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液化石油气脱硫剂性能研究

作　者: 王荷芳
导　师: 王延吉
学　校: 河北工业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 液化石油气 空间位阻胺 配方脱硫剂 物理-化学复合脱硫剂 泡沫性能 汽液相平衡 电解质溶液理论
分类号: TE624.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


开发了系列液化石油气配方脱硫剂和物理-化学复合脱硫剂，并对脱硫剂的泡沫性能进行了研究，对空间位阻胺-H2S体系汽液相平衡进行了测定，用电解质溶液理论建立了空间位阻胺-H2S体系汽液平衡模型。 首先采用GC-MS和FT-IR分析了液化石油气复合脱硫剂，对常用醇胺单剂及复合脱硫剂的脱硫效果进行了评价，对二异丙醇胺浓度对总硫脱除率的影响进行了考察。研究了浓度、温度对物理溶剂聚乙二醇二甲醚、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮脱硫效果的影响，对解吸后物理溶剂的脱硫效果进行了考察，并对解吸后的物理溶剂对总硫的脱除率有所下降的原因进行了探索，提出了在实际生产过程中，防止溶剂氧化降解的措施。根据空间位阻胺的脱硫机理，开发液化石油气新型空间位阻胺脱硫剂二氮杂二环和六次甲基四胺，考察了浓度和温度对间位阻胺脱硫剂脱硫效果的影响。 以N-甲基二乙醇胺为主剂，分别考察了二乙醇胺、三乙醇胺二异丙醇胺或二氮杂二环的添加，对N-甲基二乙醇胺脱硫效果的影响，开发一系列配方脱硫剂。 用物理溶剂聚乙二醇二甲醚、环丁砜或N-甲基吡咯烷酮代替配方脱硫剂中的水，开发系列物理-化学复合脱硫剂，考察了温度对物理-化学复合脱硫剂的影响，发现低温有利于脱硫剂保持对总硫较高的脱除率。为降低脱硫剂成本，对筛选的物理-化学复合脱硫剂配方进行了优化，考察了原料气硫含量的波动对优选出的物理-化学复合脱硫剂的影响。在相同的评价条件下，将筛选出的物理-化学复合脱硫剂与YXS-99复合脱硫剂的脱硫效果进行比较，发现筛选出的物理-化学复合脱硫剂净化深度和硫负荷明显大于YXS-99复合脱硫剂。 考察了Fe（0H）3、FeS和活性炭颗粒大小和浓度对N-甲基二乙醇胺溶液、SDS-1、SDS-3和SDS-5的泡沫性能影响，提出消除固体颗粒对脱硫剂影响的措施，考察了温度和N2流量对N-甲基二乙醇胺溶液、SDS-1、SDS-3和SDS-5的泡沫性能的影响。 对二氮杂二环-H2S体系汽液相平衡进行了测定，用电解质溶液理论法对二氮杂二环-H2S体系汽液平衡进行预测，计算值与实验值的平均误差在±40％以内。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-10
第一章 文献综述  10-23
  1-1 液化石油气(LPG)的来源、性质及用途  10-11
  1-2 液化石油气中的硫含量、存在形态及危害  11-12
  1-3 目前的国内外脱硫技术  12-14
    1-3-1 干法脱硫  12-14
    1-3-2 湿法脱硫  14
    1-3-3 膜分离法脱硫  14
    1-3-4 生物脱硫  14
    1-3-5 电子束照射法及微波法脱硫  14
  1-4 湿法脱硫工艺的进展  14-21
    1-4-1 湿法脱硫工艺简介  14-16
    1-4-2 脱硫剂的发展过程  16-18
      1-4-2-1 第一代脱硫剂  16-17
      1-4-2-2 第二代脱硫剂  17
      1-4-2-3 第三代脱硫剂  17-18
    1-4-3 目前工业常用脱硫剂及其脱硫机理  18-19
      1-4-3-1 MDEA脱硫机理  18-19
      1-4-3-2 空间位阻胺脱硫机理  19
    1-4-4 国内外工业应用脱硫剂  19-21
  1-5 本论文的主要研究内容  21-23
    1-5-1 当前炼厂气脱硫存在的主要问题  21-22
    1-5-2 本论文的主要研究内容  22-23
第二章 实验方法  23-31
  2-1 主要原料与试剂  23-24
  2-2 原料气各种硫成分定性及定量  24-27
    2-2-1 LPG中硫化物存在的形式  24
    2-2-2 LPG中硫化物的测定方法、实验采用的测定方法及分析条件  24-25
    2-2-3 LPG中硫化物的定性与定量  25-27
      2-2-3-1 微量硫分析仪对LPG中硫化物的定性与定量  25-26
      2-2-3-2 气-质联用对LPG中硫化物的定性  26-27
  2-3 实验装置及工艺流程  27-30
    2-3-1 脱硫剂吸收性能评价实验装置  27-28
      2-3-1-1 反应器的选择  27
      2-3-1-2 脱硫剂吸收性能评价实验装置  27
      2-3-1-3 脱硫剂吸收性能评价实验操作步骤  27-28
    2-3-2 脱硫剂解吸实验装置  28
      2-3-2-1 脱硫剂解吸实验装置  28
      2-3-2-2 脱硫剂解吸实验操作步骤  28
    2-3-3 脱硫剂再生实验装置  28-29
      2-3-3-1 NHD再生实验装置  28
      2-3-3-2 NHD再生实验操作步骤  28-29
    2-3-4 H_2S-DBU体系气液平衡实验装置  29
      2-3-4-1 H_2S-DBU体系汽液平衡实验装置  29
      2-3-4-2 H_2S-DBU体系汽液平衡实验操作步骤  29
    2-3-5 脱硫剂泡沫性能装置  29-30
      2-3-5-1 脱硫剂泡沫性能评价实验装置  29
      2-3-5-2 脱硫剂泡沫性能评价实验操作步骤  29-30
  2-4 脱硫剂表征  30-31
    2-4-1 气相色谱-质谱分析  30
    2-4-2 红外吸收光谱分析  30
    2-4-3 比表面分析  30-31
第三章 脱硫剂单剂的脱硫效果  31-56
  3-1 前言  31
  3-2 常用醇胺单剂及工业现用复合脱硫剂的脱硫效果  31-35
    3-2-1 复合脱硫剂组分确定  31-33
    3-2-2 工业常用脱硫剂的脱硫效果  33-34
    3-2-3 DIPA浓度对总硫的脱除率影响  34-35
  3-3 物理溶剂脱硫性能  35-49
    3-3-1 聚乙二醇二甲醚(NHD)脱硫性能  36-40
      3-3-1-1 NHD脱硫性能评价  36-40
      3-3-1-2 NHD再生方法初探  40
    3-3-2 N-甲基吡咯烷酮(NMP)脱硫性能  40-46
      3-3-2-1 NMP脱硫性能评价  40-44
      3-3-2-2 NMP降解原因分析  44-46
    3-3-3 环丁砜(SF)脱硫性能  46-48
      3-3-3-1 SF脱硫性能评价  46-47
      3-3-3-2 SF降解原因分析  47-48
    3-3-4 三种物理溶剂对总硫的脱除率比较  48-49
  3-4 位阻胺脱硫性能  49-55
    3-4-1 二氮杂二环(DBU)脱硫性能  50-53
    3-4-2 六次甲基四胺(UTP)脱硫性能评价  53-55
  3-5 小结  55-56
第四章 复合脱硫剂的开发  56-75
  4-1 前言  56
  4-2 配方脱硫剂的开发  56-62
    4-2-1 醇胺配方脱硫剂的开发  56-59
      4-2-1-1 DEA、TEA或DIPA的添加对MDEA脱硫效果的影响  56-57
      4-2-1-2 TEA的添加量对MDEA的脱硫效果的影响  57-58
      4-2-1-3 DIPA的添加量对MDEA的脱硫效果的影响  58-59
    4-2-2 醇胺-空间位阻胺配方脱硫剂的开发  59-62
      4-2-2-1 DBU的添加对MDEA脱硫效果的影响  59-60
      4-2-2-2 DBU的添加量对MDEA的脱硫效果的影响  60-62
  4-3 物理-化学复合脱硫剂的开发  62-73
    4-3-1 物理溶剂的添加对醇胺配方脱硫剂脱硫效果的影响  62-66
      4-3-1-1 物理溶剂的添加对MDEA-TEA配方脱硫剂脱硫效果的影响  63-64
      4-3-1-2 物理溶剂的添加对MDEA-DIPA配方脱硫剂脱硫效果的影响  64-66
    4-3-2 物理溶剂的添加对醇胺-空间位阻胺配方脱硫剂脱硫效果的影响  66-73
      4-3-2-1 物理溶剂的添加对醇胺-空间位阻胺配方脱硫剂脱硫效果的影响  66-68
      4-3-2-2 物理-化学复合脱硫剂的配方优化  68-72
      4-3-2-3 原料气硫含量的波动对优选物理-化学复合脱硫剂的影响  72
      4-3-2-4 筛选出的物理-化学复合脱硫剂与YXS-99复合脱硫剂脱硫效果比较  72-73
  4-4 小结  73-75
第五章 脱硫剂泡沫性能的研究  75-83
  5-1 前言  75
  5-2 实验方法  75-76
    5-2-1 实验样品制备  75-76
    5-2-2 脱硫剂泡沫性能的评价方法  76
  5-3 固体颗粒对脱硫剂泡沫性能的影响  76-79
    5-3-1 固体颗粒种类对脱硫剂泡沫性能的影响  76-78
    5-3-2 固体颗粒大小对脱硫剂泡沫性能的影响  78-79
    5-3-3 固体颗粒浓度对脱硫剂泡沫性能的影响  79
  5-4 温度对脱硫剂泡沫性能的影响  79-80
  5-5 气体流量与脱硫剂泡沫性能的关系  80-82
  5-6 小结  82-83
第六章 DBU-H_2S体系汽液相平衡的测定与汽液平衡模型的研究  83-90
  6-1 前言  83
  6-2 实验研究方法  83-84
  6-3 实验结果及分析  84-85
    6-3-1 温度对H_2S吸收效果的影响  84
    6-3-2 DBU浓度对吸收效果的影响  84
    6-3-3 H_2S分压对吸收效果的影响  84-85
  6-4 DBU溶液吸收H_2S汽液平衡模型研究  85-88
    6-4-1 DBU吸收H_2S反应机理  85-86
    6-4-2 DBU溶液中离子反应平衡  86
    6-4-3 DBU溶液吸收H_2S汽液平衡模型  86-87
    6-4-4 汽液平衡模拟结果讨论  87-88
  6-5 小结  88-90
第七章 结论  90-92
参考文献  92-97
致谢  97-98
攻读学位期间所取得的相关科研成果  98

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 添加剂
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