本文關鍵詞：活化MDEA脫碳的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國越來越多的高含CO2氣田被發(fā)現(xiàn),天然氣中CO2的存在會影響天然氣熱值,造成設備腐蝕,在LNG生產(chǎn)、天然氣凝液回收等低溫工況下,還可能出現(xiàn)CO2凍堵,影響設備正常的生產(chǎn)運行。本文針對高含CO2天然氣脫碳處理,開展活化MDEA脫碳工藝的應用研究,為高含CO2氣田脫碳吸收溶劑和工藝流程的選擇提供一定的參考。本文分別采用MEA、DEA、PZ與MDEA定量復配成活化MDEA水溶液,并對活化MDEA吸收溶液在不同溶劑配比下的CO2吸收性能和解吸性能進行研究,經(jīng)對比分析,優(yōu)選出了適合于高含CO2天然氣脫碳處理的MDEA溶液活化劑——PZ。通過進一步研究PZ活化MDEA溶液吸收CO2的機理、CO2-MDEA-PZ-H2O體系的熱力學模型和動力學模型,指出了模擬計算模型建立的方法和優(yōu)化方向。通過研究CO2分壓、吸收溫度以及活化劑濃度變化對PZ活化特性的影響,驗證了PZ作為MDEA脫碳溶液活化劑能適應原料氣CO2分壓及吸收溫度變化,并且少量PZ即可大幅提高MDEA溶液與CO2的反應速率,建議PZ在活化MDEA脫碳吸收溶液中采用質(zhì)量分數(shù)為3%-5%。以PZ活化MDEA溶液作為脫碳吸收溶劑,通過對多級閃蒸工藝、一段吸收+(閃蒸+汽提)再生工藝、半貧液分流工藝進行流程模擬研究,分析各流程中關鍵工藝參數(shù)對脫碳效果及能耗的影響規(guī)律,指出了各工藝流程能達到的CO2脫除深度、處理能耗以及適用范圍,并針對流程存在的問題提出工藝改進措施,提高了CO2脫除效果,降低了吸收溶劑損失和脫碳裝置綜合能耗。最后,本文對某氣田高含碳天然氣脫碳裝置進行了深入研究,指出天然氣處理量、天然氣中CO2含量、重沸器再生溫度以及溶液中CO2吸收負荷對脫碳裝置綜合能耗的影響規(guī)律,分析了該脫碳裝置的節(jié)能措施及節(jié)能效果,并提出了節(jié)能改進措施,改進后脫碳裝置綜合能耗可降低23.37%。
【關鍵詞】：高含CO_2天然氣 脫碳 PZ活化MDEA 工藝流程 節(jié)能
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE644
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-16
• 1.2.1 脫碳工藝研究進展8-11
• 1.2.2 MDEA活化劑開發(fā)現(xiàn)狀11-15
• 1.2.3 高效設備的應用15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 研究技術路線17-18
• 第2章 MDEA活化劑的選擇與應用研究18-27
• 2.1 MDEA物化性質(zhì)及脫碳機理18-19
• 2.2 活化MDEA溶液吸收性能研究19-23
• 2.2.1 不同配比吸收溶劑吸收容量研究19-21
• 2.2.2 不同配比吸收溶劑CO_2凈化度研究21-23
• 2.3 活化MDEA溶液解吸性能研究23-26
• 2.3.1 再生能耗對CO_2解吸效果的影響23-24
• 2.3.2 再生溫度對CO_2解吸效果的影響24-26
• 2.4 小結26-27
• 第3章 PZ活化機理及適應性研究27-38
• 3.1 PZ的物化性質(zhì)及活化機理27-29
• 3.2 CO_2-MDEA-PZ-H_2O體系計算模型29-32
• 3.2.1 CO_2溶解度熱力學模型29-31
• 3.2.2 氣液傳質(zhì)過程動力學模型31-32
• 3.3 PZ活化MDEA溶液適應性研究32-37
• 3.3.1 CO_2分壓對PZ活化特性影響33-34
• 3.3.2 吸收溫度對PZ活化特性影響34-37
• 3.4 小結37-38
• 第4章 高含CO_2天然氣脫碳工藝模擬38-62
• 4.1 基礎條件38
• 4.2 一段吸收+多級閃蒸再生工藝38-49
• 4.2.1 工藝流程簡述38-39
• 4.2.2 關鍵工藝參數(shù)分析39-46
• 4.2.3 工藝特點分析46-47
• 4.2.4 工藝流程改進47-49
• 4.3 一段吸收+(閃蒸+汽提)再生工藝49-55
• 4.3.1 工藝流程簡述49-50
• 4.3.2 關鍵工藝參數(shù)分析50-53
• 4.3.3 工藝特點分析53
• 4.3.4 工藝流程改進53-55
• 4.4 二段吸收+(閃蒸+汽提)再生工藝55-61
• 4.4.1 工藝流程簡述55-56
• 4.4.2 關鍵工藝參數(shù)分析56-59
• 4.4.3 工藝特點分析59
• 4.4.4 工藝流程改進59-61
• 4.5 小結61-62
• 第5章 高含碳天然氣處理應用實例研究62-72
• 5.1 凈化廠概況62-65
• 5.1.1 天然氣氣質(zhì)條件62-63
• 5.1.2 脫碳系統(tǒng)工藝流程及設備63-65
• 5.2 能耗影響因素分析65-69
• 5.2.1 天然氣處理量對能耗的影響66
• 5.2.2 天然氣中CO_2含量對能耗的影響66-67
• 5.2.3 重沸器再生溫度對能耗的影響67-68
• 5.2.4 酸氣負荷對能耗的影響68-69
• 5.3 節(jié)能改進69-70
• 5.4 小結70-72
• 第6章 結論與建議72-74
• 6.1 主要結論72-73
• 6.2 建議73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果81

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本文編號：259253