胺法天然气脱酸工艺模拟与实验研究

【摘要】：随着世界天然气需求量的不断增长,LNG产业技术的开发体现出强劲的发展趋势。由于天然气中含有二氧化碳、硫化氢等酸气气体杂质,在进入液化工艺之前必须经过深度的酸气脱除处理,保证液化装置的稳定运行。目前,针对天然气脱酸技术实验研究不够系统,实验装置大多采用烧瓶、反应釜等非塔式设备,实验过程不连续与实际生产贴合度较低。因此,运用能够模拟实际工厂胺法脱酸过程的实验装置,进行不同工艺条件下的实验研究十分必要。本文采用设计计算、工艺模拟和实验分析等方法,完成模拟LNG工厂胺法脱酸实验装置建立,并对胺法脱酸核心工艺技术进行模拟与实验研究。在文献调研的基础上,改进传统的胺法脱酸工艺流程,对工艺中核心设备吸收塔、再生塔、换热器、分离器、再沸器等进行选型,确定工艺设计参数;完成脱酸工艺模拟分析,验证装置功能和各设备参数设计合理性,考察装置不同酸气浓度下的适应性及运行能耗;在不同原料气质条件下,对混合胺液TEA+MEA和MDEA+MEA进行实验研究,分析不同流程下酸气脱除效果,并且通过改变吸收与再生工艺参数,考察各因素对吸收性能和再生能耗的影响规律,确定最佳工艺参数。经过上述研究,建立了一套胺法脱酸实验装置,净化指标H2S4ppm、CO250ppm,装置能实现单(双)塔不同流程下的酸气脱除实验。分析实验结果,得出胺液TEA+MEA和MDEA+MEA的最优工艺参数,给出影响吸收及再生效果的参数变化规律,为LNG工厂工程设计及吸收剂选用提供理论指导和借鉴。 【关键词】：天然气脱酸 胺法 装置设计 软件模拟 气质变化
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE64
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-18
• 1.1 课题来源及研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 天然气脱酸工艺研究现状10-13
• 1.2.2 脱酸实验装置研究现状13-16
• 1.2.3 国内外脱酸实验研究现状16-17
• 1.3 本文研究内容17-18
• 第二章 LNG工厂胺法脱酸实验装置设计18-44
• 2.1 装置设计方案18-25
• 2.1.1 装置总体处理能力18
• 2.1.2 装置组成与功能18-20
• 2.1.3 装置工艺流程20-24
• 2.1.4 装置检测手段24-25
• 2.2 塔器设计25-35
• 2.2.1 塔型的确定25-26
• 2.2.2 填料的选型26
• 2.2.3 塔径的计算26-30
• 2.2.4 塔高的计算30-35
• 2.3 其他设备设计35-42
• 2.3.1 装置工艺条件及物性参数35-37
• 2.3.2 换热器的选型设计37-41
• 2.3.3 再沸器设计41
• 2.3.4 分离器设计41-42
• 2.4 本章小结42-44
• 第三章 胺法脱酸装置工艺模拟研究44-58
• 3.1 模拟软件计算模型建立44-45
• 3.2 不同工艺流程下装置性能模拟45-52
• 3.2.1 单塔流程下工艺模拟45-49
• 3.2.2 双塔流程下工艺模拟49-52
• 3.3 不同酸气浓度下装置适应性模拟52-56
• 3.3.1 吸收压力变化52-54
• 3.3.2 处理量变化54-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 胺法脱酸工艺实验研究58-92
• 4.1 实验基础问题58-60
• 4.1.1 实验装置58-59
• 4.1.2 实验气体与试剂59
• 4.1.3 实验指标59-60
• 4.2 不同工艺流程下装置运行实验研究60-64
• 4.2.1 单吸收塔运行工艺流程61-62
• 4.2.2 双吸收塔运行工艺流程62-64
• 4.2.3 小结64
• 4.3 胺液配方TEA+MEA脱碳实验研究64-74
• 4.3.1 操作条件对胺液再生性能的影响64-68
• 4.3.2 操作条件对胺液吸收性能的影响68-73
• 4.3.3 小结73-74
• 4.4 胺液配方MDEA+MEA脱碳实验研究74-84
• 4.4.1 操作条件对胺液再生性能的影响74-77
• 4.4.2 操作条件对胺液吸收性能的影响77-83
• 4.4.3 小结83-84
• 4.5 两种胺液配方吸收再生性能对比84-91
• 4.5.1 相同再生工况下两种胺液再生性能84-85
• 4.5.2 相同吸收温度下两种胺液吸收性能85-87
• 4.5.3 相同吸收压力下两种胺液吸收性能87-88
• 4.5.4 相同胺液循环流量下两种胺液吸收性能88-90
• 4.5.5 小结90-91
• 4.6 本章小结91-92
• 结论与展望92-94
• 结论92-93
• 展望93-94
• 参考文献94-97
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果97-98
• 致谢98

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