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华东理工大学成功开发的UDS-2脱硫溶剂,在高效脱除元坝高酸性天然气中H2S的同时,具有较高有机硫脱除率,取得了顺利完成中石化“十条龙科技攻关”任务的好业绩。为顺应川西高酸性天然气净化深度脱甲硫醇(MeSH)要求,开展UDS-2基础上提高复合溶剂脱MeSH效果的研究。 本论文以进一步提高MeSH在溶剂中的溶解和传质性能为导向,借助量子化学计算方法及热力学分析,优选对MeSH具有更高选择性吸收溶解性能的活性组分。量子化学计算结果表明,溶剂PEGDME与MeSH分子间的相互作用力最强,是提高MeSH吸收溶解性能的适宜组分。将PEGDME与UDS-2溶剂进行复配设计,得到可有效提高MeSH脱除率的复合脱硫溶剂UDS-3。同时在静态平衡测定装置测定研究MeSH在UDS-3、UDS-2和MDEA水溶液中的溶解平衡行为,并回归得到相应的亨利系数。平衡溶解度测定结果表明,几种溶液对MeSH溶解能力的强弱顺序为:UDS-3溶液>UDS-2溶液>MDEA溶液。实验考察UDS-3溶剂的抗发泡性能和热稳定性能,结果表明,UDS-3溶剂的热稳定性优于UDS-2溶剂,其抗发泡性能与MDEA和UDS-2溶剂相当。 在常压脱硫装置上优化吸收工艺操作条件,对比考察UDS-3和UDS-2溶剂对模拟川西高酸性天然气的净化效果。结果表明,在溶液浓度50%、吸收温度40℃、气液比360的优化吸收操作条件下,UDS-2与UDS-3溶剂对模拟川西天然气中MeSH的脱除率分别为79.0%和89.3%,后者较前者提高10.3%,总有机硫脱除率提高5.7%。同时,采用Aspen Hysys流程模拟软件构建天然气脱硫工艺模型,预测UDS-3溶剂在实际工业装置中的吸收净化效果。计算结果表明,在6.0 MPa的操作压力下,UDS-2和UDS-3溶剂对MeSH的脱除率分别为85.9%和94.5%,比常压吸收净化效果分别提高6.9%和5.2%;在此高压条件下,UDS-3溶剂对MeSH的脱除率较UDS-2溶剂提高8.6%。