MDEA法脱碳

MDEA法脱碳1.MEDA法脱碳简介2.MDEA法脱碳原理3.MDEA法脱碳工艺流程4.工艺操作要点5.工艺特点MDEA简介：MDEA:甲基二乙醇胺，通常称为N-甲基二乙醇胺(R2CH3N)，结构简式为：HOCH2CH2NCH3CH2CH2OH本品为无色或微黄色粘性液体，毒性很小，沸点247℃，易溶于水和醇，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，反应热小、解吸温度低、化学性质稳定，是一种性能优良的选择性脱硫、脱碳新型溶剂，具有选择性高、溶剂消耗少、节能效果显著、不易降解等优点,MDEA脱碳法有德国BASF公司开发，所用试剂为45%~50%的MDEA水溶液，添加少量活化剂哌嗪以增加吸收速率。MDEA是一种叔胺，在水溶液中呈弱碱性，能与H+结合生成R2CH3NH+。因此，被吸收的二氧化碳易于再生，可以采用减压闪蒸的方法再生，而节省大量热。MDEA性能稳定，对碳钢设备基本不腐蚀。MDEA蒸汽分压较低，净化气及再生气的夹带损失较少，整个工艺溶剂损失小。MDEA法脱碳原理:纯MDEA溶液不与CO2反应,但其水溶液与CO2可按下式反应：R2CH3N+H+=R2CH3NH+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（1）为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快反应速率，一般在溶液中加1%~3%的活化剂R2'NH，改变了MDEA溶液吸收二氧化碳历程，其反应如下：R2'NH+CO2=R2'NCOOHR2'NCOOH+R2CH3N+H2O=R2'NH+R2CH3NH++HCO3-CO2+H2O=H++HCO3-(1)(2)（3）（4）（3）+（4）：（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酸盐所需的热量低得多。R2CH3N+CO2+H2O=R2CH3NH++HCO3-MDEA法脱碳工艺流程:脱碳流程：2.8MPa低变气吸收塔1富液水力透平2高压闪蒸罐3闪蒸气回收净化气低压闪蒸罐4冷却器11分离器12半贫液泵5吸收塔下段换热器6再生塔7换热器6贫液泵9冷却器10吸收塔上段贫液气体低压闪蒸罐CO2半贫液工艺操作要点:(1)贫液与半贫液的比例:贫液/半贫液比例一般为1/3~1/6，它决定于原料中CO2的分压。CO2分压高，△x大，则采用比例可高一些(如1/6)，这样热能耗就降低，贫液的温度一般为55~70℃。(2)贫液与半贫液的温度半贫液一般为70~80℃，进液温度高，热能耗就低，但过高又影响吸收塔底温度，使溶液的吸收能力变小，反而是热能耗增加，对不同的原料气工况，都有一个最适宜的溶液温度比例。既能保证净化度又充分利用其物理性能，使其热能耗降到最低限度。(3)CO2脱除及消耗在吸收压力为2.7MPa时，CO2可脱除至0.005以下，CO2净化度在0.1%以内。其消耗的热能取决于原料气中CO2的分压。分压高，热能耗低，一般在一段绝热式脱除CO2流程中。原则上不需消耗热能，但要维持稳定的吸收及解析温度，要靠原料气、净化气和再生气之间的热平衡。通常由于再生气中带走热量多，就需补充热量(如用热水等低位能)来保持温度。(4)高压闪蒸与回收CO2的纯度:MDEA溶液中非极性气体氢、氮、甲醇、CH及其它高级烃类化合物等的溶解度低，因此被净化气体的损失很少，但吸收压力高时，再生气中CO2小于98%，如吸收压力为2.7MPa，流程中有高压闪蒸汽提高CO2的纯度，闪蒸压力根据纯度要求加以选择，一般可回收96%左CO2，其纯度可达99.5,当吸收压力1.8MPa，流程中不必用高压闪蒸，就可得到纯度大于98.5%的CO2。(5)溶剂损失：由于MDEA与CO2反应生成碳酸氢盐而不生成氮基甲酸醋，因此不会降解。另外，MDEA本身的蒸汽分压较低(25℃时，小于0.01mmHg)，因此MDEA的损失很小，工艺特点:（1）MDEA溶液具有较好的稳定性，不易降解，对碳钢没有腐蚀性。（2）MDEA本身的蒸汽分压较低，挥发性也很小。（3）MDEA脱碳工艺在吸收CO2的同时也能脱硫化氢和有机硫。（4）它在吸收过程中对非极性气体H2、N2，的溶解度比较低，因此净化气的损失也较小，这些特性更构成它作为脱碳溶剂的光明前途。