青西联合站胺法脱碳工艺研究与应用.pdf

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1、工艺管理青西联合站胺法脱碳工艺研究与应用刘晓晨石敏丽(中国石油天然气总公司玉门油田青西作业区联合站甘肃玉门735200)摘要：随着天然气在世界以及我国能源结构中地位的不断上吸收能力，且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。升，天然气净化工业的地位也愈益重要。天然气净化包括脱硫、纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按脱碳、脱水等。本文主要阐述青西联合站天然气脱碳装置的工艺下式反应：流程。CO+-2+H2OH+HCO3（1）关键词：天然气；脱碳；胺法；甲基二乙醇胺H++R+2N

2、CH3R2NCH3H（2）前言式（1）受液膜控制，反应速率极慢，式（2）则为瞬间可逆反应，青西联合站始建于2002年，主要包括原油处理与天然气处因此式（1）为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在理两大系统。目前，由于油田产量递减严重，轻烃回收装置实际MDEA溶液中加入5%的活化剂后，反应按下式进行：处理量7.3×104m/d，干气产量为5.0×104m/d，操作压力R2/NH+CO2R2/NCOOH（3）1.3MPa，操作温度0～30℃。干气的主要用户是CNG站，直接用R2/NCOOH+R

3、2NCH3+H2O户是民用汽车，而汽车尾气是影响环境的主要因素之一。因此，R3-2/NH+R2CH3NH+HCO（4）只有净化干气，将干气中的CO2含量脱至3.0%以下，才能满足式（3）+式（4）：CNG站对干气质量的要求。R3-2NCH3+CO2+H2OR2CH3NH+HCO（5）一、脱碳工艺的选择由式（3）～（5）可知，活化剂吸收CO2并向液相传递，加快了1.膜分离法反应速度，而MDEA又被再生。MDEA分子含有一个叔胺基团，膜分离法利用不同气体在薄膜材料中的渗透率不同来达到吸收CO2后生成碳酸氢

4、盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲分离目的,用于二氧化碳分离的膜分离设备有中空管束式和螺旋酸盐所需的热量低得多。卷板式两种。膜分离CO2的原理是依据CO2气体与膜材料之间三、工艺流程的物理、化学作用,能够使得CO2快速溶解并穿过该薄膜,从而使由青西联合站轻烃回收装置产品干气做为原料气，在进料换CO2在膜的一侧浓度降低,而在膜的另一侧达到富集。热器中与净化后的天然气换热后进入吸收塔，与来自再生塔的目前膜分离法用于去除天然气中的CO2的过程中产生以下MDEA贫液逆流接触，在此过程中MDEA溶液吸收原料气

5、中的几个问题:净化后天然气中CO2浓度太低（8%-10%），天然气处理CO2，脱除CO2后的净化天然气与原料气换热，并经净化气分离器量相对于CO2的量很大；为减少膜受到天然气中的化学物质破分出净化气中携带的液相物质后，去天然气脱水单元进行脱水后坏，需在处理前除掉天然气中的化学物质;膜处理天然气CO2的外输。净化气分离器凝结出的液相物质通过排污去地下槽。吸过程前后需要压差和恒定温度，这需要很大的技术和设备支持，收了CO2的富MDEA溶液由吸收塔底部通过压力差进再生塔加鉴于青西联合站实际情况，不符合。热解

6、析释放出CO2，加热后形成的气相和液相均返回至再生塔底2.低温蒸馏法部。再生塔底的MDEA贫液经贫/富液换热器换热后，经贫液泵CO2临界温度为30.98℃,临界压力为7.375MPa,易于液增压，进贫液冷却器后进吸收塔顶部循环使用。化。低温蒸馏法利用天然气二氧化碳气源中主要组份甲烷和二再生塔顶CO2经再生塔顶冷凝器冷却后进再生塔顶回流罐，氧化碳间沸点的差异,以蒸馏方法将二氧化碳分离出来,主要应分出的CO2气去放空，分出的水经再生塔顶回流泵升压后作为回用于天然气中二氧化碳含量较高且需要回收利用的装置。因

7、流打入再生塔底部。此,低温蒸馏法具有一定的局限性。该方法设备庞大、能耗较四、优化参数设计不断提高干气质量高、分离效果较差，因而成本较高，一般情况下不大采用，只有在青西联合站脱碳装置建成后，一次开厂成功。干气中CO2的特殊情况下使用或同其他方法联用。针对青西气田天然气的特含量降,2.6-2.9%，基本满足了CNG站对干气质量的要求。经性及产品要求：低温分离法具有一定的局限性，使用于高纯度、液过在一段时间内的操作中总结，通过不断的学习和探索，持续对态的CO2，该方法设备庞大、能耗较高、分离效果较差，因而成

8、本操作参数进行优化，提高天然气进吸收塔的温度47℃，增加贫液较高。泵出口压力（1.6MPa）等手段，使干气中的CO2含量最终降至二、胺法脱碳原理0.10-0.33％，极大的提升了干气质量，确保了CNG站为用户提青西天然气脱碳工程分为脱碳单元（包括原料气吸收单元、供洁净、环保的干气。MDEA再生单元、MDEA储存及补充单元）及脱水单元。主要产结论品为干净化气。采用活化MDEA胺法脱碳工艺，采用一段吸胺法脱碳工艺能有效的降低干气中的CO2含量，通过进一步收＋