不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的适用性分析

醇胺溶液吸收CO_(2)是工业上固定碳排放源碳捕集时最常用的方法,然而,捕集过程中的能耗问题一直是限制其大规模应用的主要障碍。通过提高化学吸收法入口处烟气中CO_(2)的含量,可提高吸收效率,在一定程度上实现降低能耗的降低。醇胺溶液的种类繁多,其中单乙醇胺(MEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)因其良好的性能而备受关注。研究人员对醇胺溶液在燃煤烟气中的捕集性能进行了广泛研究,但鲜少对其他烟气工况下的吸收剂降低捕集能耗的效果进行相关研究。为了研究不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液适用性,获得不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的最佳配比,使用Aspen Plus软件搭建了CO_(2)年捕集量为50万t的燃烧后碳捕集系统,对比分析了贫液负载、吸收压力以及解吸压力等关键操作参数对捕集过程中混合胺溶液胺流量、富液负载、循环容量以及再生能耗的影响,为不同碳捕集工况下捕集过程中操作参数的选择提供了依据。同时,对不同碳捕集场景下,不同配比的混合胺溶液的捕集性能展开深入了研究。结果表明,在同一碳捕集场景下,不同配比的混合胺溶液的性能呈现出较大差异,配比为1∶4的MEA/MDEA溶液对CO_(2)浓度变化最为敏感,当CO_(2)质量浓度从5%提高至55%时,再生能耗下降了40.07%。最后,通过层次分析法获得了不同碳捕集场景所适用的混合胺溶液的最佳配比:在CO_(2)质量分数为5%的碳捕集场景中,质量配比为4∶1的MEA/MDEA混合胺溶液性能最佳;在CO_(2)质量分数为15%的碳捕集场景中,质量配比为2∶3的混合胺溶液性能最佳;而在CO_(2)质量分数为25%~55%的碳捕集场景中,则是质量配比为1∶4的混合胺溶液呈现出最佳的性能。

低能耗CO_(2)混合胺吸收剂复配筛选与工业验证

在如今温室效应日益严重背景下,化学吸收法作为当前最具应用前景的燃煤烟气脱碳技术,受国内外广泛关注,开发低再生能耗、高稳定、易工程化应用的吸收剂是目前研究热点。提出了以高容量、低能耗三级胺为吸收剂主剂,高动力学一级胺和高稳定环状胺为辅剂吸收剂方案;并形成了从实验室配方遴选、百标方时中试工艺匹配到每年万吨级规模工业装置运行优化的工程化开发体系。通过鼓泡吸收试验与吸收-再生循环试验对吸收剂进行快速筛选,初筛获得一种性能好的吸收剂配方,通过200 m^(3)/h中试与万吨级工业装置测试优化运行参数并完成工业验证。测试结果表明,开发的CEU型吸收剂CO_(2)脱除率达90%,最优再生热耗达2.42 GJ/t CO_(2),在工业装置上完成了>700 h稳定运行。

十八胺与混合胺在氯化钾晶体表面选择性吸附的量化计算

氯化钾是我国主要的农业用肥,主要通过正浮选法从盐湖卤水中分离提取,浮选过程中起核心作用的是捕收剂。但在以传统的十八胺为捕收剂生产氯化钾时,低温下的浮选收率较低;而以混合胺为捕收剂时,低温下的浮选收率明显提高。为了解释混合胺的作用机理,研究了十八胺和混合胺在KCl和NaCl晶体表面的相互作用。通过表面能的计算确定稳定晶面的厚度及晶面结构,计算了H_(2)O分子和捕收剂在KCl和NaCl晶体表面的吸附能,结果表明:相对于NaCl,十八胺更易在KCl晶体表面发生吸附,混合胺有着对KCl更强的吸附能力;混合胺捕收剂在KCl晶体表面的吸附能小于ODA^(+)离子在KCl晶体表面的吸附能,这是由于混合胺中二十胺的加入使捕收剂的疏水基碳链长度增加,提高了捕收剂分子在晶体表面吸附后的表面疏水性;而十二胺的加入则发挥了类似起泡剂的作用,改善了捕收剂在KCl饱和溶液中的分散状态,3种胺之间产生了协同效应,提高了捕收剂对KCl的吸附能力。

基于混合胺的PVDF复合疏松纳滤膜及其在染料废水处理中的应用

为了对染料废水中的染料和盐进行有效的分离、促进染料的回收利用,文章探讨了在共沉积与界面聚合组合法制备PVDF复合疏松纳滤膜过程中,GAZ/PEI对PVDF复合疏松纳滤膜选择层的微观结构、表面粗糙度、过滤性能及其在模拟活性黑5(RB5)染料废水处理中的应用等情况的影响。研究结果表明随着GAZ/PEI的增加,PVDF复合疏松纳滤膜表面结节减小,选择层厚度降低,表面粗糙度减小,纯水通量增大,PEG800截留率降低,染料废水通量增大,GAZ/PEI为9/91时,膜性能最佳,此时纯水通量和染料溶液通量较单一胺分别提高了91.6%和109.1%,RB5和NaCl的截留率分别为94.3%和2.1%,在运行时间内,基于混合胺的PVDF复合疏松纳滤膜体现了较好的运行稳定性。

MDEA+MEA/DEA混合胺液脱碳性能实验研究

混合胺液脱碳法具有吸收能力强、反应速度快、适用范围广、再生能耗低等许多优点,得到了越来越多的关注。为此,采用带有磁耦合搅拌的高压反应釜,进行了不同浓度配比MDEA+MEA、MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收与解吸实验研究。结果表明:①向2.0mol/L的MDEA中加入1.0mol/L的MEA,混合胺液对CO2的吸收解吸综合性能才有显著改善;②MDEA/DEA配比为2.0/1.0时CO2吸收反应很快达到平衡,但该配比在酸气负荷较高的情况下CO2吸收速率较低;③MDEA/DEA配比为2.6/0.4的混合胺液较MDEA单一胺液对CO2的吸收性能并无明显改善;④2.3/0.7配比的MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收负荷与CO2吸收速率均保持较高水平;⑤向MDEA中添加DEA对其CO2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0mol/L的MDEA+1.0mol/L的DEA混合胺液CO2解吸性能稍好,但不如相同配比的MDEA+MEA混合胺液。该成果为天然气脱碳胺液的配方优选和脱碳工业装置的设计提供了基础数据。

MDEA混合胺法脱碳在珠海天然气液化项目中的应用

介绍了广东珠海天然气液化项目中利用MDEA混合胺法进行天然气深度脱碳的工艺。在分析MDEA醇胺溶剂与CO2的反应原理以及珠海天然气液化厂气源特点的基础上,确定了脱碳工艺和脱碳流程,并对溶剂配比、塔型选择以及堰高、吸收塔操作温度、再生蒸气流率和胺液循环量等重要工艺参数进行了优化比选。

混合胺法深度脱碳的工艺参数模拟优化

采用K-E模型对混合胺法深度脱碳的工艺流程进行了模拟,并以净化效果和塔顶排放气体的损耗为约束条件,以再沸器的加热功率为目标函数,在给定吸收塔和再生塔基本参数条件下,对回流比、再沸比及胺液配比进行了优化。因为加热功率最小点处于极限酸气负荷附近,此时再减少胺液循环量会使加热功率急剧增加,因而设计时应留有足够余量,但可以此作为胺液配比优化的依据,根据模拟结果,在DEA含量为10%～13%(质量分数)时净化效果最佳。

以MDEA为主体的混合胺溶液吸收CO_2研究进展

综述了近年来乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪、碳酸酐酶以及离子液体与N-甲基二乙醇胺的混合溶液用于CO2吸收的研究进展;分析了混合溶液的吸收机理和CO2吸收的动力学;讨论了混合溶液组成、体系温度、压力等对吸收性能的影响;并对该法未来的研究方向和发展前景进行了展望。

新型MDEA-TETA混合胺解吸CO_2的动力学研究

以新型MDEA-TETA混合胺为吸收剂,研究CO_2解吸的动力学,计算解吸反应的级数、活化能及指前因子,并探讨温度和溶液组成对CO_2解吸速率的影响。结果表明,新型MDEA-TETA吸收剂解吸CO_2可分为2个阶段,且均为准一级反应,解吸过程的液相阶段为整个解吸过程的控制阶段。TETA的存在能够降低解吸CO_2反应的活化能,使解吸速率加快。相同浓度配比条件下,随着解吸温度的增高,混合胺溶液的CO_2解吸速率增加。温度在90—100℃,浓度配比c(MDEA)∶c(TETA)=2.7∶0.3时CO_2的解吸效果最佳。

TEA+DETA混合胺液脱除天然气中H_2S性能优选

运用小型反应釜及再生实验装置对三乙醇胺(TEA)+二乙烯三胺(DETA)混合胺液与N-甲基二乙醇胺(MDEA)+DETA混合胺液进行天然气中H2S吸收、再生实验,并对不同配比的TEA+DETA混合胺液进行实验。通过分析吸收负荷、吸收速率、再生率指标优选出较优的脱H2S胺液配比,并将其运用到工艺实验装置中。结果表明:TEA+DETA混合胺液与传统的MDEA+DETA混合胺液相比具有更优的H2S脱除性能与胺液再生性能;在3种不同摩尔配比中,配比为2.4∶0.6的TEA+DETA混合胺液为最优的胺液配比;配比为2.4∶0.6的TEA+DETA混合胺液在工艺实验装置中表现出了良好的脱H2S性能与胺液再生性能。

TEA+MEA混合胺液脱除天然气中CO_2吸收性能

为适应寻找经济、高效的新型天然气脱碳吸收剂的需求,研究了由三乙醇胺(TEA)和一乙醇胺(MEA)组成的混合胺溶液。实验考察了单一胺和不同比例的混合胺的吸收性能,确定了两种胺的最佳混合比例。结果表明,在TEA中添加MEA能够显著提升其CO2吸收效果,优化比例的混合胺具有更好的CO2吸收负荷、吸收速率和吸收稳定性。

MEA-DETA混合胺溶液吸收烟气中二氧化碳的研究

采用搅拌实验装置对MEA为主体的二元混合胺溶液MEA-DETA体系吸收和解吸模拟烟道气中二氧化碳特性进行研究,揭示了该体系吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的内在联系,并与目前工业应用较广的MEA、DEA溶液进行了对比分析;对CO2初始逸出温度,试液再生温度,试液再生率,再生pH值下降率进行了细致记录与分析.实验结果表明:0.7 mol/L MEA-0.3 mol/L DETA是MEA-DETA混合胺体系中较佳的配比溶液,混合胺二种组分之间存在显著的负交互作用.

三乙醇胺+哌嗪混合胺液的脱碳性能及配比优选

胺法脱碳以其脱除效果好、能耗低等优点在天然气预处理中得到广泛应用,目前国内外普遍采用以MDEA为主体的复配胺液为吸收剂。本文选取同为叔胺的TEA为主体进行实验研究,在TEA反应机理的研究基础上,选取哌嗪作为添加剂,对三乙醇胺+哌嗪混合胺液进行脱碳性能研究,通过吸收、解吸及酸解实验,对不同配比的三乙醇胺+哌嗪混合胺液的吸收、解吸及循环性能进行了深入地对比分析。实验结果表明,哌嗪的添加量越大,三乙醇胺+哌嗪混合胺液的吸收效果越好,但这一现象会随着哌嗪添加量的增大而不明显。而添加哌嗪对三乙醇胺的解吸性能并无明显改善。

天然气混合胺法深度脱碳工艺中吸收塔型的选取

文章在分析天然气混合胺法深度脱碳工艺特点的基础上,以广东珠海天然气液化项目为例,分析了天然气混合胺法深度脱碳工艺的主要工艺设备——吸收塔的主要类型,根据该项目对CO2净化度的要求,选取散堆填料和规整填料的优点,开发了一种类似"三明治"式的混合型填料,为天然气深度脱碳开拓了新路。

基于MDEA混合胺CO2富液的膜解吸法试验研究

针对以MDEA为主体、MEA和PG为添加剂的2种混合胺的解吸工况,采用膜解吸法对其CO2富液进行解吸再生。在对比2种吸收液的膜解吸效果基础上,进一步考察了不同条件对CO2解吸率和解吸速率的影响。结果表明:在相同解吸时间下,MDEA+MEA富液的解吸率比MDEA+PG富液的解吸率高;在相同吸收液质量分数下,MDEA+PG富液的解吸效果较好;解吸温度升高和N2吹扫体积流量增大均有利于提高CO2解吸率,同时也会加速解吸进程;CO2富液体积流量增大会导致CO2解吸率下降;综合考虑,选择MDEA+MEA为吸收剂,解吸温度为50℃,CO2富液体积流量为0.89×10-3 m3/s,N2吹扫体积流量为150 mL/min。

混合胺溶液中二乙醇胺和甲基二乙醇胺含量的测定——毛细管柱气相色谱法

国家暂时还没有现成的标准方法来测定天然气脱硫溶液混合胺中二乙醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)的实际含量。为此,通过多次试验,建立起了毛细管柱气相色谱测定法:选用规格为50m×0.2mm×0.5μm的HP-1毛细管柱来分析混合胺里的MDEA和DEA含量;定量方法为外标参比法,选用三甘醇(TEG)为参比物;使用Microcal orign 5.0绘图软件进行数据处理,以DEA、MDEA的峰面积与TEG的峰面积的比值为横坐标,以标准样品的浓度为纵坐标作图,得到线性方程,从而得到各自的标准曲线,再根据标准曲线求出样品组分的含量。试验结果表明:DEA含量测定值的相对偏差为1.9%,相对误差为0.8%;MDEA含量测定值的相对偏差为0.5%,相对误差是0。结论认为:该测定方法精密度和准确度较高,可应用于天然气净化厂混合胺溶液中DEA和MDEA含量的测定。

CO_2混合胺吸收剂的研究进展

综述了近年来醇胺、烯胺两类混合胺吸收剂的研究进展,研究结果显示较为突出的混合胺吸收剂包括MEA+AMP、MEA+MDEA及MDEA+PZ复合溶液;混合胺吸收剂是未来脱碳剂的研究热点,而离子液体作活化剂为混合胺吸收剂的研究提供了新的思路。

混合胺修饰的介孔硅胶吸附CO_2性能研究

以介孔硅胶为载体,采用"嫁接+浸渍"两步法制备了混合胺(APTS+TEPA)修饰的介孔硅胶吸附剂。在固定床中考察了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和四乙烯五胺(TEPA)负载量、吸附温度、进气流量对CO2吸附性能的影响,并研究了吸附剂的循环稳定性。结果表明,当APTS负载量30%,TEPA负载量30%(TEPA30-APTS30-MSG),吸附温度为70℃,进气流量为30 m L/min时,该吸附剂表现出最好的吸附性能,饱和吸附量高达3.04 mmol/g,较纯TEPA浸渍提高了37.6%。该吸附剂经10次吸脱附循环后,饱和吸附量仅下降2.96%,具有较好的循环稳定性。

混合胺脱硫溶剂工业的应用

介绍了新型高效选择性混合胺脱硫溶剂在蜀南气矿荣县天然气净化厂应用情况,考察了混合胺的选择性。通过在甲基二乙配胺中添加一定量的空间位阻胺,配成一定比例的混合胺并应用在装置上。结果表明,混合胺对H2S脱除率高,选择性好,酸气负荷高,且有不易起泡,低腐蚀等优点,对于高CO2/H2S比,酸气中H2S浓度要求较高场合较为适用。

天然气选择性脱硫混合胺液消泡剂优选

选取聚醚酰胺、聚醚有机硅、聚醚脂肪酸酯三种消泡剂,基于消泡机理分别在有无杂质条件下对选择性脱硫性能较优的三种胺液配方(MDEA+AMP、MDEA+DGA、MDEA+环丁砜)展开消泡实验研究。以稳定泡沫高度和消泡高度为评价指标,结合消泡剂其他特性进行分析,确定较优的消泡剂。结果表明,胺液系统中无杂质时,聚醚酰胺消泡剂在三种混合胺液中消泡效果为最佳;胺液系统有杂质时,对于MDEA+AMP和MDEA+DGA,聚醚有机硅消泡剂适应性最好;对于MDEA+环丁砜,聚醚酰胺消泡剂在无杂质及有杂质情况下的消泡性能均优于其他两种。