之二、天然氣脫酸(醇胺法)

油氣集輸工作內(nèi)容之二、天然氣脫酸(醇胺法)天然氣凈化、加工流程框圖氣體凈化氣體加工之二、天然氣脫酸(醇胺法)第二部分

天然氣脫酸之二、天然氣脫酸(醇胺法)有劇毒，污染環(huán)境，燃燒產(chǎn)生二氧化硫等污染空氣增加天然氣對(duì)金屬腐蝕H2S（25.35,23.37MJ/m3）降低天然氣的熱值(31.4MJ/m3)。硫磺回收（1000/噸）含有H2S和硫化物的天然氣稱為酸性天然氣。不含H2S的天然氣稱為“甜氣”、脫硫氣。天然氣中存在酸性氣體（H2S、CO2）影響：之二、天然氣脫酸(醇胺法)2003年12月23日的晚上9點(diǎn)55分，重慶開縣高橋鎮(zhèn)小陽(yáng)村，羅家16號(hào)井發(fā)生特大井噴責(zé)任事故，混有劇毒硫化氫毒氣的天然氣沖天而起,沖高30米左右，243人失去了寶貴的生命。之二、天然氣脫酸(醇胺法)氫脆：H2S的氫原子滲入鋼材，在鋼組織缺陷處結(jié)合成氫分子，產(chǎn)生極大的壓力使裂紋沿平行于鋼材表層方向擴(kuò)大，并產(chǎn)生鼓泡。硫化物應(yīng)力開裂：金屬在拉應(yīng)力和酸性環(huán)境中（含H2S，硫化物和水）形成電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生原子氫和Fes,原子氫通過表層的FeS滲入金屬晶格，是金屬韌勁下降，在金屬組織缺陷處原子氫聚集成氫分子，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生極大的局部應(yīng)力，在外載荷和內(nèi)應(yīng)力的作用下韌性降低的金屬突然開裂并迅速擴(kuò)大，這種現(xiàn)象為硫化物應(yīng)力開裂之二、天然氣脫酸(醇胺法)一、脫酸氣方法間歇法化學(xué)吸收法物理吸收法混合溶劑吸收法直接氧化法膜分離法按操作特點(diǎn)、脫酸原理，脫酸工藝可分：之二、天然氣脫酸(醇胺法)一、脫酸氣方法1、間歇法

按脫酸氣原理可分為：（1）化學(xué)反應(yīng)法：有明顯的化學(xué)反應(yīng)，與酸氣的反應(yīng)物不能再生，作為廢棄物處置，故僅用于氣量小、含酸氣濃度低的場(chǎng)合。比如海綿鐵法脫除酸氣。（2）物理吸附法：沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，只是單純的吸附，比如用分子篩脫除酸氣。特點(diǎn)：脫酸設(shè)備只能批量生產(chǎn)，不能連續(xù)生產(chǎn)。之二、天然氣脫酸(醇胺法)2、化學(xué)吸收法在一個(gè)塔器內(nèi)以弱堿性溶液作為吸收劑與酸氣反應(yīng)，生成某種化合物。在另一塔器內(nèi)，改變工藝條件(加熱、降壓、汽提等)使化學(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行，堿性溶液得到再生，恢復(fù)對(duì)酸氣的吸收能力，使天然氣脫酸氣過程循環(huán)連續(xù)進(jìn)行。

各種醇胺溶液是化學(xué)吸收法中使用最廣泛的吸收劑，有一乙醇胺(MEA)二乙醇胺(DEA)二甘醇胺(DGA)甲基二乙醇胺(MDEA)二異丙醇胺(DIPA)等。之二、天然氣脫酸(醇胺法)3、物理吸收法

以有機(jī)化合物作為溶劑，在高壓、低溫下使酸氣組分溶解于溶劑內(nèi)。吸收了酸氣的溶劑又在低壓、高溫下釋放酸氣，使溶劑恢復(fù)對(duì)酸氣的吸收能力，使脫酸過程循環(huán)持續(xù)進(jìn)行。物理溶劑再生時(shí)所需的加熱量較少，適用于天然氣內(nèi)酸氣負(fù)荷高，要求同時(shí)進(jìn)行天然氣脫水的場(chǎng)合。如冷甲醇法。之二、天然氣脫酸(醇胺法)4、混合溶劑吸收法

以物理溶劑和化學(xué)溶劑配制的混合溶劑作為吸收劑，兼有物理吸收和化學(xué)吸收劑作用。如：砜胺法。之二、天然氣脫酸(醇胺法)5、直接氧化法

對(duì)H2S直接氧化使其轉(zhuǎn)化成元素硫，如：Claus(克勞斯)法。在天然氣工業(yè)中常用于天然氣脫出酸氣的處理，適合于處理流量小、酸氣濃度很高的原料氣。之二、天然氣脫酸(醇胺法)6、膜分離法

是利用氣體中各組分通過薄膜滲透性能的區(qū)別，將某種氣體組分從氣流中分離和提濃，從而達(dá)到天然氣脫酸性氣的目的。適用于從天然氣內(nèi)分出大量CO2的場(chǎng)合。

之二、天然氣脫酸(醇胺法)利用氣體混合物中各組分在某種溶劑內(nèi)的溶解性差別，使易溶解的氣體溶解于溶劑中而從氣體中分出，這一過程稱為吸收。易溶解的氣體組分稱為溶質(zhì)，溶劑稱吸收劑。根據(jù)是否有明顯的化學(xué)反應(yīng)，吸收又分為兩類：（1）物理吸收：吸收過程中沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，只是單純的物理溶解過程。（2）化學(xué)吸收：吸收過程中存在明顯的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的物質(zhì)。二、吸收與解吸1、吸收之二、天然氣脫酸(醇胺法)隨著吸收的不斷進(jìn)行，吸收劑內(nèi)溶質(zhì)濃度逐步增大，氣液相的溶質(zhì)濃度差減小，傳質(zhì)速率減慢，最后降為零，氣液相達(dá)到平衡，稱為吸收平衡。此時(shí)，溶劑中溶質(zhì)濃度達(dá)到最大值。氣液平衡時(shí)，溶劑中的溶質(zhì)濃度稱為平衡溶解度，簡(jiǎn)稱溶解度。吸收特性之二、天然氣脫酸(醇胺法)影響溶解度大小的因素有：（1）壓力：系統(tǒng)壓力對(duì)溶解度的影響很小，?？珊雎?；（2）溫度：溫度對(duì)溶解度的影響較大，隨溫度上升，溶解度下降；（3）物系組成：一定溫度下，溶解度僅和物系組成有關(guān)。另外吸收還具有選擇吸收性和吸收熱效應(yīng)：吸收總具有一定的選擇性，要選擇對(duì)酸氣溶解度大的溶劑與酸性天然氣接觸，才能脫除天然氣內(nèi)所含的酸氣組分。溶劑吸收溶質(zhì)時(shí)，被吸收氣體組分由氣態(tài)變成液態(tài)，會(huì)產(chǎn)生溶解熱。即使物理吸收也會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)；若為化學(xué)吸收，還伴隨產(chǎn)生反應(yīng)熱。因而，隨吸收過程的進(jìn)行，溶液溫度必將升高。之二、天然氣脫酸(醇胺法)解吸是從溶液內(nèi)分出溶質(zhì)的過程，也稱為吸收劑的再生。解吸是吸收的逆過程。

影響解吸的因素主要是：（1）溫度：溫度越高越有利于解吸；（2）壓力：壓力越低越有利于解吸。2、解吸生產(chǎn)上常用的解吸方法：用不含或少含溶質(zhì)的惰性氣或水蒸汽與富含溶質(zhì)的溶液接觸，或加熱或減壓或既加熱又減壓使溶液汽化，從而分出被吸收的溶質(zhì)。之二、天然氣脫酸(醇胺法)3、吸收-解吸系統(tǒng)

吸收-解吸吸收劑溶液吸收溶質(zhì)。吸收劑溶液內(nèi)溶質(zhì)濃度逐步增大并趨于平衡溶解度，此時(shí)該吸收劑逐步喪失對(duì)溶質(zhì)的吸收能力。富含溶質(zhì)的吸收劑溶液稱為富液。吸收再生通過解吸使富液釋放吸收的溶質(zhì)，恢復(fù)其吸收劑原有的吸收能力，再生后、恢復(fù)吸收能力的溶液稱為貧液。填料塔或板式塔之二、天然氣脫酸(醇胺法)一、醇胺與酸氣的反應(yīng)二、醇胺法脫酸氣原理流程三、常用吸收劑四、胺法及其改進(jìn)工藝五、主要設(shè)備六、操作第三節(jié)化學(xué)吸收法之二、天然氣脫酸(醇胺法)一、醇胺與酸氣的反應(yīng)在醇胺分子結(jié)構(gòu)內(nèi)有一個(gè)胺基和至少一個(gè)羥基。羥基可降低醇胺蒸氣壓，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈堿性，促進(jìn)對(duì)酸性組分的吸收。

1、醇胺的分子結(jié)構(gòu)之二、天然氣脫酸(醇胺法)

均為可逆反應(yīng)。在低溫下，反應(yīng)向右進(jìn)行，醇胺溶液吸收H2S和CO2酸氣，生成胺鹽并放出熱量；在較高溫度下，反應(yīng)向左進(jìn)行，溶液內(nèi)的胺鹽分解，放出酸氣，溶液得到再生。

2、醇胺與酸氣的主要化學(xué)反應(yīng)低溫高溫之二、天然氣脫酸(醇胺法)二、醇胺法脫酸氣原理流程1一入口滌氣器；2一吸收塔；3一“甜氣”出口分離器；4一循環(huán)泵；5一貧胺冷卻器；6一閃蒸罐；7一除固過濾器；8

一碳粒過濾器；9-增壓泵；10-緩沖罐；11一貧／富胺液換熱器；12一再生塔；13一回流冷凝器；14一回流泵；15一重沸器；16一回流罐1、基本工藝流程1~3%固液雜質(zhì)

37~55℃76~88℃88~105℃分離出氣體中可能攜帶的胺液38~82℃76~88℃高溫使胺鹽分解放出酸氣溶液得到再生醇胺溶液吸收并和酸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成胺鹽54-62℃高溫水蒸汽

回收裝置生產(chǎn)硫磺或送至火炬灼燒115~120℃之二、天然氣脫酸(醇胺法)2、胺液分流流程在原料氣酸氣分壓相當(dāng)高的情況下，將再生塔出來的半貧液抽出大部分送至吸收塔中部入塔，而經(jīng)過重沸器進(jìn)一步汽提了的貧液則送至吸收塔頂入塔保證凈化氣的質(zhì)量。貧液與半貧液分流流程之二、天然氣脫酸(醇胺法)3、幾個(gè)吸收塔富液共用一個(gè)換熱再生系統(tǒng)的流程在某些情況下，天然氣凈化廠內(nèi)幾個(gè)吸收塔的富液可以合并至一套換熱再生系統(tǒng)處理，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱“多合一”流程?！岸嗪弦弧绷鞒痰膬?yōu)點(diǎn)：1、節(jié)省投資，降低運(yùn)行管理費(fèi)用，減少裝置檢修費(fèi)用，縮短檢修時(shí)間；2、使得裝置能耗下降；3、工廠增減處理量的操作變得非常簡(jiǎn)單。之二、天然氣脫酸(醇胺法)三、常用吸收劑

天然氣脫酸氣工藝中常用的吸收劑有兩大類：（2）碳酸鉀及帶有各種催化劑的碳酸鉀溶液，主要介紹熱碳酸鉀。（1）醇胺類一乙醇胺二乙醇胺二甘醇胺二異丙醇胺甲基二乙醇胺之二、天然氣脫酸(醇胺法)（1）在各種醇胺中其分子量最小、堿性最強(qiáng)、與酸氣的反應(yīng)速度最快、酸氣負(fù)荷最高，能夠迅速吸收天然氣中的酸性氣體，易于降低天然氣中酸性氣體濃度，而且脫除一定量的酸氣所需要循環(huán)的溶液較少；（2）蒸氣壓高，揮發(fā)性強(qiáng)，溶劑的蒸發(fā)損失大；（3）腐蝕性強(qiáng)，溶液濃度低（15～20%），特殊部位需要使用特殊鋼材；1、一乙醇胺(MEA)一乙醇胺(MEA)的特點(diǎn)：之二、天然氣脫酸(醇胺法)（4）化學(xué)穩(wěn)定性較好，在沒有其他化學(xué)劑參與時(shí)，常沸點(diǎn)以下溫度范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生降解和分解；（5）易氧化變質(zhì)，因此儲(chǔ)罐和緩沖罐應(yīng)有甜氣或氮?dú)鉃楦采w氣體；（6）對(duì)H2S和CO2的吸收無選擇性，并且可以得到很高的凈化度；（7）與羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，需要配置復(fù)活釜。1、一乙醇胺(MEA)一乙醇胺(MEA)的特點(diǎn)：之二、天然氣脫酸(醇胺法)（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失小；（2）堿性弱，與酸氣化學(xué)鍵的結(jié)合力弱，所需再生熱小；（3）腐蝕性較弱，溶液濃度較高（DEA水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比一乙醇胺(MEA)高），溶液的循環(huán)量較小，再生所需的熱負(fù)荷較低；（4）對(duì)H2S和CO2的吸收無選擇性，同時(shí)也吸收羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)，而且與COS、CS2生成的化合物能再生，因而不需要設(shè)置復(fù)活釜。2、二乙醇胺(DEA)二乙醇胺(DEA)的特點(diǎn)：之二、天然氣脫酸(醇胺法)二甘醇胺(DGA)的特點(diǎn)：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失??；（2）H2S凈化程度高，即使貧液溫度高達(dá)54℃也可保證H2S凈化度，因此溶液冷卻可僅使用空冷而不用水冷，故適用于沙漠及干旱地區(qū)；（3）腐蝕性略低于MEA，二甘醇胺（DGA）水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比一乙醇胺（MEA）高，溶液的循環(huán)量較小，再生所需的熱負(fù)荷較低；（4）對(duì)H2S和CO2的吸收無選擇性，同時(shí)也吸收羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)并與之發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)。（5）凝固點(diǎn)低（-12.5℃），適宜在高寒地區(qū)使用。3、二甘醇胺(DGA)之二、天然氣脫酸(醇胺法)二異丙醇胺(DIPA)特點(diǎn)：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失?。唬?）腐蝕性弱，溶液濃度高，溶液的循環(huán)量小，再生所需的熱負(fù)荷低；（3）低壓下能選擇性地脫除H2S，但隨著壓力提高選擇性下降，在較高壓力下能同時(shí)脫除H2S和CO2；（4）二異丙醇胺（DIPA）能脫除羰基硫(COS)，而且易再生。相應(yīng)的工藝過程稱ADIP，ADIP工藝也用于LPG脫除H2S和COS。在歐洲多用于處理練廠氣。4、二異丙醇胺(DIPA)之二、天然氣脫酸(醇胺法)甲基二乙醇胺(MDEA)的特點(diǎn)：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失?。唬?）甲基二乙醇胺（MDEA）比熱低，所需再生熱??；（3）腐蝕性低，溶液濃度高，循環(huán)量小，再生所需的熱負(fù)荷低；（4）具有吸收選擇性，對(duì)H2S的吸收能力比CO2高；（5）凝固點(diǎn)低（-14.6℃），適宜在高寒地區(qū)使用。5、甲基二乙醇胺(MDEA)

之二、天然氣脫酸(醇胺法)酸氣分壓高時(shí)反應(yīng)向右進(jìn)行——吸收反應(yīng)。酸氣分壓低時(shí)反應(yīng)向左進(jìn)行——再生反應(yīng)。碳酸鉀也能與COS和CS2進(jìn)行由分壓控制的可逆化學(xué)反應(yīng)。

由于吸收系統(tǒng)常在110℃下工作，故得名“熱碳酸鉀法”。再生溫度為118℃，適用于氣體壓力超過2.1MPa，酸氣含量為5～8％的酸性天然氣。

注意：沒有co2時(shí)，不能脫出H2S6、熱碳酸鉀碳酸鉀(K2CO3)與酸氣的化學(xué)反應(yīng)之二、天然氣脫酸(醇胺法)吸收H2S的碳酸鉀溶液再生需要足夠的碳酸氫鉀，存在足夠的CO2是第二個(gè)反映逆向進(jìn)行的條件。熱碳酸鉀的特點(diǎn)：

（1）除酸氣組分外，其他組分在溶液內(nèi)的溶解度極少，可忽略有用氣體組分的損失；

（2）碳酸鉀與H2S、CO2的反應(yīng)熱僅為胺法的一半左右，再生熱??；

（3）存在CO2時(shí)才能脫H2S，適用于CO2/H2S高的酸性天然氣，可脫除COS和CS2；之二、天然氣脫酸(醇胺法)（4）要求碳酸鉀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于35％，否則將產(chǎn)生重碳酸鹽類沉淀；（5）溶液內(nèi)含有固體懸浮物和重?zé)N時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)泡和溶劑損失；（6）溶液有極強(qiáng)的腐蝕性，需要向系統(tǒng)注入防腐劑。熱碳酸鉀的特點(diǎn)：之二、天然氣脫酸(醇胺法)常規(guī)熱碳酸鉀流程采用常規(guī)熱碳酸鉀流程可使凈化氣中CO2濃度達(dá)到0.5%～0.6%。110℃

118℃

20％～35％

之二、天然氣脫酸(醇胺法)貧液分流熱碳酸鉀流程當(dāng)要求凈化氣CO2濃度達(dá)到0.1％～0.2％時(shí)，可采用貧液分流，分出約1/3的貧液冷至30℃送至吸收塔頂，從而降低了出塔氣體的CO2濃度。之二、天然氣脫酸(醇胺法)貧液與半貧液分流熱碳酸鉀流程對(duì)于處理CO2濃度高達(dá)20％～40％的進(jìn)料氣，可采用貧液與半貧液分流流程。從再生塔中部取出占總量3/4左右的半貧液送至吸收塔中部，而余下的1/4獲得更好再生的貧液送人吸收塔頂。為了獲得更高的凈化度，此股貧液也可進(jìn)一步冷卻后入塔。3/41/4之二、天然氣脫酸(醇胺法)四、、胺法及其改進(jìn)工藝胺法分常規(guī)胺法和選擇性胺法。常規(guī)胺法是指可基本上同時(shí)脫除H2S及CO2的胺法。目前常規(guī)胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)及二甘醇胺(DGA)。選擇性胺法是指在氣體中同時(shí)存在H2S與CO2的條件下，幾乎完全脫除H2S而僅吸收部分CO2的胺法。具有選擇脫硫能力的甲基二乙醇胺(MDEA)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。二異丙醇胺（DIPA）在低壓下也有顯著的選擇脫除H2S的能力。開發(fā)選擇性胺法的原動(dòng)力是獲得適合克勞斯工藝處理的酸氣。選擇性胺法的應(yīng)用領(lǐng)域包括選擇性脫除H2S以及酸氣H2S提濃。之二、天然氣脫酸(醇胺法)⑴

、MDEA配方溶液MDEA配方溶液是一種高效氣體脫硫脫碳溶液。MDEA配方溶液是以甲基二乙醇胺（MDEA）為主劑，在溶液中加入改善其某些性能的化學(xué)劑，或增加或抑制MDEA吸收CO2的性能。有的配方溶液可以比甲基二乙醇胺（MDEA）具有更高的脫硫選擇性，有的配方溶液也可以比其他醇胺溶液具有更好的脫除CO2效果。MDEA配方溶液某些化學(xué)劑帶來了一些負(fù)面影響：①降低了胺液有效濃度，使可操作的氣液比下降；②使溶液的腐蝕性增強(qiáng)。之二、天然氣脫酸(醇胺法)⑵、活化MDEA溶液

活化MDEA溶液是在溶液中加入提高其吸收CO2速率的活化劑，主要用于：①?gòu)闹缓珻O2的氣體混合物中大量脫除CO2；②從含少量H2S且CO2/H2S比高的氣體混合物中大量或深度脫除CO2，也可兼脫一定量的H2S；之二、天然氣脫酸(醇胺法)⑶、混合胺溶液混合胺溶液是在MDEA溶液中加入其他伯胺或仲胺（有時(shí)還添加其它活性組分）?；旌习啡芤旱奶攸c(diǎn)：①對(duì)CO2的吸收率<20%，低于采用MDEA溶液10%以上；而對(duì)H2S的選擇性顯著提高，對(duì)H2S的脫除率大于99.99%。大大提高酸氣中H2S的含量（可高達(dá)45%(V)，高出采用MDEA溶液約5個(gè)百分點(diǎn)），減少克勞斯回收裝置設(shè)備及管線的尺寸，降低硫回收裝置的投資成本。之二、天然氣脫酸(醇胺法)②相同條件下，達(dá)到相同H2S凈化度，比采用MDEA溶液胺液循環(huán)量降低10%～20%，有利于發(fā)揮裝置處理能力，降低能耗。可見，混合胺溶液的H2S選擇性、溶劑消耗、能消、投資運(yùn)行成本等指標(biāo)都優(yōu)于MDEA溶劑。并且克服了MDEA溶液?jiǎn)为?dú)使用時(shí)的缺點(diǎn)，在使用過程中亦未發(fā)現(xiàn)腐蝕和發(fā)泡現(xiàn)象，可滿足各種氣質(zhì)條件和不同凈化度的要求，因此具有很大的應(yīng)用推廣價(jià)值?；旌习啡芤哼m用于原料氣中CO2/H2S比值較大、酸氣中H2S含量較高的情況。之二、天然氣脫酸(醇胺法)

A1.一段吸收塔A2.二段吸收塔S1.一段汽提塔S2.二段汽提塔S3.直接換熱區(qū)S4.酸水汽提塔P1.一段泵P2.二段泵EX1.主換熱器EX2.溶劑冷卻器(一段)EX3.溶劑冷卻器(二段)EX4.初級(jí)冷凝器EX5.中間重沸器EX6.塔底重沸器

4、改進(jìn)的胺液分流工藝

酸水酸氣水返回重沸器中間重沸器

再生塔塔頂酸氣經(jīng)冷凝器冷凝,冷凝液返回再生塔上部進(jìn)行部分汽提,然后進(jìn)入酸水汽提塔，以獲得H2S濃度極低的冷凝水,最后返回到再生塔塔底重沸器。再生塔中間重沸器用于調(diào)整半貧液濃度,使其與再生塔塔底貧液濃度保持一致。該工藝由于僅僅一小部分溶劑（一般為不到20%）進(jìn)行完全再生,因而該工藝能耗極低。之二、天然氣脫酸(醇胺法)五、主要設(shè)備

吸收塔閃蒸罐再生塔回流罐換熱設(shè)備（1.重沸器2.回流冷凝器3.貧／富胺液換熱器）過濾器主要設(shè)備之二、天然氣脫酸(醇胺法)二、醇胺法脫酸氣原理流程1一入口滌氣器；2一吸收塔；3一“甜氣”出口分離器；4一循環(huán)泵；5一貧胺冷卻器；6一閃蒸罐；7一除固過濾器；8一碳粒過濾器；9-增壓泵；10-緩沖罐；11一貧／富胺液換熱器；12一再生塔；13一回流冷凝器；14一回流泵；15一重沸器；16一回流罐1、基本工藝流程1~3%37~55℃76~88℃88~105℃38~82℃76~88℃54-62℃115~120℃閃蒸罐溫度回流罐過濾器換熱設(shè)備之二、天然氣脫酸(醇胺法)五、主要設(shè)備

1）類型：吸收塔分填料塔和板式塔兩類。

填料塔屬微分接觸逆流操作，填料為氣液接觸的基本構(gòu)件，溶液在填料表面呈連續(xù)相，一旦發(fā)泡較難控制。

板式塔屬于逐級(jí)接觸操作，塔板為氣液接觸的基本構(gòu)件，氣流從溶液中鼓泡通過，較易導(dǎo)致發(fā)泡，但由于有適當(dāng)?shù)陌彘g距，泡沫不易連接。胺法工藝常需要考慮溶液的發(fā)泡問題。1、吸收塔用吸收劑從天然氣內(nèi)分出酸性氣體的塔器稱吸收塔或接觸塔。之二、天然氣脫酸(醇胺法)五、主要設(shè)備

氣體處理量較小的吸收裝置常用不銹鋼填料塔，塔徑超過0.5米的裝置常用浮閥塔（不銹鋼塔板）或規(guī)整式填料塔（規(guī)整填料一般由波紋狀的金屬網(wǎng)或多孔板重疊而成）

。1、吸收塔之二、天然氣脫酸(醇胺法)之二、天然氣脫酸(醇胺法)（1）塔底滌氣段：脫除氣體內(nèi)夾帶的液固雜質(zhì)，防止溶劑污染。（2）塔板：塔板數(shù)量應(yīng)根據(jù)酸氣負(fù)荷和溶液濃度確定，常見為20～24塊實(shí)際塔板，塔板間距約為0.6m。（3）充水塔板：貧液進(jìn)料塔板上方有2～5塊充水塔板，使脫酸氣體通過水層，對(duì)氣體進(jìn)行水洗可減少溶液被氣體攜帶出塔的損失，同時(shí)可減少補(bǔ)充水量。（4）塔頂捕霧器：減少甜氣對(duì)吸收溶液的攜帶，捕霧器至頂層塔板間距為0.9～1.2m。2）結(jié)構(gòu)之二、天然氣脫酸(醇胺法)吸收塔塔徑與氣體處理量和壓力有關(guān)，有多種經(jīng)驗(yàn)估算法。（1）按照氣體處理量確定塔徑

氣體最大空塔速度

氣體允許流速：分出液滴的粒徑取150～200μm。

3）吸收塔塔徑ksB=0.0768之二、天然氣脫酸(醇胺法)（2）查圖

流量塔徑氣體體積流量：m3/d壓力（表壓）：MPa塔徑：cm流量X之二、天然氣脫酸(醇胺法)吸收塔醇胺溶液的流量與氣體處理量和所需脫出的酸氣負(fù)荷成正比。循環(huán)量(L／min)=K×氣體處理量(106×m3／d)×酸氣摩爾分?jǐn)?shù)

4）胺液循環(huán)量之二、天然氣脫酸(醇胺法)包括原料氣溫度、甜氣溫度、貧液入塔溫度和富液出塔溫度。

甜氣溫度比原料氣溫度高8～17℃。貧液入塔溫度一般為37～55℃。貧液溫度應(yīng)等于或略高于甜氣溫度，溫差控制在0～6℃間。富液出塔溫度比原料氣溫度高11～22℃。

5）溫度之二、天然氣脫酸(醇胺法)6）貧液含酸氣量進(jìn)吸收塔的貧液含有微量酸氣，含酸氣的量與醇胺類別有關(guān)。伯醇胺的殘余酸氣負(fù)荷為0.05～0.10(mol／mol)，仲醇胺的殘余酸氣負(fù)荷為0.03～0.05，以甲基二乙醇胺（MDEA）為基料復(fù)配的吸收溶劑的殘余酸氣負(fù)荷為0.005。7）富液的酸氣負(fù)荷出塔富液的酸氣負(fù)荷常按80％酸氣平衡負(fù)荷考慮。之二、天然氣脫酸(醇胺法)吸收塔與穩(wěn)定塔區(qū)別：1、氣液傳質(zhì)機(jī)理不同：吸收塔：揮發(fā)度接觸塔：溶解度2、氣液流量不同：吸收塔：氣體流量大，液體流量小接觸塔：液體流量大，氣體流量小之二、天然氣脫酸(醇胺法)1）作用脫除醇胺富液吸收的烴類（否則這些液烴將進(jìn)入再生塔干擾胺液再生，并促使胺液在再生塔內(nèi)發(fā)泡）。溶液吸收烴類的數(shù)量與吸收塔壓力、原料氣組成有關(guān)。原料氣為貧酸氣時(shí)的經(jīng)驗(yàn)值約為15m3／m3。2、閃蒸罐之二、天然氣脫酸(醇胺法)2）操作參數(shù)低壓、高溫有利于在閃蒸罐內(nèi)分出溶液吸收的烴類，因而閃蒸罐的壓力宜低于0.5MPa，溫度應(yīng)高于60℃，可以獲得較好的脫烴效果。若為氣液兩相分離，胺溶液在閃蒸罐內(nèi)的停留時(shí)間約為10～15min；若為三相分離，停留時(shí)間為20～30min。3）烴蒸氣的處理蒸出烴蒸氣的同時(shí)會(huì)帶出少量酸氣(H2S)。若閃蒸氣用做燃料，需要在閃蒸罐上部安裝一個(gè)小型填料塔，用貧胺液進(jìn)行處理，降低氣體內(nèi)H2S含量。2、閃蒸罐之二、天然氣脫酸(醇胺法)3、再生塔1）類型小直徑再生塔常采用填料塔；大直徑采用板式塔。2）結(jié)構(gòu)（1）塔板：常為20～24塊，塔板間距0.6m；

（2）充水塔板：富液進(jìn)料塔板上方有2～5塊充水塔板用于降低溶劑蒸發(fā)損失。之二、天然氣脫酸(醇胺法)按照氣體流量確定塔徑，應(yīng)選取塔頂和塔底氣體流量較大者確定再生塔塔徑。塔底氣體流量=重沸器產(chǎn)生的水蒸汽流量。塔頂氣體流量=塔頂蒸汽流量+酸氣流量。塔頂蒸汽流量=塔底蒸汽流量-溶液溫度由入塔溫度升至重沸器溫度所需蒸汽流量-使酸氣汽化所需的蒸汽流量。4）操作參數(shù)塔壓一般為70～130kPa，塔頂溫度一般低于107℃。

3）再生塔塔徑之二、天然氣脫酸(醇胺法)在回流罐內(nèi)實(shí)現(xiàn)酸氣和冷凝水的分離，冷凝水作為回流液返回再生塔。水摩爾數(shù)與酸氣摩爾數(shù)之比稱為回流比?；亓鞅却笮】筛鶕?jù)再生塔塔頂壓力、溫度查圖確定。

4、回流罐之二、天然氣脫酸(醇胺法)在胺液循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)主要有四種換熱設(shè)備：1）重沸器重沸器為再生塔提供熱量，其熱負(fù)荷由以下四部分組成：①將醇胺溶液加熱至沸點(diǎn)；②使再生塔塔頂回流液(水)汽化；

③補(bǔ)充水的熱負(fù)荷；

④重沸器和再生塔的熱損失。重沸器的熱負(fù)荷需留有15～20％的安全余量。

5、換熱設(shè)備之二、天然氣脫酸(醇胺法)重沸器熱負(fù)荷與回流冷凝器負(fù)荷、再生塔塔板數(shù)有關(guān)。重沸器熱負(fù)荷愈大，塔頂回流冷凝器的負(fù)荷愈高，回流量愈大，但可用較少板數(shù)的再生塔。反之，重沸器熱負(fù)荷小，回流量小，塔頂回流冷凝器的負(fù)荷愈低，而塔板數(shù)和塔高需要增加。小型再生系統(tǒng)的重沸器采用直燃式加熱爐，大型再生系統(tǒng)可用水蒸汽或熱油為熱媒。5、換熱設(shè)備重沸器之二、天然氣脫酸(醇胺法)再生塔塔頂?shù)幕亓骼淠鞯呢?fù)荷是冷卻塔頂氣并把水蒸汽凝析為水。冷卻器的入口溫度不宜超過107℃，出口溫度為54～62℃。再生塔頂?shù)幕亓骼淠鞒閺?qiáng)制通風(fēng)空冷式翅片管換熱器。2）回流冷凝器之二、天然氣脫酸(醇胺法)換熱器的作用：預(yù)熱富液減少重沸器負(fù)荷，同時(shí)回收貧液顯熱減少貧液冷卻器負(fù)荷。換熱器常用管殼式換熱器，腐蝕性強(qiáng)的富液走管程。為減小腐蝕，控制富液流速在0.6～1.2m／s范圍內(nèi)。換熱前后貧富液的溫度變化常在38～56℃范圍，常用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上換熱器串聯(lián)。換熱器壓降一般為14～35kPa。3）貧／富胺液換熱器之二、天然氣脫酸(醇胺法)進(jìn)入吸收塔的貧胺溶液溫度要適宜。溫度過高，會(huì)使胺的蒸氣壓高，胺液被氣體攜帶出塔的損失增多；溫度過低，使塔頂氣體驟冷，產(chǎn)生凝析烴液污染胺液，并且會(huì)促使塔內(nèi)溶液發(fā)泡。因此，貧液溫度應(yīng)略高于塔頂溫度，溫差由貧胺冷卻器控制。貧胺冷卻器常為強(qiáng)制通風(fēng)空冷式翅片管換熱器。4）貧胺冷卻器之二、天然氣脫酸(醇胺法)

在胺液循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)過濾環(huán)節(jié)：1）對(duì)富液過濾除去富液內(nèi)95％以上粒徑大于10μm的固體雜質(zhì)，防止堵塞貧／富胺液換熱器和再生塔。通常采用機(jī)械式過濾器。2）對(duì)貧液過濾除去溶液吸收的液烴，提高進(jìn)吸收塔貧液的品質(zhì)，減小溶液發(fā)泡傾向。往往采用活性炭或碳粒過濾器。6、過濾器之二、天然氣脫酸(醇胺法)六、操作1、溶液損失大體分三類：正常損失、非正常損失和降解損失。

1）正常損失醇胺溶液的正常損失包括：①甜氣帶走的；②閃蒸罐排出閃蒸氣內(nèi)攜帶的，這種損失通常很??；③再生塔回流罐排放的酸氣中含有微量溶劑蒸氣，這種損失也很小，再生塔塔頂流出物基本不含溶劑；④復(fù)活釜損失，復(fù)活溫度比再生溫度高，造成溶劑損失。醇胺法脫酸氣系統(tǒng)在運(yùn)行中常遇到的問題主要有溶液損失、溶液發(fā)泡和腐蝕問題。之二、天然氣脫酸(醇胺法)2）非正常損失

醇胺溶液的非正常損失主要包括：①溶劑循環(huán)系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏