CN106311149A - 一种用于天然气脱碳的吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气体分离技术领域，涉及一种用于天然气脱碳的吸收剂。采用一种以复合胺为主吸收剂和适量的活化剂组成的水溶液，从含CO2的混合气中脱除CO2，吸收剂可以再生并且循环利用。复合胺由N-甲基二乙醇胺（MDEA）和二乙醇胺（DEA）组成，活化剂由下列物质中的一种或几种组成：1,5-二氮杂二环-十一烷-5-烯（DBU）、羟乙基哌嗪（HPZ）、哌嗪（PZ）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），本发明的吸收剂具有很高的CO2脱除率，再生性能好，能在较低的温度下再生，能耗低。

Description

一种用于天然气脱碳的吸收剂
技术领域
本发明属于气体分离技术领域，具体涉及到一种用于天然气脱碳的吸收剂。
背景技术
天然气是以烃类气体为主的混合气，常常含有CO2，等非烃类组分气体。天然气中CO2，的存在给天然气的输送和深加工带来了许多危害。首先，CO2腐蚀是一个由来已久的问题，也是一个不容忽视的严重问题，尤其是在水溶液存在的情况下，天然气中的CO2会对设备、管道造成更为严重的腐蚀。其次，天然气中CO2的含量过高会降低天然气的热值和管输能力，《天然气》GB17820-1999对商品气中CO2的含量做了规定，1m3天然气中CO2含量不应大于3.0×10-2m3。另外，在对天然气进行深冷加工时，天然气将达到极低的温度，CO2会生成固体干冰，造成对深冷设备的堵塞，引发深冷加工的不稳定。因此，天然气中的CO2必须作净化处理。
醇胺法是目前应用最广的天然气脱碳方法，以MDEA为代表的常规胺法溶剂，吸收再生效果稳定，但再生过程消耗的能量约占能耗的90％以上，消耗大。为此，开发具有节能降耗的新型溶液，可节约能源，可达到提高经济效益的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种新型吸收剂来脱除天然气中的CO2，它与传统的脱碳溶剂相比处理量大而且更易再生，从而降低能耗。
本发明主要技术方案：用于天然气脱碳的吸收剂，它由主吸收剂和活化剂组成的水溶液，水溶液吸收剂与气流逆流接触而除去天然气中的CO2。水溶液吸收剂含质量分数为20~50%的复合胺和质量分数为5~10%的活化剂。
复合胺由MDEA和DEA组成，合适的总胺浓度为20~50%（质量分数，下同），其中MDEA: DEA为2~4:1。
活化剂由下列物质中的一种或几种组成：1,5-二氮杂二环-十一烷-5-烯（DBU）、羟乙基哌嗪（HPZ）、哌嗪（PZ）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），其浓度为5~10%。
本发明所使用的复合胺水溶液中，也可以包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和类似组分的添加剂。
采用本发明吸收剂脱除CO2所使用的装置可与习惯性使用的相同，即使气流中CO2与本发明的吸收液接触而被除去。
吸收过程可以一次完成，也可以连续多次进行。后者中可以使用多股的溶液从塔底至塔顶按温度一次降低的顺序进行气液接触。
吸收了CO2的富液通过减压加热实现再生。富液含有的能量可以通过透平来回收，富液经过再生后再循环到吸收步骤。
本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其他步骤。
附图说明
图1为本发明实施例的吸收剂用于天然气脱碳的常用装置的示意图。
图中，T1—吸收塔；T2—再生塔；V101—原料气分离器；V102—净化气分离器；V103—闪蒸罐；E101—贫富液换热器；P1—贫液泵；E102—贫液冷却器；V104—煮沸器；V105—再生气分离器；E103—再生气冷却器。
具体实施方式
以下通过实施实例结合图1对本发明作进一步说明，其目的是为了更好地理解本发明的内容，但其并不限制本发明的保护范围。
实施实例
如图1所示，配制好的原料气（20%CO2、80%CH4）进入吸收塔底部与塔顶进入的吸收剂逆流接触，气体中的CO2被吸收，净化后的气体从塔顶出来进入气液分离器回收所夹带的液滴后放空。
吸收了CO2的富液从吸收塔底引出至再生塔顶部，在再生塔中与上升的蒸汽逆流接触进行再生。再生后的贫液经冷却后送入吸收塔顶进行吸收。从再生塔顶出来的气体进入再生气冷却器将气体中的水蒸气回收，再生气经分离后放空。
在气体流量一定，溶液循环量一定，在各再生温度下，不同吸收剂的操作性能见表1。
表1：不同吸收剂的操作性能
结果表明本发明的吸收剂比传统的MDEA的脱碳性能要好，并通过对比本发明的吸收剂在再生温度70℃时，净化气中的CO2就能达标，故本发明的吸收剂再生温度选择在70~80℃，较传统的吸收剂更节能降耗。

Claims (7)

1.一种用于天然气脱碳的吸收剂，其特征在于它由主吸收剂和活化剂组成的水溶液，主吸收剂为复合胺，复合胺由N-甲基二乙醇胺（MDEA）和二乙醇胺（DEA）组成，活化剂由下列物质中的一种或几种组成：1,5-二氮杂二环-十一烷-5-烯（DBU）、羟乙基哌嗪（HPZ）、哌嗪（PZ）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）。
2.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是水溶液中复合胺总的质量分数为20~50%。
3.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是复合胺中MDEA与DEA的质量比为2~4:1。
4.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是水溶液中活化剂总的质量分数为5~10%。
5.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是水溶液吸收剂与气流逆流接触而除去天然气中的CO2。
6.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是水溶液中包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和类似组分的添加剂。
7.根据权利要求1所述的吸收剂：其特征是吸收了CO2的富液通过减压加热实现再生，富液含有的能量通过透平来回收，富液经过再生后再循环到吸收步骤。
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