MEA二元复合胺溶液对CO_(2)吸收的研究进展

全球温室效应日益加剧,CO_(2)减排刻不容缓,乙醇胺(MEA)法作为目前工业上应用最广泛、技术最成熟的烟气CO_(2)吸收方法,具有吸收速率快、成本低的优点,但是其能耗大、吸收量小和易损耗的缺点也很明显。针对目前常见的MEA二元复合胺溶液展开对比分析,阐述了MEA二元复合胺溶液的研究进展,总结了MEA吸收溶液中加入其他醇胺溶液形成二元复合胺溶液后在吸收速率、吸收量和再生能耗等方面对CO_(2)吸收效果不同程度的改善情况。基于总结与分析,提出了吸收剂开发需要从吸收机理、溶解度、吸收负荷、解吸速率、解吸操作条件以及再生能耗等方面进行综合比选的思路,可为新型吸收剂的开发提供一定的指导。

MEA-MDEA复合胺溶液吸收烟气中二氧化碳实验研究

采用搅拌实验装置,对MEA-MDEA不同配比的复合胺溶液吸收和解吸模拟烟道气中二氧化碳特性进行研究,揭示了吸收速率、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分析。实验结果表明,0.5 mol/L MEA-0.5 mol/L MDEA是MEA-MDEA复合胺体系中最佳配比溶液。

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。

脱碳MEA/叔胺的性能

应用于工业烟气的CO2吸收剂以一乙醇胺(MEA)为主,改进MEA使其成为更高效的吸收剂是吸收脱CO2的关键之一。本文对相同浓度的MEA和3种不同结构的叔胺:即N,N-二乙基乙醇胺(DEAE)、N,N-二甲基乙醇胺(DMAE)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液,以及MEA与这3种叔胺的混胺水溶液(MEA/叔胺)对CO2的吸收和再生性能开展了实验研究,以期达到改进MEA性能的目的。结果表明,叔胺与MEA的吸收行为完全不同;MEA吸收性能好,叔胺再生性能强。MEA/多胺的吸收初期速率下降,但是再生量和再生率都较MEA高。叔胺与MEA在吸收和再生过程中都存在交互作用,交互作用与叔胺种类及吸收时间有关,其中MDEA与MEA之间的协同作用最强。

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.

AMP-MEA-DETA三元体系吸收烟气CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究AMP-MEA-DETA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率进行了细致记录分析。结果表明,AMP-MEA-DETA三组分之间存在负相互作用;其吸收速率、吸收量大于AMP-MEA复合溶液、DETA单组份的吸收速率及吸收容量,小于两者之和;AMP-MEA-DETA三组分的再生温度为103℃左右,再生率为86.5%左右。

MEA-TETA二元复配溶液吸收烟气中CO_2的实验研究

采用搅拌实验装置对乙醇胺(MEA)为主体的三种二元混合胺溶液MEA-TETA(三乙烯四胺)体系吸收和解吸模拟烟道气中CO2特性进行研究,揭示了吸收速率、吸收量和pH值与吸收时间之间的内在联系,并与目前工业应用较广的MEA、DEA(二乙醇胺)溶液进行了对比;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分析。结果表明,0.7 mol.L-1MEA-0.3 mol.L-1TETA是较佳的MEA-TETA混合胺体系,混合胺二种组分之间存在较弱的负交互作用。

基于CCS的MEA脱碳技术全球专利发展态势

以单乙醇胺(MEA)吸收法为主的脱碳技术被认为是较具可行性的CO2捕集技术。本文主要针对MEA脱碳技术开展专利分析,建立MEA技术专利分析方法,研究认为基于二氧化碳捕集、运输和封存(CCS)应用的MEA脱碳技术在近十年得到大幅增长,其中增长较快的国家有美国、中国、日本、澳大利亚等,中国和韩国在近3年尤其增长较快;各国MEA脱碳技术专利的侧重点和优势各不同,美国、日本、俄罗斯等国专利较为倾向烟气脱碳、装置、材料等实际应用,中国则倾向于MEA基础方法研究,该研究结果有望为我国MEA脱碳技术研发创新、专利申请与保护提供参考借鉴。

MEA-AEP溶液捕集CO_2试验研究

针对传统碳捕集吸收剂解吸能耗高的问题,建立了双胺溶液碳捕集系统。采用MEA-AEP双胺溶液进行捕集CO_2研究,研究了吸收温度、CO_2浓度、吸收液浓度对捕集率的影响,并对比了MEA-AEP溶液与MEA溶液的捕集效果以及工业应用潜力。结果表明,双胺溶液的最佳吸收温度为50℃,最佳吸收液浓度为3 mol/L,烟气中CO_2浓度应<15%;在碳捕集效果上,MEA-AEP溶液明显优于MEA溶液。

烟气二氧化碳回收复合MEA胺液的研究

针对MEA易降解、对设备腐蚀严重等技术问题,研发了一种以MEA为主体的复合胺CO2吸收溶剂。通过对比试验得知,复合胺溶剂60°C下吸收CO2能力明显优于MEA,相同浓度下,解吸速率更快。小试试验发现,复合胺溶剂吸收能力相比提高20.0%,再生能耗下降21.5%。复合胺液的平均胺耗为0.11g/m3CO2,对碳钢设备的腐蚀速率较小,平均腐蚀速率为0.01645mm/a。

MDEA+MEA天然气脱碳工艺影响因素

基于自主设计建设的胺法脱酸中试实验装置,针对目前常用的天然气脱碳方法醇胺法,利用工业中应用较多的N-甲基二乙醇胺(MDEA)+一乙醇胺(MEA)的前期优选配方(2mol·L-1+1 mol·L-1),进行醇胺法脱碳装置工艺参数优化实验研究,结果用于指导工业生产。本文在CO2含量6%和4%两种原料气气质下,采用控制变量法,分析了吸收和再生参数对胺法脱碳工艺的影响规律,优选出操作参数。结果显示:在本实验操作参数范围内提高吸收温度、吸收压力和胺液循环流量有利于提高胺液吸收性能,提高再生温度、降低再生压力有利于提高胺液再生性能,但各参数受到反应机理、气液平衡、装置能耗、胺液性质等影响,存在最优值;本实验装置系统下,原料气处理量为50Nm3·h-1时,MDEA+MEA脱碳的优化工艺操作参数为:吸收温度55℃,吸收压力3.5~4 MPa,胺液循环流量0.25m3·h-1,再生温度120℃,再生压力50kPa。

气相色谱法测定醇胺溶液中的MEA和MDEA

用SE-54宽口径毛细管色谱柱分析酸性气体吸收液中MEA和MDEA,回收率为97%～101%,相对标准误差<1%,可作为混合醇胺溶液中分析MEA和MDEA的常规分析方法。

CO_2在混合胺MEA+DETA溶液中的溶解度

在温度298—338 K,压力300—700 kPa,吸收剂浓度1—3 mol/L的实验条件范围内,讨论了CO2-吸收剂体系气液二相基本达到平衡时,CO2吸收量与体系温度,压力及吸收剂浓度的关系。根据亨利定律,引入温度及压力相关因子,建立了CO2在单胺溶液中的溶解度模型。模型对CO2在MEA、DETA单胺溶液中的溶解度预测效果较好,与实验值比较,误差在1%以下。引入增强因子β=1.06,并以单胺在混合胺溶液中的摩尔分数为系数,将CO2在单胺溶液中的溶解度叠加获得CO2在MEA+DETA混合溶液中的溶解度模型。模型对MEA+DETA混合胺的预测误差在1%—10%。

二氧化碳有机胺吸收剂研究进展

在烟气二氧化碳吸收工艺中,最关键的是吸收剂,其性质决定了整个工艺的水平。目前,在用于烟气脱碳的吸收剂中,针对以乙醇胺(MEA)为代表的有机胺二氧化碳吸收剂的研究最深入、应用最多,但尚没有一种有机胺能够完全符合工业吸收剂应该满足的10项要求,每种有机胺都有其自身的局限性。好的吸收剂应对溶质具有高的溶解度和选择性,且挥发性低、腐蚀性小、稳定性高、黏度低、产生泡沫趋势小、成本低、降解速率低、环境友好并容易操作。MEA可降解,具有挥发性,MEA的排放会导致其毒性对新鲜水生态系统的影响增大10倍,而陆地生态系统受其毒性的影响会较小。抑制剂能够极大地降低MEA的氧化降解。近年来混合胺以其相对于单一醇胺吸收量大、吸收速率快、解吸能耗小等优势,成为吸收二氧化碳的新选择,较为经典的是MEA/MDEA体系。未来有机胺吸收剂的发展,一是要利用具有优良吸收性能的单一有机胺组合成复配剂,二是要开发具有多功能团的、能够满足工业吸收剂要求的单一吸收剂,三是开发无机-有机复合二氧化碳吸收剂。

醇胺溶液吸收二氧化碳方法及反应原理概述

介绍了MEA、DEA、DIPA、MDEA及Sulfinol溶剂吸收CO2方法的历史渊源和应用条件,并就其反应原理进行了详细阐述。

乙醇胺/N-甲基二乙醇胺/三乙烯四胺体系吸收烟气CO_2的研究

在乙醇胺(MEA)/N-甲基二乙醇胺(MDEA)体系(简称二元复合胺体系)中加入少量活化剂三乙烯四胺(TETA),研究了MEA/MDEA/TETA三元复合胺体系(简称三元复合胺体系)对烟气CO2的吸收和再生情况。结果表明,MEA、MDEA、TETA3种组分之间存在交互作用,使得三元复合胺体系中的CO2吸收速率、CO2饱和吸收量均分别小于二元复合胺体系与TETA单体系的CO2吸收速率、CO2饱和吸收量之和。三元复合胺体系的再生温度稍高于二元复合胺体系,其一次再生率约为83.5%,比二元复合胺体系低了约13百分点,三元复合胺体系的再生较二元复合胺体系更困难。

天然气净化厂低压尾气CO_2回收技术研究

为了节能减排,降低天然气净化厂尾气中CO_2排放量,分别通过实验室实验、模拟试验、侧线试验逐步研究并验证了MEA和复合胺对CO_2的吸收性能。采用实验研究与现场测试、评价相结合的方法,开发出一套适合于普光天然气净化厂烟气排放工况的CO_2回收工艺,为实现天然气净化厂低碳生产与CO_2减排提供了技术支持。

复合胺溶液脱除CO_2性能研究

开发了一种新型的复合胺吸收剂,考察了该复合胺吸收剂和一乙醇胺溶液对二氧化碳的吸收和解吸能力,并在原理试验流程上评价了2种溶液对低浓度二氧化碳的连续吸收性能。结果表明,该复合胺吸收剂对二氧化碳具有较高的吸收速率和吸收容量,容易再生;在相同工艺条件下,复合胺溶液对低浓度二氧化碳的连续清除效率与一乙醇胺溶液相近,但稳定性更好。

多种有机胺吸收剂循环利用实验研究

在化学吸收法捕集CO_2的工艺中,吸收剂都是循环使用的。过去的吸收剂性能测定实验通常是测定吸收剂单次使用的性能,而对于吸收剂多次循环之后的性能变化很少提及。以单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、羟乙基乙二胺(AEE)溶液为研究对象,对有机胺溶液多次使用后的吸收与解吸性能进行实验分析测定。实验结果表明:随着循环次数的增加,AEE溶液吸收速度下降明显,而MEA、DEA、TEA溶液经过多次循环后的吸收速率与解吸速率变化不大;随着循环次数的增加,各种有机胺吸收剂的解吸能耗变化大小依次为MEA>DEA>TEA>AEE;AEE溶液在多次循环反应过程中的解吸能耗变化最小。