高酸性天然氣中有機硫脫除技術的研究

【摘要】：天然氣原料氣中一般含有一定量的酸氣,如二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)等,以及有機硫,如二硫化碳(CS2)、羰基硫(COS)、硫醇(RSH)、硫醚(R-S-R')等。在輸送和加工之前必須將酸氣和有機硫清除干凈,即將其中的CO2、H2S和有機硫進行脫除。中國石化集團開發(fā)的普光氣田和元壩氣田含有很高的H2S、CO2,同時還含有較高的COS、CS2, RSH,普光氣田的天然氣原料氣中H2S達到了18%(vol), CO2達到了10%(vol)左右,其有機硫的含量則高達300-500mg/m3。 本研究針對高酸氣、高有機硫的天然氣原料氣的凈化進行了研究,開發(fā)了新型位阻胺HA配方溶劑,進行了實驗室小試、模試和普光側線試驗,并與叔胺甲基二乙醇胺溶劑(MDEA)的凈化效果進行了比較,考察對比了位阻胺HA溶劑在氣液比、吸收溫度、填料高度的性質以及位阻胺HA溶劑的理化性質等,綜合考慮小試、模試和側線試驗的結果,實驗表明： (1)位阻胺HA溶劑具有更好的酸氣脫除能力。在相同的溶劑濃度、溶劑循環(huán)量以及填料高度的條件下,在同一裝置上,位阻胺HA配方溶劑與MDEA溶液相比,位阻胺HA溶液在脫除酸性氣方面可以提高30%的能力。 (2)位阻胺HA溶劑能夠很好地脫除原料氣中的有機硫。與MDEA溶劑相比,位阻胺HA溶劑在脫除高酸性氣體的同時,對有機硫包括COS、RSH、 R-S-R等的脫除效果非常好,又可以簡化工藝流程,降低工藝操作難度。 (3)位阻胺HA溶劑在發(fā)泡性和腐蝕性方面都優(yōu)于MDEA溶劑,都具有較低的發(fā)泡性和腐蝕性。因此,在MDEA原有裝置上,位阻胺HA配方溶劑即可替代MDEA溶劑,不需要進行設備和裝置的改造。 【關鍵詞】：高酸性天然氣 位阻胺HA溶劑 有機硫 脫硫 MDEA
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 前言9-10
• 第1章 文獻綜述10-30
• 1.1 天然氣資源及利用10-13
• 1.1.1 世界天然氣資源分布10-11
• 1.1.2 天然氣的消費結構和利用11-13
• 1.2 有機硫的脫除機理13-15
• 1.2.1 羰基硫COS的脫除13
• 1.2.2 二硫化碳CS_2的脫除13-14
• 1.2.3 硫醇的脫除14-15
• 1.2.4 硫醚的脫除15
• 1.3 國內外天然氣脫有機硫現(xiàn)狀15-30
• 1.3.1 醇胺法16-20
• 1.3.2 物理溶劑法20-23
• 1.3.3 化學—物理溶劑法23-27
• 1.3.4 位阻胺法27-30
• 第2章 實驗準備與方案30-46
• 2.1 實驗原料與試劑30-31
• 2.1.1 試驗原料氣30-31
• 2.1.2 實驗試劑31
• 2.2 試驗技術方案31-37
• 2.2.1 酸性組分在溶劑中的平衡溶解度的測定31-32
• 2.2.2 常壓下高酸性天然氣吸收凈化32-33
• 2.2.3 實驗室高酸性天然氣凈化實驗33
• 2.2.4 模擬流程下高酸性天然氣凈化試驗33-35
• 2.2.5 側線高酸性天然氣凈化試驗35-37
• 2.3 分析及測試方法37-44
• 2.3.1 溶劑的物性測定37
• 2.3.2 原料氣中硫化氫H_2S含量的測定37
• 2.3.3 凈化氣中硫化氫H_2S含量的測定37
• 2.3.4 溶液中硫化氫H_2S含量的測定37
• 2.3.5 溶液中二氧化碳CO_2含量的測定37
• 2.3.6 硫氮分析儀總硫分析37-40
• 2.3.7 GC氣相色譜有機硫組分分析40-44
• 2.4 吸收凈化效果的評價44-46
• 2.4.1 原料氣中酸性組分脫除率44
• 2.4.2 溶液吸收選擇性44-46
• 第3章 位阻胺HA吸收性能的評價與理化性質的測定46-58
• 3.1 位阻胺HA溶劑常壓脫硫特性試驗46-47
• 3.1.1 動態(tài)位阻胺HA酸氣吸收性能測定46
• 3.1.2 阻胺HA溶液再生性能測定46-47
• 3.2 實驗室吸收性能的評價47-49
• 3.2.1 低壓下位阻胺HA溶劑對有機硫的脫除效果47
• 3.2.2 不同壓力下位阻胺HA脫有機硫條件試驗47-49
• 3.3 位阻胺HA溶劑性質的測定與比較49-58
• 3.3.1 位阻胺HA理化數(shù)據(jù)49-55
• 3.3.2 位阻胺HA比熱的測定55-56
• 3.3.3 位阻胺HA溶液發(fā)泡性能的測定56
• 3.3.4 位阻胺HA溶液腐蝕性能的測定56-58
• 第4章 位阻胺HA溶劑模擬流程脫硫試驗58-64
• 4.1 位阻胺HA溶劑模試凈化效果的評價58-59
• 4.1.1 低含有機硫凈化比較試驗58
• 4.1.2 高含有機硫凈化溶劑評選試驗58-59
• 4.2 位阻胺HA對有機硫脫除評價試驗59-61
• 4.2.1 不同氣液比下低有機硫天然氣脫硫試驗59-60
• 4.2.2 不同氣液比下高有機硫天然氣脫硫試驗60
• 4.2.3 不同填料高度下高含有機硫天然氣的凈化試驗60-61
• 4.3 模擬凈化廠流程的模試試驗61-62
• 4.4 模擬高含硫醇天然氣氣源的模試試驗62-64
• 第5章 凈化廠側線試驗的研究64-67
• 5.1 試驗工藝條件64
• 5.2 試驗結果與討論64-67
• 第6章 位阻胺HA溶劑天然氣凈化經(jīng)濟性分析67-69
• 第7章 結論69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

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