第二章天然气脱硫脱碳.pptVIP

2.低压再生系统 低压再生系统由再生塔、重沸器、塔顶冷凝器等组成。此外，对于伯醇胺等溶液还有复活釜。 （1）再生塔 理论板数：3～4块；进料板以上3～4块实际板；进料板以下20～24块实际板；再生蒸汽消耗量为0.12～0.18吨水蒸汽/吨醇胺溶液，最多不超过0.24吨水蒸汽/吨醇胺溶液。 重沸器的热负荷包括：将酸性醇胺溶液加热至沸点的热量；将醇胺与酸性气体生成的化合物分解的热量；将回流液(冷凝水)汽化的热量；加热补充水的热量；重沸器及汽提塔的热损失。通常，还要考虑15％～20％的安全裕量。 汽提塔的回流比：汽提塔顶排出的气体中水蒸气摩尔数与酸气摩尔数之比称为该塔的回流比。水蒸气经塔顶冷凝器冷凝冷却为水后送回塔顶作回流。对于伯醇胺和低CO2/H2S比的酸性气体，回流比为3；对于叔醇胺和高CO2/H2S比的酸性气体，回流比为1.2。 （2）复活器 复活器是使降解的醇胺尽可能复活，使热稳定的盐类释放出游离醇胺，并除去不能复活的降解产物。MEA等伯醇胺由于沸点低，可采用半连续蒸馏的方法，将汽提塔重沸器出口的一部分贫液送至复活器内加热复活。 通常是向复活器中加入2／3的贫液和1／3的强碱(10％的氢氧化钠或碳酸钠溶液)，加热后使醇胺和水由复活器中蒸出。为防止热降解发生，复活器温度升至149℃时加热停止。降温后、再将复活器中剩余的残渣(固体颗粒、溶解的盐和降解产物等)除去。 3.闪蒸和换热系统 闪蒸和换热系统由富液闪蒸罐、贫富液换热器、溶液冷却器及贫液增压泵等组成。 （1)贫富液换热器和贫液冷却器 贫富液换热器一般选用管壳式和板式换热器。富液走管程。为了减轻设备腐蚀相和减少富液中酸性组分的解吸，富液出换热器的温度不应太高。此外，对富液在碳钢管线中的流速也应加以限制。对于MDEA溶液，所有溶液管线内流速应低于1m/s，吸收塔至贫富液换热器管程的流速宜为0.6～0.8/s；对于砜胺溶液，富液管线内流速宜为0.6～1.0/s，最大不超过1.5/s。不锈钢管线由于不易腐蚀，富液流速可取1.5～2.4/s。 贫液冷却器的作用是将换热后贫液温度进一步降低。一般采用管壳式换热器或空气冷却器。采用管壳式换热器时贫液走壳程，冷却水走管程。 (2)富液闪蒸罐 富液中溶解有烃类时容易起泡，酸气中含有过多烃类时还会影响克劳斯硫磺回收装置的硫磺质量。为使富液进再生塔前尽可能地解吸出溶解的烃类，可设置一个或几个闪蒸罐。通常采用卧式罐。闪蒸出来的烃类作为燃料使用。当闪蒸气中含有H2S时，可用贫液来吸收。 闪蒸用力越低，温度越高，则闪蒸效果越好。目前吸收塔操作乐力在4～6MPa，闪蒸罐压力一般在0.5MPa。对于两相分离(原料气为贫气，吸收压力低，富液中只有甲烷、乙烷)，溶液在罐内停留时间为10～15min；对于三相分离(原料气为富气，吸收压力高，富液中还有较重烃类)，溶液在罐内的停留时间为20～30min。 为保证下游克劳斯硫磺回收装置硫磺产品质量，国内采用MDEA溶液时设置的富液闪蒸罐应保证再生塔塔顶排出的酸气中烃类含量不超过2％(体积分数)；采用砜胺法时，设置的富液闪蒸罐应保证再生塔塔顶排出的酸气中烃类含量不超过4％(体积分数)。 1.溶液循环量 醇胺溶液循环量是一个十分重要的参,它决定了设备尺寸、投资和装置能耗。 (1)H2S、CO2在醇胺溶液中的溶解度 在通过相平衡计算确定醇胺法脱硫溶液循环量时，就必须用到H2S、CO2等在醇胺溶液的热力学平衡溶解度数据。而H2S和CO2与醇胺之间的反应会相互影响，即其中的—种酸性组分即使微量存在，也会使另一种酸性组分的平衡分压产生很大差别。只有一种酸性组分(H2S或CO2)存在时在醇胺溶液的平衡溶解度远大于H2S和CO2同时存在时的数值。 （三） 工艺参数 通过下面一个例题来说明醇胺溶液循环量的确定方法 用2.5N（15.3％wt）MEA吸收天然气中的H2S和CO2。吸收塔压力P＝1.38MPa；气体入口温度t0＝25℃;胺液入塔温度tN+1=38℃; 入口气体组成 CO2: 10%(mol); H2S:6.0%(mol) 入口贫液组成 CO2: 0.150molCO2/molMEA H2S: 0.03150mol H2S/molMEA 出口气体要求 YCO2＜0.05%(mol), YH2S ＜0.02%(mol) 确定吸附剂循环量 (2) 溶液循环量的确定 以上四张图为25℃、100℃时H2S和CO2对MEA（15.3％wt)的四张平衡数据图。 P*=f(t,XCO2,X