酸性气体脱除醇胺法.ppt

1.1 烷基醇胺法简介 自从1930 年R.R.Bottoms 获得用乙醇铵溶液脱除酸性气体的技术专利权以来，烷基醇胺法脱硫脱碳已成为气体净化过程广泛应用的方法，特别在天然气脱硫中占有重要的地位。将醇胺溶液用于焦炉煤气脱硫脱氰的萨尔费班（Sulfibah）法，已在国外得到工业应用。 目前在油气、天然气脱硫中应用广泛，国内煤气脱硫过去也常采用烷基醇胺法。 醇胺根据其氮原子上所连接的有机机团的数目可分为伯胺、仲胺、叔胺三类。 常用的有：单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。 1.2 醇胺的分子结构特点 醇胺分子结构至少有一个羟基和一个胺基。 羟基：可降低化合物的蒸气压，增加醇胺在水中的溶解度，可配制成水溶液。 胺基：水溶液提供碱度，促进对酸性组分的吸收。 其碱性随温度升高而减弱,因而在高温下吸收性能下降。 1.3 醇胺脱硫脱碳主要反应与原理 1、Primary Amines伯胺 1.3 醇胺脱硫脱碳主要反应与原理 1.3 醇胺脱硫脱碳主要反应与原理 二、醇胺吸收的主要化学反应 1.脱除H2S removing Hydrogen sulfide： 乙醇胺吸收气体中的硫化氢生成硫化物和酸式硫化物 2.脱除CO2 removing Carbon dioxide ： 乙醇胺吸收气体中的CO2生成碳酸胺盐和酸式碳酸胺盐 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 1、一乙醇胺(MEA) (1)优点 ①可用于酸性组分分压低的场合； ②对烃类的吸收能力最小。 (2)缺点 ①反应能力、挥发度及腐蚀性最强；MEA是相对分子质量最小的伯醇胺，碱性强。 ②贫液浓度较低，蒸发损失最大，再生能耗较高； ③ MEA在脱硫过程个会和CO2发生降解反应；发生副反应，反应物难以再生，溶剂失去脱硫能力。 ④MEA与COS和CS2的反应是不可逆的；会造成溶剂损失和某些副产物在溶剂中积累。 ⑤对H2S和CO2无选择性 采用MEA可很容易地将进料气中H2S含量降低至5.0mg/m3以下，但对H2S和CO2无选择性。 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2、二乙醇胺(DEA) (1)优点 ①与H2S和CO2的反应热较小； ②碱性及腐蚀性较弱； ③蒸发损失较小，溶液浓度较高，酸气负荷较大； ④溶液循环量、投资及操作费用都较低。 (2)缺点 DEA对H2S和CO2也没有选择性。 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 2.1 几种醇胺溶剂性质比较 5、空间位阻胺 从分子水平上设计的脱硫剂。 指在氮原子上带有一个或多个具有空间位阻结构的非链状取代基团的醇胺类化合物。 通过基团的空间位阻效应和碱性来控制胺与CO2的反应，有选择性地脱硫、脱碳。 2.2 醇胺溶剂的选择原则 其中一乙醇胺(MEA)——[NH2(CH2)OH简写为RNH2是上述烷基醇胺类中相对分子质量最小、碱性最强的。它与H2S 等酸性气体的反应速度最快，用于脱除酸性气体时，乙醇胺溶液具有使用范围广，反应能力强，稳定性好, 且容易从沾污的溶液中回收等优点，能力因而应用的最为广泛。 由于单乙醇胺能与COS(液化气体中通常含有的组分)反应发生变质而不能再生，所以单乙醇胺一般用于油气田和其它不含COS或CS2的气体脱硫。 2.2 醇胺溶剂的选择原则 当气体含有COS时，一般选用二乙醇胺(DEA)——[NH(CH2CH2OH)]或二异丙醇胺(DIPA) [NH(C3H6OH2) 2]溶液。 由于MDEA水溶液与同时含有CO2与H2S的气体接触时，MDEA和H2S的反应是受气膜控制的瞬时化学反应，而MDEA和CO2无直接的反应，只能与其水溶液溶液进行反应,这个反应与CO2在水中的溶解度有很大关系,这种反应机理上的巨大差别造成了反应的速率的不同，构成了选择性吸收的基础，我们可以合理利用以上反应的不同速率，在CO2与H2S共存的情况下达到选择吸收H2S的目的，从而有效利用能源。如果再控制反应的气液比和气液接触方式，还可以更进一步改善H2S的选吸效果。 2.2 醇胺溶剂的选择原则 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 3.1 烷基醇胺法工艺流程 1、分路流程特点 (1)处理量大，节约蒸汽用量； (2)吸收塔上部直径可以比下部直径显著减小； (3)可以减少换热器的面积。 进入吸收塔中部的半贫液不需要冷却到象进入塔顶的贫液那么低的温度。 2、适用场合 酸性组分含量超过30％(V)的天然气或合成