低含硫高碳硫比天然气脱硫脱碳工艺研究

发布时间：2017-10-04 15:16

  本文关键词：低含硫高碳硫比天然气脱硫脱碳工艺研究

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【摘要】：低含硫高碳硫比天然气的净化不同于以往的含硫天然气的处理过程,在我国其开发和利用还处于起步阶段。通过对MDEA吸收塔建模,对几种影响因素进行分析,本文针对低含硫高碳硫比天然气的气质特点,确定采用MDEA.MDEA+DEA作为脱硫脱碳溶剂,并对该脱硫脱碳工艺参数及能耗进行分析研究。本论文对MEA.DEA.PZ这三种 MDEA溶液活化剂的性能进行了模拟研究。在相同的再生能耗下,贫胺液再生效果依次为：DEAPZMEA,在相同溶剂循环量下C02净化度大小关系为PZMEADEA.综合考虑,对于CO2含量大于5%时的低含硫高碳硫比天然气脱硫脱碳选择MDEA/DEA混合胺作为吸收溶剂；对于CO2含量大小于5%时的低含硫高碳硫比天然气,采用MDEA溶液作为吸收溶剂。对典型的低含硫高碳硫比天然气净化工艺案例进行了模拟,模拟结果显示,确定了合适的溶液配比为MDEA:DEA:H20=40%:5%:55%(质量比)。根据该溶液配方,重点分析和讨论了影响脱硫脱碳过程的主要工艺参数,获得了合理的工艺参数：原料气入塔温度为25℃,吸收压力为4.5 MPa,再生温度121℃,贫液入吸收塔温度为42℃,吸收塔塔板数20块。净化气质量满足GB 17820-2012规定的二类要求。对低含硫高碳硫比天然气MDEA/DEA法脱硫脱碳工艺的能耗进行研究,确定了原料气处理量、吸收塔压力、原料气中CO2和H2S含量等操作条件对能耗的影响关系。通过响应面方法建立原料气流量、原料气中H2S含量、原料气中CO2含量和贫液入塔温度变量与所需贫液流量、所需能耗之间的二次回归关系。应用响应面分析方法进行多因数交互作用分析,各因素交互作用大小关系为：原料气流量与原料气CO：含量交互作用原料气流量与原料气H2S含量交互作用原料气CO2含量与贫液温度交互作用原料气H2S含量与贫液温度交互作用。
【关键词】：高碳硫比 脱硫脱碳 模拟 能耗 天然气
【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
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究目的和意义9
• 1.2 低含硫高碳硫比天然气9-10
• 1.3 脱硫脱碳方法分类10-12
• 1.3.1 醇胺法10-11
• 1.3.2 砜胺法11-12
• 1.4 国内外脱硫脱碳技术进展12-17
• 1.4.1 国外现状12-14
• 1.4.2 国内现状14-16
• 1.4.3 研究进展16-17
• 1.5 研究的主要内容17-18
• 1.6 技术路线18-19
• 第2章 选择性脱硫脱碳反应原理及基础物性研究19-28
• 2.1 醇胺溶液脱硫脱碳机理19-22
• 2.1.1 气液相间的平衡问题19
• 2.1.2 醇胺水溶液吸收H_2S19-20
• 2.1.3 醇胺水溶液吸收CO_220-21
• 2.1.4 MDEA-H_2O-H_2S-CO_2体系反应原理21-22
• 2.2 H_2S、CO_2与醇胺水溶液溶解度模型22-24
• 2.3 MDEA-H_2O-H_2S-CO_2体系的吸收热24-25
• 2.4 MDEA-H_2O-H_2S-CO_2体系气液相的物理性质25-27
• 2.4.1 物料的热容与焓值25-26
• 2.4.2 物料的密度26
• 2.4.3 物料的容积26
• 2.4.4 物料的温度26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 MDEA吸收塔建模28-40
• 3.1 模型建立28-29
• 3.2 模型求解29-34
• 3.2.1 流率加合法求解29-34
• 3.2.2 计算框图34
• 3.3 案例分析34-37
• 3.3.1 基础参数34
• 3.3.2 塔板数与吸收塔各参数的关系34-37
• 3.4 吸收塔参数对MDEA脱硫的影响37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 脱硫脱碳溶剂研究40-51
• 4.1 不同碳硫比MDEA溶剂研究40-42
• 4.2 不同活化剂MDEA脱碳研究42-48
• 4.2.1 不同配比活化剂吸收性能研究42-45
• 4.2.2 不同配比活化剂解吸性能研究45-48
• 4.3 不同碳硫比MDEA/DEA溶剂研究48-50
• 4.4 小结50-51
• 第5章 脱硫脱碳的工艺参数分析51-61
• 5.1 原料气条件51
• 5.2 湿净化气要求51-52
• 5.3 脱硫脱碳工艺参数分析52-60
• 5.3.1 MDEA中DEA含量52-53
• 5.3.2 吸收塔压力53-54
• 5.3.3 贫胺溶液循环量54-55
• 5.3.4 吸收塔塔板数55-57
• 5.3.5 贫液入吸收塔温度57-58
• 5.3.6 重沸器温度58-59
• 5.3.7 再生塔回流比59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 MDEA/DEA法脱硫脱碳工艺能耗研究61-79
• 6.1 能耗影响因素分析61-66
• 6.1.1 原料气处理量对能耗的影响61-63
• 6.1.2 吸收塔压力对能耗的影响63
• 6.1.3 原料气中CO_2含量对能耗的影响63-64
• 6.1.4 原料气中H_2S含量对能耗的影响64-65
• 6.1.5 再生塔温度对能耗的影响65-66
• 6.2 多因素能耗影响分析66-75
• 6.2.1 建立响应面模型67-69
• 6.2.2 模型方差分析69-71
• 6.2.3 响应面分析71-75
• 6.3 脱硫脱碳装置能耗分析75-77
• 6.4 本章小结77-79
• 第7章 结论79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果86

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本文编号：971373