发布时间 : 星期四 文章MDEA天然气脱硫工艺流程更新完毕开始阅读0311d6cb05087632311212ae
T303.15??1.56 Tc194.13P2.2Pr???0.468
Pr4.696Tr?查《天然气利用手册》图4-5得压缩因子Z?0.998 每小时天然气的处理量为：
n??2200?101.325??343000?1.308?104kmol/h?3.631kmol/S PV?ZRTt0.998?8.314?303.15?24气体吸收过程中非酸性组分假设不被吸收，则其摩尔流量为
G?n?(1?yH2S?yCO2)?3.631?0.9738?3.535kmol/s
6.2 MDEA的循环量
由于MDEA 对CO2选择性吸收，吸收因子为2-3.5，这里取为3.2
?HS由 ??
?CO22得 ?CO2?HS0.9993???0.3123 ?3.22故脱除的H2S的摩尔分数为：0.02050?0.9993?0.020486 脱除CO2的摩尔分数为：0.00570?0.3123?0.00178
脱除酸气的量为：3.535?(0.020486?0.00178)?0.08086kmol/s=291.0 kmol/h
MDEA的酸气负荷由《天然气利用手册》和《天然气加工工程》可查得在0.5以上，在这里取0.5kmol酸气/kmolMDEA，同时由《天然气利用手册》查得再生后的MDEA溶液的酸负载为 0.003mol/mol。45%MDEA溶液的摩尔浓度为
CM?3.882kmol/m3，那么解吸后的再生溶液酸含量x2?0.01165kmol/m3。
单位时间内H2S的处理量为G?y1??s?3.535?0.02107?0.9993?0.07441kmol/s 胺的循环量
V?G?y1??s3.355?0.02107?0.9993??0.03832m3/s?2.299m3/min
q?CM0.5?3.8823为了保证运行安全和达到处理要求，胺的循环量需留有一定的安全欲度，这里取2.400m/min
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其中：
G—原料气惰性组分流量，kmol/s Ma—醇胺化合物相对分子质量 q—MDEA的酸气负荷, mol/mol 物料恒算
原料气含量y1?0.02050?0.02107
0.97313?5 y2?20mg/m?1.42?10
由吸收物料守恒：G(y1?y2)?L(x1?x2)
3可得：x1?1.677kmol/m
表6-1物料衡算
G—原料气惰性组分流量,kmol/s
L—胺循环量，m3/s
y1 y2 x1 x2
3.535 0.04 0.02107 1.42*10^-5 1.677 0.01165 0.9993 0.3123
?HS
2?CO
2热量恒算
脱除的CO2和H2S量分别为：
3.631?0.0205?0.9993?60?34.076?152.1kg/min
3.631?0.0057?0.3123?60?44.01?17.07kg/min根据文献数据，取CO2与MDEA的反应热为-1420kJ/kg，H2S与MDEA的反应热为-1050kJ/kg。因而酸性气体与醇胺反应放出的总热量为：
17.07?1420+152.1?1050=183944.4kJ/min
近似认为净化气为甲烷（相对分子质量为16），离开吸收塔净化器温度与贫液进塔温度相同，
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即为40℃。查基础数据可得：甲烷比热容为1.545kJ/(m?K)
净化气体带出的热量为：
3343?103?0.953811.545??(40?30)?3510.1kJ/min
24?60由《天然气加工工程》公式CP?3.3536?0.00435T
在40℃时45%的MDEA溶液的比热容为CP?3.3536?0.00435?40?3.528kJ/(kg?K) 不考虑吸收塔热损失，则MDEA溶液经过吸收塔的温升为
183944.4?3510.1?20.73K
2.4?1028?3.528富液温度远高于贫液温度，假设不正确，所以在吸收过程中应设置冷凝装置，保证贫富液温度相差不大。
假设富液温度为45℃，冷凝装置的热负荷为
183944.4?3510.1?15.73?136914.2kJ/min
20.73吸收塔出口富液与再生塔贫液进行二次换热，使富液温度达到65℃，进入闪蒸罐，闪蒸出重烃组分。可由《天然气利用手册》假设经过贫富液第一级换热器使富液温度达到80℃，贫液温度将为90℃，富液进入再生塔进行溶剂再生。
设再生塔塔顶温度为105℃，塔底温度为110℃，再沸器温度118℃，回流比R=2:1。 ⑴再沸器热量恒算： ①贫液温升带走的热量：
Q1?2.4?1028?3.528?(110?85)?217607.04kJ/min
②塔顶酸气热负荷
Q2?(152.1?17.07)?1.403??100-85??3560.7kJ/min
③酸性组分解吸热
Q3?183944.4kJ/min
④回流热
Q4?(152.1?17.07)?4.2?2??85-45??56850.5kJ/min
所以再沸器的热负荷为
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Q沸??Qii?14
Q沸?217607.04?3560.7?183944.4?56850.5?461962.6kJ/min塔顶冷凝器热负荷
Q2?(152.1?17.07)?(4.2?2?1.403)??100-45??91189.4kJ/min
⑵一级换热器热量衡算
热量衡算公式Q?K?A??tm?qm1?cp1??T1?T2?
?tm=?T1?t1???T2?t2?
?T?t?ln11?T2?t2?贫液温度： T1=110℃，T2=90℃， 富液温度： t1=85℃, t2=65℃
?tm=?T1?t1?=?T2?t2?=25℃
采用管壳式换热器，热物流走管程冷物流走壳程，由45%MDEA溶液的粘度公式
lg???3.6587?贫液粘度：?1?0.9833mPa?s 富液粘度：?2?1.412mPa?s
1326 T由已知粘度范围查《化工单元设备设计手册》取传热系数K?175w/m2?k
???A?qm1?cp1??T1?T2?K??tm?0.7450m2
2留有一定欲度可取实际换热面积为A?0.9m
⑶二级换热器热量衡算（与一级换热器计算方法相同） 贫液温度： T1=90℃，T2=70℃， 富液温度： t1=65℃, t2=45℃
?A?1.3m2
表6-2热量衡算
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