之二、天然氣脫酸醇胺法概要

1、油氣集輸工作內(nèi)容,天然氣凈化、加工流程框圖,,,氣體凈化,氣體加工,第二部分 天然氣脫酸,有劇毒，污染環(huán)境，燃燒產(chǎn)生二氧化硫等污染空氣增加天然氣對金屬腐蝕H2S（25.35,23.37 MJ/m3 ）降低天然氣的熱值(31.4 MJ/m3)。硫磺回收（1000/噸）,含有H2S和硫化物的天然氣稱為酸性天然氣。不含H2S的天然氣稱為“甜氣”、脫硫氣。,,,,天然氣中存在酸性氣體（H2S、CO2）影響：,,2003年12月23日

2、的晚上9點55分，重慶開縣高橋鎮(zhèn)小陽村，羅家16號井發(fā)生特大井噴責(zé)任事故，混有劇毒硫化氫毒氣的天然氣沖天而起,沖高30米左右，243人失去了寶貴的生命。,氫脆： H2S的氫原子滲入鋼材，在鋼組織缺陷處結(jié)合成氫分子，產(chǎn)生極大的壓力使裂紋沿平行于鋼材表層方向擴大，并產(chǎn)生鼓泡。,硫化物應(yīng)力開裂： 金屬在拉應(yīng)力和酸性環(huán)境中（含H2S ，硫化物和水）形成電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生原子氫和Fes,原子氫通過表層的FeS滲入金屬晶格，是金屬韌勁下

3、降，在金屬組織缺陷處原子氫聚集成氫分子，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生極大的局部應(yīng)力，在外載荷和內(nèi)應(yīng)力的作用下韌性降低的金屬突然開裂并迅速擴大，這種現(xiàn)象為硫化物應(yīng)力開裂,一、脫酸氣方法,間歇法化學(xué)吸收法物理吸收法混合溶劑吸收法直接氧化法膜分離法,按操作特點、脫酸原理，脫酸工藝可分：,,,一、脫酸氣方法,1、間歇法 按脫酸氣原理可分為：（1）化學(xué)反應(yīng)法：有明顯的化學(xué)反應(yīng)，與酸氣的反應(yīng)物不能再生，作為廢棄物處置，故僅用于氣量小、含酸氣濃度低

4、的場合。比如海綿鐵法脫除酸氣。（2）物理吸附法：沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，只是單純的吸附，比如用分子篩脫除酸氣。特點：脫酸設(shè)備只能批量生產(chǎn)，不能連續(xù)生產(chǎn)。,,2、化學(xué)吸收法,在一個塔器內(nèi)以弱堿性溶液作為吸收劑與酸氣反應(yīng)，生成某種化合物。 在另一塔器內(nèi)，改變工藝條件(加熱、降壓、汽提等)使化學(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行，堿性溶液得到再生，恢復(fù)對酸氣的吸收能力，使天然氣脫酸氣過程循環(huán)連續(xù)進(jìn)行。 各種醇胺溶液是化學(xué)吸收法中使用最廣泛的吸收劑，

5、有一乙醇胺(MEA) 二乙醇胺(DEA) 二甘醇胺(DGA) 甲基二乙醇胺(MDEA) 二異丙醇胺(DIPA)等。,,,3、物理吸收法 以有機化合物作為溶劑，在高壓、低溫下使酸氣組分溶解于溶劑內(nèi)。吸收了酸氣的溶劑又在低壓、高溫下釋放酸氣，使溶劑恢復(fù)對酸氣的吸收能力，使脫酸過程循環(huán)持續(xù)進(jìn)行。 物理溶劑再生時所需的加熱量較少，適用于天然氣內(nèi)酸氣負(fù)荷高，要求同時進(jìn)行天然

6、氣脫水的場合。如冷甲醇法。,,4、混合溶劑吸收法 以物理溶劑和化學(xué)溶劑配制的混合溶劑作為吸收劑，兼有物理吸收和化學(xué)吸收劑作用。 如：砜胺法。,,5、直接氧化法 對H2S直接氧化使其轉(zhuǎn)化成元素硫，如：Claus(克勞斯)法。 在天然氣工業(yè)中常用于天然氣脫出酸氣的處理，適合于處理流量小、酸氣濃度很高的原料氣 。,,6、膜分離法 是利用氣體中各組分通過薄膜滲透性能的區(qū)別，將某種氣體

7、組分從氣流中分離和提濃，從而達(dá)到天然氣脫酸性氣的目的。 適用于從天然氣內(nèi)分出大量CO2的場合。,,利用氣體混合物中各組分在某種溶劑內(nèi)的溶解性差別，使易溶解的氣體溶解于溶劑中而從氣體中分出，這一過程稱為吸收。 易溶解的氣體組分稱為溶質(zhì)，溶劑稱吸收劑。 根據(jù)是否有明顯的化學(xué)反應(yīng)，吸收又分為兩類：（1）物理吸收：吸收過程中沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，只是單純的物理溶解過程。（2）化學(xué)吸收：吸收過程中存在明顯的化學(xué)反應(yīng)，

8、產(chǎn)生新的物質(zhì)。,二、吸收與解吸,,1、吸收,隨著吸收的不斷進(jìn)行，吸收劑內(nèi)溶質(zhì)濃度逐步增大，氣液相的溶質(zhì)濃度差減小，傳質(zhì)速率減慢，最后降為零，氣液相達(dá)到平衡，稱為吸收平衡。此時，溶劑中溶質(zhì)濃度達(dá)到最大值。 氣液平衡時，溶劑中的溶質(zhì)濃度稱為平衡溶解度，簡稱溶解度。,影響溶解度大小的因素有：,（1）壓力：系統(tǒng)壓力對溶解度的影響很小，常可忽略；（2）溫度：溫度對溶解度的影響較大，隨溫度上升，溶解度下降；（3）物系組成：一定溫度下，

9、溶解度僅和物系組成有關(guān)。,,另外吸收還具有選擇吸收性和吸收熱效應(yīng)： 吸收總具有一定的選擇性，要選擇對酸氣溶解度大的溶劑與酸性天然氣接觸，才能脫除天然氣內(nèi)所含的酸氣組分。 溶劑吸收溶質(zhì)時，被吸收氣體組分由氣態(tài)變成液態(tài)，會產(chǎn)生溶解熱。即使物理吸收也會產(chǎn)生熱效應(yīng)；若為化學(xué)吸收，還伴隨產(chǎn)生反應(yīng)熱。因而，隨吸收過程的進(jìn)行，溶液溫度必將升高。,解吸是從溶液內(nèi)分出溶質(zhì)的過程，也稱為吸收劑的再生。解吸是吸收的逆過程。

10、 影響解吸的因素主要是：（1）溫度：溫度越高越有利于解吸；（2）壓力：壓力越低越有利于解吸。,2、解吸,生產(chǎn)上常用的解吸方法：用不含或少含溶質(zhì)的惰性氣或水蒸汽與富含溶質(zhì)的溶液接觸，或加熱或減壓或既加熱又減壓使溶液汽化，從而分出被吸收的溶質(zhì)。,,3、吸收-解吸系統(tǒng),一、醇胺與酸氣的反應(yīng) 二、醇胺法脫酸氣原理流程 三、常用吸收劑四、胺法及其改進(jìn)工藝五、主要設(shè)備 六、操作,第三節(jié) 化學(xué)吸收法,一、醇胺與酸氣的反應(yīng),在醇胺分子結(jié)構(gòu)

11、內(nèi)有一個胺基和至少一個羥基。羥基可降低醇胺蒸氣壓，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈堿性，促進(jìn)對酸性組分的吸收。,1、醇胺的分子結(jié)構(gòu),,均為可逆反應(yīng)。 在低溫下，反應(yīng)向右進(jìn)行，醇胺溶液吸收H2S和CO2酸氣，生成胺鹽并放出熱量； 在較高溫度下，反應(yīng)向左進(jìn)行，溶液內(nèi)的胺鹽分解，放出酸氣，溶液得到再生。,2、醇胺與酸氣的主要化學(xué)反應(yīng),低溫,高溫,二、醇胺法脫酸氣原理流程,1一入口滌氣器；2一吸收塔；3一“甜氣”出口分離器；

12、4一循環(huán)泵；5一貧胺冷卻器；6一閃蒸罐；7一除固過濾器；8 一碳粒過濾器；9-增壓泵；10-緩沖罐；1 1一貧／富胺液換熱器；12一再生塔；13一回流冷凝器；14一回流泵；15一重沸器；16一回流罐,1、基本工藝流程,1~3%,,固液雜質(zhì),37~55℃,76~88℃,88~105℃,38~82℃,76~88℃,54-62℃,,回收裝置生產(chǎn)硫磺或送至火炬灼燒,2、胺液分流流程 在原料氣酸氣分壓相當(dāng)高的情況下，將再生塔出來的半貧

13、液抽出大部分送至吸收塔中部入塔，而經(jīng)過重沸器進(jìn)一步汽提了的貧液則送至吸收塔頂入塔保證凈化氣的質(zhì)量。,貧液與半貧液分流流程,3、幾個吸收塔富液共用一個換熱再生系統(tǒng)的流程 在某些情況下，天然氣凈化廠內(nèi)幾個吸收塔的富液可以合并至一套換熱再生系統(tǒng)處理，習(xí)慣上簡稱“多合一”流程。 “多合一”流程的優(yōu)點：1、節(jié)省投資，降低運行管理費用，減少裝置檢修費用，縮短檢修時間；2、使得裝置能耗下降；3、工廠增減處理量的操作變得非常簡單。,三、

14、常用吸收劑,,天然氣脫酸氣工藝中常用的吸收劑有兩大類：,（2）碳酸鉀及帶有各種催化劑的碳酸鉀溶液，主要介紹熱碳酸鉀。,（1）醇胺類,一乙醇胺 二乙醇胺 二甘醇胺 二異丙醇胺

15、 甲基二乙醇胺,,（1）在各種醇胺中其分子量最小、堿性最強、與酸氣的反應(yīng)速度最快、酸氣負(fù)荷最高，能夠迅速吸收天然氣中的酸性氣體，易于降低天然氣中酸性氣體濃度，而且脫除一定量的酸氣所需要循環(huán)的溶液較少；（2）蒸氣壓高，揮發(fā)性強，溶劑的蒸發(fā)損失大；（3）腐蝕性強，溶液濃度低（15～ 20%），特殊部位需要使用特殊鋼材；,1、一乙醇胺(MEA),,一乙醇胺(MEA)的特點：,（4）化學(xué)穩(wěn)定性較好，在沒有其他化學(xué)劑參與

16、時，常沸點以下溫度范圍內(nèi)不會發(fā)生降解和分解；（5）易氧化變質(zhì)，因此儲罐和緩沖罐應(yīng)有甜氣或氮氣為覆蓋氣體；（6）對H2S和CO2的吸收無選擇性，并且可以得到很高的凈化度；（7）與羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，需要配置復(fù)活釜。,1、一乙醇胺(MEA),,一乙醇胺(MEA)的特點：,（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失小；（2）堿性弱，與酸氣化學(xué)鍵的結(jié)合力弱，所需再生熱??；（3）腐蝕性較弱，溶液濃度較高

17、（DEA水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比一乙醇胺(MEA)高），溶液的循環(huán)量較小，再生所需的熱負(fù)荷較低；（4）對H2S和CO2的吸收無選擇性，同時也吸收羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)，而且與COS、CS2生成的化合物能再生，因而不需要設(shè)置復(fù)活釜。,2、二乙醇胺(DEA),,二乙醇胺(DEA)的特點：,二甘醇胺(DGA)的特點：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸發(fā)損失?。唬?）H2S凈化程度高，即使貧液溫度高達(dá)54℃也可保證H2S凈化度，因

18、此溶液冷卻可僅使用空冷而不用水冷，故適用于沙漠及干旱地區(qū)； （3）腐蝕性略低于MEA，二甘醇胺（DGA）水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比一乙醇胺（MEA）高，溶液的循環(huán)量較小，再生所需的熱負(fù)荷較低；（4）對H2S和CO2的吸收無選擇性，同時也吸收羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)并與之發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)。（5）凝固點低（-12.5℃），適宜在高寒地區(qū)使用。,3、二甘醇胺(DGA),二異丙醇胺(DIPA)特點：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的

19、蒸發(fā)損失?。唬?）腐蝕性弱，溶液濃度高，溶液的循環(huán)量小，再生所需的熱負(fù)荷低；（3）低壓下能選擇性地脫除H2S，但隨著壓力提高選擇性下降，在較高壓力下能同時脫除H2S和CO2；（4）二異丙醇胺（DIPA）能脫除羰基硫(COS)，而且易再生。,相應(yīng)的工藝過程稱ADIP，ADIP工藝也用于LPG脫除H2S和COS。在歐洲多用于處理練廠氣。,4、二異丙醇胺(DIPA),,甲基二乙醇胺(MDEA)的特點：（1）蒸氣壓低，揮發(fā)性弱，溶劑的蒸

20、發(fā)損失?。唬?）甲基二乙醇胺（MDEA）比熱低，所需再生熱??；（3）腐蝕性低，溶液濃度高，循環(huán)量小，再生所需的熱負(fù)荷低；（4）具有吸收選擇性，對H2S的吸收能力比CO2高；（5）凝固點低（-14.6℃），適宜在高寒地區(qū)使用。,5、甲基二乙醇胺(MDEA),,酸氣分壓高時反應(yīng)向右進(jìn)行——吸收反應(yīng)。 酸氣分壓低時反應(yīng)向左進(jìn)行——再生反應(yīng)。 碳酸鉀也能與COS和CS2進(jìn)行由分壓控制的可逆化學(xué)反應(yīng)。 由于吸

21、收系統(tǒng)常在110℃下工作，故得名“熱碳酸鉀法”。再生溫度為118 ℃ ，適用于氣體壓力超過2.1 MPa，酸氣含量為5～8％的酸性天然氣。 注意：沒有co2時，不能脫出H2S,,6、熱碳酸鉀,碳酸鉀(K2CO3)與酸氣的化學(xué)反應(yīng),,吸收H2S的碳酸鉀溶液再生需要足夠的碳酸氫鉀，存在足夠的CO2是第二個反映逆向進(jìn)行的條件。,熱碳酸鉀的特點：,（1）除酸氣組分外，其他組分在溶液內(nèi)的溶解度極少，可忽略有用氣體組分的損失； （

22、2）碳酸鉀與H2S、CO2的反應(yīng)熱僅為胺法的一半左右，再生熱??； （3）存在CO2時才能脫H2S，適用于CO2/H2S高的酸性天然氣，可脫除COS和CS2；,,,（4）要求碳酸鉀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于35％，否則將產(chǎn)生重碳酸鹽類沉淀；（5）溶液內(nèi)含有固體懸浮物和重?zé)N時會產(chǎn)生發(fā)泡和溶劑損失； （6）溶液有極強的腐蝕性，需要向系統(tǒng)注入防腐劑。,熱碳酸鉀的特點：,,常規(guī)熱碳酸鉀流程,采用常規(guī)熱碳酸鉀流程可使凈化氣中CO2濃度達(dá)到0.5%

23、～0.6%。,110℃,118℃,20％～35％,貧液分流熱碳酸鉀流程,當(dāng)要求凈化氣CO2濃度達(dá)到0.1％～0.2％時，可采用貧液分流，分出約1/3的貧液冷至30℃送至吸收塔頂，從而降低了出塔氣體的CO2濃度。,貧液與半貧液分流熱碳酸鉀流程,對于處理CO2濃度高達(dá)20％～40％的進(jìn)料氣，可采用貧液與半貧液分流流程。從再生塔中部取出占總量3/4左右的半貧液送至吸收塔中部，而余下的1/4獲得更好再生的貧液送人吸收塔頂。為了獲得更高的凈化度

24、，此股貧液也可進(jìn)一步冷卻后入塔。,3/4,1/4,四、 、胺法及其改進(jìn)工藝,胺法分常規(guī)胺法和選擇性胺法。 常規(guī)胺法是指可基本上同時脫除H2S及CO2的胺法。目前常規(guī)胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)及二甘醇胺(DGA)。 選擇性胺法是指在氣體中同時存在H2S與CO2的條件下，幾乎完全脫除H2S而僅吸收部分CO2的胺法。具有選擇脫硫能力的甲基二乙醇胺(MDEA)得到了廣泛應(yīng)用，并取

25、得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。二異丙醇胺（DIPA）在低壓下也有顯著的選擇脫除H2S的能力。 開發(fā)選擇性胺法的原動力是獲得適合克勞斯工藝處理的酸氣。 選擇性胺法的應(yīng)用領(lǐng)域包括選擇性脫除H2S以及酸氣H2S提濃。,⑴ 、MDEA配方溶液 MDEA配方溶液是一種高效氣體脫硫脫碳溶液。 MDEA配方溶液是以甲基二乙醇胺（MDEA）為主劑，在溶液中加入改善其某些性能的化學(xué)劑，或增加或抑制MDEA 吸收

26、CO2的性能。 有的配方溶液可以比甲基二乙醇胺（MDEA）具有更高的脫硫選擇性，有的配方溶液也可以比其他醇胺溶液具有更好的脫除CO2效果。 MDEA配方溶液某些化學(xué)劑帶來了一些負(fù)面影響： ①降低了胺液有效濃度，使可操作的氣液比下降； ②使溶液的腐蝕性增強。,⑵ 、活化MDEA溶液 活化MDEA 溶液是在溶液中加入提高其吸收CO2 速率的活化劑，主要用于：①從只含CO2的氣體混

27、合物中大量脫除CO2 ；②從含少量H2S且CO2/ H2S比高的氣體混合物中大量或深度脫除CO2，也可兼脫一定量的H2S ；,⑶ 、混合胺溶液 混合胺溶液是在MDEA溶液中加入其他伯胺或仲胺（有時還添加其它活性組分）?；旌习啡芤旱奶攸c： ①對CO2的吸收率<20 % ，低于采用MDEA 溶液10%以上；而對H2S的選擇性顯著提高，對H2S的脫除率大于99.99 % 。大大提高酸氣中H2S的含量（可高達(dá)4

28、5%(V) ，高出采用MDEA 溶液約5個百分點），減少克勞斯回收裝置設(shè)備及管線的尺寸，降低硫回收裝置的投資成本。,②相同條件下，達(dá)到相同H2S凈化度，比采用MDEA 溶液胺液循環(huán)量降低10%～20% ，有利于發(fā)揮裝置處理能力，降低能耗。 可見，混合胺溶液的H2S選擇性、溶劑消耗、能消、投資運行成本等指標(biāo)都優(yōu)于MDEA溶劑。并且克服了MDEA 溶液單獨使用時的缺點，在使用過程中亦未發(fā)現(xiàn)腐蝕和發(fā)泡現(xiàn)象，可滿足各種氣質(zhì)條件和不同凈

29、化度的要求，因此具有很大的應(yīng)用推廣價值。 混合胺溶液適用于原料氣中CO2/H2S 比值較大、酸氣中H2S含量較高的情況。,A1.一段吸收塔 A2.二段吸收塔 S1.一段汽提塔 S2.二段汽提塔 S3.直接換熱區(qū) S4.酸水汽提塔 P1.一段泵 P2.二段泵 EX1.主換熱器 EX2.溶劑冷卻器(一段) EX3.溶劑冷卻器(二段) EX4.初級冷凝器 EX5.中間重沸器 EX6.塔底重沸器,4、改

30、進(jìn)的胺液分流工藝,酸水,酸氣,水返回重沸器,中間重沸器,再生塔塔頂酸氣經(jīng)冷凝器冷凝, 冷凝液返回再生塔上部進(jìn)行部分汽提, 然后進(jìn)入酸水汽提塔，以獲得H2S 濃度極低的冷凝水, 最后返回到再生塔塔底重沸器。再生塔中間重沸器用于調(diào)整半貧液濃度, 使其與再生塔塔底貧液濃度保持一致。該工藝由于僅僅一小部分溶劑（一般為不到20%）進(jìn)行完全再生, 因而該工藝能耗極低。,五、主要設(shè)備,,吸收塔閃蒸罐再生塔回流罐換熱設(shè)備（1.重沸器

31、 2.回流冷凝器 3.貧／富胺液換熱器）過濾器,,主要設(shè)備,二、醇胺法脫酸氣原理流程,1一入口滌氣器；2一吸收塔；3一“甜氣”出口分離器；4一循環(huán)泵；5一貧胺冷卻器；6一閃蒸罐；7一除固過濾器；8一碳粒過濾器；9-增壓泵；10-緩沖罐；1 1一貧／富胺液換熱器；12一再生塔；13一回流冷凝器；14一回流泵；15一重沸器；16一回流罐,1、基本工藝流程,1~3%,,37~55℃,76~88℃,88~1

32、05℃,38~82℃,76~88℃,54-62℃,閃蒸罐,溫度,回流罐,過濾器,換熱設(shè)備,五、主要設(shè)備,1）類型：吸收塔分填料塔和板式塔兩類。 填料塔屬微分接觸逆流操作，填料為氣液接觸的基本構(gòu)件，溶液在填料表面呈連續(xù)相，一旦發(fā)泡較難控制。 板式塔屬于逐級接觸操作，塔板為氣液接觸的基本構(gòu)件，氣流從溶液中鼓泡通過，較易導(dǎo)致發(fā)泡，但由于有適當(dāng)?shù)陌彘g距，泡沫不易連接。 胺法工藝常需要考慮溶液的發(fā)泡問題。,,1

33、、吸收塔 用吸收劑從天然氣內(nèi)分出酸性氣體的塔器稱吸收塔或接觸塔。,五、主要設(shè)備,氣體處理量較小的吸收裝置常用不銹鋼填料塔，塔徑超過0.5 米的裝置常用浮閥塔（不銹鋼塔板）或規(guī)整式填料塔（規(guī)整填料一般由波紋狀的金屬網(wǎng)或多孔板重疊而成） 。,1、吸收塔,,（1）塔底滌氣段：脫除氣體內(nèi)夾帶的液固雜質(zhì)，防止溶劑污染。（2）塔板：塔板數(shù)量應(yīng)根據(jù)酸氣負(fù)荷和溶液濃度確定，常見為20～24塊實際塔板，塔板間距約為0.6 m。（3）充水塔板：

34、貧液進(jìn)料塔板上方有2～5塊充水塔板，使脫酸氣體通過水層，對氣體進(jìn)行水洗可減少溶液被氣體攜帶出塔的損失，同時可減少補充水量。（4）塔頂捕霧器：減少甜氣對吸收溶液的攜帶，捕霧器至頂層塔板間距為0.9～1.2 m。,2）結(jié)構(gòu),,吸收塔塔徑與氣體處理量和壓力有關(guān)，有多種經(jīng)驗估算法。（1）按照氣體處理量確定塔徑 氣體最大空塔速度 氣體允許流速： 分出液滴的

35、粒徑取150～200 μm。,3）吸收塔塔徑,,ksB=0.0768,（2）查圖 流量塔徑 氣體體積流量：m3/d 壓力（表壓）：MPa 塔徑：cm,流量X,吸收塔醇胺溶液的流量與氣體處理量和所需脫出的酸氣負(fù)荷成正比。 循環(huán)量(L／min)=K ×氣體處理量(106×m3／d)×酸氣摩爾分?jǐn)?shù),4）胺液循環(huán)量,,包括原料氣溫度、甜氣溫度 、貧液入塔溫度和富液出塔溫度。

36、 甜氣溫度比原料氣溫度高8～17℃。 貧液入塔溫度一般為37～55℃。貧液溫度應(yīng)等于或略高于甜氣溫度，溫差控制在0～6℃間。 富液出塔溫度比原料氣溫度高11～22℃。,5）溫度,,,6）貧液含酸氣量 進(jìn)吸收塔的貧液含有微量酸氣，含酸氣的量與醇胺類別有關(guān)。伯醇胺的殘余酸氣負(fù)荷為0.05～0.10(mol／mol)，仲醇胺的殘余酸氣負(fù)荷為0.03～0.05，以甲基二乙醇胺（MDEA）為基料復(fù)配的吸收

37、溶劑的殘余酸氣負(fù)荷為0.005。7）富液的酸氣負(fù)荷 出塔富液的酸氣負(fù)荷常按80％酸氣平衡負(fù)荷考慮。,吸收塔與穩(wěn)定塔區(qū)別：,1、氣液傳質(zhì)機理不同：,吸收塔：揮發(fā)度接觸塔：溶解度,2、氣液流量不同：,吸收塔：氣體流量大，液體流量小接觸塔：液體流量大，氣體流量小,1）作用 脫除醇胺富液吸收的烴類（否則這些液烴將進(jìn)入再生塔干擾胺液再生，并促使胺液在再生塔內(nèi)發(fā)泡）。溶液吸收烴類的數(shù)量與吸收塔壓力、原料氣組成有關(guān)。原料氣為

38、貧酸氣時的經(jīng)驗值約為15 m3／m3。,,2、閃蒸罐,,2）操作參數(shù) 低壓、高溫有利于在閃蒸罐內(nèi)分出溶液吸收的烴類，因而閃蒸罐的壓力宜低于0.5 MPa，溫度應(yīng)高于60℃，可以獲得較好的脫烴效果。若為氣液兩相分離，胺溶液在閃蒸罐內(nèi)的停留時間約為10～15 min；若為三相分離，停留時間為20～30 min。3）烴蒸氣的處理 蒸出烴蒸氣的同時會帶出少量酸氣(H2S)。若閃蒸氣用做燃料，需要在閃蒸罐上部安裝一個小型

39、填料塔，用貧胺液進(jìn)行處理，降低氣體內(nèi)H2S含量。,,2、閃蒸罐,,3、再生塔,,,1）類型 小直徑再生塔常采用填料塔；大直徑采用板式塔。2）結(jié)構(gòu) （1）塔板：常為20～24塊，塔板間距0.6m； （2）充水塔板：富液進(jìn)料塔板上方有2～5塊充水塔板用于降低溶劑蒸發(fā)損失。,按照氣體流量確定塔徑，應(yīng)選取塔頂和塔底氣體流量較大者確定再生塔塔徑。 塔底氣體流量=重沸器產(chǎn)生的水蒸汽流量。 塔頂氣體流量=

40、塔頂蒸汽流量+酸氣流量。 塔頂蒸汽流量=塔底蒸汽流量-溶液溫度由入塔溫度升至重沸器溫度所需蒸汽流量-使酸氣汽化所需的蒸汽流量。4）操作參數(shù) 塔壓一般為70～130kPa，塔頂溫度一般低于107℃。,3）再生塔塔徑,在回流罐內(nèi)實現(xiàn)酸氣和冷凝水的分離，冷凝水作為回流液返回再生塔。 水摩爾數(shù)與酸氣摩爾數(shù)之比稱為回流比。 回流比大小可根據(jù)再生塔塔頂壓力、溫度查圖確定。,4、回流罐,,,在胺液

41、循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)主要有四種換熱設(shè)備：1）重沸器 重沸器為再生塔提供熱量，其熱負(fù)荷由以下四部分組成：①將醇胺溶液加熱至沸點； ②使再生塔塔頂回流液(水)汽化； ③補充水的熱負(fù)荷； ④重沸器和再生塔的熱損失。 重沸器的熱負(fù)荷需留有15～20％的安全余量。,,5、換熱設(shè)備,,,重沸器熱負(fù)荷與回流冷凝器負(fù)荷、再生塔塔板數(shù)有關(guān)。 重沸器熱負(fù)荷愈大，塔頂回流冷凝器的負(fù)荷愈高，回流量愈大，但可用較少板數(shù)的再生塔。反之

42、，重沸器熱負(fù)荷小，回流量小，塔頂回流冷凝器的負(fù)荷愈低，而塔板數(shù)和塔高需要增加。 小型再生系統(tǒng)的重沸器采用直燃式加熱爐，大型再生系統(tǒng)可用水蒸汽或熱油為熱媒。,,5、換熱設(shè)備,,重沸器,,再生塔塔頂?shù)幕亓骼淠鞯呢?fù)荷是冷卻塔頂氣并把水蒸汽凝析為水。 冷卻器的入口溫度不宜超過107 ℃，出口溫度為54～62℃。 再生塔頂?shù)幕亓骼淠鞒閺娭仆L(fēng)空冷式翅片管換熱器。,2）回流冷凝器,,換熱器的作用：預(yù)熱富液減少

43、重沸器負(fù)荷，同時回收貧液顯熱減少貧液冷卻器負(fù)荷。 換熱器常用管殼式換熱器，腐蝕性強的富液走管程。為減小腐蝕，控制富液流速在0.6～1.2 m／s范圍內(nèi)。 換熱前后貧富液的溫度變化常在38～56℃范圍，常用兩臺或兩臺以上換熱器串聯(lián)。換熱器壓降一般為14～35 kPa。,3）貧／富胺液換熱器,,進(jìn)入吸收塔的貧胺溶液溫度要適宜。 溫度過高，會使胺的蒸氣壓高，胺液被氣體攜帶出塔的損失增多； 溫度

44、過低，使塔頂氣體驟冷，產(chǎn)生凝析烴液污染胺液，并且會促使塔內(nèi)溶液發(fā)泡。 因此，貧液溫度應(yīng)略高于塔頂溫度，溫差由貧胺冷卻器控制。 貧胺冷卻器常為強制通風(fēng)空冷式翅片管換熱器。,4）貧胺冷卻器,,,在胺液循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)有兩個過濾環(huán)節(jié)：1）對富液過濾 除去富液內(nèi)95％以上粒徑大于10μm的固體雜質(zhì)，防止堵塞貧／富胺液換熱器和再生塔。通常采用機械式過濾器。2）對貧液過濾 除去溶液吸收的液烴，提高

45、進(jìn)吸收塔貧液的品質(zhì)，減小溶液發(fā)泡傾向。往往采用活性炭或碳粒過濾器。,6、過濾器,,,六、操作,1、溶液損失 大體分三類：正常損失、非正常損失和降解損失。 1）正常損失 醇胺溶液的正常損失包括：①甜氣帶走的； ②閃蒸罐排出閃蒸氣內(nèi)攜帶的，這種損失通常很??；③再生塔回流罐排放的酸氣中含有微量溶劑蒸氣，這種損失也很小，再生塔塔頂流出物基本不含溶劑； ④復(fù)活釜損失，復(fù)活溫度比再生溫度高，造成溶劑損失。,,

46、醇胺法脫酸氣系統(tǒng)在運行中常遇到的問題主要有溶液損失、溶液發(fā)泡和腐蝕問題。,2）非正常損失 醇胺溶液的非正常損失主要包括：①溶劑循環(huán)系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏；②吸收塔內(nèi)溶液發(fā)泡增加的溶劑損失；③原料氣攜帶采出水所增加的溶劑損失等。 非正常損失常高于正常損失。,3）降解損失 降解是指醇胺溶液變質(zhì)、吸收酸氣能力降低的現(xiàn)象。嚴(yán)重降解的吸收溶液需要更新。 醇胺溶液的降解主要有三類：①熱降解：指溶液溫度過

47、高產(chǎn)生的變質(zhì)現(xiàn)象。②化學(xué)降解：指氣流中的CO2、有機硫和醇胺發(fā)生副化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生難以完全再生的化合物。③氧化降解：指溶液和氧接觸產(chǎn)生熱穩(wěn)定性極好、不能再生的產(chǎn)物，如氧能和一乙醇胺（MEA）反應(yīng)生成熱穩(wěn)性鹽類，即降解產(chǎn)物。 降解損失遠(yuǎn)高于正常損失和非正常損失。,降低醇胺溶液降解損失的措施：①嚴(yán)格控制溶液的再生溫度(小于150度)。 ②保持系統(tǒng)密閉、避免空氣進(jìn)入系統(tǒng)。③醇胺溶液儲罐應(yīng)有惰性氣或甜氣覆蓋。④保證補充水

48、的品質(zhì)，補充水不含游離氧。 通過觀察貧液顏色（正常情況下胺液應(yīng)為淺棕色或稻草顏色 ），經(jīng)常檢查胺液的濃度和pH值，可以判斷貧液的品質(zhì)。,2、溶液發(fā)泡 幾乎所有外來物質(zhì)和液固雜質(zhì)都可能誘發(fā)溶液發(fā)泡，因而塔內(nèi)溶液發(fā)泡是極難預(yù)測的一種非正常工況。 溶液發(fā)泡的原因：①胺液內(nèi)含有腐蝕產(chǎn)物和固體雜質(zhì)；②胺液降解產(chǎn)物；③在胺液內(nèi)含液烴；④原料氣滌氣程度不夠，原料氣內(nèi)帶有液烴和采出水；⑤脫酸裝置

49、上游添加的各種化學(xué)劑、防腐劑等活性物質(zhì)；⑥裝置投產(chǎn)時，系統(tǒng)凈化程度不夠；⑦補充水水質(zhì)不合要求；⑧機械式和活性炭過濾器工作惡化等。,溶液發(fā)泡帶來的問題： 裝置壓降波動、處理量和脫酸效率大幅降低，以及溶劑耗量大幅上升。發(fā)泡嚴(yán)重時將迫使裝置停產(chǎn)。 措施：①定期在室內(nèi)測定溶液的發(fā)泡傾向； ②篩選消泡劑種類和用量，裝置發(fā)生胺液發(fā)泡時，添加消泡劑作為應(yīng)急措施，溶液循環(huán)量1m3需添加(5～50)m

50、L消泡劑。,3、腐蝕問題 含酸氣的高溫胺液具有很強的腐蝕性。胺法裝置腐蝕是一個重大問題，它可能導(dǎo)致裝置非計劃性停產(chǎn)、設(shè)備壽命縮短甚至產(chǎn)生設(shè)備及人員傷亡事故。 胺法裝置容易發(fā)生腐蝕的敏感區(qū)域主要有再生塔及其內(nèi)部構(gòu)件，貧富液換熱器的富液側(cè)，換熱器后的富液管線，以及有游離酸氣和較高溫度的重沸器及附屬管線等處。,腐蝕問題的解決要從三方面考慮：（1）設(shè)計中，對管線和設(shè)備增加壁厚，留有腐蝕余量。對于腐蝕性極強的胺液系統(tǒng)