发布时间 : 星期四 文章MDEA天然气脱硫工艺流程更新完毕开始阅读
???(RNH3)2CO3 2RNH2?H2O?CO2??????2RNH3HCO3 (RNH3)2CO3?H2O?CO2??????RNHCOONH2R 2RNH2?CO2???反应方程式中R?CH3CH2OH?
乙醇胺吸收反应是放热反应，从化学平衡观点来看，温度愈低，愈有利于吸收反应。所以温度一般控制在25-40℃为宜。
吸收了H2S、CO2的乙醇胺溶液，当温度升高至105℃以上，则生成物就要分解，生成反应物，这就是乙醇胺的再生。再生温度的提高对溶液再生是有好处的，因为温度提高后，溶液表面上酸性气体的分压迅速增加。
提高压力有利于吸收，同时也提高了H2S的分压，增大了吸收的推动，提高了溶液的吸收能力。
富液再生的压力一般为常压，因为乙醇胺溶液再生是在该压力下塔底溶液沸腾温度下再生的，压力提高后，相对应的溶液沸腾温度亦高，但由于压力高而相对应的H2S、CO2的分压亦高了。此时，H2S、CO2的分压增加而使硫化物、碳酸盐离解降低的作用比升高温度而使离解增加的作用更为显著，因此再生的压力一般为常压。
3.2 常用醇胺溶液性能比较
醇胺法特别适用于酸气分压低和要求净化气中酸气含量低的场合。由于采用的是水溶液可减少重烃的吸收量，故此法更适合重烃的气体脱硫脱碳。
通常，MEA法、DEA法、DGA法有成为常规醇胺法，基本上可同时脱除气体中的H2S、CO2；MDEA法和DIPA法又称为选择性醇胺法，其中MDEA法是典型的选择性脱H2S法，DIPA法在常压也可选择性的脱除H2S。此外，配方溶液目前种类繁多，性能各不相同，分别用于选择性脱H2S，在深度或不深度脱除H2S的情况下脱除一部分或大部分CO2，深度脱除CO2，以及脱除COS等。
醇胺分子结构至少有一个羟基和一个胺基。羟基：可降低化合物的蒸汽压，增加醇胺在水中的溶解度，可配制成水溶液。胺基：水溶液提供碱度，促进对酸性组分的吸收。醇胺与H2S、CO2的主要反应如下：
伯胺：
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???RNH3??HS? (瞬间反应) RNH2?H2S??????RNH3??RNHCOO? 2RNH2?CO2???
（中速反应）
???RNH3??HCO3? （慢反应） RNH2?CO2?H2O???
仲胺：
???R2NH2??HS? R2NH?H2S???(瞬间反应)
???R2NH2??R2NCOO? （中速反应） 2RNH2?CO2???
???R2NH2??HCO3?R2NH?CO2?H2O??? （慢反应）
叔胺：
???R2R'NH??HS? R2R'N?H2S???(瞬间反应)
R2R'N?CO2 （不反应）
???R2R'NH??HCO3? （慢反应） R2R'N?CO2?H2O???醇胺与H2S、CO2的主要反映均为可逆反应。当酸性组分P高或T低时，反应向右进行，贫液从原料气中吸收酸性组分（正反应），并且放热。当酸性组分P低或T高时，反映向左进行，富液将酸性组分释放出来使溶液再生（逆反应），并且吸热。
3.1.2.1几种方法性质比较
主要天然气脱硫溶剂的性质
性质 分子式 相对分子质量
20相对密度d20
MEA HOC2H4NH2 61.08 1.0179 10.2
170.4 93.3 1.4539 28
DEA 105.14 1.0919 28 268.4 137.8 1.4776 ＜1.33
DIPA 133.19 0.989 42 248.7 123.9 1.4542(45) ＜1.33
MDEA 119.17 1.418 -14.6 230.6 126.7 1.469 ＜1.33
环丁砜 C4H8SO2 120.14 1.2614 28.8 285 176.7 1.4820（30）
0.6
(HOC2H4)2NH (HOC3H6)2NH (HOC2H4)2NCH3
凝点/℃ 沸点/℃
闪点（开杯）/℃ 折射率
蒸汽压（20/℃）/Pa 黏度mPa.s
24.1（20/℃） 380（20/℃） 198（45/℃） 101（45/℃） 10.286（30/℃）
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比热容 [kJ/(kg.℃)] 2.54（20/℃） 2.51（20/℃） 2.89（30/℃） 2.24（15.6/℃） 1.34（25/℃） 热导率 [W/(m.K)] 0.256 0.22 - 0.275（20/℃） -
1.92
汽化热 (kJ/kg) 1.56 (9.73KPa) 1 (9.73KPa) 1.21 (101.3KPa) -
(101.3KPa)
水中溶解度
完全互溶 0.964 0.87 完全互溶 完全互溶
（20/℃）
①一乙醇胺（MEA）
MEA可用于低吸收压力和净化气质质量指标要求严格的场合。MEA可从气体中同时脱除H2S和CO2因此没有选择性。净化气中H2S的浓度可低达5.7mg/m3。在中低压情况下CO2浓度可低达100×10-6（体积分数）。MEA也可脱除COS、CS2，但是需要采用复活釜，否则反应是不可逆的。即就是有复活釜，反应也不能完全可逆，故会导致溶液损失和在溶液中出现降解产物的积累。MEA的酸气负荷上限通常为0.3-0.5mol酸气/mol MEA，溶液质量浓度一般应限定在10%-20%。如果采用缓蚀剂，则可使溶液浓度和酸气负荷显著提高。由于MEA蒸汽压在醇胺类中最高，故在吸收塔、再生塔中蒸发损失量最大，但可采用水洗的方法降低损失。
②二乙醇胺（DEA）
DEA不能像MEA那样在低压下使气体处理后达到输管要求，而且也没有选择性。如果酸气分压高而且总压高，则可采用具有专利权的SNPA-DEA法。此法可用于高压且具有较高H2S/CO2比的酸气含量高的气体。专利上所表示的酸气负荷为0.9-1.3mol酸气/molDEA。
与MEA相比，DEA的特点为：DEA的碱性和腐蚀性较MEA弱，故其溶液浓度和酸气负荷较高，溶液循环量、投资和操作费用都较低；由于DEA生成不可再生的降解产物数量较少，故不需要复活釜；DEA与H2S和CO2的反应热较小，故溶液再生所需的热量较少；DEA与COS、CS2反应生成可再生的化合物，故可在溶液损失很小的情况下部分脱除COS、CS2；蒸发损失较少。
③三甘醇胺
DGA是伯醇胺，不仅可脱除气体和液体中的H2S和CO2，而且可以脱除COS和RSH，故广泛用于天然气和炼厂气脱硫脱碳。DGA可在压力低于0.86MPa下将气体中的H2S脱除至5.7 mg/m3。DGA溶液浓度在50%时的凝点为—34℃，故可适用于高寒地区。由于降解反应速率达，所以DGA系统需要采用复活釜。此外，它与CO2、
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COS 的反应时不可逆的。与MEA、DEA相比，DGA对烯烃、重烃和芳香烃的吸收能力更强。因此，在DGA脱硫脱碳装置的设计中应采用合适的活性碳过滤器。
与MEA相比，DGA的特点为：溶液质量浓度可达50%-70%，而MEA溶液浓度仅为15%-20%；由于溶液浓度高，所以溶液循环量小；重沸器蒸汽耗量低。
④甲基二乙醇胺
MDEA是叔醇胺，可在中、高压下选择性脱除H2S以符合净化气的质量指标或管输要求。但是，如果净化气中的CO2含量超过允许值，则需进一步处理。
选择性脱除H2S的优点是：由于脱除的酸气量减少而使溶液循环量降低；再生系统的热负荷低；酸气中的H2S/CO2摩尔比可高达含硫原料气的10-15倍。由于酸气中H2S浓度较高，有利于硫磺回收。
此外，叔醇胺与CO2的反应时反应热较小的酸碱反应，故再生时需要的热量较少，因而用于大量脱除CO2是很理想的。这也是一些适用于大量脱除CO2的配方溶液的主剂是MDEA的原因所在。
采用MDEA溶液选择性脱硫不仅由于循环量低而可降低能耗，而且单位体积溶液再生所需蒸汽量也显著低于常规醇胺法。此外，选择性醇胺法因操作的气液比较高而吸收塔的液流强度较低，因而装置的处置量也可提高。
⑤二异丙醇胺
它是仲胺，对H2S具有一定的选择性，与CO2、COS发生质变反应的能力大于MEA、DEA和DGA。二异丙醇胺可用于从液化石油气中脱除H2S和COS。
⑥配方溶液
配方溶液是一种新的醇胺溶液系列，与大多数醇胺溶液相比，由于采用配方溶液可减少设备尺寸和降低能耗而广为应用，目前常见的配方溶液产品有DOW化学公司的CAS/SPECTM，联碳公司的UCARSOLTM，Huntsman公司的TEXTREATTM等。配方溶液通常具有比MDEA更好的优越性。有的配方溶液可以选择性脱除H2S低至4×10(体积分数)，而只脱除一小部分CO2；有的配方溶液则可以从气体中深度脱除CO2以符合深冷分离工艺的需要；有的配方溶液还可在选择性脱除H2S低至4×10-6(体积分数)的同时，将高CO2含量气体的CO2脱除至2%。
⑦空间位阻胺
从分子水平上设计的脱硫剂指在氮原子上带有一个或多个具有空间位阻结构的非链状取代基团的醇胺类化合物。通过基团的空间位阻效应和碱性来控制胺与CO2的
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