1、油气集输工作内容油气集输工作内容天然气净化、加工流程框图天然气净化、加工流程框图气体气体净化净化气体气体加工加工第二部分第二部分 天然气脱酸天然气脱酸有剧毒，污染环境，燃烧产生二氧化硫等污染空气有剧毒，污染环境，燃烧产生二氧化硫等污染空气增加天然气对金属腐蚀增加天然气对金属腐蚀H2S（25.35,23.37 MJ/m3）降低天然气的热值降低天然气的热值(31.4 MJ/m3)。硫磺回收（硫磺回收（1000/吨）吨）含有含有H H2 2S S和硫化物的天然气称为酸性天然气。和硫化物的天然气称为酸性天然气。不含不含H H2 2S S的天然气称为的天然气称为“甜气甜气”、脱硫气。、脱硫气。天然气中存
2、在酸性气体（天然气中存在酸性气体（H H2 2S S、COCO2 2）影响：）影响：2003年12月23日的晚上9点55分，重庆开县高桥镇小阳村，罗家16号井发生特大井喷责任事故，混有剧毒硫化氢毒气的天然气冲天而起,冲高30米左右，243人失去了宝贵的生命。氢脆：氢脆：H H2 2S S的氢原子渗入钢材，在钢组织缺陷处结合成氢的氢原子渗入钢材，在钢组织缺陷处结合成氢分子，产生极大的压力使裂纹沿平行于钢材表层方向分子，产生极大的压力使裂纹沿平行于钢材表层方向扩大，并产生鼓泡。扩大，并产生鼓泡。硫化物应力开裂：硫化物应力开裂：金属在拉应力和酸性环境中（金属在拉应力和酸性环境中（含含H H2 2S
3、S，硫化物和，硫化物和水水）形成电化学腐蚀，产生原子氢和）形成电化学腐蚀，产生原子氢和Fes,Fes,原子氢通过原子氢通过表层的表层的FeSFeS渗入金属晶格，是金属韧劲下降，在金属渗入金属晶格，是金属韧劲下降，在金属组织缺陷处原子氢聚集成氢分子，使金属内部产生极组织缺陷处原子氢聚集成氢分子，使金属内部产生极大的局部应力，在外载荷和内应力的作用下韧性降低大的局部应力，在外载荷和内应力的作用下韧性降低的金属突然开裂并迅速扩大，这种现象为硫化物应力的金属突然开裂并迅速扩大，这种现象为硫化物应力开裂开裂一、脱酸气方法一、脱酸气方法间歇法间歇法化学吸收法化学吸收法物理吸收法物理吸收法混合溶剂吸收法混合
4、溶剂吸收法直接氧化法直接氧化法膜分离法膜分离法按操作特点、按操作特点、脱酸原理，脱酸原理，脱酸工艺可分：脱酸工艺可分：一、脱酸气方法一、脱酸气方法1 1、间歇法、间歇法 按脱酸气原理可分为：按脱酸气原理可分为：（1 1）化学反应法：）化学反应法：有明显的有明显的化学反应化学反应，与酸气的反应物，与酸气的反应物不能再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气不能再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低的场合。比如海绵铁法脱除酸气。浓度低的场合。比如海绵铁法脱除酸气。（2 2）物理吸附法：）物理吸附法：没有明显的化学反应，只是单纯的没有明显的化学反应，只是单纯的吸吸附附，比如用分子筛脱除
5、酸气。，比如用分子筛脱除酸气。特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产。2 2、化学吸收法、化学吸收法 在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应，在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应，生成某种化合物。生成某种化合物。在另一塔器内，改变工艺条件在另一塔器内，改变工艺条件(加热、降压、汽提等加热、降压、汽提等)使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行。吸收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行。各种醇胺溶液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，各种醇胺溶
6、液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，有一乙醇胺有一乙醇胺(MEA)(MEA)二乙醇胺二乙醇胺(DEA)(DEA)二甘醇胺二甘醇胺(DGA)(DGA)甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)二异丙醇胺二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)等。等。3 3、物理吸收法、物理吸收法 以有机化合物作为溶剂，在高压、低温下以有机化合物作为溶剂，在高压、低温下使酸气组分使酸气组分溶解溶解于溶剂内。吸收了酸气的溶剂于溶剂内。吸收了酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复对酸又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复对酸气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行。气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行。物理溶剂再生
7、时所需的加热量较少，适用物理溶剂再生时所需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然气于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然气脱水的场合。如冷甲醇法。脱水的场合。如冷甲醇法。4 4、混合溶剂吸收法、混合溶剂吸收法 以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂，兼有物理吸收和化学吸收剂作作为吸收剂，兼有物理吸收和化学吸收剂作用。用。如：砜胺法。如：砜胺法。5 5、直接氧化法、直接氧化法 对对H H2 2S S直接直接氧化氧化使其转化成元素硫，使其转化成元素硫，如：如：Claus(Claus(克劳斯克劳斯)法。法。在天然气工业中常用于天然气脱出酸在天
8、然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，适合于处理流量小、酸气浓度气的处理，适合于处理流量小、酸气浓度很高的原料气很高的原料气 。6 6、膜分离法、膜分离法 是利用气体中各组分通过薄膜是利用气体中各组分通过薄膜渗透渗透性性能的区别，将某种气体组分从气流中分离能的区别，将某种气体组分从气流中分离和提浓，从而达到天然气脱酸性气的目的。和提浓，从而达到天然气脱酸性气的目的。适用于从天然气内分出大量适用于从天然气内分出大量COCO2 2的场合。的场合。利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易溶解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，差别，使易溶解的气体溶
9、解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为这一过程称为吸收吸收。易溶解的气体组分称为易溶解的气体组分称为溶质溶质，溶剂称，溶剂称吸收剂吸收剂。根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：（1 1）物理吸收：）物理吸收：吸收过程中没有明显的化学反应，只是吸收过程中没有明显的化学反应，只是单纯的物理溶解过程。单纯的物理溶解过程。（2 2）化学吸收：）化学吸收：吸收过程中存在明显的化学反应，产生吸收过程中存在明显的化学反应，产生新的物质。新的物质。二、吸收与解吸二、吸收与解吸1 1、吸收、吸收 随着吸收的不断进行，吸收剂内溶质浓随着吸收的不断进行，吸收剂内溶质浓度
10、逐步增大，气液相的溶质浓度差减小，传质度逐步增大，气液相的溶质浓度差减小，传质速率减慢，最后降为零，气液相达到平衡，称速率减慢，最后降为零，气液相达到平衡，称为为吸收平衡吸收平衡。此时，溶剂中溶质浓度达到。此时，溶剂中溶质浓度达到最大最大值。值。气液平衡时，溶剂中的溶质浓度称为平气液平衡时，溶剂中的溶质浓度称为平衡溶解度，简称衡溶解度，简称溶解度溶解度。吸收特性吸收特性影响溶解度大小的因素有：影响溶解度大小的因素有：（1 1）压力：系统压力对溶解度的影响很小，常可忽略；压力：系统压力对溶解度的影响很小，常可忽略；（2 2）温度：温度对溶解度的影响较大，随温度上升，溶解度温度：温度对溶解度的影响
11、较大，随温度上升，溶解度下降；下降；（3 3）物系组成：一定温度下，溶解度仅和物系组成有关。物系组成：一定温度下，溶解度仅和物系组成有关。另外吸收还具有另外吸收还具有选择吸收性选择吸收性和和吸收热效应吸收热效应：吸收总具有一定的选择性，要选择对酸气溶解度大的溶吸收总具有一定的选择性，要选择对酸气溶解度大的溶剂与酸性天然气接触，才能脱除天然气内所含的酸气组分。剂与酸性天然气接触，才能脱除天然气内所含的酸气组分。溶剂吸收溶质时，被吸收气体组分由气态变成液态，会产溶剂吸收溶质时，被吸收气体组分由气态变成液态，会产生溶解热。即使物理吸收也会产生热效应；若为化学吸收，生溶解热。即使物理吸收也会产生热效应
12、；若为化学吸收，还伴随产生反应热。因而，随吸收过程的进行，溶液温度必还伴随产生反应热。因而，随吸收过程的进行，溶液温度必将升高。将升高。解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸收剂的再生。解吸是吸收的逆过程。收剂的再生。解吸是吸收的逆过程。影响解吸的因素主要是：影响解吸的因素主要是：（1 1）温度：）温度：温度越高越有利于解吸；温度越高越有利于解吸；（2 2）压力：）压力：压力越低越有利于解吸。压力越低越有利于解吸。2 2、解吸、解吸 生产上常用的解吸方法生产上常用的解吸方法：用不含或少含溶质的惰性：用不含或少含溶质的惰性气或水蒸汽与富含溶质的溶液接触，或加
13、热或减压或既气或水蒸汽与富含溶质的溶液接触，或加热或减压或既加热又减压使溶液汽化，从而分出被吸收的溶质。加热又减压使溶液汽化，从而分出被吸收的溶质。3 3、吸收、吸收-解吸系统解吸系统 吸收吸收-解吸解吸 吸收剂溶液吸收溶质。吸收剂溶液吸收溶质。吸收剂溶液内溶质浓度逐吸收剂溶液内溶质浓度逐步增大并趋于平衡溶解度，步增大并趋于平衡溶解度，此时该吸收剂逐步丧失对此时该吸收剂逐步丧失对溶质的吸收能力。溶质的吸收能力。富含溶质的吸收剂溶液富含溶质的吸收剂溶液称为称为富液富液。吸收吸收再生再生 通过解吸使富液释通过解吸使富液释放吸收的溶质，恢复其放吸收的溶质，恢复其吸收剂原有的吸收能力，吸收剂原有的吸收
14、能力，再生后、恢复吸收能力再生后、恢复吸收能力的溶液称为的溶液称为贫液贫液。填料塔或板式塔填料塔或板式塔一、醇胺与酸气的反应一、醇胺与酸气的反应 二、醇胺法脱酸气原理流程二、醇胺法脱酸气原理流程 三、常用吸收剂三、常用吸收剂四、胺法及其改进工艺四、胺法及其改进工艺五、主要设备五、主要设备 六、操作六、操作第三节第三节 化学吸收法化学吸收法一、醇胺与酸气的反应一、醇胺与酸气的反应 在醇胺分子结构内有在醇胺分子结构内有一个胺基和至少一个羟基一个胺基和至少一个羟基。羟基可降低醇胺蒸气压，增加在水中的溶解度；羟基可降低醇胺蒸气压，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈碱性，促进对酸性组分的吸收。胺基使水溶
15、液呈碱性，促进对酸性组分的吸收。1、醇胺的分子结构醇胺的分子结构 均为可逆反应。均为可逆反应。在在低温低温下，反应向右进行，醇胺溶液吸收下，反应向右进行，醇胺溶液吸收H H2 2S S和和COCO2 2酸气，酸气，生成胺盐并放出热量生成胺盐并放出热量；在在较高温度较高温度下，反应向左进行，溶液内的胺盐分解，放下，反应向左进行，溶液内的胺盐分解，放出酸气，溶液得到再生。出酸气，溶液得到再生。2、醇胺与酸气的主要化学反应、醇胺与酸气的主要化学反应低温低温高温高温二、醇胺法脱酸气原理流程二、醇胺法脱酸气原理流程1 1一入口涤气器；一入口涤气器；2 2一吸收塔；一吸收塔；3 3一一“甜气甜气”出口分离
16、器；出口分离器；4 4一循环泵；一循环泵；5 5一贫胺冷却器；一贫胺冷却器；6 6一闪蒸罐；一闪蒸罐；7 7一除固过滤器；一除固过滤器；8 8 一碳粒过滤器；一碳粒过滤器；9-9-增压泵；增压泵；10-10-缓冲罐；缓冲罐；1 11 1一贫富胺液一贫富胺液换热器；换热器；1212一再生塔；一再生塔；1313一回流冷凝器；一回流冷凝器；1414一回流泵；一回流泵；1515一重沸器；一重沸器；1616一回流罐一回流罐1、基本工艺流程、基本工艺流程13%固液杂质固液杂质 3755768888105分离出气体中可分离出气体中可能携带的胺液能携带的胺液 38827688高温使胺盐分高温使胺盐分解放出酸气
17、溶解放出酸气溶液得到再生液得到再生醇胺溶液吸收并醇胺溶液吸收并和酸气发生化学和酸气发生化学反应形成胺盐反应形成胺盐54-6254-62高温水蒸汽高温水蒸汽 回收装置生回收装置生产硫磺或送产硫磺或送至火炬灼烧至火炬灼烧 1151202 2、胺液分流流程、胺液分流流程 在原料气酸气分压相当高的情况下，将再生塔出来的半贫液抽在原料气酸气分压相当高的情况下，将再生塔出来的半贫液抽出大部分送至吸收塔中部入塔，而经过重沸器进一步汽提了的贫出大部分送至吸收塔中部入塔，而经过重沸器进一步汽提了的贫液则送至吸收塔顶入塔保证净化气的质量。液则送至吸收塔顶入塔保证净化气的质量。贫液与半贫液分流流程贫液与半贫液分流流
18、程3 3、几个吸收塔富液共用一个换热再生系统的、几个吸收塔富液共用一个换热再生系统的流程流程 在某些情况下，天然气净化厂内几个吸收在某些情况下，天然气净化厂内几个吸收塔的富液可以合并至一套换热再生系统处塔的富液可以合并至一套换热再生系统处理，习惯上简称理，习惯上简称“多合一多合一”流程。流程。“多合一多合一”流程的优点：流程的优点：1 1、节省投资，降低运行管理费用，减少装置、节省投资，降低运行管理费用，减少装置检修费用，缩短检修时间；检修费用，缩短检修时间；2 2、使得装置能耗下降；、使得装置能耗下降；3 3、工厂增减处理量的操作变得非常简单。、工厂增减处理量的操作变得非常简单。三、常用吸收
19、剂三、常用吸收剂 天然气脱酸气工艺中常用的吸收剂有两大类：天然气脱酸气工艺中常用的吸收剂有两大类：（2 2）碳酸钾及带有各种催化剂的碳酸钾溶液，碳酸钾及带有各种催化剂的碳酸钾溶液，主要介绍热碳酸钾。主要介绍热碳酸钾。（1 1）醇胺类醇胺类一乙醇胺一乙醇胺 二乙醇胺二乙醇胺 二甘醇胺二甘醇胺 二异丙醇胺二异丙醇胺 甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺 （1 1）在各种醇胺中其分子量最小、碱性最强、与酸气的反在各种醇胺中其分子量最小、碱性最强、与酸气的反应速度最快、酸气负荷最高，能够应速度最快、酸气负荷最高，能够迅速吸收迅速吸收天然气中的天然气中的酸性气体，易于降低天然气中酸性气体浓度，而且脱除酸性气体，易于
20、降低天然气中酸性气体浓度，而且脱除一定量的酸气所需要循环的溶液较少；一定量的酸气所需要循环的溶液较少；（2 2）蒸气压高，挥发性强，溶剂的蒸气压高，挥发性强，溶剂的蒸发损失大蒸发损失大；（3 3）腐蚀性强，溶液浓度低（腐蚀性强，溶液浓度低（1515 20%20%），特殊部位需要），特殊部位需要使用特殊钢材；使用特殊钢材；1 1、一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)的特点：的特点：（4 4）化学稳定性较好，在没有其他化学剂参与时，常沸化学稳定性较好，在没有其他化学剂参与时，常沸点以下温度范围内不会发生降解和分解；点以下温度范围内不会发生降解和分解；（5 5）易
21、氧化变质，因此储罐和缓冲罐应有甜气或氮气为易氧化变质，因此储罐和缓冲罐应有甜气或氮气为覆盖气体；覆盖气体；（6 6）对对H2SH2S和和CO2CO2的吸收无选择性，并且可以得到很高的的吸收无选择性，并且可以得到很高的净化度；净化度；（7 7）与羰基硫与羰基硫(COS)(COS)和二硫化碳和二硫化碳(CS2)(CS2)发生不可逆化学反发生不可逆化学反应，需要配置复活釜。应，需要配置复活釜。1 1、一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)的特点：的特点：（1 1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；（2 2）碱性弱，与酸气化学
22、键的结合力弱，所需再生热小；碱性弱，与酸气化学键的结合力弱，所需再生热小；（3 3）腐蚀性较弱，溶液浓度较高（腐蚀性较弱，溶液浓度较高（DEADEA水溶液的质量分数比一水溶液的质量分数比一乙醇胺乙醇胺(MEA)(MEA)高），溶液的循环量较小，再生所需的热负高），溶液的循环量较小，再生所需的热负荷较低；荷较低；（4 4）对对H H2 2S S和和COCO2 2的吸收无选择性，同时也吸收羰基硫的吸收无选择性，同时也吸收羰基硫(COS)(COS)和和二硫化碳二硫化碳(CS2)(CS2)，而且与，而且与COSCOS、CS2CS2生成的化合物能再生，生成的化合物能再生，因而不需要设置复活釜。因而不需要
23、设置复活釜。2 2、二乙醇胺、二乙醇胺(DEA)(DEA)二乙醇胺二乙醇胺(DEA)(DEA)的特点：的特点：二甘醇胺二甘醇胺(DGA)(DGA)的特点：的特点：（1 1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；（2 2）H2SH2S净化程度高，即使贫液温度高达净化程度高，即使贫液温度高达5454也可保证也可保证H2SH2S净化度，因此溶液冷却可仅使用空冷而不用水净化度，因此溶液冷却可仅使用空冷而不用水冷，故适用于沙漠及干旱地区；冷，故适用于沙漠及干旱地区；（3 3）腐蚀性略低于腐蚀性略低于MEAMEA，二甘醇胺（，二甘醇胺（DGADGA）水溶液的质）水溶液
24、的质量分数比一乙醇胺（量分数比一乙醇胺（MEAMEA）高，溶液的循环量较小，）高，溶液的循环量较小，再生所需的热负荷较低；再生所需的热负荷较低；（4 4）对对H2SH2S和和CO2CO2的吸收无选择性，同时也吸收羰基硫的吸收无选择性，同时也吸收羰基硫(COS)(COS)和二硫化碳和二硫化碳(CS2)(CS2)并与之发生不可逆化学反应。并与之发生不可逆化学反应。（5 5）凝固点低（凝固点低（-12.5-12.5），适宜在高寒地区使用。），适宜在高寒地区使用。3 3、二甘醇胺、二甘醇胺(DGA)(DGA)二异丙醇胺二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)特点：特点：（1 1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸
25、发损失小；蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；（2 2）腐蚀性弱，溶液浓度高，溶液的循环量小，再生所腐蚀性弱，溶液浓度高，溶液的循环量小，再生所需的热负荷低；需的热负荷低；（3 3）低压下能选择性地脱除低压下能选择性地脱除H2SH2S，但随着压力提高选择，但随着压力提高选择性下降，在较高压力下能同时脱除性下降，在较高压力下能同时脱除H2SH2S和和CO2CO2；（4 4）二异丙醇胺（二异丙醇胺（DIPADIPA）能脱除羰基硫）能脱除羰基硫(COS)(COS)，而且易，而且易再生。再生。相应的工艺过程称相应的工艺过程称ADIPADIP，ADIPADIP工艺也用于工艺也用于LPGLPG脱脱除除H
26、 H2 2S S和和COSCOS。在欧洲多用于处理练厂气。在欧洲多用于处理练厂气。4 4、二异丙醇胺、二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)的特点：的特点：（1 1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小；（2 2）甲基二乙醇胺（甲基二乙醇胺（MDEAMDEA）比热低，所需再生热小；）比热低，所需再生热小；（3 3）腐蚀性低，溶液浓度高，循环量小，再生所需的热腐蚀性低，溶液浓度高，循环量小，再生所需的热负荷低；负荷低；（4 4）具有吸收选择性，对具有吸收选择性，对H2SH2S的吸收能力比的吸收能力比CO2CO2高；
27、高；（5 5）凝固点低（凝固点低（-14.6-14.6），适宜在高寒地区使用。），适宜在高寒地区使用。5 5、甲基二乙醇胺、甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)酸气分压高时反应向右进行酸气分压高时反应向右进行吸收反应。吸收反应。酸气分压低时反应向左进行酸气分压低时反应向左进行再生反应。再生反应。碳酸钾也能与碳酸钾也能与COSCOS和和CSCS2 2进行由分压控制的可逆化学反应。进行由分压控制的可逆化学反应。由于吸收系统常在由于吸收系统常在110110下工作，故得名下工作，故得名“热碳酸钾法热碳酸钾法”。再生温度为118 ，适用于气体压力超过适用于气体压力超过2.1 MPa2.1 MPa，酸气含
28、量为，酸气含量为5 58 8的酸的酸性天然气。性天然气。注意：没有co2时，不能脱出H2S6 6、热碳酸钾、热碳酸钾碳酸钾碳酸钾(K(K2 2COCO3 3)与酸气的化学反应与酸气的化学反应 吸收吸收H H2 2S S的碳酸钾溶液再生需要足够的碳酸氢钾，存在足的碳酸钾溶液再生需要足够的碳酸氢钾，存在足够的够的COCO2 2是第二个反映逆向进行的条件。是第二个反映逆向进行的条件。热碳酸钾的特点：热碳酸钾的特点：（1 1）除酸气组分外，其他组分在溶液内的溶解度极少，除酸气组分外，其他组分在溶液内的溶解度极少，可忽略有用气体组分的损失；可忽略有用气体组分的损失；（2 2）碳酸钾与碳酸钾与H2SH2S
29、、CO2CO2的反应热仅为胺法的一半左右，的反应热仅为胺法的一半左右，再生热小；再生热小；（3 3）存在存在CO2CO2时才能脱时才能脱H2SH2S，适用于，适用于CO2/H2SCO2/H2S高的酸性天高的酸性天然气，可脱除然气，可脱除COSCOS和和CS2CS2；（4 4）要求碳酸钾溶液质量分数小于要求碳酸钾溶液质量分数小于3535，否则将产，否则将产生重碳酸盐类沉淀；生重碳酸盐类沉淀；（5 5）溶液内含有固体悬浮物和重烃时会产生发泡和溶液内含有固体悬浮物和重烃时会产生发泡和溶剂损失；溶剂损失；（6 6）溶液有极强的腐蚀性，需要向系统注入防腐剂。溶液有极强的腐蚀性，需要向系统注入防腐剂。热碳
30、酸钾的特点：热碳酸钾的特点：常规热碳酸钾流程常规热碳酸钾流程采用常规热碳酸钾流程可使净化气中采用常规热碳酸钾流程可使净化气中COCO2 2浓度达到浓度达到0.5%0.5%0.6%0.6%。110110 118118 20203535 贫液分流热碳酸钾流程贫液分流热碳酸钾流程 当要求净化气当要求净化气COCO2 2浓度达到浓度达到0.10.10.20.2时，可采用贫液分流，分时，可采用贫液分流，分出约出约1/31/3的贫液冷至的贫液冷至3030送至吸收塔顶，从而降低了出塔气体的送至吸收塔顶，从而降低了出塔气体的COCO2 2浓度。浓度。贫液与半贫液分流热碳酸钾流程贫液与半贫液分流热碳酸钾流程 对
31、于处理对于处理COCO2 2浓度高达浓度高达20204040的进料气，可采用贫液与的进料气，可采用贫液与半贫液分流流程。从再生塔中部取出占总量半贫液分流流程。从再生塔中部取出占总量3/43/4左右的半贫液送左右的半贫液送至吸收塔中部，而余下的至吸收塔中部，而余下的1/41/4获得更好再生的贫液送人吸收塔顶。获得更好再生的贫液送人吸收塔顶。为了获得更高的净化度，此股贫液也可进一步冷却后入塔为了获得更高的净化度，此股贫液也可进一步冷却后入塔。3/41/4四、四、胺法及其改进工艺、胺法及其改进工艺胺法分常规胺法和选择性胺法。胺法分常规胺法和选择性胺法。常规胺法是指可基本上同时脱除常规胺法是指可基本上
32、同时脱除H2SH2S及及CO2CO2的胺法。的胺法。目前常规胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺目前常规胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺(MEA)(MEA)、二乙醇、二乙醇胺胺(DEA)(DEA)及二甘醇胺及二甘醇胺(DGA)(DGA)。选择性胺法是指在气体中同时存在选择性胺法是指在气体中同时存在H2SH2S与与CO2CO2的条件下，的条件下，几乎完全脱除几乎完全脱除H2SH2S而仅吸收部分而仅吸收部分CO2CO2的胺法。具有选择脱硫的胺法。具有选择脱硫能力的甲基二乙醇胺能力的甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)得到了广泛应用，并取得了良得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益。二异丙醇胺（好的经济效益。二
33、异丙醇胺（DIPADIPA）在低压下也有显著的）在低压下也有显著的选择脱除选择脱除H2SH2S的能力。的能力。开发选择性胺法的原动力是获得适合克劳斯工艺处理的开发选择性胺法的原动力是获得适合克劳斯工艺处理的酸气。酸气。选择性胺法的应用领域包括选择性脱除选择性胺法的应用领域包括选择性脱除H2SH2S以及酸气以及酸气H2SH2S提浓。提浓。、MDEAMDEA配方溶液配方溶液 MDEAMDEA配方溶液是一种高效气体脱硫脱碳溶液。配方溶液是一种高效气体脱硫脱碳溶液。MDEAMDEA配方溶液是以甲基二乙醇胺（配方溶液是以甲基二乙醇胺（MDEAMDEA）为主剂，）为主剂，在溶液中加入改善其某些性能的化学剂
34、，或增加或抑在溶液中加入改善其某些性能的化学剂，或增加或抑制制MDEA MDEA 吸收吸收COCO2 2的性能。的性能。有的配方溶液可以比甲基二有的配方溶液可以比甲基二乙醇胺（乙醇胺（MDEAMDEA）具有更高的脱硫选择性，有的配方溶）具有更高的脱硫选择性，有的配方溶液也可以比其他醇胺溶液具有更好的脱除液也可以比其他醇胺溶液具有更好的脱除COCO2 2效果。效果。MDEAMDEA配方溶液某些化学剂带来了一些负面影响：配方溶液某些化学剂带来了一些负面影响：降低了胺液有效浓度，使可操作的气液比下降；降低了胺液有效浓度，使可操作的气液比下降；使溶液的腐蚀性增强。使溶液的腐蚀性增强。、活化、活化MDE
35、A溶液溶液 活化活化MDEA 溶液是在溶液中加入提高其吸收溶液是在溶液中加入提高其吸收CO2 速率的活化剂，主要用于：速率的活化剂，主要用于：从只含从只含CO2的气体混合物中大量脱除的气体混合物中大量脱除CO2；从含少量从含少量H2S且且CO2/H2S比高的气体混合物中大量或比高的气体混合物中大量或深度脱除深度脱除CO2，也可兼脱一定量的，也可兼脱一定量的H2S；、混合胺溶液、混合胺溶液 混合胺溶液是在混合胺溶液是在MDEAMDEA溶液中加入其他伯胺或仲胺（有溶液中加入其他伯胺或仲胺（有时还添加其它活性组分）。混合胺溶液的特点：时还添加其它活性组分）。混合胺溶液的特点：对对COCO2 2的吸收
36、率的吸收率20%20%，低于采用，低于采用MDEA MDEA 溶液溶液10%10%以上；以上；而对而对H H2 2S S的选择性显著提高，对的选择性显著提高，对H H2 2S S的脱除率大于的脱除率大于99.99%99.99%。大大提高酸气中大大提高酸气中H H2 2S S的含量（可高达的含量（可高达45%(V)45%(V)，高出采用，高出采用MDEA MDEA 溶液约溶液约5 5个百分点），减少克劳斯回收装置设备及管线的尺个百分点），减少克劳斯回收装置设备及管线的尺寸，降低硫回收装置的投资成本。寸，降低硫回收装置的投资成本。相同条件下，达到相同相同条件下，达到相同H2SH2S净化度，比采用净
37、化度，比采用MDEA MDEA 溶液溶液胺液循环量降低胺液循环量降低10%10%20%20%，有利于发挥装置处理能力，降，有利于发挥装置处理能力，降低能耗。低能耗。可见，混合胺溶液的可见，混合胺溶液的H2SH2S选择性、溶剂消耗、能消、投资选择性、溶剂消耗、能消、投资运行成本等指标都优于运行成本等指标都优于MDEAMDEA溶剂。并且克服了溶剂。并且克服了MDEA MDEA 溶液单溶液单独使用时的缺点，在使用过程中亦未发现腐蚀和发泡现象，独使用时的缺点，在使用过程中亦未发现腐蚀和发泡现象，可满足各种气质条件和不同净化度的要求，因此具有很大的可满足各种气质条件和不同净化度的要求，因此具有很大的应用
38、推广价值。应用推广价值。混合胺溶液适用于原料气中混合胺溶液适用于原料气中CO2/H2S CO2/H2S 比值较大、酸气比值较大、酸气中中H2SH2S含量较高的情况。含量较高的情况。A1.一段吸收塔一段吸收塔 A2.二段吸收塔二段吸收塔 S1.一段汽提塔一段汽提塔 S2.二段汽提塔二段汽提塔 S3.直接换热区直接换热区 S4.酸水汽提塔酸水汽提塔 P1.一段泵一段泵 P2.二段泵二段泵 EX1.主换热器主换热器 EX2.溶剂冷却器溶剂冷却器(一段一段)EX3.溶剂冷却器溶剂冷却器(二段二段)EX4.初级冷凝器初级冷凝器 EX5.中间重沸器中间重沸器 EX6.塔底重沸器塔底重沸器 4 4、改进的胺
39、液分流工艺、改进的胺液分流工艺 酸水酸水酸气酸气水返回重沸器水返回重沸器中间重沸器中间重沸器 再生塔塔顶酸气经冷凝器冷凝再生塔塔顶酸气经冷凝器冷凝,冷凝液返回再生塔上部进行部分汽提冷凝液返回再生塔上部进行部分汽提,然后进入酸水汽提塔，以获得然后进入酸水汽提塔，以获得H H2 2S S 浓度极低的冷凝水浓度极低的冷凝水,最后返回到再生塔最后返回到再生塔塔底重沸器。再生塔中间重沸器用于调整半贫液浓度塔底重沸器。再生塔中间重沸器用于调整半贫液浓度,使其与再生塔塔底使其与再生塔塔底贫液浓度保持一致。该工艺由于仅仅一小部分溶剂（一般为不到贫液浓度保持一致。该工艺由于仅仅一小部分溶剂（一般为不到20%20
40、%）进）进行完全再生行完全再生,因而该工艺能耗极低。因而该工艺能耗极低。五、主要设备五、主要设备 吸收塔吸收塔闪蒸罐闪蒸罐再生塔再生塔回流罐回流罐换热设备（换热设备（1.1.重沸器重沸器 2.2.回流冷凝器回流冷凝器 3.3.贫富胺液换热器）贫富胺液换热器）过滤器过滤器主主要要设设备备二、醇胺法脱酸气原理流程二、醇胺法脱酸气原理流程1 1一入口涤气器；一入口涤气器；2 2一吸收塔；一吸收塔；3 3一一“甜气甜气”出口分离器；出口分离器；4 4一循环泵；一循环泵；5 5一贫胺冷却器；一贫胺冷却器；6 6一闪蒸罐；一闪蒸罐；7 7一除固过滤器；一除固过滤器；8 8一碳粒过滤器；一碳粒过滤器；9-9
41、-增压泵；增压泵；10-10-缓冲罐；缓冲罐；1 11 1一贫富胺液一贫富胺液换热器；换热器；1212一再生塔；一再生塔；1313一回流冷凝器；一回流冷凝器；1414一回流泵；一回流泵；1515一重沸器；一重沸器；1616一回流罐一回流罐1、基本工艺流程、基本工艺流程13%37557688881053882768854-6254-62115120闪蒸罐闪蒸罐温度温度回流罐回流罐过滤器过滤器换热设备换热设备五、主要设备五、主要设备 1 1）类型：）类型：吸收塔分吸收塔分填料塔填料塔和和板式塔板式塔两类。两类。填料塔填料塔属微分接触逆流操作，填料为气液接触的基本构件，属微分接触逆流操作，填料为气液
42、接触的基本构件，溶液在填料表面呈连续相，一旦发泡较难控制。溶液在填料表面呈连续相，一旦发泡较难控制。板式塔板式塔属于逐级接触操作，塔板为气液接触的基本构件，属于逐级接触操作，塔板为气液接触的基本构件，气流从溶液中鼓泡通过，较易导致发泡，但由于有适当的板气流从溶液中鼓泡通过，较易导致发泡，但由于有适当的板间距，泡沫不易连接。间距，泡沫不易连接。胺法工艺常需要考虑溶液的发泡问题。胺法工艺常需要考虑溶液的发泡问题。1 1、吸收塔、吸收塔 用吸收剂从天然气内分出酸性气体的塔器称用吸收剂从天然气内分出酸性气体的塔器称吸收塔吸收塔或或接触塔接触塔。五、主要设备五、主要设备 气体处理量较小的吸收装置常用不锈
43、钢填料气体处理量较小的吸收装置常用不锈钢填料塔，塔径超过塔，塔径超过0.5 0.5 米的装置常用浮阀塔（不锈钢米的装置常用浮阀塔（不锈钢塔板）或规整式填料塔（规整填料一般由波纹状塔板）或规整式填料塔（规整填料一般由波纹状的金属网或多孔板重叠而成）的金属网或多孔板重叠而成）。1 1、吸收塔、吸收塔（1 1）塔底涤气段：）塔底涤气段：脱除气体内夹带的液固杂质，防止溶剂脱除气体内夹带的液固杂质，防止溶剂污染。污染。（2 2）塔板：）塔板：塔板数量应根据酸气负荷和溶液浓度确定，常塔板数量应根据酸气负荷和溶液浓度确定，常见为见为20202424块实际塔板，塔板间距约为块实际塔板，塔板间距约为0.6 m0
44、.6 m。（3 3）充水塔板）充水塔板：贫液进料塔板上方有：贫液进料塔板上方有2 25 5块充水塔板，使块充水塔板，使脱酸气体通过水层，对气体进行水洗可减少溶液被气体脱酸气体通过水层，对气体进行水洗可减少溶液被气体携带出塔的损失，同时可减少补充水量。携带出塔的损失，同时可减少补充水量。（4 4）塔顶捕雾器：）塔顶捕雾器：减少甜气对吸收溶液的携带，捕雾器至减少甜气对吸收溶液的携带，捕雾器至顶层塔板间距为顶层塔板间距为0.90.91.2 m1.2 m。2 2）结构）结构吸收塔塔径与气体处理量和压力有关，有多种经验估算法。吸收塔塔径与气体处理量和压力有关，有多种经验估算法。（1 1）按照气体处理量确
45、定塔径）按照气体处理量确定塔径 气体最大空塔速度气体最大空塔速度 气体允许流速：气体允许流速：分出液滴的粒径取分出液滴的粒径取150150200 m200 m。max%6050v3 3）吸收塔塔径）吸收塔塔径k ksBsB=0.0768=0.0768（2 2）查图）查图 流量流量塔径塔径 气体体积流量：气体体积流量：m3/d 压力（表压）：压力（表压）：MPa 塔径：塔径：cm6103.35gQx54.2 yd流量X 吸收塔醇胺溶液的流量与气体处理量和所需脱出吸收塔醇胺溶液的流量与气体处理量和所需脱出的酸气负荷成正比。的酸气负荷成正比。循环量循环量(L(Lmin)=min)=K K 气体处理量
46、气体处理量(10(106 6m m3 3d)d)酸酸气摩尔分数气摩尔分数 4 4）胺液循环量）胺液循环量 包括原料气温度、甜气温度包括原料气温度、甜气温度 、贫液入塔温度和、贫液入塔温度和富液出塔温度。富液出塔温度。甜气温度比原料气温度高甜气温度比原料气温度高8 81717。贫液入塔温度一般为贫液入塔温度一般为37375555。贫液温度应等。贫液温度应等于或略高于甜气温度，温差控制在于或略高于甜气温度，温差控制在0 066间。间。富液出塔温度比原料气温度高富液出塔温度比原料气温度高11112222。5 5）温度）温度6 6）贫液含酸气量）贫液含酸气量 进吸收塔的贫液含有微量酸气，含酸气的量与醇
47、进吸收塔的贫液含有微量酸气，含酸气的量与醇胺类别有关。伯醇胺的残余酸气负荷为胺类别有关。伯醇胺的残余酸气负荷为0.050.050.10(mol0.10(molmol)mol)，仲醇胺的残余酸气负荷为，仲醇胺的残余酸气负荷为0.030.030.050.05，以甲基二乙醇胺（，以甲基二乙醇胺（MDEAMDEA）为基料复配的吸收溶）为基料复配的吸收溶剂的残余酸气负荷为剂的残余酸气负荷为0.0050.005。7 7）富液的酸气负荷）富液的酸气负荷 出塔富液的酸气负荷常按出塔富液的酸气负荷常按8080酸气平衡负荷考虑。酸气平衡负荷考虑。吸收塔与稳定塔区别：吸收塔与稳定塔区别：1 1、气液传质机理不同：、
48、气液传质机理不同：吸收塔：挥发度吸收塔：挥发度接触塔：溶解度接触塔：溶解度2 2、气液流量不同：、气液流量不同：吸收塔：气体流量大，液体流量小吸收塔：气体流量大，液体流量小接触塔：液体流量大，气体流量小接触塔：液体流量大，气体流量小1 1）作用）作用 脱除醇胺富液吸收的烃类（否则这些脱除醇胺富液吸收的烃类（否则这些液烃将进入再生塔干扰胺液再生，并促使胺液烃将进入再生塔干扰胺液再生，并促使胺液在再生塔内发泡）。溶液吸收烃类的数量液在再生塔内发泡）。溶液吸收烃类的数量与吸收塔压力、原料气组成有关。原料气为与吸收塔压力、原料气组成有关。原料气为贫酸气时的经验值约为贫酸气时的经验值约为15 m15 m
49、3 3m m3 3。2 2、闪蒸罐、闪蒸罐2 2）操作参数）操作参数 低压、高温有利于在闪蒸罐内分出溶液吸收的烃类，低压、高温有利于在闪蒸罐内分出溶液吸收的烃类，因而闪蒸罐的压力宜低于因而闪蒸罐的压力宜低于0.5 MPa0.5 MPa，温度应高于，温度应高于6060，可以，可以获得较好的脱烃效果。获得较好的脱烃效果。若为气液两相分离，胺溶液在闪蒸若为气液两相分离，胺溶液在闪蒸罐内的停留时间约为罐内的停留时间约为101015 min15 min；若为三相分离，停留时；若为三相分离，停留时间为间为202030 min30 min。3 3）烃蒸气的处理）烃蒸气的处理 蒸出烃蒸气的同时会带出少量酸气蒸
50、出烃蒸气的同时会带出少量酸气(H(H2 2S)S)。若闪蒸气用。若闪蒸气用做燃料，需要在闪蒸罐上部安装一个小型填料塔，用贫胺做燃料，需要在闪蒸罐上部安装一个小型填料塔，用贫胺液进行处理，降低气体内液进行处理，降低气体内H H2 2S S含量。含量。2 2、闪蒸罐、闪蒸罐3 3、再生塔、再生塔1 1）类型）类型 小直径再生塔常采用填料塔；大直径采用板式塔。小直径再生塔常采用填料塔；大直径采用板式塔。2 2）结构）结构 （1 1）塔板：常为）塔板：常为20202424块，塔板间距块，塔板间距0.6m0.6m；（2 2）充水塔板：富液进料塔板上方有）充水塔板：富液进料塔板上方有2 25 5块充水塔板
