從氣體混合物中脫除二氧化碳的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從氣體混合物中脫除二氧化碳的方法。本發(fā)明專利技術(shù)提出了采用一種活化的MDEA水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)為20%～50%；活化劑為N-羥乙基-1,2-乙二胺，活化劑占總胺濃度的2%～15%。具體用量可根據(jù)原料氣條件進(jìn)行調(diào)整。該方法比常規(guī)胺法吸收能力高、再生能耗低。

Method for removing carbon dioxide from gas mixture

The invention belongs to the technical field of gas purification, and relates to a method for removing carbon dioxide from a gas mixture. The invention provides a MDEA as absorbent by activated aqueous solution, the concentration of total amine in percentage by weight is 20% ~ 50%; activator N- -1,2- hydroxyethyl ethylenediamine, activator of total amine concentration from 2% to 15%. Specific dosage can be adjusted according to the condition of raw material gas. Compared with the conventional amine method, the method has high absorption capacity and low regeneration energy consumption.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于氣體凈化
，涉及一種從氣體混合物中脫除二氧化碳的方法。
技術(shù)介紹
在化學(xué)工業(yè)和氣體加工工藝中，經(jīng)常需要從各種氣體中脫除二氧化碳。其中，應(yīng)用較為廣泛的方法是N-甲基二乙醇胺（MDEA）法。MDEA為叔胺，胺基氮原子上沒有活潑氫，不像伯、仲胺可以直接與CO2反應(yīng)，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是MDEA催化下的CO2水解反應(yīng)，因此反應(yīng)速率很慢。MDEA與CO2反應(yīng)如下：當(dāng)在MDEA溶液中加入少量的伯胺或仲胺活化劑R2R3NH時(shí)，CO2從氣相擴(kuò)散至氣液界面，進(jìn)入液相側(cè)液膜邊界層，在液膜邊界層CO2遇上大量的CO2和MDEA及少量的活化劑。大部分的CO2與活化劑發(fā)生快速反應(yīng)，生成兩性中間化合物，并繼續(xù)向液相主體擴(kuò)散，在液相主體中與MDEA發(fā)生反應(yīng)，將H轉(zhuǎn)移給MDEA，兩性離子轉(zhuǎn)化為氨基甲酸鹽，氨基甲酸鹽隨即發(fā)生水解，COO-轉(zhuǎn)化為HCO2-。同時(shí)，活化劑得到還原又迅速回到界面處，繼續(xù)吸收擴(kuò)散過來的CO2，這樣活化劑成為CO2的載體，在氣液界面和液相主體之間快速穿梭，這一行為被稱為活化效應(yīng)，此效應(yīng)從本質(zhì)上加速了CO2傳質(zhì)速度。吸收CO2反應(yīng)按下面的歷程進(jìn)行。反應(yīng)式(3)是二級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速度大大快于反應(yīng)(1)。大多數(shù)的活化劑如二乙醇胺等在吸收CO2時(shí)生成穩(wěn)定的氨基甲酸鹽，在再生過程中需要較多的熱量才能分解，導(dǎo)致再生能耗較大，其吸收CO2的量?jī)H能達(dá)到0.5mol（指1mol胺吸收CO2的量）的程度。同時(shí)，氨基甲酸鹽對(duì)設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，又會(huì)形成水垢。此外，氨基甲酸鹽也加劇了烷醇胺與CO2的降解反應(yīng)，產(chǎn)生烷醇胺損耗增加、脫碳性能下降、腐蝕性上升等一系列問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提出一種新型活化劑，其吸收CO2時(shí)生成的氨基甲酸鹽不穩(wěn)定，采用本活化劑活化的MDEA水溶液從氣體中脫除二氧化碳，吸收能力高、再生能耗低。本專利技術(shù)是這樣來實(shí)現(xiàn)的：采用一種活化的MDEA水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)（以下同）為20%～50%；活化劑為N-羥乙基-1,2-乙二胺，活化劑占總胺濃度的2%～15%。具體用量可根據(jù)原料氣條件進(jìn)行調(diào)整。一般的，本專利技術(shù)所使用的吸收劑水溶液中，也可以包含如腐蝕抑制劑、消泡劑和類似組分的添加劑。本專利技術(shù)的方法是使氣流中的CO2通過與本專利技術(shù)的吸收劑水溶液接觸而被除去，同時(shí)使已使用過的吸收劑再生，除去全部或部分所吸收的CO2，然后再循環(huán)到吸收步驟；本專利技術(shù)所采用的吸收溫度為40～60℃。本領(lǐng)域任何公知的設(shè)備都可以用于吸收、再生和其它的步驟。任何含有CO2的氣體均可通過本專利技術(shù)的溶液進(jìn)行處理。本專利技術(shù)方法比常規(guī)胺法吸收能力高、再生能耗低。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)加以詳細(xì)描述。實(shí)施例下面通過實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行說明，所有溶劑均添加了適量的腐蝕抑制劑、消泡劑和阻垢劑，但本專利技術(shù)并不限于這些實(shí)例。實(shí)施實(shí)例一：在一試驗(yàn)裝置上對(duì)具體吸收劑的操作性能進(jìn)行直接測(cè)量。試驗(yàn)用的吸收塔內(nèi)徑50mm，內(nèi)裝φ6×6×1瓷拉西環(huán)，再生塔內(nèi)徑70mm，內(nèi)裝φ8×8×1瓷拉西環(huán)，再生塔底部裝有再沸器。配制好的原料氣（含CO24.8%v，壓力為1.7MPa）進(jìn)入吸收塔底部與塔頂進(jìn)入的溶液逆流接觸，氣體中的酸氣被吸收，凈化后的氣體從塔頂出來進(jìn)入氣液分離器回收所夾帶的液滴后放空。吸收了酸氣的富液從吸收塔底引出至再生塔頂部，在再生塔中與上升的蒸汽逆流接觸而獲得再生。再生后的貧液經(jīng)冷卻后送入吸收塔頂進(jìn)行吸收。從再生塔頂出來的氣體進(jìn)入再生氣冷卻器將氣體中的水蒸汽回收，再生氣經(jīng)分離后放空。在氣體流量一定，不同組成吸收劑的操作性能見表一。表一：不同混合吸收劑的操作性能表一數(shù)據(jù)表明使用本專利技術(shù)的吸收劑，凈化度高再生能耗低。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從氣體混合物中脫除二氧化碳的方法，其特征是采用一種活化的MDEA水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)為20%～50%；活化劑為N?羥乙基?1,2?乙二胺，活化劑占總胺濃度的2%～15%。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種從氣體混合物中脫除二氧化碳的方法，其特征是采用一種活化的MDEA水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)為20%～50%；活化劑為N-羥乙基-1,2-乙二胺，活化劑占總胺濃度的2%～15%。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所使用的水溶...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：毛松柏，朱道平，楊緒甲，周志斌，余勇，陳園園，宋麗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，南化集團(tuán)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32