MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨

《MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年天然气技术Vol.4，No.2第4卷·第2期NaturalGasTechnologyApr.2010文章编号：1673-9035（2010）02-0055-04MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨11221王正权王瑶席红志王毅匡国柱（1.大连理工大学化工学院，辽宁大连116012；2.中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂，重庆401220）摘要N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收H2S技术广泛应用于天然气脱硫中。对典型的MDEA吸收流程进行分析表明，MDEA溶液再生能耗较大，过程物流能量未得到充分利用。为此，提出了

2、热泵流程和半贫液流程两种节能改造方案，用PROII软件对流程进行模拟计算，并对典型流程及改造流程进行热力学效率分析。结果表明，与典型流程相比，热泵流程和半贫液流程的热力学效率分别提高了5.23%和6.39%。关键词MDEA天然气脱硫流程改造热力学效率中图分类号：TE644文献标识码：A!"#$!"#$%#"$!%"!%#!%#"#&!%'!###"!%"!%#!%#"#!%'&%$$%!"'(0引言#"!$（2）N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收法脱硫技术广泛上述反应式中，反应（1）为瞬时反应，反应（2）应用于天然气脱硫，与DEA

3、、MEA等其他醇胺法相为慢反应，且均为可逆反应[7]。当温度较低、压力较比，在同样条件下MDEA法的循环量较小，能耗较高时，反应由左向右进行，吸收几乎全部H2S和部分[1］低，且酸气浓度较高，有利于硫的回收生产。20CO2；当温度较高，压力较低时，反应由右向左进世纪80年代以来，我国新建的大型天然气脱硫装置行，解吸其中的H2S和CO2，MDEA溶液再生。工业[2]均采用MDEA吸收工艺。但是，MDEA溶液再生过上利用MDEA与H2S反应的特性，实现选择性脱除程耗能较大，MDEA再生塔塔底的再沸器为整个净（或回收）H2S的目的。化

4、过程主要的蒸汽消耗设备（蒸汽消耗约占总产蒸汽典型的MDEA吸收法脱硫工艺流程见图1。在的80%）。当气体处理量较大，MDEA再生质量要求4～7MPa约40℃的温度下，MDEA水溶液与含硫天[3]较高时，再生所需能耗更大。如何更合理充分地利然气在吸收塔内逆流接触，吸收天然气中的H2S和部用过程本身能量，对过程物流、能流进行系统优化分CO2。吸收酸气的富胺液进入闪蒸罐，闪蒸出其中集成，以达到节约能源，降低成本的目的，是生产溶解的烃，并与再生贫液换热后进入再生塔。在中需要解决的一个重要问题。笔者拟以节能为目0.04～0.1MPa约12

5、0℃的温度下，解吸出吸收的酸的，对MDEA法脱硫典型工艺流程进行分析，在此性组分，MDEA溶液得到再生。基础上对流程进行改进，提出两种节能方案，并利用化工模拟软件PROⅡ对新方案进行模拟计算。1MDEA法脱硫原理及工艺流程H2S在MDEA溶液中依靠与其反应而从天然气中脱除。因天然气中也含有CO2，因此在脱除H2S的同[4-6]时还会脱除部分CO2，其化学反应式如下：!"#$!"#$!!%&!"&!"""'&!(!###"!!%&!"&!"""&!('!$$!#)#"!$（1）图1典型的MDEA吸收法脱硫工艺流程图收稿日期：201

6、0-01-22修订日期：2010-03-04作者简介：王正权（1985－），硕士研究生，研究方向为化工过程的系统分析与综合。E-mail：wangzq.dlut@163.com天然气技术／55第4卷王正权，等：MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨第2期6值不大。塔顶酸气冷凝放出的热量为10.343×102典型的MDEA吸收法耗能情况kJ／h，占总损失热量的49.72%，有效能占总有效能出吸收塔的富液经减压后进行闪蒸，闪蒸压力损失的22.83%，且出塔的酸气温度为108℃，含有大为0.6～0.8MPa，出吸收塔富液压力为4～7

7、MPa，量的饱和水蒸气，潜热较大，而在典型MDEA法脱该部分压力能损失在调节阀上。当气体处理量较硫工艺中这部分能量未得到合理利用。同时因富液6大，气体中H2S含量较高，MDEA溶液循环量较大节流闪蒸而损失的压力能为0.438×10kJ／h，同样时，由此损失的能量更是不可忽视。此外，再生塔未得到利用。塔顶酸气出口温度为100～110℃，其中水蒸气含量3节能改造方案约70%，含有大量潜热。典型工艺流程中，利用空3.1热泵方案冷、水冷将其降温，酸气去硫磺回收段，液体作为回流液进入再生塔。此过程中，水蒸气的潜热不仅由以上分析可知，再生塔

8、顶酸气含有大量的可未被利用，而且需要消耗大量冷却用水。回收能量，但由于其温度为108℃，无法直接被利现以某天然气净化厂MDEA法脱硫工段数据为用。对此热泵改造方案为：利用热泵技术提高流动[9]例，利用化工模拟软件PROII对流程进行模拟计温度，使其能量可直接被利