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毕业设计(论文)
开题报告书
题目: 天然气脱硫工艺设计
姓名: 张志伟
学号: 2008301639
专业: 化学工程与工艺
指导教师: 贾荣仙

2012年03月10日
设计(论文)题目
天然气脱硫工艺设计
一、选题依据:

指导老师主持的国家自然科学基金项目

尽管国内天然气净化经过几十年的发展,已经在设计、研究、制造、施工等方面拥有了比较丰富的经验,取得了很多成果,但与国外相比,仍存在较大的差距。因此,还应该加大研究力度,解决关键设备与技术问题,积极开发新的脱硫技术。日益严格的环境法规的颁布实施将使高效、环保、资源化成为脱硫工艺发展的主流,同时也应促进传统脱硫技术的不断改进,使传统技术与新技术相结合,达到更好的脱硫效果。

在天然气中常含有H2S、CO2和有机硫化合物,这三者又通称为酸性组分(或酸性气体)。这些气相杂质的存在会造成金属材料腐蚀,并污染环境。当天然气作为化工原料时,它们还会导致催化剂中毒,影响产品质量;而CO2含量过高则使气体的热值达不到要求。鉴此,天然气脱硫的目的是按不同用途把气体中的上述杂质组分脱除到要求的规格。
1 湿法脱硫工序
采用一种化学吸收的方法,用15%乙醇胺溶液作为吸收剂脱除天然气中的H2S和C02,其过程的原理为弱酸和弱碱反应形成水溶性盐类的可逆过程,反应的可逆性使胺液能够再生。
一乙醇胺是弱碱,其碱度随着温度的增高而降低(当25℃时,PH=;而在138℃时,PH=),这是一乙醇胺法构成循环吸收、再生的主要依据。
一乙醇胺脱除H2S和CO2时其反应如下:
38℃
2RN2 + H2S = (RNH3)2S
116℃
(RNH3)2S + H2S = 2RNH3HS
64℃
2RNH2 + C02+H2O ==== (RNH3)2CO3

149℃
(RNH3)2CO3 + CO2 + H2O = 2RNH3HCO
2RNH2 + CO2 = RNHCOON3R
在天然气净化领域内,迄今为止,一乙醇胺法在国内外仍然被广泛使用。该法具有使用范围较广,溶液吸收酸性气体容量较大,溶液稳定性好,操作平稳,适应性强等优点。
天然气精脱硫
在一定的温度、压力下,天然气通过钴钼加氢转化触媒及氧化锌脱硫剂,能将天然气中的有机硫、,以满足催化剂对硫的要求,其反应为:
:
COS + H2 → CO + H2S
CS2 + 4H2 → 2H2S + CH4
RSH + H2→ H2S + RH
:
H2S + Mn→ MnS + H2O
H2S + ZnO→ ZnS + H2O
天然气脱硫的目的是为用户提供合乎标准的净化气。国家质量技术监督局即将颁布的天然气国家标准要求:一类气H2s≤6 mg/m³,总硫≤100mg/m³;二类气H2S≤20 mg/m³,总硫≤200 mg/m³;而且是强制性标准。另一方面国家环保局制定了GBl6297n1996大气污染物综合排放标准,对SO2排放除限定其排放速率外,还对排放浓度作了严格的规定:新污染源SO2≤960 mg/m³,现有污染源SO2≤1200 m