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溶解度參數(shù)在天然氣脫硫脫碳物理溶劑選擇中的指導作用

文檔作者：于朋朋1 文檔來源： 1中國石化石油工程設計有限公司油氣工藝設計所		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年04月23日
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技術縱橫于朋朋：溶解度參數(shù)在天然氣脫硫脫碳物理溶劑選擇中的指導作用
油氣田地面工程h 
溶解度參數(shù)在天然氣脫硫脫碳物理溶劑選擇中的指導作用
于朋朋1
摘要：物理溶劑吸收法是利用天然氣中H2S 和CO2等酸性組分與CH4等烴類在溶劑中的溶解度顯
著差異來實現(xiàn)脫硫脫碳。通過HYSYS 模擬，對比了幾種常用物理溶劑的吸收效果，從溶解度參
數(shù)的角度分析了溶劑溶解性能的差異。分析結(jié)果表明：依據(jù)溶解度參數(shù)可以確定物理溶劑脫酸
及選擇性脫硫的能力；吸收效果好的溶劑溶解度參數(shù)應與溶質(zhì)（H2S、CO2、有機硫等） 溶解度
參數(shù)接近；選擇性脫硫效果好的溶劑溶解度參數(shù)及其分布盡可能接近H2S 且與CO2 有一定偏差。
溶解度參數(shù)對天然氣脫硫脫碳物理溶劑吸收法的選擇具有重要指導意義。
關鍵詞：天然氣；脫硫脫碳；物理溶劑法；溶解度參數(shù)；HYSYS 模擬
Doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2017.1.025
The Guidance Role of Solubility Parameter in Selecting Physical- Solvent for Natural
Gas Desulfurization and Decarbonization
Yu Pengpeng
Abstract： The physical solvent absorption method utilize the outstanding solubility performance difference
in solvent between acidic components (such as H2S，CO2 etc．) and hydrocarbons (such as CH4
etc．) contained in natural gas to achieve desulfurization and decarbonization． The study compared the
absorption effect of several commonly used physical solvent through HYSYS simulation and further analyzed
the solubility performance difference in the view of solubility parameters． The results show that
acid removing and selective desulfurizing ability of several physical solvent can be got from solubility parameters
affect， thus verify the solubility parameter rule． Solvent solubility parameter with better absorb
effect shall close to the solute (such as H2S，CO2 and organic sulfur) solubility parameter，the ones
with better selective desulfurizing effect and their distribution shall as close as possible to H2S．The certain
deviation should be kept from CO2 solubility parameter． The solubility parameters played an important
guiding role in the solvent selection during the process of acidic gas removal．
Key words： natural gas； desulfurization and decarbonization； physical- solvent method； solubility
parameter；HYSYS simulation
天然氣脫硫脫碳有很多方法， 包括化學溶劑
法、物理溶劑法、化學-物理溶劑法和直接轉(zhuǎn)化法
等。物理溶劑吸收法是利用天然氣中H2S 和CO2 等
酸性組分與CH4等烴類在溶劑中的溶解度顯著差異
來實現(xiàn)脫硫脫碳。物理溶劑法一般在高壓和較低溫
度下進行，通常應用于酸性組分分壓高（大于345 kPa）
的天然氣脫硫脫碳[1]。
醇胺法是目前最常用的天然氣脫硫脫碳方法，
在國內(nèi)外已得到廣泛的理論研究與工業(yè)應用[1-5]。與
醇胺法相比， 物理溶劑法的特點是： ① 傳質(zhì)速率
慢，酸氣負荷決定于酸氣分壓；②可以同時脫硫、
脫碳，也可以選擇性脫除H2S，對有機硫有良好的
脫除能力，但達到高的H2S 凈化度較為困難；③在
脫硫脫碳的同時可以脫水；④由于酸氣在物理溶劑
中的溶解熱低于其與化學溶劑的反應熱，故溶劑再
生能耗低；⑤對烴類尤其是重烴的溶解能力強，故
不宜用于C2H6 以上烴類尤其是重烴含量高的氣體；
⑥基本上不存在溶質(zhì)變質(zhì)的問題[6-7]。
常用的物理溶劑有聚乙二醇二甲醚、碳酸丙烯
酯、甲醇、N-甲基吡咯烷酮和多乙二醇甲基異丙
基醚等[6]。其中，聚乙二醇二甲醚是物理溶劑中最
重要的一種脫硫脫碳溶劑。各種物理溶劑的主要性
1中國石化石油工程設計有限公司油氣工藝設計所
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