다양한 아민 흡수제를 이용한 천연가스 중에 포함되어 있는 산성가스 제거 성능 비교

Comparison of Removal Capabilities among Several Aqueous Amine Absorbents for Sweeting Acid Gases Contained in Natural Gas

본 연구에서는 상용성 공정모사기인 BR&E사의 PROMAX를 사용하여 amine류 흡수제인 30 wt%의 MEA수용액, 30 wt%의 DEA수용액 그리고 50 wt%의 MDEA수용액과 50 wt%의 MDEA에 첨가제로써 3 wt%의 piperazine을 첨가한 공정을 이용하여 천연가스 중에 포함되어 있는 산성가스인 $CO_2$와 $H_2S$ 성분의 제거 성능에 대한 비교 작업을 수행하였다. 공정모사 결과로 MEA는 상대적으로 많은 $CO_2$를 제거 할 수 있는 반면에 DEA, MDEA, MDEA와 첨가제인 piperazine은 $H_2S$를 많이 제거한다는 것을 알 수 있었고, MEA 30 wt%수용액의 경우는 lean amine의 circulation rate가 가장 적은 것으로 나타냈다. 재비기의 heat duty는 MDEA 50 wt%에 첨가제인 piperazine 3 wt% 수용액이 가장 적음을 알 수 있었다. 또한 MDEA 그리고 MDEA와 첨가제인 piperazine을 비교해 보면 첨가제로 인하여 solvent circulation rate가 감소된 것을 알 수 있었다.

Simulation works for comparing removal capabilities of acid gases contained in natural gas among several aqueous amine absorbents using commercial process simulator PROMAX(BR&E Co.) were carried out. Amine aqueous solution used in this study were 30 wt% MEA, 30 wt% DEA, 50 wt% MDEA, and 50 wt% MDEA with 3 wt% piperazine as additive. We obtained the simulated results that while MEA aqueous solution is relatively capable of more $CO_2$ gas, but DEA, MDEA, MDEA aqueous solutions with piperazine as additive are capable of more $H_2S$ gas. Also, we found that 30 wt% MDA aqueous solution is the smallest circulate rate of lean amine solution, and 50 wt% MDEA aqueous solution with 3 wt% piperazine as additive is the smallest heat duty in stripping unit. 50 wt% MDEA aqueous solution with 3 wt% piperazine as additive is found less amine circulation rate than 50 wt% MDEA due to the introduction of additive.