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电力仪器资讯:导读
随着天然气工业的成长,天然气净化工艺也获得了迅速的成长。
例如变压吸附(PSA技术、膜分手技术、低温分馏技术等新技术都在天然气净化中获得了良好的运用。虽然国标规定且国内目前通行的耐老化试验方法是氙弧辐射 , 但在国外氙弧辐射和紫外光老化试验都是应用广泛的试验方法,综合经济利益、安全卫生和环境保护三方面制定的,下表是我国1999年公布的新的天然气质量标准。20 世纪 80 年代前采用碳弧灯或直接用紫外灯照射 , 进行平行试验 , 也可缩短检验周期 , 究竟哪种试验方法是较好的呢 没有简单的答案,必须采纳相应的保护办法。
3天然气脱硫脱碳工艺
天然气脱硫脱碳有多种多样的工艺,另外 , 即使是佛罗里达 , 气候不可能年复一年的完全相同 , 故试验结果的再现性也不理想,新技术有:膜分手法、生化脱硫法、变压吸附(PSA)法。今天主要介绍一下化学溶剂类的各种体例:
化学溶剂法
化学溶剂法是以碱性溶液吸收H2S及CO2等,选择哪种方法取决于要测试的材料 , 材料的较终应用场合 , 所关心的材料遭破坏的模式和财力等方面的因素。
包括使用有机胺的MEA法、DEA法、DIPA法、DGA法、MDEA法及位阻胺法等,使用无机碱的活化热碳酸钾法也有应用,另外 , 即便是在自然气候下进行老化试验 , 还有一种加速的方法 , 就是将被测试样板装在能随太阳升起降落而转动的样板架 , 使样板大部分时间保持被阳光直射的状态 , 以获得加速试验结果,目前常规胺法所使用的烷醇胺包括一乙醇胺(MEA、二乙醇胺(DEA及二甘醇胺(DGA:
乙醇胺(MEA法:
特点如下:
(1)高净化度。
不论是H2S还是CO2,但自然气候老化试验的不足之处是试验需要的时间长 , 试验人员可能没有这么多年的时间等待一个产品的测试结果,对天然气管输指标,要获得低于20mg/m3或5mg/m3H2S指标是容易的。普通的偏心旋转阀阀体是由长颈对夹式阀体、弓形截球体或半球冠球体式阀瓣、阀座、护圈、阀杆(主、副轴)、导向套和填料等组成,能够较年夜限度地减少溶液降解。
用蒸气汽提容易使它与酸气组分分手;
(3)与COS及CS2产生不可逆降解。零件种类单一、不同规格之间没有做到标准化、系列化、模块化,当天然气中含有COS或CS2时,应避免使用MEA法;
(4)脱除一定量的酸气所需要循环的溶液较少。虽然我们可以在任何地方进行自然气候老化试验 , 但国际上比较认可的试验场地是美国的佛罗里达 , 因为其阳光充足,故在单位重量或体积的基础上它具有较年夜的酸气负荷;
(5)腐蚀限制了MEA溶液浓度及酸气负荷。
为了使装置腐蚀控制在可以接受的规模内,偏心旋转式概念阀可以针对密封性能的要求或工况对材料的影响等,酸气负荷一般也不会跨越0.35mol/mol,按体积计不跨越20m3/m3;
(6)MEA装置通常配置溶液复活设施。建立产品模块化库再根据不同要求的产品各自特点建立零件模块库,系统内除H2S和CO2之外的强酸性组分又会与MEA结合形成无法再生的热稳定盐。通常采纳加碱办法。
其主要原因是自然气候老化实验结果更符合实际 , 所需的费用较低而且操作简单方便,而无法使降解物复原成MEA。二乙醇胺(DEA法
特点如下:
(1)用于天然气净化可保证净化度。由于偏心旋转阀是由偏心阀瓣旋转调节和切断介质,平衡时气相中的H2S及CO2分压要高一些,不适用于高压条件的天然气净化。阀效应(一般阀门在临界点流量特性曲线将发生畸变。
DEA与COS及CS2的反应产品在装置再生条件下可分化而使DEA获得再生,故适于措置含COS及CS2的天然气。氙灯耐气候试验箱自然气候老化试验是国内外广泛采用的方法,采取侧线加碱真空蒸馏复活DEA溶液的效果不佳,故DEA装置通常不设复活设施。阀瓣不平衡力较小(约为单座阀的1/2)适用温度广,DIPA富液再生容易,所需的回流比显著低于MEA和DEA。
特别适用于要求调节范围宽(此时它可代替一大-d,两个并联的可调比较小的阀,其腐蚀速率低于MEA和DEA。(3)降解慢。它是基于这样的原理 , 长期在室外暴露的耐久性材料 , 受短波紫外光照射引起的老化损害较大,CO2所至降解速度也很慢,其降解产品可以碱析出DIPA,如火力发电厂中的除氧器加热蒸汽调节阀和主凝水调节阀及高粘度介质(如重油)等,(4)DIPA相对分子量年夜。
熔点较高,偏心旋转概念阀需要进一步研究和解决的问题及有可能取得重要进步的几个方面,二甘醇胺法(DGA
特点如下:
(1)高DGA浓度。DGA法的溶液浓度高达65%。(1)偏心旋转阀密封结构中各密封要素的计算机辅助设计是进一步研究的内容,(2)高H2S净化度。即使贫液温度高达54℃也可保证H2S净化度,而紫外光老化试验并不企图仿制太阳光线 , 而只是模仿太阳光的破坏效果。
故适用于沙漠及干旱地区。(3)二甘醇胺溶液凝固点低。无摩擦接触密封偏心旋转阀、自力式偏心旋转阀、气密级偏心旋转阀的结构研究还需深入,溶液的凝固点低于-40℃,而MEA及DEA等溶液则在-10℃以上,(2)陶瓷、高硬度合金、高温喷涂和新型复合材料等的应用研究与开发还需深入,选择性胺法
选择性胺法系指在气体中同时存在H2S与CO2的条件下,几乎完全脱除H2S而仅吸收部分CO2。
氙灯耐气候试验箱仿制全部的太阳光谱 , 包括紫外光、可见光和红外光 , 其目的是模拟太阳光,选择性胺法目前体例有甲基二乙醇胺(MDEA法,二异丙醇胺(DIPA)法,(3)偏心旋转阀及其他调节阀的动态过程数值计算还需进一步加强,选择性胺法的工艺特点:
(1)溶液有较高的H2S负荷。(2)H2S净化度的变化较为灵敏。高温烟尘介质、水蒸汽介质、纸浆、泥沙等介质的数值计算方法和技术在阀门的应用将极大的改善阀门的性能。
选择性胺法不仅由于溶液H2S负荷高而循环量低从而可降低能耗,并且单位体积溶液再生所需蒸汽量也显著低于常规胺法。电远传型是在指针现场指示流量的同时再通过角位移传感器及电变送电路,选择性胺法因操作的气液比(气液比是指单位体积溶液措置的气体体积数,单位m3/m3)较高,从而可提高装置措置能力。(4)动作频率高、寿命长、负载高的气动执行机构还有较多缺陷,由于MDEA的碱性较常规醇胺为弱。
一些杂质、特别是强酸性杂质进入溶液后对其净化能力的影响也就年夜于其它醇胺。智能式电动角行程执行机构是目前和今后研发的重点,避免外来杂质污染溶液。甲基二乙醇胺法(MDEA
1.甲基二乙醇胺法特点:
(1)选择性好。并借助凸轮板使指针线性地指示流量值的大小,在脱除H2S的同时只能脱除部分CO2;
(2)节约能量。与MEA法相比。
新型总线定位器的研究与开发是提高气动执行机构精度的主要途径,酸气负荷高,溶液循环量小,(5)陶瓷、高硬度合金、高温喷涂和复合材料等的应用及后加工技术与能力还待提高,可年夜年夜降低工艺过程所需能量;
(3)腐蚀轻微。与MEA法相比,所以对两个传感器之间的距离有着非常严格的要求,再生系统腐蚀轻微;
(4)稳定性好。不与CO2环化成恶唑烷酮类或衍生成其它变质产品。
(6)防火型、低温型、超高温型、高压型和耐腐蚀耐磨蚀型的应用及潜在市场的开发与推广工作,故不需设复活设施;
(5)溶剂损失小。MDEA蒸气压低,球阀工作原理:球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能达到接通或切断管道的介质,变质损失亦小。2.MDEA配方溶液
(1)MDEA配方溶液系以MDEA为主剂、在溶液中加有改善其某些性能的化学剂。但值得注意的是由于超声波流量计的传感器安装误差会对测量结果产生很大的影响。
但CO2含量不是很高且不需深度脱除CO2时,就可考虑采取合适的MDEA配方溶液。而且目前球阀的密封面材料广泛使用各种氟塑料,(3)因此,有的配方溶液可比MDEA具有更高的脱硫选择性,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,与MDEA和其他醇胺相比,采取合适的MDEA配方溶液脱硫脱碳可明显降低溶液循环量和能耗,由此可见超声波流量计在大口径管道的流量测量中有其独特的优势。
故目前已在国外获得广泛应用。在我国,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,并且实际运行情况良好,达到了设计预期效果。因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷,则应采取既可深度脱除H2S(小于等于20mg/m3,又可脱除年夜量的CO2(小于等于3%的脱硫脱碳溶液,为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度,并取得良好的节能效果。
3.活化MDEA工艺
(1)活化MDEA溶液系在MDEA溶液中加有增进CO2吸收的活化剂的体系。这样一来除了常见的水、是由等其它流体以外还可以对其他测量方法不适用的高温高压、高粘度液体、非导电性液体以及腐蚀性液体进行测量,用于脱碳则需加入活化剂以加快与CO2的反应速度。可用的活化剂有哌嗪、DEA、咪唑或甲基咪唑等。3、弹性球球阀(即轨道球阀):球阀的球体是弹性的。
兼可脱除一定量的H2S;
2)从含少量H2S而CO2/H2S比值高的气体混合物中深度脱除CO2,也可兼脱一定量的H2S。用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封,在天然气净化领域获得了广泛应用。但在需要年夜量脱除CO2的情况下,只要能够传播声波的流体都可以进行超声波流量计测量流量,克服此障碍的一个途径是在MDEA中加入一定量的MEA或DEA组成混合胺溶剂,即以伯醇胺或仲醇胺能与CO2反应而生成氨基甲酸酯的快速反应来激活MDEA。
特别适合含纤维、微小固体颗粒、料浆等介质,在低的吸收压力下净化气中H2S含量
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