活化MDEA脱碳的应用研究

发布时间：2017-03-21 07:12

  本文关键词：活化MDEA脱碳的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国越来越多的高含CO2气田被发现,天然气中CO2的存在会影响天然气热值,造成设备腐蚀,在LNG生产、天然气凝液回收等低温工况下,还可能出现CO2冻堵,影响设备正常的生产运行。本文针对高含CO2天然气脱碳处理,开展活化MDEA脱碳工艺的应用研究,为高含CO2气田脱碳吸收溶剂和工艺流程的选择提供一定的参考。本文分别采用MEA、DEA、PZ与MDEA定量复配成活化MDEA水溶液,并对活化MDEA吸收溶液在不同溶剂配比下的CO2吸收性能和解吸性能进行研究,经对比分析,优选出了适合于高含CO2天然气脱碳处理的MDEA溶液活化剂——PZ。通过进一步研究PZ活化MDEA溶液吸收CO2的机理、CO2-MDEA-PZ-H2O体系的热力学模型和动力学模型,指出了模拟计算模型建立的方法和优化方向。通过研究CO2分压、吸收温度以及活化剂浓度变化对PZ活化特性的影响,验证了PZ作为MDEA脱碳溶液活化剂能适应原料气CO2分压及吸收温度变化,并且少量PZ即可大幅提高MDEA溶液与CO2的反应速率,建议PZ在活化MDEA脱碳吸收溶液中采用质量分数为3%-5%。以PZ活化MDEA溶液作为脱碳吸收溶剂,通过对多级闪蒸工艺、一段吸收+(闪蒸+汽提)再生工艺、半贫液分流工艺进行流程模拟研究,分析各流程中关键工艺参数对脱碳效果及能耗的影响规律,指出了各工艺流程能达到的CO2脱除深度、处理能耗以及适用范围,并针对流程存在的问题提出工艺改进措施,提高了CO2脱除效果,降低了吸收溶剂损失和脱碳装置综合能耗。最后,本文对某气田高含碳天然气脱碳装置进行了深入研究,指出天然气处理量、天然气中CO2含量、重沸器再生温度以及溶液中CO2吸收负荷对脱碳装置综合能耗的影响规律,分析了该脱碳装置的节能措施及节能效果,并提出了节能改进措施,改进后脱碳装置综合能耗可降低23.37%。
【关键词】：高含CO_2天然气 脱碳 PZ活化MDEA 工艺流程 节能
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE644
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究的目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-16
• 1.2.1 脱碳工艺研究进展8-11
• 1.2.2 MDEA活化剂开发现状11-15
• 1.2.3 高效设备的应用15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 1.4 研究技术路线17-18
• 第2章 MDEA活化剂的选择与应用研究18-27
• 2.1 MDEA物化性质及脱碳机理18-19
• 2.2 活化MDEA溶液吸收性能研究19-23
• 2.2.1 不同配比吸收溶剂吸收容量研究19-21
• 2.2.2 不同配比吸收溶剂CO_2净化度研究21-23
• 2.3 活化MDEA溶液解吸性能研究23-26
• 2.3.1 再生能耗对CO_2解吸效果的影响23-24
• 2.3.2 再生温度对CO_2解吸效果的影响24-26
• 2.4 小结26-27
• 第3章 PZ活化机理及适应性研究27-38
• 3.1 PZ的物化性质及活化机理27-29
• 3.2 CO_2-MDEA-PZ-H_2O体系计算模型29-32
• 3.2.1 CO_2溶解度热力学模型29-31
• 3.2.2 气液传质过程动力学模型31-32
• 3.3 PZ活化MDEA溶液适应性研究32-37
• 3.3.1 CO_2分压对PZ活化特性影响33-34
• 3.3.2 吸收温度对PZ活化特性影响34-37
• 3.4 小结37-38
• 第4章 高含CO_2天然气脱碳工艺模拟38-62
• 4.1 基础条件38
• 4.2 一段吸收+多级闪蒸再生工艺38-49
• 4.2.1 工艺流程简述38-39
• 4.2.2 关键工艺参数分析39-46
• 4.2.3 工艺特点分析46-47
• 4.2.4 工艺流程改进47-49
• 4.3 一段吸收+(闪蒸+汽提)再生工艺49-55
• 4.3.1 工艺流程简述49-50
• 4.3.2 关键工艺参数分析50-53
• 4.3.3 工艺特点分析53
• 4.3.4 工艺流程改进53-55
• 4.4 二段吸收+(闪蒸+汽提)再生工艺55-61
• 4.4.1 工艺流程简述55-56
• 4.4.2 关键工艺参数分析56-59
• 4.4.3 工艺特点分析59
• 4.4.4 工艺流程改进59-61
• 4.5 小结61-62
• 第5章 高含碳天然气处理应用实例研究62-72
• 5.1 净化厂概况62-65
• 5.1.1 天然气气质条件62-63
• 5.1.2 脱碳系统工艺流程及设备63-65
• 5.2 能耗影响因素分析65-69
• 5.2.1 天然气处理量对能耗的影响66
• 5.2.2 天然气中CO_2含量对能耗的影响66-67
• 5.2.3 重沸器再生温度对能耗的影响67-68
• 5.2.4 酸气负荷对能耗的影响68-69
• 5.3 节能改进69-70
• 5.4 小结70-72
• 第6章 结论与建议72-74
• 6.1 主要结论72-73
• 6.2 建议73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-81
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果81

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