地下煤气化合成气的脱碳提氢耦合工艺探讨

针对煤炭地下气化(UCG)技术制备的合成气具有温度高(>200℃)、压力大(3.35 MPa)、饱和含水量大及组分复杂(含CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和CO等)的特点,设计并采用膜分离+溶剂吸收耦合的处理方法以实现地下煤合成气中CO_(2)的脱除和H_(2)的提纯。地下煤合成气经过二级膜分离单元的处理,实现了CO_(2)/H_(2)与CH_(4)的分离并得到了脱碳净化气,其中CO_(2)含量(物质的量分数)≤3%,该膜分离工艺所需能耗为0.297 k W·h/m^(3)。使用醇胺吸收法处理CO_(2)/H_(2)混合气,并通过配方溶液筛选、工艺流程优化和校验分析等方法开展了研究,最终得到了H_(2)纯度(物质的量分数)≥99%的产品,该醇胺吸收法的能耗为0.341 k W·h/m^(3)。使用膜分离+溶剂吸收耦合处理复杂工况的地下煤合成气,可得到脱碳净化气、纯CO_(2)和工业级H_(2),提高了项目的经济价值,具有较大的应用潜力。

硫酸钡阻垢剂的制备及性能评价

以丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)、丙烯酸甲酯(MAC)及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法制备了IA/AA/MAC/AMPS新型四元聚合物阻垢剂。在单因素实验条件下分析单体配比、引发剂用量、聚合温度及反应时间对阻垢性能的影响,并运用正交实验研究合成新型阻垢剂的最佳反应条件组合。确定最佳合成条件为:IA/AA/MAC/AMPS 4种单体质量配比为2∶1∶1∶0. 75,引发剂质量为4种单体总质量的8%,聚合温度为80℃,反应时间为3. 5 h。利用静态阻垢法对所研制的阻垢剂进行阻垢效果评价,研究了阻垢剂质量浓度、温度、pH值对阻垢效果的影响。实验结果表明,阻垢剂质量浓度为80 mg/L时,阻垢率为80. 46%,对硫酸钡的阻垢效果最好;在温度为85℃时,阻垢率可达82. 87%;随着pH值的增加,阻垢率变化趋势较明显,在pH值呈中性的溶液中阻垢效果最好。利用红外光谱对共聚物的结构进行了表征,并确定该共聚物分子链中含有所引入的官能团。

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果研究

硫酸钡垢结构致密且一般不溶于酸,目前针对该类垢型最有效的解决办法就是在注入水中加入化学阻垢剂。选取DETPMP、EDTMPS、GY-405、HX-1、AMPS(2-丙烯酸-2-甲基丙磺酸)五种阻垢剂进行复配,采用钡离子络合滴定方法筛选出阻垢效果较好的复配型阻垢剂,再利用正交实验优化阻垢剂的配方。实验结果表明:阻垢剂两两复配时,GY-405与DETPMP在复配比为2:1时对硫酸钡垢阻垢效果最好,阻垢率最高可达到62.36%;三种阻垢剂复配时,利用正交软件可知,在GY-405、DETPMP、AMPS的浓度分别为25 mg/L、25 mg/L、15 mg/L时,该复配型阻垢剂对硫酸钡的阻垢效果最好,可达80%以上。选取Ba2+浓度、温度、矿化度、p H作为影响因素,对复配阻垢剂进行正交评价实验。通过正交实验可知,在四种因素共同作用下,当矿化度为42 g/L、Ba2+浓度为800 mg/L、p H为7、温度为85℃时,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢率最大。四种因素中,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序为Ba2+浓度>p H>矿化度>温度。

地下煤合成气脱碳工艺优选及能耗模拟优化研究

地下煤蕴含的资源量十分巨大,地下煤合成气中CO_(2)含量比常规天然中的CO_(2)含量高,传统MDEA脱碳工艺无法较好地使地下煤合成气中的CO_(2)达到天然气净化指标要求。且传统的脱碳工艺再生能耗高,需要大量燃料气为脱碳再生系统提供能量。通过配方溶液筛选、工艺流程优化、关键参数研究等方法开展研究。结果表明,PZ+MDEA配方可明显提高CO_(2)吸收效率,超高CO_(2)含量合成气脱碳优化工艺可实现地下煤合成气脱碳工艺能耗同比下降55%。

LNG冷能发电技术及ORC工质优选研究

LNG蕴含的冷能资源量十分巨大,冷能发电系统可有效回收大部分温度梯度的冷量而被广泛应用。通过对冷能发电方式比选,运用HYSYS软件,模拟郎肯循环发电系统,对比不同工质对系统单位净输出功量的影响。结果表明,饱和碳氢化合物有更高的单位工质净输出功,工质为丁烷时发电量最高。

轻烃深加工中戊烷精馏装置的工艺优化与模拟

针对某天然气处理厂轻烃深加工装置在原料组分变化后,戊烷精馏装置存在精馏塔操作压力过高、不凝气排放量大、操作控制难度大等问题,提出了在现有处理装置前新增一座精馏塔的优化方案,可先将原料分离成C4-轻组分和C5+重组分,然后将重组分输送至现有装置处理,轻组分则分离后外输。应用HYSYS软件对优化后工艺进行模拟,发现优化后工艺可以有效地解决现有装置存在的问题,装置能耗明显降低,不凝气排放减少,每年可增加收益560余万元。