川东北高含硫天然气脱硫净化技术研究

摘要

本课题针对川东北高酸性气田天然气中有机硫含量的问题,开展了国内外资料的调研,在调研的基础上,开展了系统的科研工作,在实验室高压脱硫试验装置上,根据在MDEA水溶液中加入溶剂和助剂来改善溶液的有机硫脱除性能这一研究思路,以高含H2S、CO2及含有较高浓度有机硫的高酸性天然气作原料气进行了脱硫溶剂配方的筛选、评定。并考察了所选脱硫溶剂在不同酸气负荷、不同填料高度、不同贫液入塔温度、不同吸收压力等条件下脱除高酸性天然气中H2S、CO2及有机硫的效果,同时对所选脱硫溶剂的再生性能和抗发泡性能也进行了考察。在实验室研究的基础上进行了现场在线试验,进一步考察了所选脱硫溶剂的性能。
　　实验室试验表明,所选脱硫溶剂对高酸性天然气中的有机硫具有较强的脱除能力。在吸收压力6.0MPa和所试验的原料气组成范围内,无论采用0.53mol酸气/mol胺或是0.59mol酸气/mol胺的溶液酸气负荷,其净化气中的有机硫含量均＜100mg/m3。当溶液酸气负荷为0.59mol酸气/mol胺时,该脱硫溶剂在使净化气中H2S＜20mg/m3、CO2＜3％的同时,其有机硫脱除率＞85%,净化气气质达到GB17820-1999中二类气质标准对H2S、CO2以及总硫的要求;而当溶液的酸气负荷为0.53mol酸气/mol胺时,净化气中H2S＜6mg/m3、CO2＜3%、有机硫脱除率＞89%,净化气气质符合GB17820-1999中一类气质标准对H2S、CO2以及总硫的要求。在线试验表明,在3.3MPa吸收压力和所试验的原料气组成条件下,所选脱硫溶剂对高酸性天然气中的H2S和有机硫仍具有良好的脱除效果。当采用440的气液比时,有机硫脱除率＞70%,净化气达到GB17820-1999中二类气质标准对H2S、CO2以及总硫的要求;在300的气液比下,有机硫脱除率大于80%,净化气符合GB17820-1999中一类气质标准对H2S、CO2以及总硫的要求。该脱硫溶剂的再生性能良好,在脱硫过程中发泡倾向低,具有较强的抗发泡能力。本报告还推荐了所选脱硫溶剂在未来高酸性天然气脱硫装置上使用时的工艺操作条件。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 川东天然气的组成特点

1.2 国内外研究状况

1.2.1 天然气脱硫方法

1.2.2 天然气净化的主要工艺

1.2.3 天然气净化发展趋势

1.3 该课题研究的目的意义

2 天然气净化主要原理

2.1 H_2S、CO_2 和CS_2 的在脱硫脱碳溶剂中的溶解度

2.2 选吸过程基本原理

2.2.1 H_2S 与MDEA 的反应

2.2.2 CO_2 与MDEA 的反应

2.3 有机硫在醇胺溶液中的机理

3 天然气净化有机硫脱除实验

3.1 溶解度的测定

3.1.1 原料与试剂

3.1.2 仪器与装置

3.1.3 实验方法

3.2 溶液性能评价试验

3.2.1 评价试验装置

3.2.2 分析方法

4 结果与分析

4.1 溶解度的测定

4.1.1 混合酸气在配方溶剂A 中的溶解度

4.1.2 混合酸气在配方溶剂B 中的溶解度

4.1.3 配方溶剂A、B 的性能比较

4.1.4 CS_2 在配方溶剂中的相对溶解度

4.1.5 H_2S、CO_2、CS_2 在配方溶剂中溶解度的认识

4.2 配方型脱硫溶剂评选研究

4.3 配方脱硫溶剂的性能研究

4.3.1 脱硫溶剂在不同操作条件下的吸收性能

4.3.2 所选脱硫溶剂的再生性能考察

4.3.3 所选脱硫溶剂的抗发泡性能

4.3.4 所选脱硫溶剂500 小时运转考察

4.4 在线试验

4.4.1 在线试验简介

4.4.2 在线试验结果

5 结论

致谢

参考文献