高效有机硫脱除溶剂CT8_24的研究

φ（Ｈ２Ｓ）／％
２．０７ ２．１０ ２．１１
φ（ＣＯ２）／％
３．０７ ３．０７ ３．１０
ρ（ＣＯＳ）／（ｍｇ·ｍ－３） ５４０．４６ ５４４．２０ ５４５．５９
ρ（Ｈ２Ｓ）／（ｍｇ·ｍ－３） ５４．５７ １．９１ ０．８９
φ（ＣＯ２）／％
１．５２ ０．６１ ０．３０
ρ（ＣＯＳ）／（ｍｇ·ｍ－３） ２５５．６０ １６３．９４ ９７．１４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｓｔｅｒｉｃａｌ ｈｉｎｄｅｒｅｄ ａｍｉｎｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｆｏｒ ｒｅｍｏｖｉｎｇ Ｈ２Ｓ ａｎｄ ｏｒ－ ｇａｎｉｃ ｓｕｌｆｕｒ ｆｒｏｍ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ａ ｈｉｇｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｌｆｕｒ ｒｅ－
１ ＣＴ８－２４ 在 不 同 条 件 下 的 吸 收 性 能
１．１ 不 同 填 料 高 度 下 的 吸 收 性 能 从表１、表２可以看出，在 所 试 验 的 原 料 气 组 成
和压力条件下，随着 填 料 高 度 的 降 低，溶 液 对 Ｈ２Ｓ、 ＣＯ２ 和有 机 硫 的 脱 除 率 也 随 之 下 降。 当 填 料 高 度 降为０．５ ｍ 时，净 化 气 中 Ｈ２Ｓ 含 量 迅 速 上 升，平 均 达到 ５６．１３ ｍｇ／ｍ３，ＣＯＳ 脱 除 率 也 明 显 下 降，只 有 ５４．４５％，对甲硫醇的脱 除 率 为 ７１．６５％。 这 表 明 随 着填料高度的降低 （即 随 着 理 论 塔 板 数 的 减 少），溶 液的吸收效果会因传质面积减少和气液接触时间缩 短而变差 。 ［６］ 因此，过 低 的 填 料 高 度 或 吸 收 塔 板 数 难于使净 化 气 气 质 达 到 国 家 规 定 的 管 输 标 准。 当 然 ，吸 收 塔 板 数 也 不 宜 过 高 ，过 高 的 吸 收 塔 板 数 会 使 ＣＯ２ 的脱 除 率 增 加，使 溶 剂 的 选 择 性 脱 硫 性 能 变 差。
ｍｏｖａｌ ｓｏｌｖｅｎｔ ＣＴ８－２４ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＣＴ８－２４ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ Ｈ２Ｓ ａｎｄ ｏｒ－ ｇａｎｉｃ ｓｕｌｆｕｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｏｌｖｅｎｔ ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ＣＯＳ ａｎｄ ＲＳＨ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ３９．３％ ａｎｄ １７．４％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｈ２Ｓ ｉｎ ｓｗｅｅｔｅｎ ｇａｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ９４．１％ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ．Ｆｕｒｔｈｅ－ ｍｏｒｅ，ｗｈｅｎ ＣＴ８－２４ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｈｉｇｈｅｒ ｓｏｕｒ ｇａｓ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｃｉｄ ｇａｓ ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｖｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ３９％ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ２８．５％ ．Ａｌｌ ａｂｏｖｅ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｓｏｌｖｅｎｔ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｆｏｒ ｓａｖｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎ－ ｓｕｍｐｔｉｏｎ．
溶剂名称
ＣＴ８－２４
Ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ
处 理 量／（Ｌ·ｈ－１）
５００ ５００ ５００ ５００
溶 液 循 环 量／（Ｌ·ｈ－１）
０．６ ０．６ ０．６ ０．６
气 液 比（ｖ／ｖ）
８３３ ８３３ ８３３ ８３３
吸 收 填 料 高 度／ｍ
０．５ ０．７５ １．０ ０．７５
贫 液 入 塔 温 度／℃
溶 液 循 环 量／（Ｌ·ｈ－１）
０．６ ０．６ ０．６
气 液 比（ｖ／ｖ）
８３３ ８３３ ８３３
吸 收 填 料 高 度／ｍ
０．５ ０．７５ １．０
贫 液 入 塔 温 度／℃
３８～４０ ３８～４０ ３８～４０
吸 收 压 力／ＭＰａ
４．０ ４．０ ４．０
原料气 净化气
关键词 位阻胺 配方溶剂 高效有机硫脱除溶剂 中 图 分 类 号 ：ＴＥ６４４ 文 献 标 志 码 ：Ｂ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－３４２６．２０１３．０３．００１
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｉｇｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｌｆｕｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｓｏｌｖｅｎｔ ＣＴ８－２４
ＣＯＳ 脱 除 率／％
５４．４５ ７１．２６ ８３．０７
５００ ０．６ ８３３ ０．７５ ３８～４０ ４．０ ２．１０ ３．０７ ５４２．３７ ３２．９１ １．０３ ２７６．４５ ５１．１６
表２ 不同填料高度对 ＣＴ８－２４溶剂体系脱除硫醇的影响 Ｔａｂｌｅ ２ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐａｃｋｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｏｎ ＲＳＨ ｒｅｍｏｖａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ＣＴ８－２４
石 油 与 天 然 气 化 工 第４２卷 第３期 ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＯＦ ＯＩＬ ＆ ＧＡＳ
２０５
＊
高效有机硫脱除溶剂 ＣＴ８－２４的研究
胡天友 何金龙 彭修军
（中 国 石 油 西 南 油 气 田 公 司 天 然 气 研 究 院 ）
３８～４０ ３８～４０ ３８～４０ ３８～４０
吸 收 压 力／ＭＰａ
４．０ ４．０ ４．０ ４．０
φ（Ｈ２Ｓ）／％
２．１１ ２．０７ ２．０７
原料气
φ（ＣＯ２）／％
３．０５ ３．０８ ３．０８
ρ（甲 硫 醇 ）／（ｍｇ·ｍ－３）５４５．０７ ５４１．２５ ５４３．１７
ρ（Ｈ２Ｓ）／（ｍｇ·ｍ－３） ５７．６９ １．８７ ０．８２
表１ 不同填料高度对 ＣＴ８－２４溶剂体系脱除 ＣＯＳ 的影响 Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐａｃｋｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｏｎ ＣＯＳ ｒｅｍｏｖａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ＣＴ８－２４
Байду номын сангаас溶剂名称
ＣＴ８－２４
Ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ
处 理 量／（Ｌ·ｈ－１）
５００ ５００ ５００
２０６
胡天友 等 高效有机硫脱除溶剂 ＣＴ８－２４的研究 ２０１３
高 ，单 纯 的 空 间 位 阻 胺 溶 液 与 其 他 醇 胺 溶 液 一 样 ，并 不能有效 解 决 脱 除 有 机 硫 的 问 题。 美 国 Ｅｘｘｏｎ 公 司将空间位 阻 胺 与 某 种 助 剂 混 合，开 发 出 了 Ｆｌｅｘ－ ｓｏｒｂ＠ＳＥ 有机硫脱除溶剂，用于天然气、炼厂气等 气 体 中 Ｈ２Ｓ 和 有 机 硫 的 脱 除，取 得 了 较 好 的 效 果 。 ［１－５，７－１０］ 目前国内尚无用空 间 位 阻 胺 配 方 溶 剂 脱 除天然气 中 Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ 和 有 机 硫 的 报 道，基 于 此 原 因，开展了空间位阻 胺 配 方 溶 剂 体 系 脱 硫 脱 碳 性 能 的研究，开发出了高效有机硫脱除溶剂 ＣＴ８－２４。
净化气
φ（ＣＯ２）／％
１．４９ ０．６１ ０．３０
ρ（甲硫醇）／（ｍｇ·ｍ－３）１６０．５０ ８７．０４ ５７．８３
甲 硫 醇 脱 除 率／％
７１．６５ ８４．６５ ８９．８７
２．０８ ３．０９ ５４５．２０ ３０．７２ １．００ １５８．７９ ７２．１０
ＣＴ８－２４对 Ｈ２Ｓ和有机硫的 脱 除 性 能 明 显 优 于 传统的 Ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ 溶剂，在 相 同 条 件 下，对 ＣＯＳ 脱 除率可 提 高 ３９．３％，对 甲 硫 醇 脱 除 率 提 高 １７．４％， 净化气中 Ｈ２Ｓ含量可降低９４．１％。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｒｉｃａｌ ｈｉｎｄｅｒｅｄ ａｍｉｎｅ，ｆｏｒｍｕｌａ ｓｏｌｖｅｎｔ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｌｆｕｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｓｏｌｖｅｎｔ
空间位阻胺是指在其分子中与氮原子相邻的α 碳原子上带有一个 或 多 个 取 代 基 团，从 而 能 产 生 空 间位阻效应的新 型 有 机 胺 类。 国 外 应 用 表 明，采 用 空间位阻胺脱硫的工业装置溶液循环量以及相应的
Ｈｕ Ｔｉａｎｙｏｕ，Ｈｅ Ｊｉｎｌｏｎｇ，Ｐｅｎｇ Ｘｉｕｊｕｎ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｏｉｌ ＆ Ｇａｓｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，
Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２１３，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）
能耗 与 ＭＤＥＡ 相 比 可 降 低 ３０％ ～４０％，且 空 间 位 阻胺在高压 和 低 压 下 对 Ｈ２Ｓ 均 具 有 良 好 的 脱 除 性 能，因此近年来空间 位 阻 胺 脱 硫 溶 剂 在 国 外 得 到 较 好的推广 应 用。 但 随 着 天 然 气 中 有 机 硫 含 量 的 升
＊ 基金项目：中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地项目“空间位阻胺物理溶剂体系脱硫 脱 碳 性 能 研 究 ”（２０１００３０８－０１）。 作者简介：胡天友（１９６２－），男，重庆铜梁人，１９８１年毕业于重庆石 油 学 校 化 学 专 业，中 专 学 历，工 程 师，现 任 职 于 中 国石油西南油气田公司天然气研究院，长期从事天然气、炼厂气脱硫脱碳工艺技术研究工作，获省部级科 技 进 步 奖 ３ 项， 发表论文８篇。地址：（６１０２１３）四川省成都市双流县华阳天研路２１８号中国石油西南油气田 公 司 天 然 气 研 究 院 。 电 话： ０２８－８５６０４５３１。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｔｙ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ
１．２ 不 同 压 力 下 的 吸 收 性 能 在填料 高 度 ０．７５ ｍ、气 液 比 ８３３、贫 液 温 度 ３８
～４０ ℃ 的 相 同 操 作 条 件 下，考 察 了 不 同 压 力 对 ＣＴ８－２４溶剂体系吸收 Ｈ２Ｓ 和 有 机 硫 的 影 响。 如 图 １～ 图 ３ 所 示 。
由图 １ 至 图 ３ 可 知，在 所 实 验 的 原 料 气 组 成 范 围内，随 着 吸 收 压 力 的 升 高，净 化 气 中 Ｈ２Ｓ 含 量 下 降，溶液对 ＣＯ２、ＣＯＳ 及 甲 硫 醇 的 脱 除 率 也 随 之 升 高，说明较 高 的 吸 收 压 力 有 利 于 Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ 和 有 机 硫的脱除。这一方面是由于在原料气组成保持不变 的情 况 下，随 着 吸 收 压 力 的 升 高，Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ 和 有 机 硫 的 分 压 也 随 之 上 升 ，吸 收 推 动 力 增 大 ，从 而 使 溶 液 对 Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ 和 有 机 硫 的 脱 除 率 有 所 提 高；另 一 方 面，在处理量保持 不 变 的 情 况 下，吸 收 压 力 提 高，塔 内 气 速 会 随 之 下 降 ，气 液 接 触 时 间 增 加 ，使 溶 液 的 吸 收效 果 变 好。 在 所 实 验 的 气 质 和 操 作 条 件 下，对 ＣＯＳ来说，吸收压 力 每 增 加 １．０ ＭＰａ，溶 液 对 ＣＯＳ 的脱除 率 大 约 可 以 提 高 ２．７～４．８ 个 百 分 点 （平 均 ３．７个百分 点 ）；对 甲 硫 醇 来 说，当 吸 收 压 力 由 ２．０ ＭＰａ上升到４．０ ＭＰａ时，溶液对甲硫醇的脱除率增 加大约１５．１ 个 百 分 点；而 由 ４．０ ＭＰａ 上 升 到 ６．０
摘 要 对空间位阻胺配方溶剂脱除天然气中 Ｈ２Ｓ和有机硫的性能 进 行 了 实 验 研 究，开 发 出 了高效有机硫脱除溶剂 ＣＴ８－２４。室内实验结果表明，ＣＴ８－２４ 对 Ｈ２Ｓ 和有机硫 的 脱 除性能 明 显 优 于传统的 Ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ 溶 剂，在 相 同 条 件 下，对 ＣＯＳ 脱 除 率 可 提 高 ３９．３％，对 甲 硫 醇 脱 除 率 提 高 １７．４％，净化气中 Ｈ２Ｓ含量可降低９４．１％。针对高含硫气质，采用 ＣＴ８－２４溶 剂 体系时，溶 液循环 量与 Ｓｕｌｆｉｎｏｌ－Ｍ 溶剂体系相比可降低２８．５％，酸气负荷则可提高３９％，具有良好的节能降耗效果。