空间位阻胺的制备及在气体脱硫中的应用

发布时间：2017-08-08 11:17

  本文关键词：空间位阻胺的制备及在气体脱硫中的应用

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【摘要】：随着能源紧张的加剧和环保要求的日益严格,工业上对天然气选择性脱除H2S的要求越来越高,传统的醇胺类溶剂已不能适应各种需求,必须寻求活性和选择性更高的溶剂。近年来国内外研究者开发了采用空间位阻胺选择性脱除天然气中H2S的方法,已成为天然气净化领域的重要发展方向之一。本文合成了两种空间位阻胺TBGA及BTBE,采用了红外光谱及核磁共振氢谱对合成产物的结构进行了表征,结果表明所合成产物与目标产物结构基本相符;通过单因素实验与正交实验对TBGA及BTBE的合成条件进行了优化,即TBGA的最佳合成条件为：反应时间5h,反应温度100℃,反应物配比为叔丁胺：2-氯乙氧基乙醇=4：1,溶剂加量为80ml,TBGA的产率可达74.7%；BTBE的最佳合成条件为：反应时间4h,反应温度130℃,反应物配比为叔丁胺：二氯乙醚=5：1,溶剂加量为110m1,BTBE的产率可达81.2%。采用电位滴定法测得了TBGA及BTBE在温度为20℃时的pKa值分别为10.12与10.27；采用静态吸收装置评价了TBGA与BTBE溶液对H2S的吸收性能,结果表明：TBGA与BTBE溶液不仅具有较高H2S吸收负荷及脱除率,且在CO2/H2S比值较高的情况下,具有较高的脱硫选择性,其选择性约为MDEA溶液的3-5倍左右。TBGA与BTBE溶液能在较宽的酸气负荷范围内,保持较高的选择性；且BTBE溶液的H2S吸收性能优于TBGA溶液；探讨了温度及气速对H2S吸收性能的影响,并测定了TBGA与BTBE溶液的再生性能及发泡性,结果表明：低温有利于溶液对H2S的脱除；随着原料气气速增加,溶液对H2S的吸收选择性增加,但溶液对H2S的脱除率降低；TBGA与BTBE溶液的再生性能优于MDEA溶液,但较MDEA溶液更易发泡。在MDEA溶液中加入BTBE进行复配,测定了MDEA-BTBE复合溶液的脱硫性能,结果表明：在MDEA溶液中加入BTBE能提高溶液的H2S吸收性能；随着BTBE加量的增大,MDEA-BTBE复合溶液对H2S的吸收负荷及选择性不断增加；MDEA-BTBE复合溶液相较于MDEA溶液,对气质组成变化具有更强的适应性。
【关键词】：空间位阻胺 天然气脱硫 合成 选择性 复合溶液
【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
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 天然气脱硫技术概述9-11
• 1.1.1 干法脱硫技术9
• 1.1.2 湿法脱硫技术9-10
• 1.1.3 膜分离法10
• 1.1.4 生物脱硫技术10-11
• 1.2 醇胺法脱硫技术11-12
• 1.3 空间位阻胺脱硫研究现状及反应机理12-14
• 1.3.1 空间位阻胺脱硫研究现状12-13
• 1.3.2 空间位阻胺选择性吸收H2S的反应机理13-14
• 1.4 本文研究内容与技术路线14-16
• 1.4.1 主要研究内容14-15
• 1.4.2 技术路线15-16
• 第二章 TBGA与BTBE的合成与表征16-35
• 2.1 空间位阻胺分子结构特点及合成机理16-17
• 2.2 TBGA的合成与表征17-26
• 2.2.1 实验原料与仪器设备17-18
• 2.2.2 TBGA的合成路线及步骤18-19
• 2.2.3 TBGA的结构表征及分析19-20
• 2.2.4 TBGA的合成条件优化与分析20-26
• 2.3 BTBE的合成与表征26-34
• 2.3.1 实验原料与仪器设备26
• 2.3.2 BTBE的合成路线及步骤26-27
• 2.3.3 BTBE的结构表征及分析27-29
• 2.3.4 BTBE的合成条件优化与分析29-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 TBGA与BTBE溶液脱硫性能评价35-53
• 3.1 脱硫性能评价指标35-36
• 3.2 TBGA与BTBE的pKa值的测定36-39
• 3.2.1 实验原料与仪器设备36
• 3.2.2 实验方法与步骤36-37
• 3.2.3 实验结果与分析37-39
• 3.3 TBGA与BTBE溶液吸收H_2S性能的测定39-48
• 3.3.1 实验原料与仪器设备39-40
• 3.3.2 实验方法与步骤40
• 3.3.3 实验分析方法40-42
• 3.3.4 实验结果与分析42-48
• 3.4 TBGA与BTBE溶液再生性能的测定48-50
• 3.4.1 实验原料与仪器设备48-49
• 3.4.2 实验方法与步骤49
• 3.4.3 实验结果与分析49-50
• 3.5 TBGA与BTBE溶液发泡性能的测定50-52
• 3.5.1 实验原料与仪器设备50
• 3.5.2 实验方法与步骤50-51
• 3.5.3 实验结果与分析51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 MDEA-BTBE复合溶液脱硫性能的测定53-58
• 4.1 MDEA-BTBE复合溶液吸收酸性气体反应机理53-54
• 4.2 MDEA-BTBE复合溶液与MDEA溶液对H_2S脱除率对比54-55
• 4.3 MDEA-BTBE复合溶液与MDEA溶液的脱硫选择性对比55-56
• 4.4 BTBE加量对MDEA-BTBE复合溶液脱硫性能的影响56
• 4.5 原料气组成对MDEA-BTBE复合溶液脱硫性能的影响56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 结论及建议58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 建议59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果67

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本文编号：639703