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醇胺溶液中热稳定盐脱除技术研究进展

2021-07-01刘芷源池勇志陈富强张梦怡付翠莲

天津城建大学学报 2021年2期

刘芷源,池勇志,陈富强,张梦怡,付翠莲

(1.天津城建大学,天津300384;2.浙江东方职业技术学院,浙江 温州511363)

据天然气出口国论坛2019年预测,到2050年,全球天然气生产和消费量将从目前的3.9万亿m3增加到6万亿m3[1].在原料天然气开采过程中,不可避免地会混入一些H2S、CO2、CS2、COS等杂质气体.天然气中若硫化物含量高,不仅会腐蚀设备和管道,还会污染环境,危及人身安全;若CO2大量存在则会降低天然气的热值,并且CO2是造成温室效应的主要气体之一[2].因此,必须对原料天然气进行脱硫脱、碳处理.我国天然气行业于2019年6月正式强制实施GB17820—2018《天然气》标准,其中一类气的总硫含量由60 mg/m3降到20 mg/m3,CO2的摩尔分数小于3%[3].利用醇胺溶液进行化学反应并吸收CO2和硫化物是天然气脱硫、脱碳工业中应用最广泛的技术[4-5].其中乙醇胺(monoethanolamine,简称MEA)、二乙醇胺(diethanol amine,简称DEA)、甲基二乙醇胺(methyldiethanolamine,简称MDEA)、或2-氨基-2-甲基-丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol,简称AMP),以及醇胺共混物已被证明具有较高的硫化物和CO2吸收强度.

醇胺溶液吸收杂质气体过程示意如图1所示.在醇胺溶液吸收原料天然气中的H2S和CO2等酸性气体时,反应生成大量的盐类物质,这类盐在醇胺溶液再生过程中与醇胺分子结合呈现“稳定”结构,不能通过高温从解析塔中解析出来,因此被统称为热稳定盐(heat stablesalt,简称HSS)[6].

图1 典型醇胺溶液吸收杂质气体过程示意

1 HSS的来源及危害

HSS主要是由醇胺溶液中无机阴离子、有机阴离子和氨基酸离子等3种类型的酸性组分与醇胺分子结合而形成的胺盐[7].醇胺溶液在长期脱硫、解析等……

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