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数量:12 (2)DOI: 10.37532 / 2320 - 1967.2020.12 .131 (2)

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哌嗪对硫化氢的去除的影响液化石油气(LPG)使用水甲基Diethanol胺(MDEA)

*通信:

Zoubida L安全工程实验室(LISIDD)工业和可持续发展,维护和工业安全研究所、大学的奥兰2穆罕默德·本·艾哈迈德,BP 1524奥兰,阿尔及利亚,电话:+ 21341611257;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

本研究的主要目的是探讨哌嗪作为添加剂的使用对MDEA的解决方案已经用来增加液化石油气从硫化氢和二氧化碳。阿斯彭建造的用来模拟这个案例研究。在这篇文章中很多设计标准(MDEA浓度、哌嗪浓度、胺溶液流量等)进行了研究。压力和温度的组成和操作条件的液化石油气对待来自文学和稍微修改,在这种情况下我们的液化石油气饲料的成分可以被视为理论,AGRU的流和其他操作参数(酸性气体移除单元)也进行了优化。

关键字

酸性气体;MDEA;哌嗪;脱硫;阿斯彭建造的

介绍

液化石油气(LPG)在当前人类的生活中扮演着重要的角色;液化石油气是用来最小化空气污染与传统燃料相比。液化石油气的巨大需求使得产量增加,需要更有效的和经济的治疗也增加。常见的液化石油气的污染物是有限公司₂H₂年代,硫醇,因为,CS₂和元素硫。蒸汽密度大于1以来硫化氢气体会定居低地方和创建一个毒性风险(1]。不能释放硫化氢直接从再生塔的气氛。

材料和方法

疗养单质硫,首先需要对液化石油气对待解放硫化氢。这通常是通过溶解胺水溶液中的硫化氢。再生后丰富的胺溶液中的硫化氢释放蓄热器。造成的大气污染释放硫化氢可以减轻通过发送释放硫化氢耀斑或焚化炉转化为更少的有害/有毒气体二氧化硫氧化后形成。甚至指令控制环境不太严重的二氧化硫相比,H₂,但对环境是有害的;容许大量的污染物释放也限制了环境监管2,3]。如果污染物的浓度是非常重要的,直接转换的酸性气体似乎是最合适的解决方案来消除硫化氢和产生单质硫。

而不是单乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA),目前methyldiethanolamine (MDEA)似乎是最常用的溶剂为烃脱硫。一般来说,MDEA为其选择合适的品质,比如它伟大的耐化学和热降解,它基本上是无腐蚀性的属性和它低比热和反应热量与H₂年代和有限公司₂(4]。

在这种情况下,一个活化剂哌嗪(C₄H₁₀N₂)将用于加强全球体系的效率,消除最大硫化氢与最小能源消费。在这篇文章中,哌嗪添加小浓度的影响将研究液化石油气治疗。

对于小浓度的酸性气体,碱洗是广泛使用的治疗方法。如果高数量的污染物,胺治疗似乎是最符合成本效益的过程。在这工作一个普通方案酸脱气装置将使用在液-液萃取器提取完成后,然后再生丰富的胺将再生列中完成。

胺类

如下表1,MDEA被认为是最有利的烃脱硫胺,由于其较低的蒸汽压,较小的腐蚀,其广泛的操作条件,降低反应热量及其选择性对H₂年代有限公司₂。

哌嗪使用

在过去几十年很多配方和胺的混合提供改进的能力和脱硫效率的操作在一个催化剂。最活化剂的广泛使用是哌嗪。

哌嗪浓度变化的影响(从0到5 wt %)将研究在三个固定MDEA含量:20 wt %, 35 wt %, 45 wt %。

胺溶液浓度

基于平衡,最小流量计算后选择合适的浓度MDEA建议间隔内的浓度。在我们的模拟中,35%重量的MDEA和5% wt公关被选4- - - - - -6所示),表1。

表1。典型的操作条件和胺的数据。

操作处理条件

为了维护在液态液化石油气;其治疗将做一个最佳间隔内的温度和压力条件。最佳工作温度应小于泡点在操作压力(小于80°C),与此同时,它应该是高于一定值最小化胺和碳氢化合物的诱导作用。一般来说,对于保持粘度小于2厘泊在40条操作压力,温度应该超过37.5°C (7]。而液化石油气将穿透列在40.21酒吧和45°C,精益胺将饲料的列在同一压力,但额外的12.5°C的温度比液化石油气建议良好的分离。

过程模拟

软件ASPEN建造V8.8是使用新的状态方程(EOS)模拟酸脱气单元。胺属性包被酸气属性包。这两个属性包不能用在我们的案例研究中,酸气属性包是有限的气体将通过使用一个普通吸收器列单元操作;而对液化石油气的液液萃取不能通过使用这个状态方程(EOS)我们的情况(图。1)。

同时,胺包不支持哌嗪组件也是我们的研究。出于这两个原因,我们模拟的基础将基于DBR胺包作为状态方程(EOS),与这个属性包我们可以用液-液萃取器,我们可以使用通常哌嗪组件可以支持这个特性包。

设计基础-饲料成分

交付的溶剂应该是作为一个集中的解决方案包括MDEA和活化剂。催化剂在我们的案例中是哌嗪。

在我们的研究中,一个抽10阶段,MURPHEE效率是100%。液化石油气的治疗在45°C和13000公斤/小时40.21酒吧;这条小溪将较低的一侧的液-液萃取器,上面将会再辅以4500 kg / h的精益胺溶液(35 wt % MDEA和5 wt %的哌嗪)40.21 50°C和酒吧。精益胺溶液的温度应该控制以避免液化石油气蒸发(8]。

富人胺加载(摩尔的H₂S / mol MDEA)被认为是在我们的案例研究中约为0.04511。

它已经被这么小的丰富胺加载参数只是为了能够改变研究的参数能够做案例研究在大区间的每个不同参数(液化石油气质量流量、温度、液化石油气精益胺质量流量,精益胺温度…等等)。

选择更高的丰富胺负荷,例如0.20摩尔的酸性气体/摩尔MDEA的循环率将约1600公斤/小时。这个流精益胺/哌嗪的解决方案可以治疗不超过指定的流量的液化石油气13000公斤/小时。所以,在液化石油气质量流量变化的案例研究,我们将面临一个问题,这么多胺仅限于对液化石油气最多13000公斤/小时。其他参数会出现同样的问题。丰富的胺叶萃取器给闪蒸槽消除一些溶解烃和H₂在离开膨胀阀。

闪蒸槽后,富胺溶液将加热达到90°C通过壳管式热交换器。过去是用来获得热的热精益胺再生器的底部。富人胺溶液再生器的给被剥夺去除硫化氢气体。

H₂去除效率和再生器重沸器的职责进行了不同的工艺参数,即MDEA浓度、哌嗪,由于水MDEA总是固定35 wt %时,重量%哌嗪,精益胺溶液和液化石油气饲料温度、胺循环率和温度的丰富的胺再生器。这项研究将基于某些标准,应该保持对所有案例研究和其他只会改变一个参数是固定的,因为它是在热量和物料衡算表(表2)。

表2。热量和物质平衡AGRU的表。

结果与讨论

MDEA浓度的影响

之后在我们的研究中,同样的方法对所有案例研究,改变了MDEA内容,而其他参数保持不变。MDEA含量的增加会提高消除硫化氢,硫化氢含量的增加甜蜜的液化石油气。同时增加MDEA的浓度、再生所需的职责更集中丰富胺也增加(从859千瓦到2251千瓦)。在这个案例研究中很明显,之后消除硫化氢的重要组成部分,提高MDEA浓度的影响是微不足道的。从20 wt % 45 wt %的MDEA将提高消除硫化氢的液化石油气1.45 ppm(从5.28 ppm到3.84 ppm) (图。2)。

哌嗪浓度的影响

这个案例研究20 wt %, 35 wt % 45 wt % MDEA水溶液作为基本情况和所有其他工艺参数是守恒的不变,只改变了哌嗪的浓度从0到5 wt %。

哌嗪浓度的影响与20 wt % MDEA

在这个案例研究中,MDEA浓度是固定到20 wt %,当哌嗪的浓度是不同的,从0到5 wt %。图。3表明哌嗪浓度的增加提高了硫化氢(H₂年代)恢复所以H的浓度₂在对液化石油气从7.5 ppm将减少到2.1 ppm。同时再生器的责任重沸器增加从250千瓦到1925千瓦从0 wt % 5 wt %的哌嗪将会大大提高消除硫化氢的液化石油气(5.5 ppm)的比较效应MDEA溶液(图。3)。

与35 wt % MDEA哌嗪浓度的影响

作为先例案例研究哌嗪浓度的影响研究在固定MDEA浓度,在这种情况下35 wt % MDEA被认为是。在前面的案例研究以及看到相同的行为是说当增加哌嗪的浓度。图。4说明了哌嗪浓度的增加提高了硫化氢(H₂年代)恢复所以H的浓度₂在对液化石油气从4.36 ppm将减少到2.25 ppm。责任在再生器的重沸器大大增加从382千瓦到1380千瓦哌嗪浓度的增加从0到5 wt %。

从0 wt % 5 wt %的哌嗪将会大大提高消除硫化氢的液化石油气(2.11 ppm)相比MDEA的效果。在这种情况下,出现的效率(消除H₂年代和能源消费)的全球系统改善了与20 wt % MDEA的情况相比。

与45 wt % MDEA哌嗪浓度的影响

MDEA浓度时不同哌嗪浓度固定在45 wt %,在这种情况下也使用哌嗪推动全球产能的胺解消除更多的硫化氢液化石油气(fr om 3.45 ppm到2.12 ppm)在这个案例研究的必要性能源小于其他两个之前的情况下MDEA重量浓度20 wt % 35 wt %,但消费MDEA(高浓度MDEA溶液)(图。5)。

液化石油气饲料质量流量的影响

增加行液化石油气的质量流量的影响,或多或少不变时重要的行液化石油气质量流量增加(图6),这是由于一定的额外能力单元的设计,丰富的酸胺加载摩尔气体/摩尔MDEA考虑的设计是非常弱的正常操作液化石油气质量流(0.045)从而导致脱硫单元能够去除更多的酸性气体液化石油气。

液化石油气进料温度的影响

在这个案例研究中说,液化石油气的增加温度增加胺/哌嗪解决方案的能力,消除酸性气体,H₂从3.26 ppm甜液化石油气S含量下降到2.2 ppm,同时增加液化石油气温度从30°C到42°C,这一行为大大液化石油气时温度变化超过42°C,这当然是由于吸收反应的放热特性以及案例研究的不同温度的精益胺,责任在这个案例研究中已经减少(从1386千瓦到1376千瓦)(图。7)。

哌嗪/ MDEA溶液的循环率的影响

在这个案例研究中哌嗪/ MDEA溶液的循环率是研究,上升的效应哌嗪/ MDEA溶液循环率有一个负面影响是消除硫化氢的效率,这增加了循环率降低的能力去除酸性气体的液化石油气;这种情况的解释是停留时间减少。通过从1.85 ppm, 1.90 ppm。与我们的案例研究很明显,循环率的增加MDEA /哌嗪的需求解决方案增加了值班再生器的重沸器从1234千瓦到1513千瓦(图8。)。

精益哌嗪/ MDEA溶液温度的影响

精益胺的其他参数,温度变化,以发现其对H的提取的影响₂年代,在这个案例研究中已经注意到(图9。精益胺),温度的增加导致增加的H /哌嗪的解决方案₂年代浓度对液化石油气是由于吸收的放热反应,H₂从1.59 ppm甜液化石油气S含量提高到2.89 ppm。最后当然是有利的低温度。在同一时间精益胺/哌嗪解决方案的增加温度影响非常轻微的需要重沸器回热器的责任(从1344.30 kW至1343.48 kW)。

丰富的哌嗪/ MDEA溶液温度的影响

增加丰富的胺/哌嗪溶液温度的提高参数能源消费(减少从1376千瓦到1253千瓦),而不是内容丰富的胺/哌嗪硫化氢溶液,这与储蓄之间的最优能源解决方案和丰富的胺哌嗪装载应指定和我们的研究情况下最优操作90°C到95°C (图10。)。

结论

后做许多案例研究在使用哌嗪和MDEA的混合物,它已经看到哌嗪的使用大大增强过程消除硫化氢的能力。即使有弱的哌嗪5 wt %,全球高度提高了系统的效率。使用哌嗪作为活化剂即使在少量推高的消除从碳氢化合物的酸性气体(2.12而不是3.84)的两倍。在其他的手说,添加哌嗪也大大降低能源消费重沸器回热器的一半(1200千瓦,而不是消费2251千瓦)。在我们案例研究已经得出结论,相同数量的哌嗪和MDEA哌嗪是8倍的效率那么MDEA溶液中同时看到,哌嗪的增加有积极影响的行为和过程能源消费。这里的极限之间的最佳硫化氢在液化石油气和受人尊敬的过程能源消费应该搜索。

引用

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