催化活化MDEA溶液對(duì)天然氣中CO2吸收的研究.pdf

1、在低碳經(jīng)濟(jì)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的今天,天然氣已經(jīng)成為一種非常重要的清潔能源。CO2是天然氣中含量較高的酸性組分之一,CO2不僅會(huì)降低天然氣品質(zhì),也會(huì)腐蝕金屬管道、設(shè)備反應(yīng)器等帶來安全隱患,甚至還會(huì)造成污染環(huán)境,危害人體健康。因此,天然氣必須脫除 CO2后才能進(jìn)行輸送和利用。
　　醇胺法是天然氣工業(yè)中最為常用的脫碳方法,在眾多醇胺中,MDEA(N-甲基二乙醇胺)由于吸收負(fù)荷高,化學(xué)穩(wěn)定性好,腐蝕性小,再生熱負(fù)荷低,溶液不易發(fā)泡降解等優(yōu)點(diǎn)

2、,成為應(yīng)用最廣泛的脫碳劑之一。以 MDEA為主要組分,添加少量催化活化劑是天然氣脫碳溶劑的一種理想選擇。
　　本課題的主要內(nèi)容是研究催化活化 MDEA溶液對(duì) CO2的吸收性能。用N2+CO2配制成 CO2濃度為100g/m3的原料氣模擬含酸性組分的天然氣,首先在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下考察 MDEA濃度、吸收溫度、氣體線速度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)脫碳效果的影響;然后考察 DEA、MEA、環(huán)狀胺類化合物等不同活化劑對(duì) MDEA活化性能的影響,探討活化劑

3、對(duì)促進(jìn) MDEA吸收 CO2作用的反應(yīng)機(jī)理,挑選最佳脫碳溶劑并在動(dòng)態(tài)循環(huán)實(shí)驗(yàn)條件下檢驗(yàn)最佳脫碳溶劑的脫碳效果和穩(wěn)定性;最后對(duì)最佳脫碳溶劑的腐蝕性等其他性質(zhì)進(jìn)行考察。
　　在靜態(tài)條件下探討了 MDEA濃度、反應(yīng)溫度以及氣體線速度對(duì) CO2吸收反應(yīng)的影響,研究結(jié)果表明:隨著 MDEA濃度增大,吸收效果先提高后降低,在反應(yīng)前60min內(nèi),MDEA濃度為35％時(shí)吸收效果最好,在反應(yīng)時(shí)間超過60min后,45%的 MDEA溶液吸收效果最好;

4、吸收效果隨反應(yīng)溫度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),最佳反應(yīng)溫度出現(xiàn)在40℃;氣體線速度越小,吸收效果越好。確定實(shí)驗(yàn)最佳條件為:MDEA濃度為45%、反應(yīng)溫度為40℃,氣體線速度為0.52m/min。
　　對(duì)不同催化活化劑對(duì)脫碳效果的影響以及動(dòng)態(tài)循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:催化活化效果 HA>MEA>DEA,其中5%HA活化的 MDEA溶液脫碳效果最好,活化后的 MDEA溶液穿透時(shí)間和穿透碳容是未活化 MDEA溶液的7.75倍和8.31倍;