胺脱基本知识课件

胺脱基本知识一、炼油加工流程

图1，原油的加工流程

图2，炼厂液化气的加工流程

二、脱硫介质组成特点

表6、连续重整装置稳定塔顶、脱丁、戊烷塔顶气

了解各种气体的组成特点，组成特点确定用途和去向，用途确定精制要求和加工方案。

就脱硫化氢而言，可将介质大体分成干气、液化气、临氢气和硫磺尾气四类介质。干气中含有一定量的CO2，脱硫过程要求一定的选择性；液化气中CO2含量很少，不要求选择性，但要求胺液对烃的溶解性较小为好；临氢气不含CO2，特别是循环氢脱硫精度要求不高，可生产高纯H2S；硫磺尾气含有很高的CO2，加上操作压力较低，脱硫过程特别强调选择性。

三、有关胺的基本知识

1、氨NH3

氮原子的序数是7，原子量14，分子量28，氮原子外层电子5，与三个氢结合形成NH3后外层有一个未共用电子对轨道，由于这对未共用电子对，使NH3具有亲质子（H+）或给电子作用。

由于NH3亲H+形成NH4+，溶液中OH-的浓度增加了，于是形成了碱性；返回来讲，NH3的亲质子性或给电子性就是碱性，这是有机化学中碱性的一种定义。

2、氨分子中的H被烃基所取代形成的化合物叫胺，

与铵（NH4OH）类似的季胺盐(CH3)4NCl, 季胺碱(CH3)4NOH。

3、醇胺

3.1醇甲醇乙醇异丙醇叔丁醇

3.2醇胺H2N-CH2-CH2-OH (伯MEA)

HN-(CH2-CH2-OH)2(仲DEA)

N-(CH2-CH2-OH)3(叔TEA)

NH2CH2CH2OCH2CH2-OH (二甘醇胺DGA)

(二异丙醇胺DIPA) CH3N(CH2CH2-OH)2(N-甲基二乙醇胺MDEA)

3.3为什么选用乙醇基取代

⑴主要是改善水溶性，氨水的浓度一般只有3%。

⑵提高沸点，有利再生，减少损失。

⑶合成单体的限制，环氧乙烷、环氧丙烷。

工业上乙醇胺的使用浓度15～45%。

3.4碱性的变化规律：

NH3

取代基越大碱性越小，取代基越多碱性越小。详细见下列“常用醇胺的物化性质数据表”。表9

表10、不同类型醇胺电离的碱性强度

3.5位阻胺

大而且异构化复杂的取代基，对N原子未共用电子轨道形成位置阻碍，这样只有直径小的分子才能靠上去，分子大的就靠不上去了，故称作位阻胺。

最有名的位阻胺：TBEE叔丁胺基乙氧基乙醇

四、脱后H2S不合格的因素分析

醇胺吸收酸性气虽然是化学吸收过程，但醇胺水溶液吸收酸性气实际按以下三个步骤进行。图3

1、醇胺浓度的影响

表11、 MDEA浓度对脱硫活性的影响

图4、

3、再生效果的影响

贫液的H2S和CO2含量。一般干气液化气精制贫剂再生后H2S含量要求小于2g/l，硫磺加氢尾气脱硫贫剂要求小于1g/l，甚至小于0.5g/l。

g/l这个单位没有考虑胺浓度，更具有分析价值的是没摩尔胺的酸性气负荷，即mol/mol。

表12、酸气负荷对MDEA脱硫活性的影响

g/l与mol/mol的换算：

1、简化法0.7g/l ÷（25/35）÷100 = 0.01mol/mol

2、先求出H2S的摩尔：0.7/34 = 0.021mol；再求出胺摩尔:1升溶剂约等于1000g，乘以浓度25%得出MDEA是250g，除以分子量119得出MDEA是2.1mol；最后，0.021/2.1得出0.01mol/mol。

再生效果不好的原因分析，见郝天君《液化气精制》。

4、循环量（溶剂负荷）的影响

通过富液的酸性气负荷，或者操作循环量与设计值比较，来评估操作循环量是否合适。提高循环量可降低每一层塔盘上溶液的酸性气负荷，提高脱硫效果。

可以从原料的酸性气数据，或者富液的H2S及CO2数据，看富液的酸性气负荷是否偏高。一般干气精制设计的酸性气负荷在0.3～0.4mol/mol，最高不超过0.5，超过0.3就可以认为偏高；对硫磺尾气脱硫而言当然应更低一些。如果酸性气负荷不高还是脱不合格，那就去看再生效果；再生也没问题，就是脱硫塔接触效果不良。

已知原料量、原料中H2S含量、溶剂量、溶剂胺浓度，求富液的酸性气负荷。

如液化气40t/h，其中H2S含量20000mg/m3，溶剂20t/h，胺浓度30%，计算溶剂硫负荷。

H2S的g数：40 t/h×1000÷47.5×22.4×20 g/m3 = 377263g/h

H2S的mol数：377263g/h÷34 = 11096mol/h

溶剂的l数：30t/h×1000 ×1= 30000 l/h

胺的mol数：30t/h×1000000×30%÷119 = 75630 mol/h

富溶剂H2S负荷：377263g/h÷30000 l/h = 12.58 g/l

富溶剂H2S负荷：11096mol/h÷75630 mol/h = 0.15 mol/mol

补充干气的计算

化验数据的贫富液硫化氢含量不包括CO2，分析问题时，酸性气负荷要考虑上CO2。

部分企业有贫富液CO2的分析数据，如果没有，应参考原料中CO2的含量、或者酸性气中CO2的含量，以及同类装置CO2的共吸收率数据推算出CO2的负荷。

5、温度的影响

温度低有利吸收。另外，温度升高，CO2的吸收速度增加，所以，低温也有利提高选择性。注意介质温度和贫剂温度。

压力的影响见表12。尽可能提高吸收脱硫的操作压力。

五、液化气胺脱硫化氢简述

4.1基本原理

醇胺类化合物（一乙醇胺、二乙醇胺、N—甲基二乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺等）分子中都含有一个氨基，其水溶液一般都显碱性，在常温下能与硫化氢、二氧化碳等酸性气发生化学反应，生成一种不太稳定的盐，在较高温下这种盐会发生分解，又释放出硫化氢和二氧化碳，使醇胺化合物得以再生，这是醇胺法脱酸性气的基本原理。

其主要化学反应方程式为（酸碱中和）：

2R2NH+H2S （R2NH2）2S

（R2NH2）2S+H2O 2R2NH2HS

2R3N+H2O+CO2(R3NH)2CO3

(R3NH)2CO3+ H2O+CO2 2R3NHHCO3

CO2与胺的反应还要复杂一些，进一步学习参见《配方溶剂---》第7页及第102页。

4.2基本工艺流程