天然气脱硫脱碳和脱水工艺的节能模拟与优化

针对某450万m^(3)/d天然气净化装置,利用Aspen HYSYS软件对天然气脱硫脱碳和脱水工艺进行建模,基于夹点技术分析天然气净化装置的换热网络节能潜力和不合理换热之处,基于灵敏度分析操作参数节能潜力,确定甲基二乙醇胺(MDEA)和三甘醇(TEG)溶剂的最佳循环量。结果表明:通过夹点技术分析,天然气净化装置换热网络的节能潜力为307.80 kW,占现行加热公用工程和冷却公用工程消耗量的4.97%,5.65%;通过灵敏度分析,MDEA和TEG的循环量分别取95.00,5.00 m^(3)/h,操作参数优化的最大节能潜力为2527.95 kW,占现行加热公用工程和冷却公用工程消耗量的40.86%,46.43%;通过换热网络改造和操作参数优化,装置最大节能量为2795.41 kW,占现行加热和冷却公用工程消耗量的45.18%,51.34%;2种节能优化方案可节省操作费用144.72万元/a,回收期为0.174 a。

垃圾渗滤液处理同步填埋气脱硫脱碳提纯

为研究二级膜生物膜反应器(MBfR)在处理垃圾渗滤液协同垃圾填埋气脱硫脱碳提纯方面的效能与机制,依次考察了前置短程硝化MBfR和后置MBfR运行过程中有机物和氮素污染物的去除效能,以及垃圾填埋气中H_(2)S、CO_(2)和CH_(4)的转化特性。实验结果表明:在反应系统运行280 d后,成功实现了渗滤液深度处理协同填埋气高效脱硫脱碳。通过控制前置反应器低溶氧,亚硝化率可达85%以上,可实现短程硝化和DAMO-Anammox过程的耦合。系统对COD、NH_(4)^(+)和TN的平均去除率分别可达95%、99%和99%,可实现垃圾渗滤液高效减碳脱氮;垃圾填埋气经过净化后的CO_(2)和H_(2)S气体成分分别降低至0.2%以下和5%左右,而CH_(4)气体成分提高至80%左右,显著提升了垃圾填埋气的质量。反硝化型厌氧甲烷氧化古菌和产甲烷古菌在电子转移系统中表现出高活跃性,暗示其通过直接电子转移的种间关系,可强化CO_(2)还原产CH_(4)过程。本研究中,高效的填埋气升级效果一方面归功于富集了电活性产甲烷菌Methanothrix和硫自养反硝化细菌Thiobacillus;另一方面,高有机负荷的厌氧产甲烷过程消耗大量质子,从而提高体系碱性并增加液相中可吸收的CO_(2)量。这进一步促进了垃圾填埋气中CO_(2)含量减少和CH_(4)含量增加。

天然气脱硫脱碳用离子液体的研究进展

目的对气田开采出的天然气采用离子液体进行脱硫脱碳处理,以期能达到GB 17820—2018《天然气》的要求。方法离子液体作为一种新型的绿色溶剂,其理化性质可通过阴、阳离子进行调控。通过对国内外学者相关文献进行梳理和归纳,对离子液体取代或补充天然气净化的传统吸收溶剂的潜力进行了探讨。结果离子液体净化工艺具有较好的酸气吸收效果,虽常规型与功能型离子液体的黏度高且价格昂贵,但复配胺类溶剂后可以有效减少或避免此类问题。结论综述了近年来离子液体吸收CO_(2)、H_(2)S的研究进展,可为其在天然气脱硫脱碳的应用提供有价值的参考。

渤海某终端处理厂天然气脱硫脱碳用消泡剂合成及评价

研制了一种以聚醚改性硅油/硅脂为主剂的天然气脱硫脱碳溶液用消泡剂,测试了其在不同发泡液、温度下的消泡性能。结果表明:贫胺液加入100 mg/L自制消泡剂即可达到应用需求;富胺液需加注超过1 000 mg/L才能满足应用要求。消泡剂加量1 000~1 500 mg/L时,在不同实验温度下可以满足现场应用要求,消泡效果明显优于现场在用有机硅乳液型消泡剂和收集的聚醚型胺液消泡剂。

高酸性天然气脱硫脱碳装置化学处理过程能耗对比分析

比较分析了高酸性天然气脱硫脱碳装置中流化床和填充床2种化学处理过程的能耗特性。实验采用流化床和填充床,改变温度、气体流速和压力,同时测量能耗并通过气相色谱分析气体成分。结果表明:流化床的能耗总体高于填充床。在350℃、流速4 L·min^(-1)条件下,流化床的能耗达到20.5 kW·h,填充床的能耗为14.8 kW·h;在优化条件下,流化床和填充床的脱硫效率分别达到92.5%和88.3%,脱碳效率分别达到85.6%和80.6%。

天然气净化厂脱硫脱碳装置的适应性分析

为分析净化厂脱硫脱碳装置的适应性,利用HYSYS软件建立脱硫脱碳工艺流程的稳态模型,研究原料气气质组分变化对天然气净化度的影响,并对DEA、MEA、PZ三种溶液的活化性能进行了模拟研究。研究结果表明:原料气中CO_(2)含量高于5.9%时,脱硫脱碳装置原有设计参数不再满足净化度的要求;在相同活化剂浓度下,改善脱CO_(2)性能的活化剂顺序由高至低依次是PZ>MEA>DEA,H_(2)S净化度由低至高的活化剂顺序依次为PZ>DEA>MEA。CO_(2)含量小于等于5%的天然气可采用MDEA溶液为吸收溶剂,CO_(2)含量大于5%的天然气宜采用MDEA/DEA溶液为吸收溶剂。

伴生气脱硫脱碳处理系统节能降耗技术研究

针对常规伴生气脱硫脱碳处理系统溶液循环量大、能耗高等问题,从有效能分析的角度出发,对重点耗能单元进行了有效能损失和有效能效率计算,通过关键参数调节实现了能耗和产品质量的双优化,确定了系统持续优化的发展方向。结果表明:吸收单元和再生单元的有效能损失占比分别为35.7%、64.3%,且吸收塔、再生塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器和冷却器的有效能损失较大,说明重点耗能单元为再生单元;通过再生塔塔顶酸气热量回收、节流阀压力能回收和半贫液工艺改造回收等手段,部分设备的有效能损失大幅降低,有效能损失从14.430×10^(6)kJ/h降至11.114×10^(6)kJ/h,节能降耗效果明显。

高含CO_(2)含有机硫天然气脱硫实验研究

为提高某天然气处理厂MDEA+UDS复合脱硫溶液CO_(2)吸收性能,解决高含CO_(2)含有机硫天然气净化问题。通过PROMAX工艺模拟软件,对比分析了单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)3种活化剂CO_(2)吸收及再生性能,考察了复合吸收溶液加入优选活化剂后对有机硫、H2S、CO_(2)吸收效果的影响以及在不同浓度、不同气液比下对CO_(2)的吸收效果影响,并开展现场侧线实验。结果表明:DEA相比其余两种活化剂,CO_(2)吸收率可达83%,且再生后性能恢复率达到50%;在气液比560、溶液质量浓度44%条件下,“MDEA+UDS+DEA”复合脱硫溶液具有良好的H_(2)S、CO_(2)以及有机硫脱除能力,有机硫脱除率为72.6%,净化气H_(2)S、CO_(2)满足一类气标准要求。

火电厂脱硫系统石膏脱水机方案比选

脱水机是火电厂脱硫系统中的重要设备,直接决定了脱硫副产品——石膏的品质。对石灰石-石膏湿法脱硫工艺中的真空皮带脱水机及圆盘脱水机进行分析对比。真空皮带脱水机技术成熟,结构简单,一次性投资小,运行业绩多,但电耗高,运行费用高;圆盘脱水机占地面积小、电耗低、运行经济性好。以某2×1000 MW火电厂脱硫系统的石膏脱水机选型为例,通过对比设备初投资、电耗、水耗及检修维护费用,圆盘脱水机比真空皮带脱水机初投资增加约345万元,年运行及检修维护费用节约约78.29万元。

燃煤电厂脱硫系统石膏脱水研究

石灰石-石膏法烟气脱硫技术被广泛应用于燃煤电厂,主要副产物是脱硫石膏,主要成分为硫酸钙的固体废弃物。石膏脱水是脱硫石膏资源化利用的关键,受限于设备运行、冲洗水品质、脱硫剂品质等多方面原因,脱硫石膏的纯度不高或结晶不好,导致石膏难以脱水。本文以浙江省内多个燃煤机组为例,研究了脱硫系统石膏脱水的主要影响因素,发现多因素影响下石膏品质波动是影响石膏资源化利用的重要原因,提出了通过分级利用和精细调控的方法提高脱硫石膏资源化利用率,保证燃煤电厂脱硫系统的安全稳定运行。

分子筛吸附脱除燃煤烟气硫碳硝的研究进展

煤炭是我国主要的能源,但燃煤烟气中二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、一氧化氮(NO)等污染物会对环境和人类健康造成不利的影响。本文综述了分子筛及改性分子筛吸附脱硫、脱碳、脱硝技术和同时脱硫脱硝技术的现状;分析了温度、改性对脱硫的影响,压力、温度、改性对脱碳的影响,O2、水分、改性对脱硝的影响以及浓度、抗硫性能对脱硫脱硝的影响;并对同时脱除上述3种气体的发展趋势进行了展望,为多组分气体共吸附技术及燃煤烟气硫碳硝同时脱除的工业化应用提供理论依据和方法。

创建中国天然气净化基地的思考

中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂将建设中国天然气净化基地(以下简称基地)作为其发展战略目标。为了明确基地建设的基本框架和工作思路、推进建设进程,基于该厂2008年以来的相关数据和资料,明确了基地建设的内涵、6个结构要素和标志(天然气净化技术、天然气净化技术服务、天然气净化新技术推广和试验、天然气净化技术培训、天然气净化技能鉴定、天然气净化文化体系),进而根据上述结构要素将基地建设划分为对应的6个子基地,分析其现状并提出了相应的实施建议。结论认为:(1)建设基地是该厂发展的自身定位和战略目标,也是机遇和挑战;(2)应持续编制、出台天然气净化行业的相关标准、规程和规范,为工厂标准化管理、新厂标准化建设积累经验;(3)持续培养净化技术技能人才,进行前沿引领技术创新攻关,结合"两化融合""中国制造2025",推进智能净化厂建设;(4)提升检维修整体业务水平,强化培训基地软硬实力;(5)以"工厂标准化、人才精英化、业务专业化"建设为驱动,实现跨越式发展,全面建成中国天然气净化基地。

长庆油田第四天然气净化厂450×10~4 m^3/d净化装置运行评价

中国石油长庆油田分公司第四天然气净化厂天然气净化装置是长庆设计院自主设计的首套450×104 m3/d天然气净化装置,自2013年11月进气投产,两套450×104 m3/d主体净化装置已安全平稳运行至今,总体达到工程项目的设计要求。通过运行过程中不断地总结经验、优化参数,净化装置整体运行平稳,关键参数控制在设计指标范围内。总结了该装置1年多的运行情况,针对装置从投运到进气生产中存在的问题提出对策,并给出下一步的改进建议。

高含硫天然气脱硫脱碳工艺技术在普光气田的应用研究

普光气田是我国迄今为止开发的规模最大、丰度最高的特大型海相碳酸盐岩整装气田,天然气中H2S含量高达13%～18%(φ),CO2为8%～10%(φ),有机硫化合物高达340.6mg/m3,常规脱硫脱碳工艺无法适用。该文通过对高含硫工艺技术进行研究分析,制定了普光气田天然气净化工艺路线,选用甲基二乙醇胺(MDEA)作为吸收溶剂,通过催化反应脱除天然气中有机硫,设置级间冷却器控制CO2的吸收,吸收溶剂通过串级吸收、联合再生,降低了装置能耗和运行成本。该工艺在普光气田应用后,外输产品气中H2S含量在6mg/m3以下,CO2含量低于3%(φ),总硫含量低于200mg/m3。

MDEA-H_2O-CO_2-H_2S体系的气体溶解度的计算

目前天然气脱碳和脱硫的主要溶剂是醇胺类水溶液 ,其中最有代表性的是N -甲基二乙醇胺 (简称MDEA)。作者采用严格的混合溶剂电解质理论建立的气体吸收溶解度和吸收热的热力学计算模型 ,可以同时计算CO2 、H2 S及混合气体在MDEA水溶液中的溶解度 。

热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响

热稳定盐是甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫溶液的主要变质产物之一,热稳定盐会影响MDEA溶液的性能。热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响,目前主要依据净化装置脱硫能力的变化和胺液复活前后净化装置脱硫能力的变化进行推断。影响净化装置脱硫能力的因素很多,仅根据工业数据很难准确确定热稳定盐的影响情况。为此,在实验室小型胺法脱硫装置上研究了热稳定盐对MDEA溶液脱硫脱碳性能的影响,并在实验结果的基础上对热稳定盐影响MDEA溶液脱硫脱碳性能的机理进行了探讨,最后根据研究结果对热稳定盐的控制提出了建议。研究结果表明,热稳定盐对MDEA溶液脱硫性能和脱碳性能的影响是不同的,不同性质的热稳定盐对溶液的影响也不一样。

富气的密相输送工艺技术

现代管材技术为富气密相输送工艺打开了应用的大门。在正常操作条件下,富气密相输送工艺避开了富气两相输送所带来的问题。与传统压力下的干气输送工艺相比,富气密相输送工艺的管路压降小,压缩机表现出更高的效率。富气密相输送工艺对富气的烃露点要求不高,在矿场或采油平台,一般通过常温分离得到的富气就能满足密相输送的要求,因而可以简化油田、凝析气田的气体处理工艺,节省天然气凝析液储运费用。然而,富气中较高的重烃含量也给富气脱硫、脱水带来了困难。文中分析了富气的特性,讨论了富气处理与密相输送工艺技术,简述了国外富气密相输送技术应用概况。

天然气脱硫脱碳方法的研究进展

综述了甲基二乙醇胺(MDEA)法、砜胺法、LO-CAT法及CT8-5法等天然气脱硫脱碳方法的应用状况,对脱硫脱碳方法的适用范围、溶剂的变质过程、脱除效果进行了比较和分析,并展望了天然气脱硫脱碳方法未来的发展方向。通过对比分析得出,当原料气压力较高且硫含量高时,适宜采用LO-CAT法处理;若原料气中硫含量低时,应采用砜胺Ⅲ法;当原料气压力较低时,采用MDEA法和CT8-5法均适宜,但使用CT8-5法时溶剂更稳定,不易变质。若需要从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、可适当保留CO2的工况,应选用砜胺Ⅲ法。

电厂脱硫石膏制水泥缓凝剂二水石膏的研究

脱硫石膏作为电厂最大的固体废弃物之一,对其进行研究将其回收利用具有重要的意义。以电厂干法脱硫石膏为原料,采用将亚硫酸钙氧化并重结晶的方法制备二水石膏(CaSO4·2H2O),以用于水泥缓凝剂。考察了溶液pH、液固比(质量比)、催化剂用量、空气流速、反应时间等因素对亚硫酸钙氧化转化率的影响。得到亚硫酸钙氧化为二水石膏的最佳工艺条件:溶液pH为4~5、反应时间为1.5 h、催化剂用量(亚硫酸钙与催化剂的质量比)为7.5、空气流速为0.15 m3/h、液固比为10∶1。在此条件下,亚硫酸钙转化率接近100%。实验得到的二水石膏产品晶形良好、便于过滤,为后续工业化放大奠定了基础。

LNG原料气深度脱硫脱碳技术研究

天然气在液化过程中需深冷至约-162℃,为了避免在低温液化过程中因结冰堵塞设备和管线,需对天然气中的酸性组分进行深度脱除。介绍了LNG工厂中原料天然气预处理工艺中的重点单元—脱硫脱碳单元的技术路线,阐述了中国石油西南油气田公司天然气研究院自主研发的CT8-23活化MDEA溶剂及CT8-25深度脱硫脱碳脱有机硫溶剂的性能及技术特点,并与国外同类溶剂Sulfinol-D的性能进行了对比。结果表明,在吸收压力仅为2MPa、吸收塔塔板数为13块的条件下,CT8-25溶剂对H2S、CO2均可达到深度脱除的要求,且对有机硫的脱除率高出Sulfinol-D约28%。