高浓度酸性气体系H 2 S与CO 2 的选择性分离
发布时间：2022-01-16 00:45
针对高浓度酸性气,化学吸收法需要消耗大量的吸收剂,且很难实现H2S的回收。相反,依据其浓度高,压力大的特点,使用物理溶剂吸收法具有很大的优势,物理吸收法可以实现酸性气的回收与提浓,提浓后的酸性气可作为原料生产下游产品,通过资源化回收解决酸性气的污染控制问题,并提高了整个工艺过程的经济性。NHD（聚乙二醇二甲醚）溶剂因与Selexol吸收剂具有相似的化学性质,对酸性气溶解度大,且对H2S和CO2具有较高的选择性而广泛应用于脱硫脱碳的研究。DMI（1,3-二甲基咪唑啉酮）是一种弱碱性溶液,能与H2S中的质子氢结合,因此对酸性气具有较好的溶解度。本文以这两种物理溶剂为吸收剂,通过实验计算得到两种物理溶剂对H2S和CO2的溶解度、亨利系数、溶解热力学参数、酸性气负荷、选择性等数据。对两种溶剂进行热重、pH值、红外光谱表征。此外,利用Aspen Plus模拟软件,建立高浓度酸性气选择性分离的工艺流程,探究其最佳工艺条件,实现酸性气H2S和CO2的高效分离。得到如下结论:（1）两种酸性气在两种溶剂中的吸收均为物理吸收,且H2S在两种溶剂中溶解度均远大于CO2的溶解度。相应的H2S的亨利系数小于CO...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－〗硫化氢综合利用方式??Ｆｉｇ?１－１?Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｓｕｌｆｉｄｅ??
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??小，而在后续实验中Ｎ２的平衡分压均较小，因此对后续实验的影响较小，可忽??略不计。??０．０３５?－??，參??ｔ?■?ＮＨＤ?Ｚ??±?００３０－?■?ＤＭ丨??〇?Ｚ??Ｉ?°０２５－?．??长?０?０２０－?ｙ??考?ｙ?＾??Ｉ?＾?＂??Ｉ。。１。：?ｙ??雲?０?００５?＿?＊??０?０００?－Ｉ?．?１?．?１?．?１——■?１?．?，——??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｎ２平衡分压／Ｍｐａ??图２－２?５°Ｃ条件下１＾２在两种溶剂中的溶解度??Ｆｉｇ?２－２?Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｏｆＮ：?ｉｎ?ｔｗｏ?ｓｏｌｖｅｎｔｓ?ａｔ?５°Ｃ??２．４单独酸性气吸收实验??２．４．１实验步骤??１）向高压反应釜内加入１００ｍＬ溶剂，用螺栓对装置进行密封。??２）连接好相关气体管路。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫化氢废气生产四氢噻吩工艺设计[J]. 罗祖云,李媛媛,洪若瑜,林荣英. 现代化工. 2019(02)
[2]废气中硫化氢的回收利用[J]. 岳岩军. 化工设计通讯. 2018(05)
[3]以废气中的硫化氢开发含硫化学品的研究进展[J]. 张宏,李望,赵和平,王捷,陈经义,亢田礼. 化工进展. 2017(10)
[4]常见煤制气中的酸性气体脱除工艺技术特性对比与选择[J]. 孟艳芳. 山西能源学院学报. 2017(03)
[5]使用N-甲酰吗啉和聚乙二醇二甲醚溶剂分离H2S和CO2流程模拟比较[J]. 朱林,艾珍,王大军,王伟东,金鑫,丁亮,许光文. 化工学报. 2017(S1)
[6]二甲基亚砜合成生产的技术改进[J]. 常桂兰,荀钰航,杨本庆. 辽宁化工. 2015(05)
[7]硫醚合成生产工艺[J]. 常桂兰,荀库. 辽宁化工. 2015(04)
[8]利用Aspen Plus计算气体物质的溶解度[J]. 霍月洋. 浙江化工. 2015(04)
[9]探讨高含硫天然气净化技术现状及其发展[J]. 廖孟彬,文翰,蒋翔,何非凡,何刚. 化学工程与装备. 2015(03)
[10]中国硫化碱产业的发展与展望[J]. 戴承志,武鹤婷. 无机盐工业. 2014(08)
博士论文
[1]质子型离子液体捕集H2S和CO2气体的性能研究[D]. 郑文涛.南京大学 2018
[2]适用于天然气选择性脱硫的空间位阻胺合成及性能评价[D]. 杨超越.西南石油大学 2016
[3]以聚乙二醇为助溶剂的醇胺和离子液体混合体系吸收CO2性能研究[D]. 李骏.华东理工大学 2015
[4]酸性气体（H2S，CO2）的脱除及其气液传质特性的研究[D]. 陆建刚.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]季胺基氨基酸离子液体吸收H2S和CO2的研究[D]. 王兵.北京化工大学 2017
[2]质子型离子液体用于H2S捕集与转化的研究[D]. 冯熙.南京大学 2017
[3]活性炭吸附烟气中CO2的研究[D]. 蔡梦琦.北京化工大学 2015
[4]天然气MDEA选择性脱硫工艺的建模[D]. 吴晶.北京化工大学 2013
[5]1，3-二甲基-2-咪唑啉酮合成工艺及应用研究[D]. 曹忠诚.山东大学 2013
本文编号：3591601
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－〗硫化氢综合利用方式??Ｆｉｇ?１－１?Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｓｕｌｆｉｄｅ??
?北京化工大学专业学位硕士研宄生学位论文???ｒ克劳斯法????＾?＾?－一｜氧化铁法１?￣￣￣碳酸盐吸收??Ｌ＿Ｌ＾Ｊ?－一一［活性炭法?—￣？［碱液吸收??硫｜?—？卡太苏耳弗法—？醇胺吸收１??￡?＿—￣￣＞化学溶剂氧化转化??脱—厂，物理溶剂法－１—－?水吸收??５?■?（￣ｍ?ｒ＾ｌ膜气体吸收法Ｉ?一Ｈ低温甲醇工艺??法｜膜分离ｊ?一＾?环丁讽￣￣??Ｊ?ＭｓｅｌｅｘｏｌＸｇ??图１－２硫化氢吸收方法??Ｆｉｇ?１－２?Ｔｈｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｓｕｌｆｉｄｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ??针对较高浓度的酸性气，酸性气本身浓度大，分压较高，传统的化学吸收溶剂??法需要消耗大量吸收剂、腐蚀性大，且不易再生，因此已经不能满足净化要求。相??反，物理吸收法却具有较大的优势，因为压力较高时，物理吸收效果更佳，且吸收??后可通过降低压力和升高温度实现酸性气的再生％６０］。依据吸收剂对酸性气不同组??分选择性的不同可以实现酸性气的分离与提浓。利用提浓后的酸性气生产下游高附??加值产品，通过酸性气的资源化回收利用实现酸性气的污染控制。??本课题主要针对某化工厂煤制氢装置副产的高含ｈ２ｓ酸性气，该工厂希望利用??该高浓度酸性气生产下游高附加值产品。如表１－１所示为该酸性气的组成，由表中??数据可知虽然Ｈ２Ｓ浓度比常规酸性气要高，但是ｃｏ２所占比例同样较大。大量的二??氧化碳不仅占据了工艺过程中有效气体的成分，还增加了下游工艺的能耗，降低工??艺的生产效率，故应采取相应的分离技术，分离与提浓工艺气体中的高浓度酸性气??Ｈ２Ｓ和Ｃ０２，实现废气中Ｈ２Ｓ与ｃｏ２的资源化处理，
??小，而在后续实验中Ｎ２的平衡分压均较小，因此对后续实验的影响较小，可忽??略不计。??０．０３５?－??，參??ｔ?■?ＮＨＤ?Ｚ??±?００３０－?■?ＤＭ丨??〇?Ｚ??Ｉ?°０２５－?．??长?０?０２０－?ｙ??考?ｙ?＾??Ｉ?＾?＂??Ｉ。。１。：?ｙ??雲?０?００５?＿?＊??０?０００?－Ｉ?．?１?．?１?．?１——■?１?．?，——??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｎ２平衡分压／Ｍｐａ??图２－２?５°Ｃ条件下１＾２在两种溶剂中的溶解度??Ｆｉｇ?２－２?Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ?ｏｆＮ：?ｉｎ?ｔｗｏ?ｓｏｌｖｅｎｔｓ?ａｔ?５°Ｃ??２．４单独酸性气吸收实验??２．４．１实验步骤??１）向高压反应釜内加入１００ｍＬ溶剂，用螺栓对装置进行密封。??２）连接好相关气体管路。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫化氢废气生产四氢噻吩工艺设计[J]. 罗祖云,李媛媛,洪若瑜,林荣英. 现代化工. 2019(02)
[2]废气中硫化氢的回收利用[J]. 岳岩军. 化工设计通讯. 2018(05)
[3]以废气中的硫化氢开发含硫化学品的研究进展[J]. 张宏,李望,赵和平,王捷,陈经义,亢田礼. 化工进展. 2017(10)
[4]常见煤制气中的酸性气体脱除工艺技术特性对比与选择[J]. 孟艳芳. 山西能源学院学报. 2017(03)
[5]使用N-甲酰吗啉和聚乙二醇二甲醚溶剂分离H2S和CO2流程模拟比较[J]. 朱林,艾珍,王大军,王伟东,金鑫,丁亮,许光文. 化工学报. 2017(S1)
[6]二甲基亚砜合成生产的技术改进[J]. 常桂兰,荀钰航,杨本庆. 辽宁化工. 2015(05)
[7]硫醚合成生产工艺[J]. 常桂兰,荀库. 辽宁化工. 2015(04)
[8]利用Aspen Plus计算气体物质的溶解度[J]. 霍月洋. 浙江化工. 2015(04)
[9]探讨高含硫天然气净化技术现状及其发展[J]. 廖孟彬,文翰,蒋翔,何非凡,何刚. 化学工程与装备. 2015(03)
[10]中国硫化碱产业的发展与展望[J]. 戴承志,武鹤婷. 无机盐工业. 2014(08)
博士论文
[1]质子型离子液体捕集H2S和CO2气体的性能研究[D]. 郑文涛.南京大学 2018
[2]适用于天然气选择性脱硫的空间位阻胺合成及性能评价[D]. 杨超越.西南石油大学 2016
[3]以聚乙二醇为助溶剂的醇胺和离子液体混合体系吸收CO2性能研究[D]. 李骏.华东理工大学 2015
[4]酸性气体（H2S，CO2）的脱除及其气液传质特性的研究[D]. 陆建刚.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]季胺基氨基酸离子液体吸收H2S和CO2的研究[D]. 王兵.北京化工大学 2017
[2]质子型离子液体用于H2S捕集与转化的研究[D]. 冯熙.南京大学 2017
[3]活性炭吸附烟气中CO2的研究[D]. 蔡梦琦.北京化工大学 2015
[4]天然气MDEA选择性脱硫工艺的建模[D]. 吴晶.北京化工大学 2013
[5]1，3-二甲基-2-咪唑啉酮合成工艺及应用研究[D]. 曹忠诚.山东大学 2013
本文编号：3591601
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