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1、高含CO2天然气处理技术本综述总结了国内外目前天然气脱碳技术进展，希望对各位有帮助！dog123 发表于 2008-4-18 08:53 |v*KWAHp 没有什么用的哈朋友xiaoxi488 发表于 2008-4-19 11:53 QA3=K7m 你是天然气处理方面的专家，可能感觉文章有点浅，当然要求高， nad6UqJ* ijAC0%Z s 不过对于别人了解天然气脱CO2流程，工艺方法，脱CO2的技术进展是很有用的！ H/ Pk i MYI 就不能给海川新人一些鼓励吗？:)木桃琼琚 发表于 2008-4-19 12:07 -y3MZL&!, 不错，楼主辛苦！:victory: :lovel
2、ine :sa hire2004 发表于 2008-4-19 12:44 Faa hMZh 讲到什么程度？基本原理还是有针对性的 讨论啊litchi_py 发表于 2008-5-22 09:53 UFM J!50;)/ 一、溶剂吸收法 L7pY;nj *.aJ-L 溶剂吸收法作为最古老又能成熟应用的脱CO2方法，现在已在CO2工艺中广泛使用。溶剂吸收法又可分为化学吸收法、物理吸收法和混合溶剂法。 i 39 + lnh.WQb 化学吸收法 pfh!1 *qF (A HGl 化学吸收法是让原料气和一种化学溶剂在吸收塔内发生化学反应，CO2与溶剂反应形成富液，富液经过解收塔分解出CO2，吸收与解吸交
3、替进行，从而实现CO2的脱除。这类方法一般不受原料气酸气分压的影响，适用CO2分压较低,净化度要求较高的情况,但再生时需要加热，热能消耗大。目前，工业中广泛采用胺法和热碳酸钾法这两种化学吸收法。 XVVjYI7+ !eM?xUM, 虽然采用化学吸收法脱除天然气中的CO2后的产品气纯度高且处理量大，且该法目前已经得到广泛应用，但是化学吸收法依然存在以下不足：应用该法脱除CO2时，需考虑吸收剂的再生循环使用问题，从而增加了操作难度；该法对含CO2的原料气适应性不强，需要复杂的预处理系统，而且由此带来的设备腐蚀与环境污染问题也较严重，故对一些关键设备的材质要求很高，加大了设备的投资；相对变压吸附法而
4、言，该法作为湿法工艺相对比较复杂，流体需要周期性升温、降温，并且溶剂再生必须消耗大量的外热。 (,sHn| qh 7;%Y -9&o:V2fj 胺法是目前世界范围内天然气脱除CO2工艺中使用最频繁的方法。胺法是以乙醇胺类作为吸收剂，一般有一乙醇胺法、二乙醇胺法、三乙醇胺法和二异丙醇胺法、甲基二乙醇胺法等。工业上最先使用的是三乙醇胺，但由于CO2的吸收效率低和溶剂的稳定性差，因而逐渐被一乙醇胺、二乙醇胺及甲基二乙醇胺法所取代。 3+m2_ d27 w| #kU MEA法脱除CO2 M_GtFbWF m QkCjgS0 一乙醇胺作为吸收剂用于脱除天然气中的CO2，是较早工业化的方法之一。该法的主要
5、优点在于工艺简单、经济，原料气经处理后能达到满意的净化度。同时，一乙醇胺能与CO2反应生成碳酸盐，该生成物可在一定温度及热量下分解，使MEA溶液得以再生。但该法也存在一些缺点：MEA与CO2所生成的碳酸盐不稳定，在一定条件下又可进一步与CO2和H2O反应生成更稳定的重碳酸盐，使溶液再生能耗增加；同时使再生溶液中的碳酸盐残余浓度增大，导致吸收塔的效率降低；另外，MEA与CO2反应能生成少量的氨基甲酸盐，具有强腐蚀性。 KV$U/A. (UnuYVj3EA 该法的工艺流程如下：冷却原料气至40一50进入吸收塔底部，与MEA溶液逆流接触，净化后从塔顶离开。塔底富液与贫液换热后进入再生塔顶部，与再沸器
6、产生的热蒸汽接触，排出其中的CO2，得到再生的贫液冷却后返回吸收塔循环使用。离开再生塔的气体通过冷凝器和回流罐后进入下一工序，冷凝液返回再生塔。具体流程见图9-2。 -u 89Hb(Y 图9-2 MEA脱CO2工艺流程图 4 =ubn=s nE7M2T MDEA脱除CO2 Pk1bqe (#*r78 MDEA即N一甲基二乙醇胺，是一种叔胺，其化学性质稳定、无毒、不降解。MDEA并不如伯胺、仲胺那样与CO2反应生成稳定的胺基甲酸盐，只能形成亚稳定的胺基甲酸氢盐，所以其在较低温度下就能再生。同时，MDEA吸收CO2的过程兼有物理吸收和化学吸收的特点。 #*K *+v; 2jji0?|6 纯MDEA
7、并不能与CO2发生化学反应，而只有MDEA水溶液才对CO2有吸收作用，反应方程式如下: k$ #_$U H4,-: R3N+CO2+H20=R3NH+HCO3- ;dOHEj z4 NB&X 4 L%et2 为了进一步提高脱碳效率，加快CO2的吸收和再生，可以在MDEA溶液中加入适量活化剂。用加入活化剂的MDEA溶液脱除CO2的工艺被称为活化MDEA脱碳或改良MDEA法脱碳，一般采用乙醇胺、咪唑、甲基咪唑等作为活化剂。 -=#K&5L P0LE.P% 活化 MDEA法脱碳工艺具有以下特点：净化度高，吸收压力低；投资省，工艺流程简单；溶剂无毒，无腐蚀性；设备费用低，能耗低；操作手段灵活；可同时脱
8、硫且溶剂再生时不析出单质硫。 so 空间位阻胺 tqFi/O0F *vuY?V2 空间位阻胺作为近几年开发的一种新型净化剂，是在胺分子中引入某些具有空间位阻效应的基团，用于改善溶剂的脱硫、脱碳效果。该化合物中至少有一个仲氨基与一个仲碳或叔碳原子连接，此类溶剂用于天然气脱CO2具有的优点是吸收效率高，溶剂循环量少，能耗和操作费用低，节能效果和经济效益显著。 *3,rTI H 4xav 热碳酸钾法 8I Wl,Qa XzmD_*3 另一种天然气脱CO2的化学吸收法是热钾碱法，特别适合从低含硫化氢或不含硫化氢的气体中量脱除CO2。热钾碱法脱CO2与胺法脱CO2具有相似的工艺流程，有一个吸收塔和一个再
9、生塔。但由于热钾碱不是很活泼，所以当产品要求的CO2浓度低时就需要两级吸收。 t,uI( wS lO2 pn 工业中常采用热钾碱法中的苯菲尔德法脱除天然气中的CO2，苯菲尔德法的吸收剂是在K2C03水溶液中加入一乙醇胺作为活化剂，V205为缓蚀剂。碳酸钾水溶液具有强碱性，它与CO2反应生成KHCO3，生成的碳酸氢钾在减压和受热时又可放出C02,重新生成碳酸钾，因而K2C03溶液可循环使用。 ZT+,NOK tfmv slR xAGHf k33_gF1R 图9-5 苯菲尔德法脱CO2工艺流程图 gf_1q; 4w bja 苯菲尔德工艺的基本工艺流程为一种结构简单的单段设计。采用传统的填料塔或板式
10、塔直接进行气液逆流接触，主要适用于天然气中CO2含量要求为1%一5%的情形。要获得更高的CO2净化度，还可采用分流式吸收塔设计和二段式吸收再生工艺设计。 &6db/sI h4TGL6l 苯菲尔德法工艺操作较为复杂，运行可靠，各项设计指标较易达到。但也存在蒸汽压高、价格高、活化剂损耗大等问题。 ZbO5bRC ( 4YGl!hJ 物理吸收法 2v&CJ:e% S unPuc 物理吸收法的原理是通过交替改变CO2和吸收剂之间的操作压力和操作温度以实现CO2的吸收和解吸，从而达到分离CO2的目的。吸收剂再生时不用加热,只需降压或气提,物理吸收法的总能耗比化学吸收法低,但CO2回收率低,在脱CO2前需先将硫化物脱除。物理吸收法适合于CO2分压较高,净化度要求低的情况，又特别是重烃含量少的天然气。该法常使用的吸收剂有甲醇、丙烯酸酯、乙醇、聚乙二醇及噻吩烷等高沸点有机溶剂。 _VRG(q?_ ? CTb%:7 下面将着重介绍物理吸收法中的碳酸丙烯酯脱碳工艺、多乙二醇二甲醚工艺、NHD工艺、变压吸附工艺。 *z#o9%+
