有机醇胺吸收脱除天然气中硫化氢气体的研究

作     者：白冰 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋华

授予年度：2012年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：天然气 脱H2S 醇胺法 MDEA复配溶液 ASPEN HYSYS ASPEN PLUS 

摘      要：天然气是一种绿色能源,随着石油资源的日益减少以及开采成本的逐渐增加,天然气在能源领域备受人们关注。天然气中的含有的酸性气体对设备造成严重腐蚀,而且也严重危害大自然和人类的身体健康,国家制定了相应的法律、法规,对H2S排放量作了严格的限制。因此,研究天然气脱硫技术具有重要意义。本文以H2S和N2混合气为模拟天然气,分别采用静态溶解度评价装置和动态吸收-再生塔吸收评价装置,研究了有机醇胺吸收脱硫技术。在溶解度评价装置上,评价单一有机醇胺的硫容和溶解性;在动态吸收-再生装置上,筛选了复配吸收剂,并确定了最佳复配比、吸收温度、解吸温度;同时,分别采用采用石油化工工艺流程模拟计算软件ASPEN HYSYS和ASPEN PLUS中的Amine Pkg和Glycol Pkg软件包进行模拟计算,将模拟计算结果与实验结果进行了比较。结果表明:(1)单一溶剂中MDEA的硫容最大,硫容可达3183.5mg/L;(2)吸收-再生塔实验适宜的吸收条件为以MDEA-DEA为复配吸收剂,DEA与MDEA的摩尔比为1:5,吸收温度为40℃,解吸温度为95℃时吸收效果最好。此时吸收剂的硫容为142.0mg/L,尾气中硫含量为0.024mg/L,脱H2S率达到99.5%;(3)对比计算结果表明,Amine Pkg软件包比较适合计算醇胺溶液溶解性能,而Glycol Pkg软件包适合计算醇类溶液的溶解性能。(4)应用ASPEN HYSYS和ASPEN PLUS模拟软件中的Amine Pkg软件包计算分析吸收剂浓度、吸收温度和气速等因素对硫化氢溶解性能的影响,其模拟计算结论与实验结果一致。(5)将ASPEN HYSYS和ASPEN PLUS软件计算结果与实验结果进行比较表明,ASPEN PLUS软件计算结果与实验结果较为接近,其模拟计算得到的各种不同吸附剂的硫容的大小规律结果与实验规律一致,表明ASPEN PLUS较适合预测该体系的模拟计算。