6-ASPEN_MDEA脱硫

一、工艺流程简述

炼厂气和乙烯裂解气都含有一定量H2S和CO2等酸性气体，为防止设备腐蚀和最终产品的合格，在加工过程中都需要H2S和CO2等酸性气体脱除，胺类吸收剂性能好，并可再生循环使用，在炼厂气和乙烯裂解气脱除酸性气体中得到文泛应用。

但胺类吸收剂吸收H2S和CO2等酸性气体过程为强非理想过程，一般的软件和热力方法对该过程的模拟，结果都欠佳，ASPEN PLUS 软件中有胺类吸收剂脱酸性气体的专用数据包（KMDAE、MDEA），对于该过程的模拟较适用。甲基二乙醇胺（MDEA）由于具有选择性，能吸收大部分的H2S而对CO2的吸收较少，因而广泛用于炼厂气的脱酸性气体中。

本例题就是用MDEA脱除炼厂气中的酸性气体模拟计算，其工流流程如图6-1所示，界区来的炼厂气进到吸收塔（T301），该塔没有再沸器和冷凝器，贫胺液从塔顶进入，酸性气从塔底进入，贫胺液和酸性气再塔内逆流接确，脱除酸性气体后的贫气从塔顶出来，吸收了酸性气体的富胺液从塔底出来与到再生塔底出来的贫胺换热后进入到再生塔；胺液再生塔（T302），该塔有再沸器和冷凝器，由吸收塔底出来的富胺液进到该塔，酸性气体从塔顶出来，脱除酸性气体后的贫胺液与富胺液换热，再冷却后，回到吸收塔（T301）。所涉及主要模块有吸收塔（T301）、胺液再生塔（T302），贫胺液泵P1。

图6-1 MDEA脱硫装置模拟计算流程图

GAS含酸炼厂气进料； MDEA贫胺液；PGAS1贫气；L1富有胺液；LMDEA再生后贫胺液；H2S酸气；MA-MDEA补充MDEA；MA-H2O补充水；循环MDEA贫胺液

二、需要输入的主要参数

1、 装置进料数据 表6.1 装置进料数据 进料量进料进料压力进料组H2O CO2 H2 N2 CH4 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6 IC4 NC4 IBTE IC5 KG/H 温度 ATM 成 GAS300040 1.50 m3/h PMDEA40 1.50 20000

2、 单元操作参数 VOL% 0.13 8.75 WT% 80 89.89 CO H2S MDEA 1.23 20.0 操作压力ATM 全塔压降kg/cm2 理论板数 进料板 板效率% 表6.2 单元操作数据 T301 1.50 0.3 12 塔顶/塔底 T302 1.30 0.30 11 1

3、 设计规定

表6.3 设计规定 热力学 设计规定1 设计规定2 变量1 变量2 收敛方法 阻尼 迭代次数 T301塔 用ASPEN内置KMDEA包 真实组份 亨利组份：CO2、H2S，N2 溶液化学:用内置 贫气GAS中H2S10ppm(mol) 700kmol/h采用ASPEN PLUS 软件12.1版本,文件保KMDEA.APW

四、例题2

4095158401015000M14010583645GAS1015678MX1M11401017000M240158564LPGC-4023915758839LPG1M221617976PM121230627381033654FMC-401GAS1Temperature (C)Pressure (atm)Mass Flow Rate (kg/hr)4023027SOURC-403

图2 MDEA脱硫装置模拟计算流程图

1、 装置进料数据 FM Temperature C 38.2 Pressure atm 9.674 Vapor Frac 0.005 Mole Flow kmol/hr 1517.342 Mass Flow kg/hr 33653.97 Mass Flow kg/hr H2O 25563.39 MDEA 6399.004 H2S 437.578 CO 5.972 CO2 259.54 AIR 14.035 CH4 49.993 C2H6 49.119 C2H4 48.168 C3H8 89.463 PROPY-01（丙烯） 608.538 ISOBU-01（异丁烷） 33.69 N-BUT-01（正丁烷） 12.914 1-BUT-01（正丁烯） 30.948 ISOBU-02（异丁烯） 3.849 TRANS-01（反2丁烯） 25.353 CIS-2-01（顺2丁烯） 21.059 N-PEN-01（正戊烷） 1.36 GAS 40 9.87 1 218.584 5836.36 0 0 246.22 123.89 259.54 1457.2 1050.64 1188.11 995.96 37.71 158.82 113.12 47.99 49.63 0 46.32 61.21 0 GAS1 39.7 9.384 1 199.267 5158.111 28.974 0 0 117.918 0 1443.165 1000.647 1138.991 948.396 35.854 152.098 104.997 43.432 46.011 0 42.238 55.389 0 LPG 40 15.4 0 183.143 8564.06 0 0 190.26 0 0 0 0 0 0.95 1506.01 3813.76 1198.34 391.38 471.63 68.92 436.54 312.72 173.55 LPG1 39 15.4 0 159.815 7588.337 6.358 0.676 0.501 0 0 0 0 0 0.346 1418.403 3211.943 1172.772 383.024 444.301 65.071 415.268 297.482 172.19 M1 40 9.87 0 691.264 15000 11999.4 2999.85 0.75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M2 40 9.87 0 783.433 17000 13599.32 3399.83 0.85 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M11 45.2 9.674 0 710.582 15678.25 11970.43 2999.85 246.97 5.972 259.54 14.035 49.993 49.119 47.564 1.856 6.722 8.123 4.558 3.619 0 4.082 5.821 0 M22 39.1 16.4 0 806.76 17975.72 13592.96 3399.154 190.609 0 0 0 0 0 0.604 87.607 601.817 25.568 8.356 27.329 3.849 21.272 15.238 1.36 PM 121.4 1.962 0 1398.495 30626.58 24226.07 6398.976 1.531 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SOUR 40 1.575 1 118.847 3027.391 1337.315 0.028 436.047 5.972 259.54 14.035 49.993 49.119 48.168 89.463 608.538 33.69 12.914 30.948 3.849 25.353 21.059 1.36

2、 单元操作参数 操作压力ATM 全塔压降kg/cm2 理论板数 进料板 初值1 初值2 3、 设计规定 热力学 表 单元操作数据 C-401 C-402 9.384 15.40 0.3 1.0 20 10 塔顶/塔底 塔顶/塔底 C-403 1.575 0.40 21 4 塔顶产品2200kg/h 回流比2.50 C-401 C-402 ELECNRTL UNIFAC-LL 表观组份 收剑方法：STANDARD 阻尼：NONE 亨利组份：无 溶液化学:内置 设计规定1 设计规定2 变量1 变量2 C-403 ELECNRTL 表观组份 收剑方法：STANDARD 阻尼：NONE 亨利组份：CO2、H2S有亨利常数的烃 溶液化学:内置 冷凝器温度40 塔底贫液中H2S 50ppm 塔顶产品1000-4500kg/h 回流比1-15 三、软件版本

采用ASPEN PLUS 软件12.1版本,文件名C-401MDEA.APW