天然氣脫硫用吸收劑MDEA溶液起泡成因及機(jī)理研究

【摘要】：N-甲基二乙醇胺(MDEA)脫硫劑由于其對(duì)H2S良好的選擇吸收性、腐蝕性小、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來天然氣脫硫的主流方法。但由于MDEA溶液起泡導(dǎo)致脫硫裝置產(chǎn)生攔液現(xiàn)象，致使天然氣H2S含量超標(biāo)。 本文建立了MDEA溶液起泡性能測(cè)定裝置，考察了操作條件、金屬離子、有機(jī)物及固體顆粒等單因素對(duì)MDEA溶液的起泡性能的影響，并用田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了多因素共存時(shí)MDEA的起泡性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)降低溫度、增加氣速會(huì)促進(jìn)MDEA起泡；(2) Ca2+、Mg2+、Fe3+含量的增加會(huì)大幅度促進(jìn)MDEA溶液起泡；(3) FeS、活性炭粉末的存在大大增加了MDEA溶液的消泡時(shí)間；(4)甲醇含量的增加也會(huì)增加MDEA溶液的起泡性；(5)在多因素影響下，降低溫度、增加Ca2+、Mg2+、Fe3+、FeS、甲醇、重?zé)N的含量是促進(jìn)MDEA溶液起泡的主要因素。 采用滴液體積法考察了金屬離子、固體顆粒及有機(jī)物對(duì)MDEA溶液表面張力性能的影響。結(jié)果表明：(1)隨Ca2+、Mg2+、Fe3+的增加，MDEA溶液的表面張力減小，起泡性能提高；(2) FeS、活性炭粉末等固體顆粒會(huì)附著在泡沫表面時(shí)，增加泡沫的表面粘度和液膜強(qiáng)度，使泡沫的穩(wěn)定性顯著提高，大大增加MDEA溶液的起泡性；(3)重?zé)N類物質(zhì)浮在MDEA溶液表面會(huì)形成膠裝層，明顯降低溶液表面張力，導(dǎo)致其更易起泡。 針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)裝置面臨的MDEA溶液易起泡問題，提出了對(duì)MDEA溶液進(jìn)行過濾以及活性炭吸附后過濾等具體措施，來控制MDEA溶液起泡的建議。將活性炭吸附后過濾方案用于富液，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)貧液的消泡效果更好，該法能有效抑制MDEA溶液起泡；經(jīng)活性炭吸附后過濾，富液的起泡高度下降9.5cm，消泡時(shí)間減少10.2s。 【關(guān)鍵詞】：MDEA 起泡性能 田口設(shè)計(jì) 表面張力 起泡機(jī)理 消泡措施
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TE646
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 前言9-10
• 第1章 文獻(xiàn)綜述10-19
• 1.1 常見脫硫技術(shù)10-15
• 1.1.1 濕法脫硫技術(shù)10-14
• 1.1.2 干法脫硫技術(shù)14-15
• 1.2 MDEA 法脫硫技術(shù)15-18
• 1.2.1 MDEA 法脫硫機(jī)理15-16
• 1.2.2 MDEA 法脫硫工藝16
• 1.2.3 MDEA 法脫硫的優(yōu)點(diǎn)16-17
• 1.2.4 MDEA 溶液的起泡問題17-18
• 1.3 Minitab 流程模擬軟件18-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法19-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器19-20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)裝置20
• 2.3.1 MDEA 起泡性能評(píng)價(jià)裝置20
• 2.3.2 MDEA 表面張力測(cè)定裝置20
• 2.4 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)20-21
• 2.5 實(shí)驗(yàn)原理21
• 2.6 實(shí)驗(yàn)方法21-22
• 2.6.1 MDEA 起泡性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法21
• 2.6.2 MDEA 表面張力測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法21-22
• 2.7 分析方法22-25
• 2.7.1 MDEA 有效濃度測(cè)定22
• 2.7.2 MDEA 溶液污染物測(cè)定22
• 2.7.3 原子吸收光譜22-23
• 2.7.4 MDEA 溶液起泡性能分析方法23
• 2.7.5 MDEA 溶液表面張力分析方法23-25
• 第3章 單因素對(duì) MDEA 溶液起泡性能的影響25-38
• 3.1 操作條件對(duì) MDEA 溶液起泡性能的影響25-27
• 3.2 金屬離子對(duì) MDEA 溶液起泡性能的影響27-31
• 3.3 有機(jī)物對(duì) MDEA 溶液起泡性能的影響31-35
• 3.4 固體顆粒對(duì) MDEA 溶液起泡性能的影響35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究多因素對(duì) MDEA 起泡性能的影響38-47
• 4.1 影響因子及水平的選擇38
• 4.2 因素水平表的制定38-40
• 4.3 各因素起泡高度的模擬計(jì)算40-42
• 4.3.1 起泡高度的均值主效應(yīng)圖的繪制40
• 4.3.2 均值系數(shù)的模擬計(jì)算40-41
• 4.3.3 各因素對(duì)起泡高度影響程度的排序41
• 4.3.4 系統(tǒng)誤差計(jì)算41-42
• 4.4 各因素消泡時(shí)間的模擬計(jì)算42-44
• 4.4.1 消泡時(shí)間的均值主效應(yīng)圖的繪制42-43
• 4.4.2 均值系數(shù)的模擬計(jì)算43
• 4.4.3 各因素對(duì)消泡時(shí)間影響程度的排序43-44
• 4.4.4 系統(tǒng)誤差計(jì)算44
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)44-45
• 4.5.1 最低起泡高度預(yù)測(cè)44
• 4.5.2 最高起泡高度預(yù)測(cè)44-45
• 4.5.3 最長消泡時(shí)間預(yù)測(cè)45
• 4.5.4 最短消泡時(shí)間預(yù)測(cè)45
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證45-46
• 4.6.1 最低起泡高度驗(yàn)證45
• 4.6.2 最高起泡高度驗(yàn)證45-46
• 4.6.3 最長消泡時(shí)間驗(yàn)證46
• 4.6.4 最短消泡時(shí)間驗(yàn)證46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第5章 MDEA 溶液表面張力及起泡機(jī)理分析47-60
• 5.1 金屬離子對(duì) MDEA 溶液表面張力的影響47-51
• 5.2 有機(jī)物對(duì) MDEA 溶液表面張力的影響51-55
• 5.3 固體顆粒對(duì) MDEA 溶液表面張力的影響55-57
• 5.4 金屬離子影響機(jī)理57
• 5.5 固體顆粒影響機(jī)理57
• 5.6 重?zé)N影響機(jī)理57-58
• 5.7 MDEA 溶液降解影響機(jī)理58-59
• 5.8 甲醇影響機(jī)理59
• 5.9 本章小結(jié)59-60
• 第6章 工業(yè)裝置 MDEA 溶液分析及消泡措施60-65
• 6.1 工業(yè)裝置 MDEA 溶液分析60-62
• 6.1.1 MDEA 溶液有效濃度測(cè)定60-61
• 6.1.2 MDEA 溶液金屬離子含量測(cè)定61-62
• 6.2 工業(yè)裝置貧、富液消泡措施及效果62
• 6.3 裝置操作注意事項(xiàng)及建議62-64
• 6.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 發(fā)表文章目錄71-72
• 致謝72-73
• 詳細(xì)摘要73-82

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