天然氣脫硫-大學(xué)工程設(shè)計(jì)(完)改

1、儀隴凈化廠(chǎng)天然氣脫硫項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 院系：化學(xué)化工學(xué)院 班級(jí)：化學(xué)工程與工藝3班 學(xué)號(hào)： 姓名：劉玉婷目錄1總論31.1項(xiàng)目名稱(chēng)、建設(shè)單位、企業(yè)性質(zhì)31.2編制依據(jù)31.3項(xiàng)目背景和項(xiàng)目建設(shè)的必要性31、4設(shè)計(jì)范圍51、5編制原則51.6遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范81.7 工藝路線(xiàn)82 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)82.1原料氣和產(chǎn)品82.2 建設(shè)規(guī)模92.3 工藝流程簡(jiǎn)介92.3.1醇胺法脫硫原則工藝流程：92.3.2直流法硫磺回收工藝流程：103 脫硫裝置113.1 脫硫工藝方法選擇113.1.1 脫硫的方法113.1.2醇胺法脫硫的基本原理123.2 常用醇胺溶液性能比較133.1.2.1幾種方法性質(zhì)比較14

2、3.2醇胺法脫硫的基本原理173.3主要工藝設(shè)備183.3.1主要設(shè)備作用183.3.2運(yùn)行參數(shù)193.3.3操作要點(diǎn)203.4乙醇胺降解產(chǎn)物的生成及其回收213.5脫硫的開(kāi)、停車(chē)及正常操作223.5.1乙醇胺溶液脫硫的開(kāi)車(chē)223.5.2保證乙醇胺溶液脫硫的正常操作223.6胺法的一般操作問(wèn)題233.6.1胺法存在的一般操作問(wèn)題233.6.2操作要點(diǎn)243.7選擇性脫硫工藝的發(fā)展254 節(jié)能254.1裝置能耗25裝置中主要的能量消耗是在閃蒸罐、換熱器和再生塔。254.2節(jié)能措施255 環(huán)境保護(hù)265.1建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀265.2、主要污染源和污染物265.3、污染控制266 物料衡算與熱量衡

3、算286.1天然氣的處理量286.2 MDEA的循環(huán)量297.天然氣脫硫工藝主要設(shè)備的計(jì)算327.1MDEA吸收塔的工藝設(shè)計(jì)337.1.1選型337.1.2塔板數(shù)337.1.3塔徑337.1.4堰及降液管357.1.5浮閥計(jì)算367.1.6 塔板壓降377.1.7塔附件設(shè)計(jì)387.1.8塔體總高度的設(shè)計(jì)407.2解吸塔407.2.1 計(jì)算依據(jù)407.2.2塔板數(shù)的確定417.2.3解吸塔的工藝條件及有關(guān)物性的計(jì)算417.2.4解吸塔的塔體工藝尺寸計(jì)算428參數(shù)校核438.1浮閥塔的流體力學(xué)校核438.1.1溢流液泛的校核438.1.2液泛校核438.1.3液沫夾帶校核448.2塔板負(fù)荷性能計(jì)算

4、458.2.1漏液線(xiàn)（氣相負(fù)荷下限線(xiàn)）458.2.2 過(guò)量霧沫夾帶線(xiàn)458.2.3 液相負(fù)荷下限458.2.4 液相負(fù)荷上限458.2.5 液泛線(xiàn)469 附屬設(shè)備及主要附件的選型和計(jì)算4710.心得體會(huì)4911.參考文獻(xiàn)501總論1.1項(xiàng)目名稱(chēng)、建設(shè)單位、企業(yè)性質(zhì)項(xiàng)目名稱(chēng)：天然氣脫硫建設(shè)單位：中石油儀隴凈化廠(chǎng)企業(yè)性質(zhì)：國(guó)營(yíng)企業(yè)1.2編制依據(jù)天然氣可分為酸性天然氣和潔氣。酸性天然氣指含有顯著量的硫化物和CO2等酸性氣體，必須經(jīng)處理后才能達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)或商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的天然氣。潔氣是指硫化物和CO2含量甚微或根本不含，不需要凈化就可以外輸和利用的天然氣。天然氣中存在的硫化物主要是H2S，此外還可能含

5、有一些有機(jī)硫化物，如硫醇、硫醚、COS及二硫化碳等；除硫化物外，二氧化碳也是需要限制的指標(biāo)。酸性天然氣的危害有：酸性天然氣在水存在的條件下會(huì)腐蝕金屬；污染環(huán)境；含硫組分有難聞的臭味、劇毒；硫可能使下游工廠(chǎng)的催化劑中毒；H2S可對(duì)人造成傷害；CO2含量過(guò)高會(huì)使天然氣熱值達(dá)不到要求。1.3項(xiàng)目背景和項(xiàng)目建設(shè)的必要性天然氣是一次能源中最為清潔、高效、方便的能源，不僅在工業(yè)與城市民用燃?xì)庵袕V泛應(yīng)用，而且在發(fā)電業(yè)中也越來(lái)越重要作用，近20年來(lái)在我國(guó)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。從西氣東輸和川氣東送為標(biāo)志的天然氣管道工程建設(shè)到2009年11月份氣荒，都促進(jìn)了天然氣市場(chǎng)的發(fā)展。煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)中的比例將近70

6、%，以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)二氧化碳排放過(guò)多，對(duì)環(huán)境壓力較大。合理利用天然氣，充分凈化天然氣，可以?xún)?yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體，包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中各種自然過(guò)程形成的氣體。而人們長(zhǎng)期以來(lái)通用的“天然氣”是從能量角度出發(fā)的狹義定義，是指氣態(tài)的石油，轉(zhuǎn)指在巖石圈中生成并蘊(yùn)藏于其中的以低分子飽和烴為主的烴類(lèi)氣體和少量非烴類(lèi)氣體組成的可燃性氣體混合物。它主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少

7、量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。從礦藏中開(kāi)采出來(lái)的天然氣是組分非常復(fù)雜的烴類(lèi)混合物，且含有少量的非烴類(lèi)雜質(zhì)。其中，非烴類(lèi)雜質(zhì)常常含有H2S、CO2和有機(jī)硫化物。由于水的存在，這些氣體組分將生成酸或酸溶液，造成輸氣管道和設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。天然氣中的硫化物及其燃燒物會(huì)破壞周?chē)h(huán)境，損害人類(lèi)健康。而像H2S和硫醇這樣的硫化物， 并使之轉(zhuǎn)化為可供工業(yè)應(yīng)用的元素硫，便構(gòu)成一條天然氣工業(yè)中普遍采用的凈化、回收硫的基本技術(shù)路線(xiàn)。此外，當(dāng)硫磺回收裝置的尾氣不符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)建立尾氣處理

8、裝置。因此，天然氣中的H2S量受到嚴(yán)格限制，開(kāi)采出的天然氣往往須經(jīng)脫硫預(yù)處理，以滿(mǎn)足傳輸及使用要求。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家制定的商品天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：H2S控制含量在5mg/m3天然氣左右；總硫控制含量為100mg/m3天然氣（以硫計(jì)）左右；我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：類(lèi)商品天然氣H2S含量6 mg/m3，總硫含量100 mg/m3天然氣（以硫計(jì)）。故而一個(gè)完整的天然氣脫硫廠(chǎng)應(yīng)包括脫硫裝置、硫磺回收裝置和尾氣處理裝置。天然氣可分為酸性天然氣和潔氣。酸性天然氣指含有顯著的硫化物和CO2等酸性氣體必須經(jīng)處理后才能達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)或商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的天然氣。潔氣是指硫化物和CO2含量甚微或根本不含，不需凈化就可外輸或使用的

9、天然氣。來(lái)自地下儲(chǔ)層的天然氣通常不同程度地含有H2S、CO2和有機(jī)硫化物（RSH、COS、RSSR，）等酸性組分，在開(kāi)采、集輸和處理時(shí)會(huì)造成設(shè)備和管道腐蝕；而且含硫組分往往有毒、有害并具有難聞的臭味，會(huì)污染環(huán)境和威脅人身安全（少量硫化氫就具有劇毒，雖然硫化氫在濃度極低時(shí)就能檢測(cè)到，但由于嗅疲勞，在接觸后幾分鐘內(nèi)就會(huì)喪失嗅覺(jué)，從而無(wú)法感覺(jué)到硫化氫的危險(xiǎn)濃度。吸入濃度為幾百ppm的硫化氫可能導(dǎo)致急性中毒，而且，雖然這種氣體具有刺激性，但血液中吸收硫化氫所產(chǎn)生的全身效應(yīng)會(huì)掩蓋其刺激作用）；當(dāng)天然氣用作化工原料時(shí)，還會(huì)引起催化劑中毒；同時(shí)，CO2的含量過(guò)高將降低天然氣的熱值。綜上所述，天然氣在使用前必

10、須進(jìn)行脫硫處理，嚴(yán)格控制酸性氣體的含量，使其硫含量滿(mǎn)足GB17320-1999天然氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天然氣的技術(shù)指標(biāo)，才能成為合格的使用天然氣。1、4設(shè)計(jì)范圍（1）天然氣脫硫的必然性（2）天然氣脫硫的方法及工藝路線(xiàn)的選擇（3）物料流程圖（4）工藝流程圖（5）脫硫裝置（6）建設(shè)規(guī)模1、5編制原則通過(guò)加工的天然氣所達(dá)到的氣質(zhì)指標(biāo)，各國(guó)各地區(qū)都不同，這是由于天然氣資源和礦藏處理水平、供銷(xiāo)狀況及有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策等各不相同所造成的。由于化工生產(chǎn)所需要的原料氣對(duì)有害物質(zhì)特別是硫及其化合物的含量要求比較嚴(yán)格（硫含量一般為1-2mg/m3），天然氣通常需要經(jīng)過(guò)二次處理才能符合要求，而且這部分氣量相對(duì)較小，故在制定商品

11、天然氣氣質(zhì)指標(biāo)是多以符合燃料要求為依據(jù)，主要從保證天然氣在輸配系統(tǒng)中的安全運(yùn)行，減少設(shè)備、管線(xiàn)的腐蝕，滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生以及良好的燃料性能等方面規(guī)定對(duì)商品天然氣的質(zhì)量要求。隨著天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例上升，輸氣管道壓力升高，距離增長(zhǎng)，對(duì)氣質(zhì)的要求也趨于嚴(yán)格。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，氣質(zhì)指標(biāo)除了管輸指標(biāo)外，往往還必須根據(jù)用戶(hù)與公司簽訂的銷(xiāo)售合同的有關(guān)條款來(lái)實(shí)行質(zhì)量要求，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)主要有：(1)最小熱。值為了使天然氣用戶(hù)能適當(dāng)確定其加熱設(shè)備，必須確定最小熱值。這項(xiàng)規(guī)定主要要求控制天然氣中的N2和CO2等不可燃?xì)怏w的含量。(2)含硫量。主要是為了控制天然氣的腐蝕性和出于對(duì)人類(lèi)自身健

12、康和安全的考慮，常以H2S含量或總硫（H2S及其他形態(tài)）含量來(lái)表示。(3)烴露點(diǎn)。烴露點(diǎn)即在一定壓力條件下天然氣中析出的第一滴液烴時(shí)的溫度，它與天然氣的壓力和組成有關(guān)。為了防止天然氣在輸配管線(xiàn)中有液烴凝結(jié)，目前許多國(guó)家都對(duì)商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定在一定條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn)。(4)水露點(diǎn)與含水量。在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常以飽和水蒸汽的形式存在，水蒸氣的存在往往給天然氣的輸集帶來(lái)了一系列的危害。因此，規(guī)定天然氣的含水量是十分必要的。天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含的水汽量來(lái)表示的，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來(lái)表示。天然氣的水露點(diǎn)是指在一定的壓力條件下，天然氣與液

13、態(tài)水平衡時(shí)（此時(shí)，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量）的溫度。一般要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線(xiàn)可能達(dá)到的最低溫度還低5-6。此外，往往還要求輸送溫度不超過(guò)49，對(duì)輸送壓力無(wú)嚴(yán)格要求。GB 17820-1999依據(jù)不同用戶(hù)的要求并結(jié)合我國(guó)天然氣資源的實(shí)際組成，將商品天然氣分成三類(lèi)。一類(lèi)和二類(lèi)天然氣主要用作民用燃料，為了防止輸配系統(tǒng)的腐蝕和保證居民健康，分貝規(guī)定其硫含量不大于6mg/m3（CHN）和20mg/m3（CHN）：三類(lèi)天然氣主要作為工業(yè)原料和燃料。GB17820-1999同時(shí)規(guī)定高位發(fā)熱量大于31.46MJ/m3（CHN），二氧化碳體積分?jǐn)?shù)不大于3%，在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下

14、，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5?？紤]個(gè)別用戶(hù)對(duì)天然氣質(zhì)量有不同要求，GB 17820-1999的附錄同時(shí)規(guī)定；在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)安全衛(wèi)生等標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)上述三個(gè)類(lèi)別以外的天然氣，允許供需雙方合同或協(xié)議來(lái)確定其具體質(zhì)量要求。我國(guó)商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表：表 1 商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （GB17820-1999）項(xiàng)目一類(lèi)二類(lèi)三類(lèi)高位發(fā)熱量MJ/m33.14總硫mg/m3100200460H2S含量mg/m3620460CO2（%（V）3.0水露點(diǎn)在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低溫度低5此外，按照用途不同，典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2。表2 典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)指標(biāo)LNG

15、管道銷(xiāo)售氣NGLH2S（胺法處理）3.5mg/m33.5mg/m310mg/m3H2S（堿法處理）銅片實(shí)驗(yàn) 1A/1BCO2 50mg/m3 優(yōu)化5-20mg/m3總硫 20mg/m320mg/m3檢硫?qū)嶒?yàn)為負(fù)燃料氣中總硫300mg/m3300mg/m3300mg/m3焚燒爐出口SO2釋放量 250mg/m3250mg/m3硫純度 99.9%wt 99.9%wt硫回收率 95-99.9%9599.9%干燥器出口含量 0.5mg/m30.5mg/m30.5mg/m3LNG中汞含量0.01mg/m3注：1.H2S+羥基硫+有機(jī)硫化合物2.取決于用途3.體積與凈化氣體優(yōu)化熱量之比1.6遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)

16、、規(guī)范GB 16297-1996 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 17820-1999 商品天然氣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6538-2002 配方型選擇性脫硫溶劑標(biāo)準(zhǔn)SY/T6537-2002 天然氣凈化廠(chǎng)氣體及溶液分析方法標(biāo)準(zhǔn)1.7 工藝路線(xiàn)開(kāi)采出來(lái)的天然氣中含有硫化氫和二氧化碳等酸性氣體，在使用過(guò)程中會(huì)造成許多危害，所以在使用前必須進(jìn)行脫硫脫碳處理。一般的化學(xué)吸收法通過(guò)吸收劑溶液吸收天然氣中的酸性組分，大部分酸性組分被吸收劑溶液所吸收，殘余的酸性組分需進(jìn)一步吸收分離，以達(dá)到商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的要求。含有酸性組分的溶液需要輸入再生裝置中進(jìn)行再生回收，以求得吸收劑的循環(huán)使用。一般的化學(xué)吸收法有吸收、閃蒸、換

17、熱和再生四部分組成。2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.1原料氣和產(chǎn)品1) 原料氣組成組成%（mol）組成%（mol）H2S2.050iC4H100.001CO20.570nC4H100.001H2O0.069N2+He1.770CH495.381H20.008C2H60.020O2+Ar0.130注：1）原料氣不含有機(jī)硫2）原料氣處理量 3) 原料氣溫度 4）原料氣壓力 2.05-2.25MPa(g)2.2 建設(shè)規(guī)模儀隴龍崗凈化廠(chǎng)建設(shè)規(guī)模為。2.3 工藝流程簡(jiǎn)介2.3.1醇胺法脫硫原則工藝流程：醇胺法工藝的基本流程主要有吸收、閃蒸、換熱和再生四部分組成。含酸性組分的天然氣經(jīng)入口分離器除去液固雜質(zhì)后進(jìn)入吸收塔底部

18、，由下而上與醇胺溶液逆流接觸，脫出其中的酸性組分。達(dá)到要求的凈化器離開(kāi)吸收塔頂部，井出口分離器除去攜帶的醇胺液滴后出裝置。吸收了酸氣的醇胺溶液（通常稱(chēng)為富液）由吸收塔底部流出后降至一定壓力進(jìn)入閃蒸罐，是富液中溶解和夾帶的烴類(lèi)閃蒸出來(lái)，閃蒸汽可用作裝置的燃料氣。閃蒸后的富液經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入貧/富液換熱器，與已完成再生的熱醇胺（簡(jiǎn)稱(chēng)貧液）換熱而被加熱，然后進(jìn)入在低壓下操作的再生塔頂部。在再生塔中富液首先在塔頂閃蒸處部分酸性組分，然后自上而下流動(dòng)與在重沸器中加熱氣化的氣體（主要為水蒸氣）接粗，將溶液中其余的酸性組分進(jìn)一步汽提出來(lái)。因此，出再生塔的溶液為貧液，只含有少量未汽提出的殘余酸性氣體。離開(kāi)重沸器的

19、熱貧液經(jīng)貧/富液換熱器回收熱量后，再經(jīng)過(guò)溶液冷卻器的進(jìn)一步冷卻至冷卻至適當(dāng)溫度，然后由溶液循環(huán)泵送至吸收塔頂部，完成溶液循環(huán)。離開(kāi)再生塔頂部的酸性組分和水蒸氣進(jìn)入冷卻器，以冷凝分出大部分水蒸氣，冷凝液作為回流返回再生塔頂部，以回收被酸性氣流帶出的醇胺蒸汽，酸氣送至硫磺回收裝置或其他氣體處理設(shè)施進(jìn)一步處理。2.3.2直流法硫磺回收工藝流程：在直流法中，全部酸氣進(jìn)入反應(yīng)爐，要求嚴(yán)格配給空氣量，以使酸氣中的全部烴完全燃燒，而H2S僅有l(wèi)/3氧化成SO2，使剽余2/3的H2S與氧化成的SO2在理想的配比下進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，以獲取更高的轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)爐溫度高達(dá)1100一1600，此時(shí)酸氣中H2S約有60一70

20、轉(zhuǎn)化成硫，含硫蒸氣的高溫氣體經(jīng)余熱鋼爐回收熱量后進(jìn)入一級(jí)冷凝器，再次回收熱量并分離出液態(tài)硫，出一級(jí)冷凝器的氣相進(jìn)入一級(jí)再熱器，使其在進(jìn)一級(jí)轉(zhuǎn)化器前達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度，然后進(jìn)人一級(jí)轉(zhuǎn)化器，在已活化的催化劑上反應(yīng)，由于反應(yīng)放熱，出口氣溫度明顯升高，經(jīng)二級(jí)冷凝器回收熱量并分離出液態(tài)硫之后的氣相，經(jīng)二級(jí)再熱器再熱達(dá)到需要的溫度，進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器，催化轉(zhuǎn)化后溫度升高，經(jīng)三級(jí)冷凝器回收熱量并分離出液態(tài)硫，分出液態(tài)疏后的氣相進(jìn)入第三級(jí)再熱器，再熱后進(jìn)入三級(jí)轉(zhuǎn)化器，使H2S和SO2最大限度地轉(zhuǎn)化為硫，從三級(jí)轉(zhuǎn)化器出來(lái)的氣相經(jīng)四級(jí)冷凝器冷卻以除去最后生成的硫。分離出液態(tài)疏后的尾氣通過(guò)捕集器，進(jìn)一步捕集液態(tài)硫后進(jìn)

21、入尾氣處理裝置進(jìn)一步處理后排放。各級(jí)冷凝器及捕集器中分離出來(lái)的液態(tài)硫流人硫儲(chǔ)罐，經(jīng)成型后即為硫磺產(chǎn)品。3 脫硫裝置3.1 脫硫工藝方法選擇3.1.1 脫硫的方法目前，國(guó)內(nèi)外已見(jiàn)的天然氣脫硫方法名目繁多，不下數(shù)十種。如果以脫硫劑的狀態(tài)來(lái)分，則天然氣脫硫法可分為干法和濕法兩大類(lèi)。干法-采用固體型的脫硫吸附劑，這類(lèi)固體物質(zhì)包括天然泡沸石、分子篩和海綿狀氧化鐵等。濕法-采用各類(lèi)液體溶液脫硫劑。此法多用于高壓天然氣中酸性氣體組分含量較多的情況濕法本身又可按條件分為：化學(xué)吸收法、物理吸收法、復(fù)合法和直接氧化法。化學(xué)吸收法基于可逆化學(xué)反應(yīng)。吸收劑在吸收塔內(nèi)與H2S和CO2進(jìn)行反應(yīng)，在解吸塔內(nèi)用提高溫度或降低

22、壓力的辦法使向相反方向進(jìn)行。各種胺溶液是應(yīng)用品廣泛的脫硫吸收劑。除了各種醇胺法以外，堿性鹽溶液和氨基酸鹽法亦屬于化學(xué)吸收脫硫法。物理吸收法是基于吸收劑的選擇性吸收來(lái)分離抽取天然氣中酸性組分，其操作類(lèi)似于天然氣工廠(chǎng)中油吸收法。在物理吸收過(guò)程中，可采用N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、丙酮、甲醇等作為吸收劑。由于吸收劑的吸收能力實(shí)際上與氣相中酸性組分的分壓成正比，故而本法對(duì)處理高含酸性組分的天然氣特備有效。復(fù)合法同時(shí)使用混合的化學(xué)和物理吸收劑。本法中最得以廣泛應(yīng)用的是Sulfinol法，其中使用環(huán)丁砜和任一化學(xué)吸收劑相組合的溶液作為脫硫劑。Sulfinol溶液通常是有環(huán)丁砜、二異丙醇胺和水組成。在確定

23、Sulfinol砜胺溶液配比時(shí)，應(yīng)考慮依據(jù)使用條件不同而異。醇胺法是目前最常用的天然氣脫硫脫碳方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代美國(guó)采用化學(xué)溶劑法的脫硫脫碳裝置處理量約占總處理量的72%，其中有絕大多數(shù)是采用醇胺法。20世紀(jì)30年代最先采用的醇胺法是三乙醇胺（TEA），因其反應(yīng)能力和穩(wěn)定性差已不再采用。目前，主要采用的是一乙醇胺（MEA）、常規(guī)的二乙醇胺（DEA）、二異丙醇胺（ADIP）、二甘醇胺（DGA）和甲基二乙醇胺（MDEA）等溶劑。醇胺法適用于天然氣中酸性組分含量低的場(chǎng)合。由于醇胺法使用的是醇胺水溶液，溶液中含水可使被吸收的重?zé)N降低至最少程度，故非常適用于重?zé)N含量高的天然氣脫硫脫碳。MDE

24、A等醇胺溶液還具有在CO2存在下選擇性脫出H2S的能力醇胺法的缺點(diǎn)是有些醇胺與COS和CS2的反應(yīng)時(shí)不可逆的，會(huì)造成那個(gè)溶劑的化學(xué)降解損失，故不宜用于COS和CS2含量高的天然氣脫硫脫碳。醇胺還具有腐蝕性，與天然氣中的H2S和CO2等會(huì)因其設(shè)備腐蝕。此外，醇胺作為脫硫脫碳溶劑，其富液（即吸收了天然氣中酸性組分后的溶液）在再生時(shí)需要加熱，不僅能耗較高，而且在高溫下再生時(shí)也會(huì)發(fā)生熱降解，所以損耗較大。由于醇胺法的吸收能力較強(qiáng)，且本設(shè)計(jì)中，在脫除H2S的同時(shí)需脫除相當(dāng)量的CO2，即要求選擇性脫硫，而原料氣中有不含有機(jī)硫，故選擇醇胺法來(lái)進(jìn)行脫硫脫碳處理。3.1.2醇胺法脫硫的基本原理乙醇胺是無(wú)色的液體

25、，常壓下沸點(diǎn)為170，比重為1.019 g/cm3。它是一種有機(jī)堿溶液，它的堿性與氨相似，是氨的衍生物。乙醇胺結(jié)構(gòu)始終至少有一個(gè)氨基，這個(gè)氨基提供了在水中的堿度，促使對(duì)于酸性氣體H2S、CO2有很高的吸收能力。乙醇胺的結(jié)構(gòu)式中還有一個(gè)烴基，這個(gè)烴基的作用可以降低化合物的蒸汽壓，減少氣相中乙醇胺的損失，并且增加了在水中的溶解度，使乙醇氨可按任意比與水互溶。乙醇胺吸收H2S、CO2時(shí)，生成硫化物、酸式硫化物、碳酸鹽、酸式碳酸鹽，其反應(yīng)式如下： 反應(yīng)方程式中乙醇胺吸收反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡觀點(diǎn)來(lái)看，溫度愈低，愈有利于吸收反應(yīng)。所以溫度一般控制在25-40為宜。吸收了H2S、CO2的乙醇胺溶液，當(dāng)

26、溫度升高至105以上，則生成物就要分解，生成反應(yīng)物，這就是乙醇胺的再生。再生溫度的提高對(duì)溶液再生是有好處的，因?yàn)闇囟忍岣吆?，溶液表面上酸性氣體的分壓迅速增加。提高壓力有利于吸收，同時(shí)也提高了H2S的分壓，增大了吸收的推動(dòng)，提高了溶液的吸收能力。富液再生的壓力一般為常壓，因?yàn)橐掖及啡芤涸偕窃谠搲毫ο滤兹芤悍序v溫度下再生的，壓力提高后，相對(duì)應(yīng)的溶液沸騰溫度亦高，但由于壓力高而相對(duì)應(yīng)的H2S、CO2的分壓亦高了。此時(shí)，H2S、CO2的分壓增加而使硫化物、碳酸鹽離解降低的作用比升高溫度而使離解增加的作用更為顯著，因此再生的壓力一般為常壓。3.2 常用醇胺溶液性能比較醇胺法特別適用于酸氣分壓低和要求

27、凈化氣中酸氣含量低的場(chǎng)合。由于采用的是水溶液可減少重?zé)N的吸收量，故此法更適合重?zé)N的氣體脫硫脫碳。通常，MEA法、DEA法、DGA法有成為常規(guī)醇胺法，基本上可同時(shí)脫除氣體中的H2S、CO2；MDEA法和DIPA法又稱(chēng)為選擇性醇胺法，其中MDEA法是典型的選擇性脫H2S法，DIPA法在常壓也可選擇性的脫除H2S。此外，配方溶液目前種類(lèi)繁多，性能各不相同，分別用于選擇性脫H2S，在深度或不深度脫除H2S的情況下脫除一部分或大部分CO2，深度脫除CO2，以及脫除COS等。醇胺分子結(jié)構(gòu)至少有一個(gè)羥基和一個(gè)胺基。羥基：可降低化合物的蒸汽壓，增加醇胺在水中的溶解度，可配制成水溶液。胺基：水溶液提供堿度，促進(jìn)

28、對(duì)酸性組分的吸收。醇胺與H2S、CO2的主要反應(yīng)如下：伯胺： (瞬間反應(yīng)) （中速反應(yīng)） （慢反應(yīng)） 仲胺： (瞬間反應(yīng)) （中速反應(yīng)） （慢反應(yīng)）叔胺： (瞬間反應(yīng)) （不反應(yīng)） （慢反應(yīng)）醇胺與H2S、CO2的主要反映均為可逆反應(yīng)。當(dāng)酸性組分P高或T低時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，貧液從原料氣中吸收酸性組分（正反應(yīng)），并且放熱。當(dāng)酸性組分P低或T高時(shí)，反映向左進(jìn)行，富液將酸性組分釋放出來(lái)使溶液再生（逆反應(yīng)），并且吸熱。3.1.2.1幾種方法性質(zhì)比較主要天然氣脫硫溶劑的性質(zhì)性質(zhì)MEADEADIPAMDEA環(huán)丁砜分子式HOC2H4NH2(HOC2H4)2NH(HOC3H6)2NH(HOC2H4)2NCH3

29、C4H8SO2相對(duì)分子質(zhì)量61.08105.14133.19119.17120.14相對(duì)密度1.01791.09190.9891.4181.2614凝點(diǎn)/10.22842-14.628.8沸點(diǎn)/170.4268.4248.7230.6285閃點(diǎn)（開(kāi)杯）/93.3137.8123.9126.7176.7折射率1.45391.47761.4542(45)1.4691.4820（30）蒸汽壓（20/）/281.331.331.330.6黏度m.s24.1（20/）380（20/）198（45/）101（45/）10.286（30/）比熱容 kJ/(kg.)2.54（20/）2.51（20/）2.89

30、（30/）2.24（15.6/）1.34（25/）熱導(dǎo)率 W/(m.K)0.2560.22-0.275（20/）-汽化熱 (kJ/kg)1.92 (101.3KPa)1.56 (9.73KPa)1 (9.73KPa)1.21 (101.3KPa)-水中溶解度（20/）完全互溶0.9640.87完全互溶完全互溶一乙醇胺（MEA）MEA可用于低吸收壓力和凈化氣質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。MEA可從氣體中同時(shí)脫除H2S和CO2因此沒(méi)有選擇性。凈化氣中H2S的濃度可低達(dá)5.7mg/m3。在中低壓情況下CO2濃度可低達(dá)10010-6（體積分?jǐn)?shù)）。MEA也可脫除COS、CS2，但是需要采用復(fù)活釜，否則反應(yīng)是

31、不可逆的。即就是有復(fù)活釜，反應(yīng)也不能完全可逆，故會(huì)導(dǎo)致溶液損失和在溶液中出現(xiàn)降解產(chǎn)物的積累。MEA的酸氣負(fù)荷上限通常為0.3-0.5mol酸氣/mol MEA，溶液質(zhì)量濃度一般應(yīng)限定在10%-20%。如果采用緩蝕劑，則可使溶液濃度和酸氣負(fù)荷顯著提高。由于MEA蒸汽壓在醇胺類(lèi)中最高，故在吸收塔、再生塔中蒸發(fā)損失量最大，但可采用水洗的方法降低損失。二乙醇胺（DEA）DEA不能像MEA那樣在低壓下使氣體處理后達(dá)到輸管要求，而且也沒(méi)有選擇性。如果酸氣分壓高而且總壓高，則可采用具有專(zhuān)利權(quán)的SNPA-DEA法。此法可用于高壓且具有較高H2S/CO2比的酸氣含量高的氣體。專(zhuān)利上所表示的酸氣負(fù)荷為0.9-1.

32、3mol酸氣/molDEA。與MEA相比，DEA的特點(diǎn)為：DEA的堿性和腐蝕性較MEA弱，故其溶液濃度和酸氣負(fù)荷較高，溶液循環(huán)量、投資和操作費(fèi)用都較低；由于DEA生成不可再生的降解產(chǎn)物數(shù)量較少，故不需要復(fù)活釜；DEA與H2S和CO2的反應(yīng)熱較小，故溶液再生所需的熱量較少；DEA與COS、CS2反應(yīng)生成可再生的化合物，故可在溶液損失很小的情況下部分脫除COS、CS2；蒸發(fā)損失較少。三甘醇胺 DGA是伯醇胺，不僅可脫除氣體和液體中的H2S和CO2，而且可以脫除COS和RSH，故廣泛用于天然氣和煉廠(chǎng)氣脫硫脫碳。DGA可在壓力低于0.86MPa下將氣體中的H2S脫除至5.7 mg/m3。DGA溶液濃度

33、在50%時(shí)的凝點(diǎn)為34，故可適用于高寒地區(qū)。由于降解反應(yīng)速率達(dá)，所以DGA系統(tǒng)需要采用復(fù)活釜。此外，它與CO2、COS 的反應(yīng)時(shí)不可逆的。與MEA、DEA相比，DGA對(duì)烯烴、重?zé)N和芳香烴的吸收能力更強(qiáng)。因此，在DGA脫硫脫碳裝置的設(shè)計(jì)中應(yīng)采用合適的活性碳過(guò)濾器。 與MEA相比，DGA的特點(diǎn)為：溶液質(zhì)量濃度可達(dá)50%-70%，而MEA溶液濃度僅為15%-20%；由于溶液濃度高，所以溶液循環(huán)量小；重沸器蒸汽耗量低。甲基二乙醇胺MDEA是叔醇胺，可在中、高壓下選擇性脫除H2S以符合凈化氣的質(zhì)量指標(biāo)或管輸要求。但是，如果凈化氣中的CO2含量超過(guò)允許值，則需進(jìn)一步處理。選擇性脫除H2S的優(yōu)點(diǎn)是：由于脫除

34、的酸氣量減少而使溶液循環(huán)量降低；再生系統(tǒng)的熱負(fù)荷低；酸氣中的H2S/CO2摩爾比可高達(dá)含硫原料氣的10-15倍。由于酸氣中H2S濃度較高，有利于硫磺回收。此外，叔醇胺與CO2的反應(yīng)時(shí)反應(yīng)熱較小的酸堿反應(yīng)，故再生時(shí)需要的熱量較少，因而用于大量脫除CO2是很理想的。這也是一些適用于大量脫除CO2的配方溶液的主劑是MDEA的原因所在。采用MDEA溶液選擇性脫硫不僅由于循環(huán)量低而可降低能耗，而且單位體積溶液再生所需蒸汽量也顯著低于常規(guī)醇胺法。此外，選擇性醇胺法因操作的氣液比較高而吸收塔的液流強(qiáng)度較低，因而裝置的處置量也可提高。二異丙醇胺它是仲胺，對(duì)H2S具有一定的選擇性，與CO2、COS發(fā)生質(zhì)變反應(yīng)的

35、能力大于MEA、DEA和DGA。二異丙醇胺可用于從液化石油氣中脫除H2S和COS。配方溶液配方溶液是一種新的醇胺溶液系列，與大多數(shù)醇胺溶液相比，由于采用配方溶液可減少設(shè)備尺寸和降低能耗而廣為應(yīng)用，目前常見(jiàn)的配方溶液產(chǎn)品有DOW化學(xué)公司的CAS/SPECTM，聯(lián)碳公司的UCARSOLTM，Huntsman公司的TEXTREATTM等。配方溶液通常具有比MDEA更好的優(yōu)越性。有的配方溶液可以選擇性脫除H2S低至410-6(體積分?jǐn)?shù))，而只脫除一小部分CO2；有的配方溶液則可以從氣體中深度脫除CO2以符合深冷分離工藝的需要；有的配方溶液還可在選擇性脫除H2S低至410-6(體積分?jǐn)?shù))的同時(shí)，將高CO

36、2含量氣體的CO2脫除至2%。空間位阻胺從分子水平上設(shè)計(jì)的脫硫劑指在氮原子上帶有一個(gè)或多個(gè)具有空間位阻結(jié)構(gòu)的非鏈狀取代基團(tuán)的醇胺類(lèi)化合物。通過(guò)基團(tuán)的空間位阻效應(yīng)和堿性來(lái)控制胺與CO2的反應(yīng)，有選擇性地脫硫、脫碳。天然氣酸性組分脫除工藝與脫水工藝相似。3.2醇胺法脫硫的基本原理乙醇胺是無(wú)色的液體，常壓下沸點(diǎn)為170，比重為1.019 g/cm3。它是一種有機(jī)堿溶液，它的堿性與氨相似，是氨的衍生物。乙醇胺結(jié)構(gòu)始終至少有一個(gè)氨基，這個(gè)氨基提供了在水中的堿度，促使對(duì)于酸性氣體H2S、CO2有很高的吸收能力。乙醇胺的結(jié)構(gòu)式中還有一個(gè)烴基，這個(gè)烴基的作用可以降低化合物的蒸汽壓，減少氣相中乙醇胺的損失，并且

37、增加了在水中的溶解度，使乙醇氨可按任意比與水互溶。乙醇胺吸收H2S、CO2時(shí)，生成硫化物、酸式硫化物、碳酸鹽、酸式碳酸鹽，其反應(yīng)式如下： 反應(yīng)方程式中乙醇胺吸收反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡觀點(diǎn)來(lái)看，溫度愈低，愈有利于吸收反應(yīng)。所以溫度一般控制在25-40為宜。吸收了H2S、CO2的乙醇胺溶液，當(dāng)溫度升高至105以上，則生成物就要分解，生成反應(yīng)物，這就是乙醇胺的再生。再生溫度的提高對(duì)溶液再生是有好處的，因?yàn)闇囟忍岣吆螅芤罕砻嫔纤嵝詺怏w的分壓迅速增加。提高壓力有利于吸收，同時(shí)也提高了H2S的分壓，增大了吸收的推動(dòng)，提高了溶液的吸收能力。富液再生的壓力一般為常壓，因?yàn)橐掖及啡芤涸偕窃谠搲毫ο滤兹?/p>

38、液沸騰溫度下再生的，壓力提高后，相對(duì)應(yīng)的溶液沸騰溫度亦高，但由于壓力高而相對(duì)應(yīng)的H2S、CO2的分壓亦高了。此時(shí)，H2S、CO2的分壓增加而使硫化物、碳酸鹽離解降低的作用比升高溫度而使離解增加的作用更為顯著，因此再生的壓力一般為常壓。主要脫硫方法的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域項(xiàng)目MEADEA砜胺-MDEA醇胺含量/% 15203030452050硫化氫含量/(mg/m)555520二氧化碳含量/%0.0050.0050.020.0050.02酸性氣體負(fù)荷（mol/mol） 0.350.30.80.30.8選擇脫硫能力無(wú)幾乎無(wú)無(wú)有能耗高較高低低腐蝕性強(qiáng)強(qiáng)較弱較弱醇胺降解嚴(yán)重有有微脫有機(jī)硫能力差差好差烴溶解

39、少少多少?lài)?guó)內(nèi)已應(yīng)用領(lǐng)域天然氣、煉廠(chǎng)氣煉廠(chǎng)氣天然氣、合成氣天然氣、煉廠(chǎng)氣、克勞斯尾氣3.3主要工藝設(shè)備3.3.1主要設(shè)備作用A、原料氣分離器作用：分離原料氣夾帶的固體或液烴。如砂子、井下作業(yè)用的化學(xué)藥劑等。類(lèi)型：臥式或立式分離器，內(nèi)裝金屬網(wǎng)除沫器。B、吸收塔作用：氣液傳質(zhì)場(chǎng)所，酸性組分轉(zhuǎn)入醇胺液中。類(lèi)型：填料塔或板式塔，目前多采用浮閥塔。C、閃蒸罐作用：盡可能地解吸出富液所溶解的烴類(lèi)。類(lèi)型：多采用臥式罐以保證足夠的閃蒸面積。D、過(guò)濾器作用：去除胺液中固體和降解產(chǎn)物。類(lèi)型：固體過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器。E、貧/富溶液換熱器作用：冷卻貧液，回收的熱量，同時(shí)提高富液的T。類(lèi)型：多采用管殼式，富液走管程。F

40、、解吸塔(再生塔)作用：對(duì)富醇胺液進(jìn)行再生，恢復(fù)溶液的凈化能力。類(lèi)型：用與吸收塔相同的塔型。3.3.2運(yùn)行參數(shù)A、吸收塔為防止溶液起泡、液泛及夾帶，空塔氣速不宜過(guò)高，最大空塔氣速由Souders-Brown公式計(jì)算： 操作氣速應(yīng)降低25%35%；降液管內(nèi)液體流速一般取0.080.1m/s。富液T不宜過(guò)高，否則發(fā)生解吸，入塔氣體T38。為防止重?zé)N凝析，貧液入塔T應(yīng)比原料氣T高15。B、再生塔再生塔蒸氣耗量一般為0.12-0.18t/m3醇胺液，重沸器的最高T為120。再生塔頂酸性氣體中烴類(lèi)含量應(yīng)1%-2%。塔頂?shù)幕亓鞅?水蒸汽量/酸氣量)一般為3:1-1:1。C、富液換熱和胺冷卻為減輕腐蝕和減少

41、富液中酸氣解吸，富液和貧液不需最大限度地?fù)Q熱。離開(kāi)換熱器的富液溫度大多在8294。為減少管線(xiàn)和換熱器腐蝕，醇胺液流動(dòng)速度應(yīng)0.61.0m/s；富液走管程。貧胺液冷卻器的冷卻方式：空冷、水冷、空冷+水冷。貧液一般走殼程。D、富液閃蒸罐閃蒸操作p：0.5MPa；操作T：4560；閃蒸停留時(shí)間：35min。3.3.3操作要點(diǎn)A、保持溶液清潔防止各種雜質(zhì)進(jìn)入溶液，盡量除去雜質(zhì)或降解產(chǎn)物。a原料氣分離b溶液過(guò)濾c溶劑復(fù)活使降解的醇胺盡可能復(fù)原，使熱穩(wěn)定的鹽類(lèi)釋放出游離醇胺，除去不能復(fù)活的降解產(chǎn)物。MEA采用側(cè)線(xiàn)蒸餾復(fù)活，DEA采用活性炭吸附復(fù)活，砜胺液的復(fù)活要經(jīng)過(guò)減壓蒸餾、加堿處理、白土處理等。d控制溶

42、液發(fā)泡注阻泡劑(消泡劑)加以控制，主要有兩類(lèi)：高分子醇類(lèi)：控制非離子型的發(fā)泡物質(zhì)。硅酮類(lèi)高分子化合物：控制離子型發(fā)泡物質(zhì)。B、加強(qiáng)防腐措施a合理的設(shè)計(jì)、溶液過(guò)濾和復(fù)活；b避免氧進(jìn)入裝置；作用：防止胺液與氧接觸生成不可再生的化學(xué)降解產(chǎn)物，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和溶液發(fā)泡。氧還能氧化H2S生成元素S，硫與鏈烷醇胺反應(yīng)生成二硫代氨基鹽類(lèi)、硫脲類(lèi)、多硫化合物類(lèi)和硫代硫酸鹽類(lèi)。方法：惰性氣(如N2)保護(hù)，對(duì)儲(chǔ)罐、低位罐進(jìn)行氣封。c正確的開(kāi)工、停工操作； 如裝置開(kāi)工前應(yīng)徹底清除系統(tǒng)中的氧。d合理的酸氣負(fù)荷；e使用緩蝕劑；f再沸器中溶液T與所用蒸汽T應(yīng)盡可能低；g除去懸浮固體與分解產(chǎn)物；h避免用高溫?zé)彷d體，使金屬壁面

43、的溫度較低。C、補(bǔ)充水分原因：出吸收塔凈化氣、出再生塔酸氣含以及閃蒸氣會(huì)帶走胺液中的水分。方式：可以回流一起打入汽提塔內(nèi)；也可打入吸收塔頂?shù)乃此迳?。D、降低操作成本a合理的再生溫度和回流比；b.加強(qiáng)閃蒸；盡可能閃蒸出富液中被吸收的烴類(lèi)(約為原料氣1%5%，作為裝置燃料氣用。c.回收能量。設(shè)置富液能量回收泵(水力能量回收透平)是一項(xiàng)有效措施，對(duì)于在高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置更為有利。 目前，在天然氣凈化工業(yè)中應(yīng)用的選擇性脫硫溶劑主要為：MDEA法、砜胺法、空間位阻胺法。優(yōu)點(diǎn)：不僅具有腐蝕較輕微、不易降解變質(zhì)等，而且能選擇性的吸收H2S。3.4乙醇胺降解產(chǎn)物的生成及其回收 乙醇胺在脫硫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些降

44、解產(chǎn)物，即產(chǎn)生不可逆反應(yīng)的雜質(zhì)。其主要方式如下：1氧氣進(jìn)入了胺系統(tǒng)，胺和氧反應(yīng)會(huì)被迅速氧化并生成有腐蝕性的有機(jī)酸。同時(shí)也會(huì)生成硫代硫酸鹽，生成的硫酸鹽可以加強(qiáng)堿中和，胺被游離出來(lái)。2.和天然氣里的某些硫化物COS、CS2反應(yīng)，生成在再生溫度下不能發(fā)生分解的化合物，但這些化合物可以加強(qiáng)堿將乙醇胺回收下來(lái)。3.胺液過(guò)熱分解或在高溫下生成胺的衍生物二胺類(lèi)等物質(zhì)，這些產(chǎn)物具有腐蝕且不能用強(qiáng)堿中和。這些降解產(chǎn)物逐漸積累將會(huì)是溶液起泡，同時(shí)也增加了設(shè)備的腐蝕。為了回收和凈化乙醇胺溶液，有的流程中設(shè)置了釜式蒸餾、凈化溶液。其原理是加強(qiáng)堿或純堿在加熱的條件下使其和胺類(lèi)所生成的酸性鹽在進(jìn)化釜里產(chǎn)生熱分解，則乙醇

45、胺被游離出來(lái)。3.5脫硫的開(kāi)、停車(chē)及正常操作3.5.1乙醇胺溶液脫硫的開(kāi)車(chē)乙醇胺溶液脫硫裝置首次開(kāi)車(chē)要進(jìn)行設(shè)備的清洗，洗去油污和銹垢等，使其循環(huán)的乙醇胺溶液不被外來(lái)的臟物所污染。先用冷水進(jìn)行清洗，然后再用熱的溶液進(jìn)行徹底清洗。洗液可以用磷酸鈉溶液等，一般磷酸鈉溶液配成3%-5%（質(zhì)量濃度）。清洗前系統(tǒng)用氮?dú)庵脫Q，使氧含量小于0.5%，然后吸收塔用氮?dú)獬鋷浊Э藟毫?，具備溶液在系統(tǒng)循環(huán)所需的壓力。將洗液用泵打入循環(huán)清洗。循環(huán)24小時(shí)后將洗液拍點(diǎn)，多次用軟水進(jìn)行徹底清洗，取水樣做消泡實(shí)驗(yàn)，直到合格，否則用洗液重新清洗。乙醇胺系統(tǒng)開(kāi)車(chē)時(shí)，先將循環(huán)泵開(kāi)啟來(lái)，在開(kāi)泵前注意排掉泵體管道內(nèi)的氣體。調(diào)好循環(huán)量，

46、溶液的循環(huán)量與進(jìn)吸收塔的天然氣量成比例。送低壓蒸汽入再沸器，注意暖管，排掉冷凝液，避免發(fā)生水錘。將溶液升溫到再生塔的正常操作溫度，然后再向吸收塔緩慢送氣。穩(wěn)定一段時(shí)間后析出吸收塔天然氣硫含量，合格后送至下一工序。如果乙醇胺脫硫系統(tǒng)需要停車(chē)則首先切斷天然氣，停止向吸收塔送氣，系統(tǒng)的溶液繼續(xù)循環(huán)再生，逐漸減再沸器的蒸汽，直到全停，待再生塔底溶液溫度降至65以下再停循環(huán)泵。如本系統(tǒng)不需要檢修，則溶液可以不必排出，用天然氣或氮?dú)獗?，如需檢修，則將溶液排入儲(chǔ)槽，用氮?dú)饣蛱烊粴獗?，使氧不漏入系統(tǒng)。3.5.2保證乙醇胺溶液脫硫的正常操作A控制好再生的溫度、壓力，使溶液再生完全。B保證溶液的濃度。低了要補(bǔ)

47、加新溶液；注意控制塔的液位；因溶液在使用過(guò)程中所損失，要經(jīng)常補(bǔ)加軟水貨乙醇胺溶液。C保證循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要經(jīng)常檢查泵體、電機(jī)。D.加強(qiáng)溶液的維護(hù)。在流程中溶液進(jìn)行部分過(guò)濾，過(guò)濾了部分溶液就可使乙醇胺溶液能夠正常操作，不致產(chǎn)生泡沫，在運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意過(guò)濾器的清洗。E.控制好乙醇胺溶液的循環(huán)量。乙醇胺溶液的循環(huán)量是根據(jù)天然氣里的硫含量來(lái)定的，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中如果循環(huán)量低了，將影響脫硫效果。在操作中要注意防止天然氣中夾帶的凝析油，因凝析油帶入吸收塔后，會(huì)嚴(yán)重污染乙醇胺溶液，使溶液起泡，造成吸收塔液泛。3.6胺法的一般操作問(wèn)題3.6.1胺法存在的一般操作問(wèn)題A.設(shè)備腐蝕醇胺法裝置存在的腐蝕：電化學(xué)腐蝕、化

48、學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。a主要的腐蝕劑是酸性組分（H2S、CO2）本身。游離或化合的CO2在高溫和水存在時(shí)腐蝕更嚴(yán)重。b.次類(lèi)腐蝕劑是溶劑的降解產(chǎn)物它們?cè)谘b置的受熱部分會(huì)如螯合劑一樣和鐵作用促進(jìn)設(shè)備腐蝕。醇胺與原料氣中的CO2或有機(jī)硫發(fā)生副反應(yīng)，最終生成N-(2-羥乙基)-乙二胺。c.懸浮固體顆粒對(duì)設(shè)備的磨蝕溶液中懸浮固體顆粒為FeS。在換熱器管子和管路中的高速流動(dòng)，都會(huì)因加速FeS膜的脫落而加快設(shè)備腐蝕。C.垢污改變流道引起的沖刷結(jié)垢物的生成會(huì)改變流體的流道形狀，使管子沿流道形狀出現(xiàn)沖刷。d.應(yīng)力腐蝕由醇胺、H2S、CO2和設(shè)備殘余應(yīng)力共同作用下發(fā)生的，特別是高溫部分尤易發(fā)生。B.溶液發(fā)泡易引起溶

49、液發(fā)泡的雜質(zhì)有：醇胺的降解產(chǎn)物；溶液中的懸浮的固體（如腐蝕產(chǎn)物硫化鐵）；原料氣帶入裝置的烴類(lèi)凝液或氣田水；進(jìn)入溶液的外來(lái)物質(zhì)。溶液發(fā)泡會(huì)使處理量大幅度下降，這樣甚至要停車(chē)處理；發(fā)泡也會(huì)造成溶劑損失量增大；同時(shí)溶液脫硫效率要受影響。C醇胺溶劑的損失a.溶液蒸發(fā)損失T、P和胺濃度會(huì)影響胺蒸發(fā)損失量。T增加或P減少則胺的蒸發(fā)損失增加。b.氣相夾帶吸收塔塔頂氣體的夾帶（較大）、閃蒸罐的閃蒸氣的夾帶（較少）、汽提塔塔頂氣體的夾帶等（較少）。c.溶液降解分為熱降解、氧化降解和化學(xué)降解三種，造成溶劑損失的主要為化學(xué)降解。d.溶液中非酸氣的夾帶e.胺液在烴液中的溶解當(dāng)T增加或P降低，液烴攜帶的胺液量增加。D.

50、溶液中非酸氣的夾帶在高P下脫酸氣時(shí)，溶液中非酸氣的夾帶量增加。3.6.2操作要點(diǎn)A保持溶液清潔為防止各種雜質(zhì)進(jìn)入溶液，盡量除去雜質(zhì)或降解產(chǎn)物，方法有：原料氣分離；溶液過(guò)濾；溶劑復(fù)活；控制溶液發(fā)泡（或加消泡劑）。B.加強(qiáng)防腐措施加強(qiáng)防腐措施有：合理的設(shè)計(jì)、溶液過(guò)濾和復(fù)活；避免氧進(jìn)入裝置；正確的開(kāi)工、停工操作；合理的酸氣負(fù)荷；使用緩蝕劑；再沸器中溶液T與所有蒸汽T應(yīng)盡可能低；除去懸浮固體與分解產(chǎn)物；避免用高溫?zé)彷d體，使金屬壁面的溫度較低。C補(bǔ)充水分因出吸收塔凈化氣、出再生塔酸氣及閃蒸氣會(huì)帶走胺液中的水分，所以要補(bǔ)充一定的水分。補(bǔ)充水分的方法有：回流一起打入汽提塔內(nèi)；打入吸收塔頂?shù)乃此迳稀降低

51、操作成本降低操作成本的方式有：合理地控制再生溫度和回流比；加強(qiáng)閃蒸；回收能量。3.7選擇性脫硫工藝的發(fā)展主要體現(xiàn)在脫硫溶劑的發(fā)展上：A.以MDEA水溶液為主體，加人少量添加劑進(jìn)一步提高選吸效果；B.把MDEA和物理溶劑相結(jié)合，以提高溶液的硫負(fù)荷和改善其脫除有機(jī)硫化物的效果；C.從分子設(shè)計(jì)的概念出發(fā)，合成了選吸性能比MDEA更好的空間位阻胺脫硫溶劑；D.對(duì)選擇性吸收過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理已有較明確的認(rèn)識(shí)，形成了較完善的數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)的計(jì)算軟件。4 節(jié)能4.1裝置能耗裝置中主要的能量消耗是在閃蒸罐、換熱器和再生塔。4.2節(jié)能措施由于天然氣工業(yè)上需要進(jìn)行脫硫脫碳處理的原料氣情況十分復(fù)雜,單一的醇胺脫硫脫碳技

52、術(shù)不可能解決所有的問(wèn)題。醇胺脫硫脫碳工藝已由使用單一醇胺溶液發(fā)展到經(jīng)不同溶劑復(fù)配成的系列配方脫硫脫碳溶劑,從而實(shí)現(xiàn)溶劑操作性能的提升和應(yīng)用范圍的拓展以針對(duì)性地解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用表明,系列配方型脫硫脫碳溶劑的推廣應(yīng)用對(duì)天然氣凈化裝置起到了節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)成本、增加裝置處理量等明顯效果。物理溶劑或物理化學(xué)溶劑具有有機(jī)硫脫除率高、能耗低等優(yōu)勢(shì),尤其是在需要大量脫除有機(jī)硫的場(chǎng)合,此類(lèi)方法具有獨(dú)特的優(yōu)越性。特別是在高壓下使用時(shí),可以通過(guò)多級(jí)閃蒸實(shí)現(xiàn)對(duì)物理溶劑的再生,節(jié)能效果明顯。采用嗎啉衍生物作吸收溶劑的Morphysorb工藝就是近年來(lái)新出現(xiàn)的物理溶劑脫硫脫碳技術(shù),具有良好的有機(jī)硫脫除能力。

53、其工業(yè)試驗(yàn)也頗具特色,是通過(guò)從原料氣中脫除部分酸性組分提高下游天然氣凈化廠(chǎng)的處理能力,所得酸氣直接注入地層,不建硫磺回收裝置。這對(duì)消除現(xiàn)有裝置處理能力“瓶頸”問(wèn)題是一個(gè)可行的選擇。5 環(huán)境保護(hù)5.1建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀儀隴縣介于北緯30113139，東經(jīng)1061410652之間，位于四川盆地北部低山與川中丘陵過(guò)渡地帶。全縣總土地面積公頃，其中耕地43275公頃，人均耕地0.048公頃。境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，地勢(shì)復(fù)雜。地貌以低山梁丘為主，山體切割較深，海撥高差309-793米。動(dòng)植物資源：儀隴縣位于四川盆地東北部低山與川中丘陵過(guò)渡地帶，幅員面積1,691km2，境內(nèi)土地肥沃，氣候適宜，雨量充沛，動(dòng)植物資源非常豐富。糧食作物主要有：水稻、小麥、玉米、薯類(lèi)、豆類(lèi)；經(jīng)濟(jì)作物主要有：棉花、油菜、花生、藥材、黃紅麻等；森林資源主要有：柏樹(shù)、馬尾松、香樟、桉樹(shù)、千丈、榿木、楊槐、馬桑、黃荊等喬、灌木；經(jīng)濟(jì)林木主要有：柑桔、蘋(píng)果、梨、核桃、板栗、桃、李、杏、黃連、杜仲等；國(guó)家珍貴樹(shù)種紅豆樹(shù)在儀隴也有少量生長(zhǎng)。1998年全縣森林覆蓋率達(dá)到30.1%。水力及水產(chǎn)品資源：廣闊的水域，豐富的水產(chǎn)品資源?？h境內(nèi)有