醇胺法脱硫脱碳工艺技术及应用.docx

1、醇胺法脱硫脱碳工艺技术及应用醇胺法和砜胺法的典型工艺流程和设备是相同的。(一)工艺流程醇胺法脱硫脱碳的典型工艺流程见图 2-2。由图可知，该流程由吸收、闪蒸、换热和再生(汽提)四部分组成。其中，吸收部分是将原料气中的酸性组分脱除至规定指标或要求；闪蒸部分是将富液(即吸收了酸性组分后的溶液)在吸收酸性组分时所吸收的一部分烃类通过闪蒸除去；换热是回收离开再生塔的贫液热量；再生是将富液中吸收的酸性组分解吸出来成为贫液循环使用。图 2-2 中，原料气经进口分离器除去游离液体和携带的固体杂质后进入吸收塔底部，与由塔顶自上而下流动的醇胺溶液逆流接触，吸收其中的酸性组分。离开吸收塔顶部的是含饱和水的湿净化气

2、，经出口分离器除去携带的溶液液滴后出装置。通常，都要将此湿净化气脱水后再作为商品气或管输，或去下游的 NGL 回收装置或 LNG 生产装置。由吸收塔底部流出的富液降压后进入闪蒸罐，以脱除被醇胺溶液吸收的烃类。然后，富液再经过滤器进贫富液换热器，利用热贫液将其加热后进入在低压下操作的再生塔上部，使一部分酸性组分在再生塔顶部塔板上从富液中闪蒸出来。随着溶液自上而下流至底部，溶液中剩余的酸性组分就会被在重沸器中加热汽化的气体(主要是水蒸气)进一步汽提出来。因此，离开再生塔的是贫液，只含少量未汽提出来的残余酸性气体。此热贫液经贫富液换热器、溶液冷却器冷却和贫液泵增压，温度降至比塔内气体烃露点高 56以

3、上，然后进入吸收塔循环使用。有时，贫液在换热与增压后也经过一个过滤器。从富液中汽提出来的酸性组分和水蒸气离开再生塔顶，经冷凝器冷却与冷凝后，冷凝水作为回流返回再生塔顶部。由回流罐分出的酸气根据其组成和流量，或去硫磺回收装置，或压缩后回注地层以提高原油采收率，或经处理后去火炬等。在图 2-2 所示的典型流程基础上，还可根据需要衍生出一些其他流程，例如分流流程(见图 2-3)。在图 2-3 中，由再生塔中部引出一部分半贫液(已在塔内汽提出绝大部分酸性组分但尚未在重沸器内进一步汽提的溶液)送至吸收塔的中部，而经过重沸器汽提后的贫液仍送至吸收塔的顶部。此流程虽然增加了一些设备与投资，但对酸性组分含量高

4、的天然气脱硫脱碳装置却可显著降低能耗。图 2-4 是 BASF 公司采用活化 MDEA(aMDEA)溶液的分流法脱碳工艺流程。该流程中活化 MDEA 溶液分为两股在不同位置进入吸收塔，即半贫液进入塔的中部，而贫液则进入塔的顶部。从低压闪蒸罐底部流出的是未完全汽提好的半贫液，将其送到酸性组分浓度较高的吸收塔中部；而从再生塔底部流出的贫液则进入吸收塔的顶部，与酸性组分浓度很低的气流接触，使湿净化气中的酸性组分含量降低至所要求之值。离开吸收塔的富液先适当降压闪蒸，再在更低压力下闪蒸，然后去再生塔内进行汽提，离开低压闪蒸罐顶部的气体即为所脱除的酸气。此流程的特点是装置处理量可提高，再生能耗较少，主要用

5、于天然气及合成气脱碳。(二)主要设备 1.高压吸收系统高压吸收系统由原料气进口分离器、吸收塔和湿净化气出口分离器等组成。吸收塔可为填料塔或板式塔，后者常用浮阀塔板。浮阀塔的塔板数应根据原料气中 H2S、CO2含量、净化气质量指标经计算确定。通常，其实际塔板数在 1420 块。对于选择性醇胺法(例如 MDEA 溶液)来讲，适当控制溶液在塔内停留时间(限制塔板数或溶液循环量)可使其选择性更好。这是由于在达到所需的 H2S 净化度后，增加吸收塔塔板数实际上几乎只是使溶液多吸收 CO2，故在选择性脱 H2S 时塔板应适当少些，而在脱碳时则可适当多些塔板。采用 MDEA 溶液选择性脱 H2S 时净化气中

6、 H2S 含量与理论塔板数的关系见图 2-5。塔板间距一般为 0.6m，塔顶设有捕雾器，顶部塔板与捕雾器的距离为 0.91.2m。吸收塔的最大空塔气速可由Souders-Brown 公式确定，见公式(2-5)。降液管流速一般取 0.080.1m/s。vg=0.0762(l-g)/g0.5(2-5)式中vg最大空塔气速，m/s；l醇胺溶液在操作条件下的密度，kg/m3；g气体在操作条件下的密度，kg/m3。为防止液泛和溶液在塔板上大量起泡，由公式(2-5)求出的气速应分别降低 25%35%和 15%，然后再由降低后的气速计算塔径。由于 MEA 蒸气压高，所以其吸收塔和再生塔的胺液蒸发损失量大，故在贫液进料口上常设有 25 块水洗塔板，用来降低气流中的胺液损失，同时也可用来补充水。但是，采用 MDEA 溶液的脱硫脱碳装置通常则采用向再生塔底部通入水蒸气的方法来补充水。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，对伯醇胺等溶液还有复活釜。(1)再生塔与吸收塔类似，可为填料塔或板式塔，塔径计算方法相似，但应以塔顶和塔底气体流量较大者计算和确定塔径。塔底气体流量为重沸器