MDEA脱碳原理.doc

MDEA脱碳原理.doc MDEA又称为N-甲基二乙醇胺，MDEA法脱碳技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气或合成气中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。我公司除了在国内建设MDEA法脱碳装置外，也成功登陆海外市场，在印度尼西亚也建设了类似装置。 典型装置 中国海洋石油公司(CNOOC)天然气MDEA法脱除二氧化碳装置 印尼石油公司提供了天然气MDEA法脱碳装置 MDEA脱除酸性气体技术主要应用于以下几个领域: 1. 天然气脱除二氧化碳(CO2)，配套管输天然气或LNG净化装置 2. 天然气脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气或LNG净化装置 3. 天然气选择性脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气 4. 变换气脱除二氧化碳(CO2) ，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置 5. 合成气脱除二氧化碳(CO2) ，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置 6. 煤气脱除二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置 7. 食品级二氧化碳(CO2)生产，达到国际饮料行业 装置特点 3装置规模:处理天然气或变换气1000~500,000m/h 脱碳精度:二氧化碳(CO2)含量为10PPM~3% 脱硫精度:硫化氢(H2S)含量为0.1~20mg/m3 工作压力:适宜的压力为0.5~15MPa 适用领域:天然气处理与加工、甲醇原料净化、合成氨原料净化等 技术特点 1. MDEA脱除酸性气体的流程可以采用贫液一段吸收和贫液半贫液两段吸收，贫液一 段吸收的流程投资省、电耗低、热耗高;贫液半贫液二段吸收的投资大、电耗高、 热耗低，根据脱除不同规模的二氧化碳，采用不同的流程。 2. MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA脱除酸 性气体的过程中，天然气的损失很低。 3. MDEA溶液兼有物理吸收和化学吸收的特点，溶剂对二氧化碳的负载量大。 4. MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解的现象，它对碳钢设备几乎无腐蚀。 5. 烃类回收率高，二氧化碳脱除精度高。 6. 二氧化碳回收率高、纯度高，经过简单后处理，即可达到食品级标准。 技术原理 MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N(CH2CH2OH)2，分子量119.2，沸点246~248?，闪点260?，凝固点-21?，汽化潜热519.16KJ/Kg，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。 纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应: +- CO + HO == H + HCO (1) 223 ++H + R2NCH3 == R2NCH3H (2) 式(1)受液膜控制，反应速率极慢，式(2)则为瞬间可逆反应，因此式(1)为MDEA吸收CO2 /的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入1~5%的活化剂DEA(RNH)后，反应2按下式进行: //RNH + CO2 == RNCOOH (3) 22 - //RNCOOH + R2NCH3 + H2O == RNH + R2CH3NH+HCO3 (4) 22 (3)+(4): - R2NCH3 + CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3 (5) 由式(3)~(5)可知，活化剂吸收了CO2，向液相传递CO2，大大加快了反应速度，而MDEA又被再生。MDEA分子含有一个叔胺基团，吸收CO2后生成碳酸氢盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。 MDEA配方溶液 我公司开发的SD-3A、SD-3B、SD-AS三种规格的配方溶液，由MDEA溶液、活化剂和缓蚀剂组成。 SD-3A适合于天然气脱除二氧化碳(CO2)中使用，有效解决在吸收塔中部天然气中的高级烃类会累积的效应。贫液的对酸性气体的负载能力大，富液降压闪蒸的速度快，不需要大量的汽提蒸汽。 该SM-3A型配方在东方1-1终端天然气脱碳装置上的使用，在半贫液中设置的探针检测腐 蚀速率来看，腐蚀速率低于0.006mm/a，远远低于国家规定的腐蚀速率，说明该溶剂对碳钢没有腐蚀。 SD-3B适合于变换气或者合成气脱除二氧化碳(CO2)中使用，吸收速率快，脱除精度高，可以将二氧化碳(CO2)脱除到10ppm以下。 SD-AS是选择性脱硫的MDEA溶液，它配加有空间位阻胺，在控制硫化氢脱除精度的同时，可以大大减少二氧化碳的吸收率，降低再生能耗。 MDEA的分子结构 分子式N-甲基二乙醇胺 分子式:CH3-N(CH2CH2OH)2 N-甲基二乙醇胺 一、物化性质 CH2CH2OH) MDEA是无色或微黄色粘性液体，易与水、乙醇、乙醚混溶，分子式CH3-N(2，分子量119.16，沸点:246-249?/760MMHg，比重(D ? ):1.0425，冰点:-21?,粘度(12?)CP:101。 二、质量指标 指标名称 指标 优级品 一级品 合格品 外观 无色或微黄色粘性液体 N-甲基二乙醇胺含量? 99% 97% 95% 伯、仲胺的含量，mmol/g ? ?0.50 水份 ? 0.3 0.80% 0.80% 密度(20?), g/cm3 1.030-1.050 三、用途 N-甲基二乙醇胺主要用于酸性气体净化，特别是石化企业炼厂气尾气、天然气脱硫，化肥厂脱碳，具有较好的选择性。而且溶剂稳定性好，称为当今高效低能耗脱硫脱碳溶剂。MDEA还可适用于表面活性剂、水性涂料溶剂及医药中间体乳化剂等。 四、包装与储存 本产品采用镀锌铁桶包装，每桶净重为200kg。本品应存放在通风、阴凉、干燥处，注意防烟火。