砜胺法脫硫知識

1、傳統(tǒng)砜胺法脫硫一、工藝原理：1、環(huán)丁砜（SF）的物理吸收作用環(huán)丁砜是一種優(yōu)良的有機溶劑，對于H2S、CO2有機硫有很 強的吸收能力，當H2S的分壓很高時，物理吸收占主導地位。 砜胺法特別適用于原料氣中酸性氣體含量高，壓力高，并含有機 硫的天然氣。含量高的優(yōu)點：（1）凈化氣中總硫含量顯著下降，有機硫脫除效率升高；（2）有利于蒸汽耗量的降低（吸收熱效應(yīng)低，再生時能耗低）（3）減輕腐蝕，抑制溶液發(fā)泡；含量高的缺點：（1）增加對重烴的吸收，使酸氣中烴含量增加，影響硫磺回收裝置生產(chǎn)；（2）溶液粘度增大，影響傳熱，增加動力消耗；（3）造成凈化氣中總硫合格，而硫化氫含量超標：2、二異丙醇胺（DIPA）的化學

2、吸收作用化學分子式（C3H6OH）2NH化學反應(yīng)方程式：與H2S、CO2、COS的反應(yīng)含量高的優(yōu)點：有利于H2S和CO2的脫除，凈化氣中H2S含量低； 含量高的缺點：不利于有機硫的脫除，腐蝕嚴重，粘度增大，能耗增大。二異丙醇胺與H2S和CO2的反應(yīng)方程：2 R NH + H S (R NH ) S 土 Q TOC o 1-5 h z 2222 2(R2NH 2)S + H2S 2R2NH 2HS 土 Q HYPERLINK l bookmark34 o Current Document R NH + CO + H O (R NH ) CO 土 Q 22222 23(R2NH 2)CO3 + C

3、O2 + H2O 2R2NH 2HCO3 + Q2R NH + CO R NHCOONHR 土 Q2 R NH + COS R NHCOSNHR 土 QR C 3 H 6 OH223、水的作用：（1）水是作為溶劑起到調(diào)節(jié)溶液的粘度；（2）傳熱載體（加熱蒸汽使溶液中水汽化產(chǎn)生二次蒸汽攜帶熱 量進再生塔給富液換熱）。含量高的優(yōu)點：（1）有利于CO2的脫除；（2）降低溶液粘度，有利于傳熱；（3）再生容易；含量高的缺點：（1）溶液熱容增加；（2）凈化氣水含量增加，增大脫水裝置的負荷;（3）動力消耗增加；（4）溶液吸收酸性氣體的能力下降。二、工藝流程貧液空冷器酸氣空冷器冷卻器原料氣過濾器酸水回流泵貧富液

4、換熱器酸氣凈化氣三、主要設(shè)備及其作用1、吸收塔:以溶液脫除天然氣中的H2S、CO2及有機硫化合物 而達到所要求的凈化指標的設(shè)備。我裝置采用雙溢流浮閥塔。2、閃蒸塔：由閃蒸罐和精餾柱兩部分組成。閃蒸罐使富液夾帶 和溶解的烴類解析出來；精餾柱吸收閃蒸氣中逸出的酸氣。3、再生塔：使富液中的酸氣解析出來的設(shè)備。4、重沸器：為脫硫裝置提供熱源的設(shè)備。利用高溫蒸汽給溶液 加熱將熱量傳給系統(tǒng)。5、過濾器：去除溶液中的固體雜質(zhì)和部分降解產(chǎn)物。四、操作要點1、氣液比：宜控制在268左右2、溶液組成：砜：胺：水=40： 40： 203、貧液中H2S含量:1g/L4、貧液入塔溫度:40 C5、吸收壓力:46.4Ma

5、p6、再生壓力:0.08Map7、再生溫度:135 C （塔底）五、砜胺法的優(yōu)缺點1、優(yōu)點：溶液的酸氣負荷高；溶液不易發(fā)泡，溶劑損失小；對H2S、有機硫的凈化程度高；消耗指標低；2、缺點：溶液吸收重烴嚴重；對溶液系統(tǒng)密封材料要求高；環(huán)丁砜、二異丙醇胺凝固點高，一般應(yīng)設(shè)暖房貯存；砜胺溶液的價格比較昂貴，而且溶液變質(zhì)產(chǎn)物復活困難;對H2S、CO2的吸收無選擇性。六、胺法的一般操作問題腐蝕：在醇胺法裝置的操作中，最嚴重的問題是腐蝕。醇胺系統(tǒng)主 要的腐蝕劑是酸性氣體本身。腐蝕隨著溶液中的酸氣濃度增加而 增強。游離的或化合的CO2也能引起嚴重腐蝕，而在高溫以及有 水存在時尤其嚴重。硫化氫與碳鋼作用，形成

6、不溶性的硫化亞鐵，硫化亞鐵在金 屬表面上形成膜，但此膜粘附得不夠緊密，所以對進一步腐蝕所 起到的防護作用不大（雖然在主要處理CO2的裝置中，有很少量 的H2S存在時，可以減少腐蝕作用）。2）發(fā)泡溶液發(fā)泡會導致裝置處理能力嚴重下降，胺液再生不合格， 脫硫效率嚴重下降，凈化氣中H2S含量超標，溶液損失增加等。一般認為，溶液發(fā)泡需要有以下幾個條件：泡沫引發(fā)劑（如 凝結(jié)烴、有機酸、氣井液體等）、泡沫穩(wěn)定劑（如硫化鐵固體） 和高氣速等條件；其中硫化鐵是腐蝕產(chǎn)物。預防溶液發(fā)泡的辦法：。原料氣進入吸收塔前進行分離、過濾。盤對溶液進行過濾。盤加阻泡劑3）溶劑損失在醇胺法天然氣脫硫工藝中，醇胺溶液的損失有蒸發(fā)損

7、失、 夾帶損失、降解損失和跑冒滴漏。（1）蒸發(fā)損失醇胺的蒸發(fā)損失與吸收塔、再生塔和閃蒸塔的操作條件有 關(guān)，這是胺蒸發(fā)損失的三個主要方面。溫度、壓力和胺濃度是影 響胺蒸發(fā)損失的重要原因，當溫度升高和（或）壓力降低，胺蒸 發(fā)損失液增加。（2）夾帶損失夾帶損失是指胺液在凈化氣或酸氣中的物理攜帶，液相以霧 狀在氣相中分散，或氣相以法泡的形式在液相中分散。胺液粒徑 在0.15000 m范圍內(nèi)容易被氣相夾帶出塔，因此必須控制塔內(nèi) 的氣流速度，當吸收塔的操作高于設(shè)計氣速或低于設(shè)計壓力時， 經(jīng)常會發(fā)生比較嚴重的胺液夾帶。3）溶液降解胺液的降解機理比較復雜，胺與有機酸、硫化物（CS2、COS） 等生成熱穩(wěn)定性鹽

8、，在正常的再生條件下不能夠還原，所以這部 分胺雖然沒有離開系統(tǒng)，但它不能再吸收H2S、CO2 了。七、酸氣中烴含量高的原因及處理措施原因：1、溶液在吸收塔內(nèi)溶解與夾帶的烴量（1）溶液組成：環(huán)丁砜與水含量之和1,溶解與夾帶烴1 ;（2）原料氣組成：C2+及芳烴含量1，溶解與夾帶烴1 ;（3）操作條件：A、富液出塔溫度I，溶解與夾帶烴1 ；B、吸收塔壓力1,溶解與夾帶烴1 ；C、溶液在吸收塔底停留時間1,溶解與夾帶烴1 ；D、氣液比I,溶解與夾帶烴1 ；氣液比是以上因素中最重要的因素2、影響閃蒸效率的因素（1）閃蒸壓力I，閃蒸效率1 ;（2）閃蒸界面1,閃蒸效率1 ；（3）富液停留時間1,閃蒸效率

9、1 ；（4）閃蒸溫度1,閃蒸效率1 ；閃蒸溫度是影響閃蒸效率中最重要的影響因素處理措施：1、降低富液溶解與夾帶的烴量；2、提高閃蒸效率其中提高閃蒸溫度是最有效的手段，其次是提高氣液比。八、脫硫的基本計算1、分壓計算Pi=Ni* 或Pi= yi*PNi一組分i的摩爾百分數(shù)yi 一組分i的體積百分數(shù)例題1：某脫硫裝置原料氣中H2S含量5% （摩爾分數(shù)），CO2含量 為4% （摩爾分數(shù)），吸收操作壓力為4.9Mpa （表），求該操作條 件下H2S和CO2的分壓。（大氣壓為0.1 Mpa）解： H2S 的分壓 p1= y1p=0.05x （4.9+0.1） =0.25 MpaCO2 的分壓 p2= y2p=0.04x （4.9+0.1） =0.20 Mpa答：該操作條件下H2S的分壓為0.25 Mpa, CO2的分壓為0.20 Mpa。2、天然氣體積的計算（理想狀態(tài)）PV = nRT或V2P xV xT iT： 273.15K (0 C)標方(Nm3)： P： 1.013 x105 Pa基方(Sm3)： P： 9.807 x105 Pa T： 293.15K(20 C) 例題3：某原料氣硫化氫含量1%（體積分數(shù)），經(jīng)脫硫處理后，凈化氣中 硫化氫含量為5mg/m3求裝置的脫硫效率.其中硫化氫的密度為 1.539kg/ m3。解：答：裝置的脫硫效率為99.97%.n = A x100%