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第三章 脱硫单元操作规程 第一节 天然气脱硫工艺原理 本装置利用有机溶剂甲基二乙醇胺（MDEA）选择性脱除H2S性能，采用浓度为40%（W）的MDEA水溶液通过气液逆流接触达到脱硫目的。MDEA对CO2是一个极慢的两级反应，因此MDEA在吸收塔的每块塔盘上5秒钟的短时间停留仅吸收有限的CO2，而H2S与MDEA反应非常迅速且接近于平衡负荷。 MDEA溶液在脱硫过程中的化学反应如下： 主反应： H2S+R2RˊN←→R2RˊNH++HS-（瞬时反应） CO2+R2RˊN（不反应） 副反应：CO2+H2O←→H++HCO3-（极慢反应） R2RˊN+ H+←→R2RˊNH+（瞬时反应） R2RˊN+H2O←→R2RˊNH++ HO-（慢反应） （R—代表-C2H4OH基团或-CH3-CH-CH2-基团及CH3-） OH 第二节 工艺流程及概述 一、天然气系统 含硫天然气（H2S含量为28g/m3左右）从联合站，进入我厂新增加的重力沉降分离器（V—950）分离出其中的游离水和固体杂质后，进入滤管式原料气过滤分离器，进一步除去残存的游离水和微小杂质。较干净的原料气进入吸收塔V—100下段重力分离器再次分离，气体向上通过丝网捕雾器进入吸收塔底部，从下向上流动，与从上向下的40%（W）MDEA水溶液接触。含硫天然气中的H2S和少量CO2被溶液吸收。湿净化气从塔顶出来经脱水塔V—1000下段分离器，分离出微量的溶液后，进入脱水塔进行脱水。 二、脱硫溶液系统 胺液由P—1A/B泵升压后分一小股到V—300 ，主流进入吸收塔上部第一层塔盘由上向下流动。胺液吸收了H2S和少量的CO2后变成富液，经液位调节阀LCV—100离开吸收塔，减压至500KPa进入闪蒸罐，在闪蒸罐内闪蒸出溶解在富液中的烃类气体。从闪蒸罐出来的富液经固体过滤器F—3分离溶液中的杂质，进入贫富液换热器预热升温后，经液位调节阀LCV—200进入再生塔上部。脱除了H2S和CO2的半贫液温度为115—118℃，从再生塔底部流出进入重沸器被再次加热，蒸发出H2S后半贫液再生为贫液，贫液翻过堰板从重沸器出来进入贫富液换热器，温度降至70℃左右，经胺空冷器，冷却至52℃以下，再经后冷器（增加）冷却至40℃左右，分出约占总量10%的溶液过滤（F—1，F—2），除去其中的固体杂质和降解物，过滤后的溶液与主流溶液汇合进入V—400贮罐。 三、酸气系统 溶液从再生塔中解析出来的酸气从塔顶（V—500）出来（温度为104℃，压力70KPa）的酸气经空冷器，冷却至52℃，进入酸气分离器（V—600）分离出游离酸水后，酸气去硫回收装置。分离出的酸水则通过回流泵打入塔上部作回流。 第三节 设计能力 ① 原料气进厂压力：3920KPa 原料气进厂温度：20℃ 原料气进厂流量：50×104m3/d ② 原料气组成： CH4≥90% C2H6≤3% H2S： 1.74%（实际值1.95%） CO2：0.5%（据化验分析数据约为0.15%左右） H2O：含饱和水 ③ 净化气组成： H2S≤10mg/m3 水露点：-5℃（脱硫单元净化气为饱和态湿气） 出厂压力：3780KPa 第四节 公用、辅助设施及系统 MEG、冷却水、工业水、仪表风、电源 第五节 化学溶剂及药品 一、化学溶剂及药品： 本单元用的化学溶剂：MDEA溶液 药 品：KS—604或硅酮阻泡剂 溶 液：MDEA 40%（W） 水 60%（W） 二、MDEA的理化性质： 沸点247.2℃，凝固点-21℃，分子量119.17，相对密度1.0418，比热2.24kj/kg. ℃。 第六节 主要单元及单体设备的操作 一、吸收段 ① 单元操作 吸收段溶液的温度对天然气中酸气的脱除效率有重要的影响，温度低溶液吸收能力高，贫液的酸气平衡压力低，净化气中的酸气浓度低。但是溶液温度过低，溶液粘度会上升，影响传质速度，脱硫效率下降，不利于净化气质量；溶液温度较高，贫液的酸气平衡分压较高，净化气含硫高。最佳的贫液温度是38℃左右。 ② 设备操作 MDEA吸收塔 本吸收塔共有20层单溢流条形浮阀塔盘，其内部结构如右图所示： 本塔主要的操作参数有循环量、塔底液位、塔顶与塔底的差压等。