环丁砜活化甲基二乙醇胺对天然气脱硫的研究

作     者：一杰（Ijaz UI Haq） 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯华

授予年度：2021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：酸性气体脱除 天然气 再沸器热负荷 活化MDEA 硫化氢 二氧化碳 GB-17820-2018 

摘      要：人们对天然气日益增长的需求,促使了现有的脱硫工艺的改善、能源的有效利用及有害排放的有效控制,最终目的是造福人民群众。长庆油田天然气厂位于中国的西北部,该厂处理天然气的关键设备是吸收塔和再生塔,单套设备的设计和处理规模为375×104 m3/天。该工厂正在使用40%(wt)的MDEA,但加工后的天然气中的H2S浓度仍然不符合GB-17820-2018的要求。本文是将HO-CO-环丁砜活化的MDEA-HS合并到Aspen HYSYS V9中的酸性气体化学溶剂中进行的一项研究。采用严格的动力学模型对该装置进行了模拟和验证。结果表明,5%的环丁砜活化的35%MDEA分别提高了H2S(mg/m3),CO2(mol%)的吸收能力99.71%,56.79%,并使再沸器负荷(Mw)降低了10.84%。环丁砜活化的MDEA降低了吸收塔的内部温度。对活化MDEA溶液浓度、活化精益MDEA溶液循环速率、精益活化MDEA溶液温度、吸收塔塔盘进行敏感性分析。随着MDEA活性浓度的增加,吸收塔的效率明显降低。研究表明,环丁砜活化的精益MDEA溶液循环速率提高了H2S/CO2的吸收。随着活化MDEA温度的升高,H2S/CO2的溶解度显著降低。随着精益活化MDEA温度的升高,环丁砜活化MDEA的损失较低。研究发现,随着塔板数量的增加,烟气中H2S和CO2的浓度都会降低。提高再生塔压力可使再沸器的温度最大化,从而降低再沸器的负荷,蓄热塔进料温度对回流比和再沸器负荷均有影响。提高再生塔进料温度会降低回流比和再沸器负荷。实验结果表明,增加再生塔板可以提高H2S/CO2的解吸能力,可以再生出质量较好的清洁活性MDEA。