净化天然气的吸附工艺
2005年第5卷第3期气体净化?23? 净化天然气的吸附工艺
天然气中含有烃类,硫化物,Coz,氮气,汞和水 等杂质,在管输前必须处理,以得到一种相对均匀组 成的商品.天然气吸附技术是天然气加工中的关键 部分,其重要性日益增长,现在在技术上和商业上已 可与其他技术竞争.现有的吸附方法可分成以下几 类:(1)化学吸附:一般是不可逆的(不可再生),例如 用有助剂的活性炭脱汞,用ZnO脱H:S;(2)物理吸 附:是可逆的,常用热脱附,例如用硅胶脱水或烃类;
例如用分子筛精密尺寸的 (3)尺寸分离:是可逆的,
孔隙捕集氮气或CO,其余物流是净化产物,一般用 变温吸附或变压吸附系统.
1天然气脱水
至今天然气脱水的主要方法是用液体三甘醇吸 收,吸附法也很普遍,所用吸附剂有硅胶,分子筛或 氧化铝,也可用薄膜,涡流管和超声波工艺.恩格哈 德公司的Sorbead硅胶吸附剂的平均
表
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面积达850 m/g,10克吸附剂的表面积比一个足球场还大.除 了表面吸附作用外,还有毛细管冷凝作用可以进一 步脱除水汽.这种吸附剂的优点是容量大(可吸附 相当于本身质量45的水),选择性高,容易再生 (再生温度低),压降低和物理性能好(高压碎强度, 低粉尘生成和高稳定性).硅胶法与甘醇法相比,其 复杂程度相似,项目费用也在同一范围,但甘醇法只 是在处理量较小时有成本竞争力(一套甘醇法装置
的处理量有限).在处理量大于710000m/d,硅胶 法比甘醇法更经济,而且硅胶法的操作灵活性更大. 一
般来说,硅胶法的优点是:可处理的原料速率范围 大,原料变化范围宽;操作弹性大;容易适应变化的 操作条件;有即时可用性;易于操作,维修量小,可遥 控;备用时不消耗能量;再生能耗低(硅胶法为74 763kJ,甘醇法为107406kJ).如果天然气中有水 滴,则会造成"水锤"现象导致局部过热而损坏吸附 剂.除了增设入口分离器外,可在主吸附床层之上 增加一层耐水吸附剂(相当于床层容量的lO%, 2O).
2脱重质烃类
脱除重质烃类的硅胶系统比只脱水要复杂得 多,例如可能需要不同级别的硅胶,系统必须
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
成 可吸附一种以上的组分,循环周期一般要短得多(短 至45~60min),常要用3个以上的吸附容器而不是 2个.有些非吸附技术(如低温分离,透平膨胀机, 机械冷冻)也已用于脱除天然气中的重质烃类.硅 胶球吸附是这些方法有成本效益的代用方法. 3脱除氮气
一
般使氮气脱至约4的残留含量.传统的冷 冻分离系统只有在处理量大时有经济可行性.一般 这种系统的能耗高,操作费用大,需要大量的预处 理,许多加工步骤(例如胺洗脱大量CO:,脱水,脱残 余cO.,深冷分离,出厂气再压缩和催化脱氧)和操 作人员的照管.采用恩格哈德公司MolecualGate
吸附剂的脱氮系统处理量是2.8×10,5O×lO
m/d以上.吸附法往往是经济的代用方法,特别采 用当今较新分子筛时.用精密制造技术制造的硅酸 钛分子筛的孔隙大小可准确至?0.1nm,可用于精 确的尺寸选择分离.氮和甲烷的分子直径分别是 0.36nm和0.38nm,采用孔隙直径为0.37nm的分 子筛可以分离氮和甲烷.氮气进入孔结构并被吸 附,甲烷在基本相同的压力下通过固定床层.在此 工艺中,甲烷,乙烷和约一半丙烷通过吸附剂床层进 入产品物流,分子筛颗粒捕集残余水所有CO:,c2 馏分被吸至分子筛颗粒内部的粘结剂上. 4脱二氧化碳
CO:一般要脱至2以下.脱CO:特别重要, 因为CO不仅是惰性的,而且可能有腐蚀性.一般 的脱CO:方法靠胺基溶剂,这种系统虽然被广泛采 用,但有一些操作困难,因为要使溶剂保持清洁,并 要在系统的限制条件下操作薄膜系统也已被采用, 在一定工艺条件下是有吸引力的替代方法,但需要 进一步加工以达到大多数管输要求的低CO含量 水平.恩格哈德公司的MolecuarGate吸附剂在大 多数情况下可提供有效的cO:脱除率,在一定的用 途中比胺洗和薄膜分离系统有明显的优点.例如 COz(O.33nm)是比甲烷(0.38nm)更小的分子,它
?
24?气体净化2005年第5卷第3期
栲胶法脱除尾气中硫化氢的试验研究
陈春明,杨代宏.,周四春,沈保富,彭爱华,杨祥发 (1,武汉理工大学材料科学与工程学院.胡北武汉430070;
2.湖北双环化工集团有限公司新产品开发所.湖北应城432407)
摘要:介绍了采用栲胶脱硫工艺脱除尾气中的硫化氢的试验研究,通过建立的一套
模拟中试装置进
行试验,探索出栲胶法脱除尾气中硫化氢的工艺条件.试验结果表明.在高浓度二
氧化碳气体状况下.
采用栲胶脱硫工艺.可以将尾气中硫化氢含量降至1O×1O以下.达到排放标准.
关键词:栲胶;脱硫;尾气;硫化氢;排放标准 合成氨原料气采用低温甲醇净化工艺后,尾气 中硫化氢的含量在1.5左右,二氧化碳含量在 95左右,这种尾气在排放之前一般采用"Claus"方 法进行处理,回收硫磺,使其达到排放标准.由于 "Claus"装置投资较大,催化剂的消耗也较大,考虑 到尾气压力低,湿法脱硫动力消耗小的特点,决定采 用栲胶脱硫工艺脱除尾气中的硫化氢.但是,在高 浓度的酸性气体状况下,能否采用栲胶脱硫工艺脱 除尾气中的硫化氢呢?为此,我们建立了一套模拟
通过配气达到低温甲醇净化后的尾气组 中试装置,
分,进行试验研究.试验结果表明,在高浓度的二氧 化碳气体状况下,采用栲胶脱硫工艺,可以将尾气中 硫化氢含量降至lO×lO以下,达到排放标准.现 能被吸附剂牢固吸住.吸附剂孔径的优化可提供高 COz脱除率,同时吸附剂藏量合适,甲烷回收率也 高.对脱CO:来说,天然气流率在2.8×lO,280 ×l0m./d范围内用吸附剂是经济的.原料中的 COz浓度从微量到5O,经过一步处理残余CO:达 到2,最后的CO浓度也常可达到几个1×10一. 现代的吸附剂可以达到惊人的净化和分离效 将试验结果总结如下.
1试验部分
1.1试验装置工艺
流程
快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计
(见图1)
放空
图l试验装置工艺流程示意
1.2试验设备
(见表1)
果,例如可以使气体中的重烃类和芳烃脱至几个1 ×lO一,或可分离氮和甲烷.这种吸附剂还可承受 苛刻的工艺条件.例如可加热至280?,冷却后再 加热,如此循环数万次,或是承受水的袭击.现代吸 附剂的恢复力和多用笥已使单系列气体处理量大于 2.8×i0m./d成为可能.
浙公网安备 33021202002483