UDS溶剂吸收脱除焦化干气和天然气中有机硫效果研究

【摘要】：针对现有醇胺溶剂对酸性石油气中有机硫脱除率偏低的问题,华东理工大学开发了UDS高效溶剂,能够显著提高有机硫脱除性能。本文首先在常压吸收实验装置上系统考察了UDS溶剂对不同有机硫分布的焦化干气和川东北高酸性石油天然气的净化效果,获得了优化的吸收操作工艺条件,并与MDEA溶剂的净化效果进行了对比。基于小试实验结果,在川东北普光天然气净化厂进行了UDS溶剂净化川东北高酸性石油天然气的侧线和工业应用试验。并采用Hysys流程模拟软件对UDS溶剂净化高酸性石油天然气的过程进行了模拟试算。 UDS溶剂净化焦化干气的常压实验结果表明,在UDS浓度为50wt%,气液比为165,吸收操作温度38℃左右的优化工艺条件下,净化气中H2S和有机硫含量可分别由原料气中的4.19%和1335.7 mg/m3降至1 mg/m3和10.5 mg/m3。在相近的操作条件下,UDS溶剂对焦化干气中有机硫的脱除率较MDEA溶剂高出58-64个百分点。 川东北普光天然气净化厂侧线和工业应用试验结果表明,随着UDS溶剂中UDS配方组分含量的增加,有机硫脱除率提高。应用UDS溶剂,在工业装置目前操作条件下,停用水解反应器后,净化气中H2S含量在1-3 mg/m3,COS含量在135 mg/m3以下,总硫含量可以保持在150 mg/m3以下,产品气质量满足二类天然气指标要求。与MDEA溶剂相比,UDS溶剂具有同等的H2S脱除效果和明显更高的脱除COS等有机硫化物的性能。 【关键词】：焦化干气 高酸性石油天然气 有机硫脱除 UDS溶剂
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE644
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-12
• 第1章 文献综述12-25
• 1.1 课题背景12-13
• 1.1.1 焦化干气作制氢气体原料12-13
• 1.1.2 高酸性天然气的开发利用13
• 1.2 酸性石油天然气的脱硫技术13-16
• 1.2.1 化学吸收法15-16
• 1.2.2 物理吸收法16
• 1.2.3 化学物理吸收法16
• 1.3 醇胺溶液法16-20
• 1.3.1 醇胺法脱硫机理17-18
• 1.3.2 醇胺法工艺流程18-19
• 1.3.3 醇胺法脱硫应用现状19-20
• 1.4 配方型溶剂(formulated solvent)20-23
• 1.4.1 Sulfinol溶剂20-21
• 1.4.2 Optisol溶剂21
• 1.4.3 UCARSOL溶剂21-22
• 1.4.4 空间位阻胺22
• 1.4.5 Morphysorb工艺22
• 1.4.6 CT8-20溶剂22
• 1.4.7 SDS系列脱硫剂22-23
• 1.5 酸性气中硫化物的分析方法23
• 1.5.1 化学分析法23
• 1.5.2 仪器分析法23
• 1.6 技术路线及主要研究内容23-25
• 1.6.1 技术路线23-24
• 1.6.2 主要研究内容24-25
• 第2章 实验部分25-31
• 2.1 原料与试剂25-27
• 2.1.1 标准气25
• 2.1.2 原料气25-27
• 2.1.3 实验试剂27
• 2.2 仪器与装置27-30
• 2.2.1 天然气及炼厂干气烃组成分析装置27
• 2.2.2 硫化物气相色谱分析装置27-28
• 2.2.3 常压吸收实验装置28-29
• 2.2.4 其它实验设备29-30
• 2.3 净化效果评价30-31
• 2.3.1 H_2S和CO_2净化效果评价30
• 2.3.2 有机硫的脱除率30-31
• 第3章 焦化干气中硫化物分析方法的建立31-42
• 3.1 硫化物的定性31-32
• 3.2 各硫化物的检测限32
• 3.3 方法的重复性考察32
• 3.4 标准曲线绘制32-36
• 3.5 取样器材质对分析结果的影响36
• 3.6 进样量对分析结果的影响36-37
• 3.7 方法的准确性考察37
• 3.8 高含量硫化氢对有机硫分析结果的影响及样品的预处理37-39
• 3.9 不同测试方法硫含量结果比较39
• 3.10 焦化干气中硫化物的分析39-40
• 3.11 焦化干气的全组成分析40-41
• 3.12 本章小结41-42
• 第4章 UDS溶剂吸收脱除焦化干气中有机硫效果研究42-53
• 4.1 UDS高效脱硫剂的研制42
• 4.2 UDS溶剂对有机硫化物的脱除机理42-43
• 4.2.1 COS和CS_2的脱除机理42-43
• 4.2.2 硫醇的脱除机理43
• 4.3 不同配比的UDS溶剂的吸收性能考察43-45
• 4.4 UDS溶剂浓度对净化效果的影响45-46
• 4.5 气液比对净化效果的影响46-47
• 4.6 操作温度对净化效果的影响47-49
• 4.7 UDS溶剂和MDEA溶剂对焦化干气脱硫效果的比较49-50
• 4.8 UDS溶剂对高有机硫含量焦化干气净化效果考察50-51
• 4.9 UDS溶剂和MDEA溶剂对高有机硫含量焦化干气净化效果比较51-52
• 4.10 UDS溶剂在焦化干气脱硫装置上的工业应用效果52
• 4.11 本章小结52-53
• 第5章 UDS溶剂吸收脱除高酸性石油天然气中有机硫效果研究53-63
• 5.1 常压条件下UDS溶剂溶剂吸收净化模拟高酸性天然气效果53-54
• 5.2 UDS溶剂净化川东北高酸性石油天然气侧线试验54-59
• 5.2.1 侧线试验流程54-55
• 5.2.2 主要工艺操作参数55-56
• 5.2.3 各气液比下不同溶剂对H2S脱除效果56
• 5.2.4 各气液比下不同溶剂对总硫的脱除效果56-57
• 5.2.5 各气液比下不同溶剂对COS脱除效果57-58
• 5.2.6 溶剂浓度对硫化物脱除的影响58
• 5.2.7 再生贫液质量考察58-59
• 5.3 普光天然气净化厂UDS溶剂工业应用试验59-62
• 5.3.1 工艺流程59-60
• 5.3.2 主要操作条件60-61
• 5.3.3 净化气的质量61
• 5.3.4 净化气中COS含量61
• 5.3.5 停用水解反应器时的COS脱除效果61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 UDS溶剂吸收净化川东北高酸性天然气Hysys模拟试算63-70
• 6.1 天然气脱硫的HYSYS模拟63-64
• 6.1.1 HYSYS简介63
• 6.1.2 天然气净化模拟流程63-64
• 6.1.3 模拟计算方法64
• 6.2 模拟计算结果64-66
• 6.2.1 净化气组成64-65
• 6.2.2 再生酸气及其组成比较65-66
• 6.2.3 闪蒸气量及其组成比较66
• 6.3 操作参数对闪蒸气流量的影响66-69
• 6.3.1 原料气量对闪蒸气量的影响66-67
• 6.3.2 胺液循环量对闪蒸气量的影响67-68
• 6.3.3 闪蒸罐压力对闪蒸气量的影响68
• 6.3.4 贫胺液的入塔温度对闪蒸气量的影响68-69
• 6.3.5 调节闪蒸气量的方案69
• 6.4 本章小结69-70
• 第7章 结论70-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 读硕期间论文发表情况77

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