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长庆油田天然气净化厂在脱除天然气中CO2和H2S后的尾气中大约含98%的CO2,目前是将这些CO2直接排向大气,不仅造成了严重的环境污染,而且也浪费了大量的CO2资源。如果能对这些CO2加以回收利用,不仅可以得到可观的经济效益,而且还会对环境保护做出巨大的贡献。
本文首先通过气相色谱法和碘量法分析研究了天然气净化后尾气的组成、性质;并在此基础上,通过大量实验详细分析研究了K2B4O7、K2B4O7+甘油、络合铁、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、2,3-丁二酮、环丁砜、叔丁胺基乙氧基乙醇(TBEE)等各种溶剂选择分离尾气中H2S气体的效果和影响因素;然后进一步分析评价了各种溶剂的再生性能和腐蚀性能;最后确定出了适合尾气组成性质特点的吸收分离溶剂和配方、溶剂再生方法和尾气中CO2的分离净化方法。
由天然气净化后尾气的组成、性质分析结果得出:尾气中CO2含量为97%~98%左右,H2S含量为1.5%~2%左右。
由溶剂吸收实验结果得出:无机溶剂不适合从CO2气体中选择分离高浓度的H2S气体;有机溶剂的H2S容量随着溶液中溶剂的浓度、吸收气体速率的增大而增大,而随吸收温度的升高而降低,吸收效率随着溶液中溶剂的浓度、吸收气体速率的增大、吸收温度的升高而增大。在气体流速低于170ml/min时采用40%MDEA+10%TBEE水溶液,在气体流速高于170ml/min时采用35%TBEE水溶液来处理尾气时分离效果最好(实验采用100g吸收液)。
由腐蚀性能实验结果表明这几种溶剂对A3钢的腐蚀能力很小。由溶剂再生实验结果得出除了MDEA+2,3-丁二酮的水溶液外有机溶剂的再生效果很好,对再生后溶液和新鲜溶液的分离H2S的效果进行了比较得出再生后的溶液分离H2S的效果没有发生变化。