脱碳工艺参数影响

在LNG工艺中使用甲基二乙醇胺(MDEA)进行酸性气体(如CO₂、H₂S)脱除时,吸收塔和再生塔的操作参数需精细控制以优化吸附-再生效率
一、再生塔温度与压力优化
再生塔的核心目标是实现MDEA富液的充分解吸,需兼顾解吸效率与溶剂稳定性:

温度要求:

再生温度:通常控制塔底温度在 120–125℃(如123±2℃)
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。温度过高(>127℃)可能导致MDEA热分解(其分解温度>280℃,但长期高温会加速降解)
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;温度过低(<105℃)则解吸反应不完全。
热源选择:导热油炉需确保热量稳定输入,再生蒸汽比(蒸汽用量/贫胺液循环量)建议为 0.08(质量比),以平衡能耗与解吸率。
压力要求:

再生塔宜在 低压环境(0.1–0.3 MPa) 操作,以降低酸性气体分压,促进解吸
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。压力过高会抑制CO₂/H₂S释放,增加再生能耗。
优化效果:在此条件下,CO₂解吸率可达>99.5%,再生能耗较伯胺(如MEA)降低40%。

二、吸收塔流量与工艺参数影响
吸收塔的操作需保证气液充分接触,同时避免液泛或沟流:

流量要求:

贫胺液循环量需与进气量匹配。典型工业数据:处理17 t/h合成气时,贫胺液循环量约 75 t/h(相当于 20.8 L/s)。流量过低会降低传质效率,过高则增加能耗并可能引发液泛。
气液比(质量比):建议控制在 4.4–4.7(合成气:贫胺液),如案例中17 t/h合成气对应75 t/h贫胺液。
温度与压力影响:

温度:塔顶/塔底温度宜维持在 45℃ 左右。低温(20–40℃)利于吸收(放热反应),高温(>50℃)降低MDEA对H₂S的选择性
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压力:升高压力可提升CO₂溶解度。工业中吸收塔压力常设为 3.1 MPa,净化后CO₂浓度可降至0.01%。压力波动会破坏气液平衡,导致产品纯度不稳定。
三、吸收塔最低液位要求
液位控制关乎操作安全与传质效率:

最低液位:需确保再分布器及填料完全浸没,通常要求液位高度 ≥30%塔径(或按设计值)。液位过低会导致: ① 气体短路,降低吸收效率; ② 泵抽空风险,破坏循环。
安全冗余:实际操作中建议维持液位在 40–60% 范围,以缓冲进料波动。
四、操作要点总结
单元 关键参数 推荐值 影响
再生塔 塔底温度 120–125℃ >127℃加速降解,<105℃解吸不完全
压力 0.1–0.3 MPa 低压促进解吸,高压抑制
蒸汽比 0.08(质量比) 过高增加能耗,过低解吸不足
吸收塔 贫胺液流量 20–25 L/s(参考值) 依气液比(4.4–4.7)动态调整
操作温度 45℃±5℃ 低温利于吸收,高温降低选择性
操作压力 3.0–3.2 MPa 高压提升CO₂溶解度,波动破坏平衡
最低液位 ≥30%塔径 防止气体短路与泵抽空
风险提示
MDEA降解:长期超温(>130℃)或氧侵入会导致溶剂降解率>0.5%/年;
腐蚀控制:富液中酸性气体需及时再生,否则碳钢腐蚀速率>0.05 mm/a;
动态调节:进气组成变化时,需同步调整回流比或进料口位置。
建议结合实时气体组分分析(如H₂S/CO₂比例)与在线监测系统(温度、压力、液位)进行动态优化,以兼顾脱硫效率(>99.9%)与经济性
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