UDS溶劑脫除天然氣中CO_2和H_2S及抗發(fā)泡性能研究

【摘要】：隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格,對天然氣中CO2和H2S等酸性組分脫除深度的要求越來越高。開發(fā)適應不同酸性天然氣原料和凈化要求的工藝和高效凈化溶劑已成為當前我國天然氣凈化領域亟待解決的問題。華東理工大學自主研發(fā)的UDS溶劑,對CO2和H2S等酸性組分具有良好的吸收脫除效果,是凈化酸性石油天然氣的優(yōu)良溶劑。本文開展UDS溶劑脫除酸性天然氣中CO2和H2S及抗發(fā)泡性能的研究。 論文首先在吸收動力學測定裝置上研究了UDS-F(UDS配方組分)溶液對CO2的吸收動力學特性,并與MDEA溶劑進行了對比,結果表明,在吸收溫度323K、溶劑濃度為4.37mol·L-1時,UDS-F溶液對CO2的吸收速率N和表觀反應速率常數(shù)kobs分別達到6.82x10-6kmol·m-2·s-1和7683.57s-1,表觀活化能Ea為44.92kJ·mol-1,相近條件下, UDS-F溶液吸收CO2的速率大于MDEA溶液。常壓吸收實驗結果表明,UDS-F溶劑對模擬油田伴生氣具有良好的凈化效果,在溶劑質量分數(shù)30%、操作溫度35℃左右、Vg/V1為250的條件下,凈化氣中H2S和CO2分別可降至小于2 ppm和小于20 ppm,進一步降低了油田伴生氣在輸送過程中形成水合物的可能性。普光天然氣凈化廠側線和工業(yè)試驗結果均表明,UDS溶劑對高酸性天然氣具有良好的凈化效果,對H2S的脫除效果與國外進口MDEA溶劑相當,凈化氣中H2S含量達到一類天然氣指標要求,對C02的脫除率高于MDEA溶劑。DF-E消泡劑能夠有效降低UDS溶液的表面張力,對UDS溶液體系表現(xiàn)出了良好的消泡效果,添加20ppm DF-E消泡劑的UDS溶劑具有良好的抗發(fā)泡性能。 【關鍵詞】：UDS溶劑 吸收脫除 天然氣 抗發(fā)泡性能 吸收動力學
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 前言10-11
• 第1章 文獻綜述11-26
• 1.1 國內外天然氣資源分布狀況11-12
• 1.2 國內外天然氣利用情況12-14
• 1.3 酸性天然氣凈化技術14-19
• 1.3.1 高含硫化氫天然氣的處理技術15-18
• 1.3.2 高含二氧化碳天然氣的凈化技術18-19
• 1.4 醇胺吸收H_2S和CO_2的基本原理19-21
• 1.4.1 質子化平衡常數(shù)19-20
• 1.4.2 反應機理20-21
• 1.5 天然氣中酸性組分的分析方法21-23
• 1.5.1 硫化物的分析方法21
• 1.5.2 二氧化碳的分析方法21-23
• 1.6 溶液的發(fā)泡機理23-24
• 1.7 消泡劑的作用機理24-25
• 1.8 技術路線及主要研究內容25-26
• 1.8.1 技術路線25
• 1.8.2 主要研究內容25-26
• 第2章 實驗部分26-35
• 2.1 實驗原料與試劑26
• 2.2 實驗方法26-34
• 2.2.1 吸收動力學的測定26-29
• 2.2.2 常壓吸收凈化實驗29-30
• 2.2.3 普光天然氣凈化廠側線試驗30-31
• 2.2.4 普光天然氣凈化廠工業(yè)應用試驗31-32
• 2.2.5 吸收溶液中CO_2含量的測定32-33
• 2.2.6 溶劑發(fā)泡性能測定33-34
• 2.3 分析方法34-35
• 2.3.1 CO_2含量的測定34
• 2.3.2 硫化物含量的測定34-35
• 第3章 UDS溶劑吸收CO_2的動力學特性研究35-48
• 3.1 物性參數(shù)的獲得35-37
• 3.2 液膜傳質系數(shù)K_L的獲得37
• 3.3 吸收動力學模型37-38
• 3.4 CO_2在MDEA溶液中的吸收動力學38-43
• 3.5 CO_2在UDS-F溶液中的吸收動力學43-47
• 3.6 小結47-48
• 第4章 UDS溶劑對天然氣的常壓吸收凈化效果研究48-54
• 4.1 UDS溶劑對模擬油田伴生氣的凈化效果48-51
• 4.1.1 溶劑濃度對吸收凈化效果的影響48-49
• 4.1.2 操作溫度對吸收凈化效果的影響49-50
• 4.1.3 氣液比對吸收凈化效果的影響50-51
• 4.2 不同溶劑對模擬油田伴生氣的凈化效果51-52
• 4.3 UDS溶劑對川東北模擬高酸性天然氣的凈化效果52-53
• 4.3.1 不同UDS-F含量的UDS溶劑的凈化效果52-53
• 4.3.2 UDS和MDEA溶劑對模擬高酸性石油天然氣凈化效果的比較53
• 4.4 小結53-54
• 第5章 川東北普光天然氣凈化廠側線及工業(yè)應用試驗54-61
• 5.1 UDS溶劑對川東北高酸性石油天然氣凈化效果側線試驗研究54-56
• 5.1.1 V_G/V_L對UDS溶劑脫除H_2S效果的影響55
• 5.1.2 V_G/V_L對UDS溶劑脫除CO_2效果的影響55-56
• 5.1.3 UDS溶劑的再生效果考察56
• 5.2 川東北普光天然氣凈化廠UDS溶劑工業(yè)應用試驗56-60
• 5.2.1 工業(yè)試驗操作條件56-57
• 5.2.2 凈化產品氣質量57-59
• 5.2.3 UDS溶劑使用過程中再生情況59-60
• 5.3 小結60-61
• 第6章 UDS溶劑的抗發(fā)泡性能研究61-69
• 6.1 UDS溶劑在凈化高酸性石油天然氣中的抗發(fā)泡性能61-63
• 6.1.1 UDS溶液泡沫高度與表面張力的關系61-62
• 6.1.2 酸性組分對UDS溶液抗發(fā)泡性能的影響62
• 6.1.3 正己烷對UDS溶液抗發(fā)泡性能的影響62-63
• 6.1.4 FES對UDS溶液抗發(fā)泡性能的影響63
• 6.2 UDS溶劑抗發(fā)泡性能的改進63-68
• 6.2.1 UDS溶劑體系消泡劑的篩選63-65
• 6.2.2 DF-E消泡劑添加量對UDS溶液發(fā)泡性能的影響65-66
• 6.2.3 DF-E消泡劑添加量對UDS溶液表面張力的影響66-67
• 6.2.4 UDS溶液循環(huán)使用過程中的發(fā)泡情況考察67-68
• 6.3 小結68-69
• 第7章 結論69-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75-76
• 讀碩期間發(fā)表論文情況76

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