高含二氧化碳天然氣醇胺法處理工藝及能耗研究

【摘要】：高含CO2天然氣作為一種非常規(guī)天然氣，對其合理地開發(fā)利用能夠有效地減少環(huán)境污染、提高經(jīng)濟(jì)效益。由于高含CO2天然氣的凈化不同于以往的含硫天然氣的處理過程，在我國其開發(fā)和利用還處于起步階段。本文針對高含CO2天然氣的氣質(zhì)特點(diǎn)，確定采用MDEA脫碳工藝對其進(jìn)行脫碳處理，并對該脫碳工藝應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。 本論文通過實(shí)驗(yàn)對MEA、DEA、PZ這三種MDEA溶液活化劑的性能進(jìn)行了研究。在相同的胺液濃度下，對不同活化胺溶液的CO2吸收性能進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在吸收負(fù)荷以及吸收速率方面，PZ的表現(xiàn)均優(yōu)于另外兩種活化劑，故可選定PZ作為MDEA溶液的活化劑。 以國內(nèi)首個(gè)整體開發(fā)的陸上高含二氧化碳?xì)馓餅檠芯繉ο?，本文重點(diǎn)對MDEA法脫碳工藝的應(yīng)用進(jìn)行了研究與評價(jià)，對天然氣處理量以及胺液循環(huán)量進(jìn)行了核算；并對氣體樣品、MDEA溶液樣品進(jìn)行了分析，結(jié)果表明經(jīng)該工藝凈化處理后的天然氣中CO2含量能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，二氧化碳脫除率最高為92.16%，最低為87.79%，平均脫除率可達(dá)到90.36%，脫碳效果良好。對MDEA溶液的分析結(jié)果表明裝置運(yùn)行平穩(wěn)無腐蝕。對裝置進(jìn)行了滿負(fù)荷運(yùn)行檢驗(yàn)，運(yùn)行指標(biāo)均在合格范圍內(nèi)；并對裝置中的主要設(shè)備進(jìn)行效率分析，存在部分機(jī)泵運(yùn)行效率偏低的情況。 同時(shí)本文對MDEA法脫碳工藝的能耗進(jìn)行了研究，確定了原料氣處理量、原料氣中CO2含量、吸收塔壓力、再生塔溫度等操作條件對能耗的影響關(guān)系。并對應(yīng)用MDEA法的脫碳裝置能耗進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，該裝置的總耗電量及耗蒸汽量分別占總能耗10.03%、89.97%，說明該脫碳裝置的能源消耗絕大部分集中在富液再生所消耗的蒸汽上。 【關(guān)鍵詞】：高含CO2天然氣 脫碳 MDEA 能耗
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-7
• 目錄7-9
• 前言9-10
• 第一章 概述10-21
• 1.1 高含 CO_2天然氣10-11
• 1.2 高含 CO_2天然氣的利用11-14
• 1.2.1 化學(xué)利用11-12
• 1.2.2 物理利用12
• 1.2.3 CO_2用于強(qiáng)化采油12-13
• 1.2.4 國內(nèi)外高含 CO_2天然氣利用現(xiàn)狀13-14
• 1.3 天然氣脫碳工藝的研究進(jìn)展14-20
• 1.3.1 天然氣脫碳主要工藝14-18
• 1.3.2 天然氣脫碳工藝的選擇18-20
• 1.4 選題的目的、意義和研究內(nèi)容20-21
• 1.4.1 選題的目的和意義20
• 1.4.2 研究內(nèi)容20-21
• 第二章 MDEA 溶液活化劑性能研究21-28
• 2.1 MDEA 溶液吸收 CO_2的機(jī)理21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.2.1 試劑22
• 2.2.2 儀器22
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法22-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-27
• 2.3.1 不同活化劑對吸收負(fù)荷的影響23-25
• 2.3.2 不同活化劑對吸收速率的影響25-27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 第三章 PZ 活化 MDEA 法脫碳工藝的研究28-32
• 3.1 PZ 活化 MDEA 溶液吸收 CO_2的機(jī)理28-29
• 3.2 PZ 活化 MDEA 溶液中 CO_2的溶解度29-30
• 3.2.1 體系平衡關(guān)系29-30
• 3.2.2 溶解度計(jì)算模型30
• 3.3 溶液中酸氣負(fù)荷的平衡程度30-31
• 3.4 小結(jié)31-32
• 第四章 高含 CO_2天然氣 MDEA 法脫碳工藝應(yīng)用研究32-52
• 4.1 概述32-36
• 4.1.1 天然氣凈化廠工藝流程32
• 4.1.2 MDEA 法脫碳單元工藝流程簡述32-36
• 4.2 物料平衡計(jì)算36-39
• 4.2.1 富含 CO_2的天然氣壓縮因子的校正36-38
• 4.2.2 天然氣處理量38-39
• 4.2.3 MDEA 循環(huán)量39
• 4.3 工藝效果分析39-50
• 4.3.1 氣體樣品分析39-41
• 4.3.2 MDEA 溶液濃度分析41
• 4.3.3 溶液中鐵離子的分析41-43
• 4.3.4 工藝運(yùn)行效果分析43-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 第五章 MDEA 法脫碳工藝能耗研究52-62
• 5.1 能耗影響因素分析52-56
• 5.1.1 原料氣處理量對能耗的影響53-54
• 5.1.2 原料氣中 CO_2含量對能耗的影響54
• 5.1.3 吸收塔壓力對能耗的影響54-55
• 5.1.4 再生塔溫度對能耗的影響55-56
• 5.2 脫碳裝置生產(chǎn)能耗分析56-59
• 5.3 重點(diǎn)耗能點(diǎn)分析59
• 5.4 節(jié)能措施及效果分析59-60
• 5.5 小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 發(fā)表文章目錄67-68
• 致謝68-69
• 詳細(xì)摘要69-75

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