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N-甲基二乙醇胺(MDEA)的脱硫原理

类别:行业新闻   发布时间:2019-11-18 11:50:18   浏览:266

N-甲基二乙醇胺(MDEA)的脱硫原理


N-甲基二乙醇胺(MDEA胺分子中至少有一个烃基团和一个氨基团。一般情况下,可以认为烃基团的作用是降低蒸汽压和提高水溶性,氨基团的作用是使水溶液达到必要的酸碱度,促使H2S的吸收。H2S是弱酸性,MDEA是弱碱,反应生成水溶性盐类,由于反应是可逆的,使MDEA得以再生,循环使用。
甲基二乙醇胺的碱性随温度升高而降低,在低温时弱碱性的甲基二乙醇胺能与H2S结合生成胺盐,在高温下胺盐能分解成H2S和甲基二乙醇胺。
在较低温度下(2040)下,反应向左进行(吸收),在较高温度下(>105)下,反应向右进行(解吸)。
醇胺脱硫法是一种典型的吸收-再生反应过程,反应机理为:溶于水的H2S 和 CO 2具有微酸性,与胺(弱碱性)发生反应,生成在高温中会分解的盐类。以甲基二乙醇胺(MDEA)为例,其吸收H2S 和 CO 2发生的主要反应如下:
2R3NH+ H2S→ R3NH2S
R3NH2S+H2S → 2R3NH2HS
R2NH + H2O + CO2→ (R3NH)2CO3
(R3NH)2CO3+ H2O + CO2→ 2R3NHHCO3
醇胺和H2S 和 CO 2的主要反应为可逆反应,在吸收塔中上述反应的平衡向右移动,原料气中的酸性气组分被脱除;在再生塔中则平衡向左移动,溶剂释放出酸性气组分。同所有其它吸收-再生反应过程一样,加压和低温利于吸收;减压和高温利于再生,但为了防止溶剂分解,再生温度通常低于127

 

甲基二乙醇胺MDEA(N-Methyldiethanolamine) 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。 
MDEA溶液与CO2不发生反应,但其水溶液与CO2可按下式反应: 
CO2 + H2O == H+ + HCO3                                       (1) 
H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+                                    (2) 
(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)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(R2/NH)后,反应按下式进行: 
R2/NH + CO2 == R2/NCOOH                                    (3) 
R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==    R2/NH +   R2CH3NH+HCO3   (4) 
(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。

原理很简单,就是普通的酸碱中和反应。MDEAN-甲基二乙醇胺)是一种有机碱,可以与酸性气体反应,如二氧化碳,硫化氢等。它的化学式是CH3-N-CH2OH2,电离后带一个单位的正电荷,显碱性。

MDEA(N-Methyldiethanolamine) 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。 
MDEA溶液与CO2不发生反应,但其水溶液与CO2可按下式反应: 
CO2 + H2O == H+ + HCO3-                                        (1) 
H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+                                    (2) 
(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)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(R2/NH)后,反应按下式进行: 
R2/NH + CO2 == R2/NCOOH                                    (3) 
R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==    R2/NH +   R2CH3NH+HCO3-    (4) 
(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。