天然气净化装置脱硫溶液失效机理分析及研究

【摘要】：本文针对鄂尔多斯气田天然气脱硫装置脱硫溶液存在失效问题进行了系统的研究。主要研究结果如下： 1、通过多种分析方法得到了脱硫溶液中主要杂质为固体悬浮物、热稳定性盐、氯化物、其它类高分子有机化合物等；确定毛细管气相色谱内标法检测脱硫胺液中乙二醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)含量。 2、通过模拟吸收装置试验得到了固体悬浮物、热稳定性盐以及有机物等杂质对脱硫溶液吸收、解吸过程的影响规律： (1)固体悬浮物对MDEA吸收和再生能力、对H2S和CO2吸收能力影响的主要因素为FeS和Fe2(SO4)3,其影响大小为Fe2(SO4)3, (2)杂质热稳定性盐及有机物对MDEA吸收和再生的影响如下： Fe3+、HCOO-、CH3COO和C2O42-对MDEA吸收能力影响较大,其影响顺序为Fe3+、CH3COO-、C2O42和HCOO-、Na+、K+、F-、Cl-和SO42-无显著影响；对再生过程而言,K+、Cl-、HCOO-、CH3COO-、C2O42-影响较大,F-、SO42-、Fe3+、Na+次之。 Fe3+、HCOO-、CH3COO-和C2O42-对H2S吸收能力影响较为显著,Na+、K+、F-、Cl-和SO42-影响甚小；Fe3+和CH3COO-是影响CO2脱除主要因素,HCOO-和C2O42-对CO2吸收能力有影响,但程度均小于Fe3+和CH3COO, Na+、K+、F-、Cl-和SO42-基本无影响。 哌嗪类物质对MDEA吸收和再生能力的影响十分显著,而甘醇类物质影响甚微。 3、杂质对腐蚀速率影响结果如下： 低温下FeS、Fe2(SO4)3对挂片均蚀和点蚀速率影响均十分显著,而Fe3O4影响很小。高温下FeS、Fe3O4和Fe2(SO4)3均表现出较强的影响力,其浓度变化直接决定了均蚀和点蚀速率的高低。 低温下Cl-、Fe3+、 HCOO-、CH3COO对挂片均蚀和点蚀速率影响显著,Fe3+对均蚀速率的影响最大,Cl-、HCOO-和CH3COO-依次减小；Fe3+对点蚀速率的影响最大,CH3COO-次之,Cl-和HCOO-最小。高温下,Cl-是影响腐蚀速率的主要因素。 无论是高温或低温,哌嗪类物质对腐蚀速率影响较为显著,甘醇类物质无显著影响。 挂片腐蚀形貌SEM及腐蚀产物XRD检测结果表明,溶解于游离水中的CO2和H2S是造成MDEA重沸器腐蚀的主要原因,而Cl-引起的点蚀作用也是不容小觑的。 【关键词】：天然气 MDEA 分析 杂质 失效机理
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE644
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 概述8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 天然气脱硫技术概况9-15
• 1.2.1 脱硫技术简介9-14
• 1.2.2 脱硫溶液净化技术简介14-15
• 1.3 研究内容15-16
• 第二章 脱硫溶液吸收、解吸性能实验16-48
• 2.1 杂质对胺液吸收与解吸性能的影响研究16-22
• 2.1.1 胺液吸收与解吸模拟装置的设计和搭建16-19
• 2.1.2 胺液吸收与解吸效果的分析检测19-20
• 2.1.3 胺液吸收与解吸过程的操作步骤20
• 2.1.4 胺液吸收与解吸研究的实验方案20-22
• 2.2 结果与讨论22-48
• 2.2.1 校正实验23
• 2.2.2 空白实验23
• 2.2.3 固体悬浮物实验23-30
• 2.2.4 热稳定性盐实验30-40
• 2.2.5 有机物实验40-48
• 第三章 脱硫溶液腐蚀性能实验48-78
• 3.1 检测条件48-49
• 3.2 腐蚀产物的去除49-50
• 3.3 腐蚀速率的测定50
• 3.4 杂质对胺液腐蚀性能的影响50-75
• 3.4.1 空白实验50-51
• 3.4.2 固体悬浮物实验51-57
• 3.4.3 热稳定性盐实验57-67
• 3.4.4 有机物实验67-75
• 3.5 脱硫装置腐蚀机理研究75-78
• 3.5.1 腐蚀形貌分析76
• 3.5.2 XRD 分析76-78
• 第四章 结论78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文86-87

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