空間位阻胺對天然氣中酸氣吸收的研究.pdf

1、天然氣作為一種燃燒時CO2等污染物排放較少、能量利用率高和熱值較高的清潔能源，越來越受世界各國的重視。天然氣中酸性成分H2S、有機硫與CO2不僅會造成環(huán)境污染，還會帶來催化劑中毒、金屬設(shè)備的腐蝕以及影響天然氣的熱值等問題。因而在天然氣的運輸與利用之前，必須將H2S、有機硫與CO2從天然氣中脫除。
　　醇胺法是天然氣工業(yè)中最為常用的脫硫脫碳方法。其中MDEA由于對H2S吸收的選擇性高，再生能耗低，化學穩(wěn)定性好，腐蝕性低，溶液不易發(fā)泡

2、降解等優(yōu)點，成為應(yīng)用最為廣泛的脫硫脫碳劑。空間位阻胺CB作為一種Taft系數(shù)較高的仲胺，具有比MDEA更高的對H2S吸收的選擇性和更大的碳容量，以及較低的再生能耗，因而在未來可以在天然氣脫硫脫碳領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
　　本論文研究了空間位阻胺CB在天然氣脫硫脫碳領(lǐng)域的優(yōu)良特性，包括較大的碳硫容、較高的對H2S吸收的選擇性以及較低的再生能耗。主要研究內(nèi)容為首先考察了靜態(tài)實驗下的最佳反應(yīng)條件，結(jié)果表明反應(yīng)溫度40℃、胺液體積分數(shù)為35％～4

3、5％為最佳配比;然后進行了最佳反應(yīng)條件下MDEA溶液與CB溶液脫硫脫碳效果對比，研究結(jié)果顯示CB溶液不僅在脫硫脫碳效果上，在對H2S吸收的選擇性上也優(yōu)于MDEA溶液。
　　將CB與MDEA溶液按不同比例復(fù)配制成復(fù)合溶液，保持總胺含量一定，結(jié)果顯示復(fù)合溶液碳硫容和對H2S吸收的選擇性隨CB含量增加而增加。再生實驗中考察了相同再生條件下復(fù)合溶液與MDEA溶液貧液酸氣含量，顯示在相同的再生條件下，復(fù)合溶液能夠解析出更多地酸氣，且一次再生

4、后脫硫脫碳效果優(yōu)于MDEA溶液，表明CB再生能耗較低。
　　考察了氣液接觸時間與原料氣中不同酸氣組成對復(fù)合溶液與MDEA溶液脫硫脫碳效果的影響。氣液接觸時間延長，復(fù)合溶液與MDEA溶液碳硫容減小，對H2S吸收的選擇性增大。在任何氣液接觸時間下，復(fù)合溶液的碳硫容與對H2S的選擇性都大于MDEA溶液。保持原料氣中總酸氣含量為8％（φ），原料氣中H2S含量為1％～6％時，原料氣中H2S含量增加，復(fù)合溶液硫容相應(yīng)按比例均勻增加;而原料氣中

5、CO2含量增至5％時復(fù)合溶液對CO2的吸收就會達到飽和。
　　腐蝕實驗與發(fā)泡實驗結(jié)果顯示復(fù)合溶液富液與MDEA溶液富液腐蝕速率大于貧液腐蝕速率，復(fù)合溶液吸收較多的酸氣其富液腐蝕速率卻較低。添加咪唑啉類緩蝕劑可以有效緩解富液的腐蝕性，5‰（φ）為最佳添加量。CB溶液的泡沫高度以及消泡時間均大于MDEA溶液，復(fù)合溶液發(fā)泡傾向大于CB溶液與MDEA溶液，MDEA與CB的混合比例基本不影響復(fù)合溶液的泡沫高度以及消泡時間。FeS的添加會加強