脱硫装置工艺设计(样)

d/Nm108034脱硫装置工艺设计-1-摘要摘要：随着天然气工业的发展，高含硫气田不断出现，一般说，主要指含有大量H2S气体，由于H2S气体遇到冷凝水时，不仅会给管道和容器带来全面腐蚀，而且会引起硫化物应力腐蚀裂开（SSCC）。就管输来说，主要根据安全平衡供气并兼顾到人身健康安全而确定各项具体指标，一般天然气中H2S含量应低于20mg/m3,CO2的含量最好不超过2%~3%。本文根据原料气质和净化气要求，设计了一套dm/108034的脱硫净化装置，选定甲基二乙醇胺(MDEA)作为脱硫溶剂,确定了适宜的工艺流程,进行了详细的工艺计算,对其部分主要设备进行了设计。该设计工艺流程简单，采用的方法成熟可靠，手段先进，能耗低，出口的气质完全满足管输要求。关键词：天然气脱硫工艺流程甲基二乙醇胺设备计算d/Nm108034脱硫装置工艺设计-1-目录摘要..............................................................1ABSTRACT............................................错误!未定义书签。1概述..............................................................11.1脱硫的目的和意义.............................................11.2技术路线及方案比较..........................................11.3国内外发展现状及发展.........................................31.3.1胺法脱硫...............................................31.3.2脱硫新工艺.............................................31.4脱硫方法考虑因素和选择原则..................................31.4.1考虑因素...............................................31.4.2选择原则...............................................41.5设计内容及要求..............................................41.5.1设计内容...............................................41.5.2设计要求...............................................42工艺方案..........................................................52.1脱硫溶剂的选择..............................................52.2工艺流程的确定..............................................52.2.1工艺流程图.............................................52.2.2工艺流程说明...........................................52.2.3工艺参数的确定.........................................63工艺计算..........................................................83.1基础数据.....................................................83.1.1原料气物性数据.........................................83.1.2脱硫剂物性数据.........................................83.2物料衡算....................................................83.2.1原料气.................................................83.2.2醇胺液的计算..........................................113.3能量衡算....................................................123.3.1吸收塔内热量衡算......................................123.3.2换热器内的热量衡算....................................123.3.3再沸器能量衡算........................................134设备设计.........................................................134.1入口分离器的设计...........................................134.1.1分离器筒体设计........................................134.1.2分离器的壁厚计算......................................154.2吸收塔设计.................................................174.2.1塔体设计..............................................174.3汽提塔设计..................................................29d/Nm108034脱硫装置工艺设计-2-4.3.1塔内物料计算..........................................294.3.2设计条件..............................................294.3.2热量及蒸汽流量计算....................................294.3.3塔体设计..............................................304.4MDEA贫富液换热器设计.......................................334.4.1设计条件..............................................344.4.2贫液出口温度及mt的计算...............................344.4.3换热器结构设计及计算..................................354.5汽提塔再沸器的设计.........................................365存在的问题及处理方法.............................................375.1腐蚀....................................................375.1.1机理与部位............................................375.1.2设备选材..............................................375.1.3防腐措施..............................................375.2溶液发泡...................................................385.2.1胺溶液发泡的原因......................................385.2.2引起胺溶液发泡的因素..................................395.2.3预防及溶液发泡后的处理................................395.3溶剂损失...................................................406总结.............................................................41致谢...........................................................42参考文献...........................................................43d/Nm108034脱硫装置工艺设计-1-1概述1.1脱硫的目的和意义天然气中通常含有H2S、CO2和有机硫化物等酸性组分存在，这些气相杂质在水存在的情况下会腐蚀金属，并污染环境。含硫组分有难闻的臭味、剧毒、使下游工厂的催化剂中毒等缺点。CO2含量过高会使天然气的热值达不到要求。就管输来说，主要根据安全平衡供气并兼顾到人身健康安全而确定各项具体指标，一般天然气中H2S含量应低于20mg/m3,CO2的含量最好不超过2%～3%。1.2技术路线及方案比较天然气脱除酸性组分的方法有化学溶剂法，物理溶剂法,物理化学溶剂法，直接转化法，非再生性法和膜分离法。化学溶剂吸收法主要包括一乙醇胺法（MEA法）、改良二乙醇胺法（SNPA-DEA法）、甘醇胺法（DGA法）、二异丙醇胺法（DIPA法）、甲基二乙醇胺法（MDEA法）、改良热钾碱法（Catacard法和Benfield法等）、氨基盐酸法（Alkacid法）等。该法特点净化度高，适应性宽，经验丰富，应用广。物理溶剂吸收法主要包括多乙二醇二甲醚法（Ｓelexol法）、碳酸丙烯酯法（ＦluorＳolvent法）、冷甲醇法（Ｒectisol法）等。该法主要特点为再生能耗低，吸收重烃，高净化度需有特殊再生措施，主要用于脱碳。物理化学吸收法主要包括Sulfinol-D法和Sulfinol-M法。该法主要特点为脱除有机硫好再生能耗低，能够吸收重烃。直接氧化法主要包括蒽醌法（Stretford法）、改良砷碱法、铁碱法和海绵铁法。其特点为集脱硫和硫回收于一体，溶液硫容低。膜分离法主要包括Prism,Separex,Gasep,Delsep等。其特点为能耗低，适于处理高含二氧化碳的脱除。非再生性法主要有Chemsweet,Slurrisweet法等。其特点为装置简易，废液需妥善理。下面就各种脱硫溶剂的特点及脱硫情况做一些叙述:1.MEA法:本法为化学吸收过程,操作压力影响小,在3-72/cmkgf低压操作仍可以达到管输要求，当酸气含量不超过3%（体）用此法比较经济；对于酸气含量超过3%也可以用此法，但由于溶液循环量大，再生耗热高，因而操作费比物理吸收法高，此法可以部分脱除有机硫化合物，为常用脱硫方法，应用广泛。2.SNPA-DEA法：适用于高压，高酸气浓度，高硫碳比的天然气净化，当硫d/Nm108034脱硫装置工艺设计-2-化氢的分压达到42/cmkgf，此法比MEA法经济。3.DGA法：用于高酸气含量的天然气净化，比其它醇胺溶剂腐蚀性小，再生耗热少，DGA水溶液冰点在-40℃以下，可极寒冷的地区使用。4.DIPA法：脱硫情况与MEA法大致类似，可脱除部分有机硫化合物，在二氧化碳存在时对硫化氢吸收有一定的选择性，腐蚀性小，胺损失量小，蒸汽消耗较MEA法小。5.MDEA法：类似于MEA法