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第三章脱硫单元作规程
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。
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