xù)添加FeS發(fā)泡情況并不會繼續(xù)加強。添加3‰(φ)的CW-3型消泡劑可以使FeS含量為3g/L的復(fù)合溶液泡沫高度h5cm,消泡時間t10s,符合國家石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 空間位阻胺 脫硫脫碳 選擇性
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文獻綜述12-24
• 1.1 我國能源結(jié)構(gòu)與發(fā)展12
• 1.2 H_2S與CO_2危害12-13
• 1.3 天然氣脫硫脫碳技術(shù)簡介13-19
• 1.3.1 天然氣干法脫硫技術(shù)13-14
• 1.3.2 天然氣濕法脫硫脫碳技術(shù)14-18
• 1.3.3 膜分離法18-19
• 1.3.4 生物法19
• 1.4 醇胺法反應(yīng)機理19-21
• 1.5 空間位阻胺簡介21-22
• 1.6 選題依據(jù)、研究思路與研究內(nèi)容22-24
• 1.6.1 選擇依據(jù)與研究思路22
• 1.6.2 研究內(nèi)容22-24
• 第二章 最佳反應(yīng)條件確定24-36
• 2.1 實驗裝置及實驗試劑24-25
• 2.1.1 實驗裝置及試劑24-25
• 2.1.2 反應(yīng)流程25
• 2.2 反應(yīng)條件控制與參數(shù)考察25-30
• 2.2.1 反應(yīng)條件控制25-26
• 2.2.2 H_2S與CO_2氣體檢測與濃度校正曲線繪制26-29
• 2.2.3 參數(shù)考察29-30
• 2.3 最佳反應(yīng)條件的確立30-36
• 2.3.1 引言30-31
• 2.3.2 最佳反應(yīng)溫度的確立31-33
• 2.3.3 最佳反應(yīng)濃度(?)的確立33-35
• 2.3.4 小結(jié)35-36
• 第三章 CB/MDEA溶液同時脫硫脫碳實驗36-47
• 3.1 引言36
• 3.2 CB/MDEA溶液同時脫硫脫碳實驗36-42
• 3.2.1 實驗條件36
• 3.2.2 CB與MDEA溶液同時脫硫脫碳效果比較36-39
• 3.2.3 復(fù)合溶液同時脫硫脫碳實驗39-42
• 3.2.4 結(jié)論42
• 3.3 再生實驗42-45
• 3.3.1 實驗條件42-44
• 3.3.2 再生實驗結(jié)果44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 其它因素對復(fù)合溶液同時脫硫脫碳性能的影響47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 實驗條件控制47-48
• 4.3 實驗結(jié)果48-58
• 4.3.1 不同氣液接觸時間t的影響48-52
• 4.3.2 不同原料氣碳硫比對實驗的影響52-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 腐蝕實驗與發(fā)泡實驗60-72
• 5.1 腐蝕性實驗60-66
• 5.1.1 前言60-61
• 5.1.2 實驗試劑及設(shè)備61-62
• 5.1.3 實驗流程62
• 5.1.4 結(jié)果分析62-66
• 5.1.5 小結(jié)66
• 5.2 發(fā)泡實驗66-72
• 5.2.1 前言66-67
• 5.2.2 實驗流程67-68
• 5.2.3 不同醇胺溶液發(fā)泡實驗結(jié)果68-70
• 5.2.4 FeS的添加量對發(fā)泡情況的影響70
• 5.2.5 消泡劑添加量對發(fā)泡情況的影響70-71
• 5.2.6 本節(jié)小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與建議72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 建議73-74
• 參考文獻74-82
• 致謝82-84
• 個人簡歷84
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

膜氣體吸收過程中復(fù)合溶液化學(xué)增強因子預(yù)測    陸建剛;陳敏東;張慧;嵇艷;王連軍;

氨水及其復(fù)合溶液吸收煙氣中CO_2實驗研究    李建強;

膜基復(fù)合溶液吸收CO_2過程模擬    陸建剛,王連軍,劉曉東,孫秀云,李健生

膜基-氨基酸鹽及其復(fù)合溶液吸收CO_2的性能    陸建剛;鄭有飛;陳敏東;王連軍;

膜基氣體吸收過程中活化劑的活化性能比較    陸建剛;鄭有飛;陳敏東;何都良;趙曉莉;張慧;

膜接觸器-復(fù)合有機胺溶液捕集CO_2(英文)    陸建剛;陳敏東;嵇艷;張慧;

均相CMC/HEC復(fù)合溶液的流變性    張黎明,黃少杰,陳丹青

MDEA-TBEE復(fù)合溶液選擇性吸收H_2S性能評價    陸建剛;王連軍;鄭有飛;陳敏東;

K_2CO_3-哌嗪復(fù)合溶液脫除CO_2驅(qū)采出氣中CO_2的實驗研究    張新軍;李慶領(lǐng);陸詩建;高嵩;李清方;張建;

一種氨基酸鹽基復(fù)合溶液捕集CO_2氣體性能評價    陸建剛;張慧;嵇艷;劉聰;樊璠;

膜接觸器-高效復(fù)合溶液耦合技術(shù)捕集溫室氣體CO_2    陸建剛;陳敏東;

NaCl對海藻酸鈉/多壁碳納米管復(fù)合溶液流變性能的影響    李玉金;謝丹;張楊;趙昕;梁洪超;隋坤艷;

空間位阻胺對天然氣中酸氣吸收的研究    遲明浩