醇胺溶液吸收法脫除火炬氣中酸性氣體的研究.pdf

1、火炬氣中的硫化氫會對其回收利用過程造成設(shè)備腐蝕、管道堵塞等非常不利的影響，因此火炬氣在回收利用前必須經(jīng)過脫硫處理。
　　 本文從火炬氣氣體處理量大、壓力較小、含有大量烴類以及脫硫精度要求不是很高等工藝特點出發(fā)，在眾多工業(yè)脫硫方法中選擇醇胺溶劑吸收法脫除火炬氣中的硫化氫。采用實驗與化工過程模擬計算相結(jié)合的方法研究醇胺溶液吸收火炬氣中的硫化氫和二氧化碳的特性(H2S和CO2的平衡吸收量和H2S/CO2的選擇性)，為工廠火炬氣脫硫過程

2、的工藝開發(fā)和改進提供一種簡單、快速而準(zhǔn)確的溶劑評價方法，為火炬氣等工業(yè)尾氣的過程設(shè)計提供依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)果包括：
　　 1.通過平衡吸收實驗，研究了2.15mol/L的乙醇胺(MEA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液吸收火炬氣中H2S和CO2的特性。實驗結(jié)果表明：
　　 (1)在室溫下，濃度為2.15mol/L的MEA和MDEA水溶液的酸氣負(fù)荷摩爾比分別為0.545和0.355，均能與文獻值相符；
　

3、　 (2)MDEA溶液具有在含有CO2的體系中選擇性吸收H2S的特點，并且對H2S/CO2選擇性隨著停留時間縮短而逐漸升高；而MEA沒有選擇性吸收H2S的特點。因此MDEA是選擇性脫除火炬氣中H2S的理想溶劑，而MEA則能夠有效的脫除所有酸性氣體；
　　 (3)減少停留時間，可以提高MDEA溶液對H2S的選擇性，但是也會導(dǎo)致對H2S吸收率下降，即在相同條件下凈化氣中H2S的含量會升高。因此，應(yīng)在達到凈化要求的范圍內(nèi)縮短停留時間

4、，提高MDEA溶液對H2S/CO2的選擇性。
　　 2.研究了醇胺溶液對酸性氣體H2S和CO2的吸收動力學(xué)，有如下結(jié)果：
　　 (1)測定了20℃2.15mol/L的MEA溶液吸收純H2S和CO2的初始速率，它們分別為16.25×10-3mol·S-1·m-2和7.72×10-mol·-1·m-2；
　　 (2)測定了20℃時MDEA水溶液對H2S、CO2純氣體的初始吸收速率。H2S和CO2初始吸收速率分別為8.

5、31×10-3 mol·s-1·m-2和1.90×10-3 mol·s-1·m-2，兩者有較大的差別，即與MEA相比MDEA更適合于選擇性吸收H2S；
　　 (3)測定了20℃時MDEA水溶液對H2S和CO2混合氣的初始吸收速率。結(jié)果表明各組分的初始吸收速率與其分壓成線性關(guān)系。用下式計算MDEA溶液吸收H2S和CO2混合氣的速率：并將計算結(jié)果與實驗值進行比較，吻合良好。
　　 3.通過PROII環(huán)境中使用的AMSIM軟件

6、，選用Kent-Eisenberg方程為熱力學(xué)模型，對醇胺溶液脫硫過程進行了模擬計算。首先，將本文實驗研究結(jié)果(酸氣負(fù)荷)用于煉油廠干氣和液化氣的MDEA法脫硫過程計算，并將計算結(jié)果與實際工廠數(shù)據(jù)進行比較，能夠吻合良好。表明，本文采用的實驗方法及結(jié)果是可靠的，同樣過程模擬方法及選用的熱力學(xué)模型在處理火炬氣體系時也是合適的。其次，采用模擬計算的方法，研究了醇胺溶液吸收火炬氣中H2S和CO2的特性，結(jié)果表明：
　　 (1)2.15m

7、ol/L MEA溶液吸收火炬氣中H2S和CO2，富液中H2S和CO2的含量受停留時間的影響很小，且MEA對H2S和CO2都具有良好的吸收性能；減少停留時間將使得MEA對H2S和CO2的脫除率降低，在MEA脫除H2S和CO2的過程中應(yīng)確保較長的停留時間，以達到凈化要求。
　　 (2)2.15mol/L MDEA溶液吸收火炬氣，在富液中H2S的含量高于CO2的含量，并且CO2的量隨著停留時間減少下降明顯，而H2S的量基本不變，即MD