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N-甲基二乙醇胺的脱碳原理

类别:行业新闻   发布时间:2019-11-18 11:51:36   浏览:203

N-甲基二乙醇胺的脱碳原理

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。

  

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,达到国际饮料行业标准

装置特点

装置规模:处理天然气或变换气1000~500,000m3/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。

N-甲基二乙醇胺的脱碳原理(图1)

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
2 + H2O == H+ + HCO3                                       (1)
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(R
2/NH)后,反应按下式进行:
R
2/NH + CO2 == R2/NCOOH                                    (3)
R
2/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。

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

 

  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(CH2CH2OH)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。