GB/T 35212.2-2017 天然气处理厂气体及溶液分析与脱硫、脱碳及硫磺回收分析评价方法 第2部分：脱硫、脱碳溶剂分析

　　ICS 75 . 020 E 24

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 35212 . 2—2017

　　天然气处理厂气体及溶液分析与脱硫、脱碳及硫磺回收分析评价方法

　　第 2 部分：脱硫、脱碳溶剂分析

　　Analysisandevaluationmethodsofgasandsolutionanddesulfurization decarbonizationandsulfurrecoveryfornaturalgastreatingplant—

　　part2：Analysisofalkanolaminedesulfurizationdecarbonizationsolvent

　　2017-12-29 发布 2018-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 35212 . 2—20 17

　　GB/T 35212 . 2—20 17

　　前 言

　　GB/T 35212《天然气处理厂气体及溶液分析与脱硫、脱碳及硫磺回收分析评价方法》拟分为 3 个部分：

　　— 第 1 部分：气体及溶液分析;

　　— 第 2 部分：脱硫、脱碳溶剂分析;

　　— 第 3 部分：硫磺回收及尾气处理催化剂分析。

　　本部分为 GB/T 35212 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国石油天然气集团公司提出。

　　本部分由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC 244)归口 。

　　本部分起草单位：中国石油西南油气田公司天然气研究院、国家能源高含硫气藏开采研发中心、中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂、中国石化中原油田普光分公司、中海石油湛江分公司东方气田、中国石油四川石化有限责任公司、石油工业天然气质量监督检验中心、中国石油天然气质量控制与能量计量重点实验室、中国石油长庆油田公司、中国石油大庆油田有限责任公司。

　　本部分主要起草人：陈庆梅、颜晓琴、胡天友、温崇荣、常宏岗、何金龙、涂陈媛、杨芳、陈小波、李永生、苟科、丁建成、朱方辉、邓传忠。

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　　天然气处理厂气体及溶液分析与脱硫、脱碳及硫磺回收分析评价方法

　　第 2 部分：脱硫、脱碳溶剂分析

　　警告：本部分不涉及与其应用有关的安全问题。 在使用本部分前，使用者有责任制定相应的安全和保护措施，并明确其限定的适用范围。

　　1 范围

　　GB/T 35212 的本部分规定了 N-甲基二乙醇胺溶剂、加强 H 2 S 选吸型醇胺溶剂、脱硫脱碳型醇胺溶剂和有机硫脱除型醇胺溶剂的技术要求、试验方法和评价方法。

　　本部分适用于天然气处理厂、炼油厂用于气体净化的醇胺溶剂。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 4472—2011 化工产品密度、相对密度的测定

　　GB/T 6283—2008 化工产品中水分含量的测定 卡尔 · 费休法(通用方法)

　　GB/T 6324 . 1—2004 有机化工产品试验方法 第 1 部分：液体有机化工产品水混溶性试验GB/T 10247—2008 粘度测量方法

　　GB/T 11060 . 4—2010 天然气 含硫化合物的测定 第 4 部分：用氧化微库仑法测定总硫含量SY/T 6537—2016 天然气净化厂气体及溶液分析方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　原料气 raw gas

　　未经脱硫脱碳处理的气体。

　　3.2

　　净化气 purifiedgas

　　经过脱硫脱碳处理后的气体。

　　3.3

　　总碱质量分数 totalalkalimassfraction

　　醇胺溶液中能与强酸发生中和作用的物质的总量，以 N-甲基二乙醇胺(MDEA)质量分数表示。

　　3.4

　　脱硫脱碳性能 theperformanceofdesulfurizationanddecarbonization

　　醇胺溶液对气体中 H 2 S 和 CO 2 脱除的能力，通常以 H 2 S 和 CO 2 脱除率或其在净化气中的含量表示。

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　　3.5

　　Co2 脱除率的减少率 reductionrateofCo2 removalrate

　　相比质量分数为 40%MDEA水溶液的脱碳性能，加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂少脱除 CO 2 的能力以

　　CO 2 脱除率的减少率表示。

　　4 要求

　　4 . 1 N-甲基二乙醇胺溶剂技术要求

　　原料气中含有 CO 2 和 H 2 S,且 CO 2 与 H 2 S体积分数之比小于 1 . 5,可采用 N-甲基二乙醇胺溶剂。 N-甲基二乙醇胺溶剂的技术指标应符合表 1 的规定。

　　表 1 N-甲基二乙醇胺溶剂技术指标

　　4 .2 加强 H2s选吸型醇胺溶剂技术要求

　　原料气中 CO 2 与 H 2 S体积分数之比大于 2,或需要提高酸气中 H 2 S浓度的场合，可采用加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂。 加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂的技术指标应符合表 2 的规定。

　　表 2 加强 H2s选吸型醇胺溶剂技术指标

　　4 . 3 脱硫脱碳型醇胺溶剂技术要求

　　原料气中含有 H2 S,且 CO2 体积分数大于 3% ,可采用脱硫脱碳型醇胺溶剂。脱硫脱碳型醇胺溶

　　剂的技术指标应符合表 3 的规定。

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　　表 3 脱硫脱碳醇型胺溶剂技术指标

　　4 . 4 有机硫脱除型醇胺溶剂技术要求

　　原料气总有机硫质量浓度大于 200 mg/m3 时，可采用有机硫脱除型醇胺溶剂进行处理。有机硫脱

　　除型醇胺溶剂的技术指标应符合表 4 的规定。

　　表 4 有机硫脱除型醇胺溶剂技术指标

　　5 净化气中硫化氢含量的测定

　　5 . 1 总碱质量分数测定

　　按 SY/T 6537—2016 第 16 章规定执行。

　　5 . 2 水质量分数测定

　　按 GB/T 6283—2008 规定执行。

　　5 . 3 密度测定

　　按 GB/T 4472—2011 规定执行。

　　5 . 4 运动黏度测定

　　按 GB/T 10247—2008 第 2 章规定执行。

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　　5 . 5 水溶性测定

　　按 GB/T 6324 . 1—2004 规定执行。

　　5 .6 净化气中 H2s质量浓度

　　按 SY/T 6537—2016 第 5 章规定执行。

　　5 .7 净化气中 Co2 体积分数

　　按 SY/T 6537—2016 第 8 章规定执行。

　　5 . 8 净化气中总硫质量浓度

　　按 GB/T 11060 . 4—2010 规定执行。

　　6 性能评价

　　6 . 1 评价装置

　　6 . 1 . 1 流程简介

　　溶剂性能评价装置为小型胺法吸收、再生装置，流程见图 1 。该装置由原料气混合罐、压缩机、原料气缓冲罐、吸收塔、富液闪蒸罐、富液预热罐、再生塔、贫液冷却罐、贫液贮罐、计量泵、净化气分离器、燃气表和酸气分离罐构成。

　　原料气经压缩后进入吸收塔，贫液经泵由吸收塔上部入塔，净化气从吸收塔顶出来经分离器分离后用燃气表计量;富液从吸收塔底出来经闪蒸和预热罐预热后进入再生塔再生，再生后的贫液经冷却后进入贫液贮罐，再用泵打入吸收塔循环使用。

　　6 . 1 . 2 主要设备规格尺寸

　　吸收塔采用 φ32× 3 的不锈钢管加工而成，塔内装有 6 × 6 的不锈钢压延孔环高效填料二段，每段高 500 mm。

　　再生塔采用 φ60× 4 的不锈钢管加工，再生塔内装有 8 × 8 的不锈钢压延孔环高效填料二段，每段高 500 mm。

　　压缩机为隔膜压缩机，最大输出流量 400 L/h,最大工作压力 6 .0 MPa,装有压缩机出口流量计。计量泵为隔膜计量泵，流量范围：0 L/h~3 L/h,最大工作压力 6.0 MPa。

　　6 . 2 N-甲基二乙醇胺溶剂性能评价方法

　　6 . 2 . 1 方法简述

　　性能评价实验装置工艺流程见图 1 。将 N-甲基二乙醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%水溶液，通入

　　含有一定量 H 2 S 和 CO 2 的原料气，测定净化气中 H 2 S 和 CO 2 含量。

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　　说明：

　　1 — 原料气混合罐;

　　2 — 压缩机;

　　3 — 原料气缓冲罐;

　　4 — 吸收塔;

　　5 — 富液闪蒸罐;

　　6 — 富液预热罐;

　　7 — 再生塔;

　　8 — 贫液冷却罐;

　　9 — 贫液贮罐;

　　10 — 计量泵;

　　11 — 净化气分离器;

　　12 — 燃气表;

　　13 — 酸气分离罐。

　　图 1 评价装置工艺流程图

　　6 . 2 . 2 评价条件

　　N-甲基二乙醇胺溶剂性能评价条件见表 5 。

　　表 5 N-甲基二乙醇胺溶剂性能评价条件

　　6 . 2 . 3 操作步骤

　　将 N-甲基二乙醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%的水溶液，加入贫液储罐中。当原料气中 H2 S 和

　　CO 2 体积分数、溶液循环量、气体流量、原料气温度、贫液温度和吸收压力均达到了到表 5 中规定值并

　　稳定 0.5 h后，可以进行溶剂性能评价实验。每 0.5 h分析一次原料气以及净化气中 H2 S 和 CO2 含量，

　　连续测定 5 次，测定方法按 SY/T 6537—2016 第 5 章和第 8 章规定执行。

　　6 .3 加强 H2s选吸型醇胺溶剂性能评价方法

　　6 . 3 . 1 方法简述

　　性能评价实验装置工艺流程见图 1 。将加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%水溶液，

　　通入含有一定量 H 2 S 和 CO 2 的原料气，测定净化气中 H 2 S 和 CO 2 含量，然后在相同的操作条件下，比

　　较加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂与胺质量分数为 40% MDEA水溶液的脱硫脱碳性能。

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　　6 . 3 . 2 评价条件

　　加强 H 2 S选吸型醇胺溶剂性能评价条件见表 6 。

　　表 6 加强 H2s选吸型醇胺溶剂性能评价条件

　　6 . 3 . 3 操作步骤

　　将加强 H2 S选吸型醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%的水溶液，加入贫液储罐中。当原料气中 H2 S

　　和 CO 2 体积分数、溶液循环量、气体流量、原料气温度、贫液温度和吸收压力均达到了表 6 中规定值并

　　稳定 0.5 h后，可以进行溶剂性能评价实验。每 0.5 h分析一次原料气以及净化气中 H2 S 和 CO2 含量，

　　连续测定 5 次，测定方法按 SY/T 6537—2016 第 5 章和第 8 章规定执行。

　　6 . 3 . 4 计算公式

　　CO 2 脱除率按式(1)计算。

　　E …………………………( 1 )

　　式中：

　　E —CO2 脱除率，% ;

　　vf — 净化气流量，单位为升每小时(L/h) ;

　　φf — 净化气中 CO2 的体积分数，% ;

　　vi — 原料气流量，单位为升每小时(L/h) ;

　　φi — 原料气中 CO2 的体积分数，%。

　　CO 2 脱除率的减少率按式(2)计算。

　　…………………………( 2 )

　　式中：

　　η — 加强 H2 S选吸型醇胺溶剂对 CO2 脱除率的减少率，% ;

　　E2 — 40% MDEA溶剂对 CO2 的脱除率，% ;

　　E1 — 加强 H2 S选吸型醇胺溶剂对 CO2 的脱除率，%。

　　6 . 4 脱硫脱碳型醇胺溶剂性能评价方法

　　6 . 4 . 1 方法简述

　　性能评价实验装置工艺流程见图 1 。将脱硫脱碳醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%水溶液，通入含

　　有一定量 H 2 S 和 CO 2 的原料气，测定净化气中 H 2 S 和 CO 2 含量。

　　6 . 4 . 2 评价条件

　　脱硫脱碳型醇胺溶剂性能评价条件见表 7 。

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　　表 7 脱硫脱碳型醇胺溶剂性能评价条件

　　6 . 4 . 3 操作步骤

　　将脱硫脱碳型醇胺溶剂配成胺含量为 40%水溶液，加入贫液储罐中。当原料气中 H2 S 和 CO2 体积分数、溶液循环量、气体流量、原料气温度、贫液温度和吸收压力均达到了表 7 中设定值并稳定 0.5 h后，可以进行溶剂性能评价实验。每 0.5 h分析一次原料气以及净化气中 H2 S 和 CO2 含量，连续测定

　　5 次，测定方法按 SY/T 6537—2016 第 5 章和第 8 章规定执行。

　　6 . 5 有机硫脱除型醇胺溶剂性能评价方法

　　6 . 5 . 1 方法简述

　　性能评价实验装置工艺流程见图 1 。将有机硫脱除型醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%水溶液，通

　　入 H 2 S、CO 2 和有机硫含量均较高的天然气，考察其脱除有机硫、H 2 S 和 CO 2 的性能。

　　6 . 5 . 2 评价条件

　　有机硫脱除醇胺溶剂性能评价条件见表 8 和表 9 。

　　表 8 有机硫脱除型醇胺溶剂性能评价条件(1)

　　表 9 有机硫脱除型醇胺溶剂性能评价条件(2)

　　6 . 5 . 3 操作步骤

　　将有机硫脱除醇胺溶剂配成胺质量分数为 40%的水溶液，加入贫液储罐中。当原料气中 H2 S、

　　CO 2 和有机硫含量、溶液循环量、气体流量、原料气温度、贫液温度和吸收压力均达到了到表 8 或表 9 中

　　设定值并稳定 0.5 h后，可以进行溶剂性能评价实验。每 0.5 h 测定一次原料气和净化气中 H2 S、CO2

　　和有机硫含量，连续测定 5 次 。测定方法按 SY/T 6537—2016 第 5 章和第 8 章规定执行。

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　　6 . 6 结果报告

　　剔除异常值，差值不小于较小测得值 ±20%的算术平均值作为评价结果，取三次测定结果，所得结

　　果保留至小数点后一位。