多胺法改良MDEA脱碳工艺的应用

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多胺法(改良 MD A) E脱碳工艺的应用张学模 (原南化集团研究院，江苏南京 204) 1 8 01概况

活化 MD A是2世纪7年代初原西德巴斯夫 E 0 0 ( A F公司开发的一种以甲基二乙醇胺( E B S) MD A)水溶液为基础的脱 C: O新工艺。 0近3年来，这种溶剂系统已被成功地应用于许多工业装置。由于 M E DA对C Q O有特殊的溶解性，因而具有工艺过程能耗低等许多优点。通过加人特种活化剂进一步改进该溶剂，开发了高效活性 MD A脱除 C新工艺。 E q这种

反应受() 式控制， () C Z 1反应(是 O水化反应， 1在 2'时反应速度常数 K H 0L ( o )[ H 5 C o=1' m l s,O]/=1--1- m l 0 ' -0 '。所以反应() - o 3很慢。

当 在M E D A溶液中加人少量的活化剂 RN z H时，吸收 C: O反应按下面的历程进行：

, C m R NH+ C K RN O H , O,; E O

() 4

瑛N () RC, IO风N CXH+ HN i￣,+, H+RC,H HC万，HN ' (() 5

工艺在投资和公用工程、物料消耗、费用等方面与其它脱 C: O方法相比是经济的，具有很强的竞争性。该方法是当今最低能耗的脱除 C z O的方法之一。91 17年西德的1 0 k/氨厂首次成功应用。个30 a t由于它的低能耗高效率，前世界上已有近百个大型氨厂采目用，我国近年来也在新疆、宁夏、沪天化、海南等30 0 k/, 0 a t 4 k/厂引进T a5 t该I艺。笔者于 1 1 8年负责开发了MD A溶液脱硫工 9 E艺，93 18年通过部鉴定，已广泛应用于天然气脱硫及炼厂气脱硫的工业装置。18年开始， 95笔者负责多胺法(改良MD A脱除C: E) O的研究，92 19年底通过了部鉴定， 19年第一套工业装置投人运行以从 91来，至今已有 10 0多套装置投人应用。操作压力从 07 a . a单套生产能力有年产氨 1- .至28, MP MP 0 10不等， 6k t总处理能力超过 3 k/, 9 00 a 1 4年 0 t 9该项目获化工部科技进步二等奖，96 19年获国家科技进步三等奖，96 19年列为国家“九五”重点科技成果推广

计划项目，并获国家发明专利。经过成百套的应用，工艺流程几经改造，目前已有一整套完整的技术及施工图设计和开车经验。2基本原理

() S式： 4+( )

RH C+,些 RGF HT6 +O H二，CN二 C (,,, O CN, ( ), 7;反应() 6受反应“)控制， ()反应(是二级反应， 4在 20时反应速度常数 K M 0L ( o"加 5 C=1'/ m l, s )

人1^4% -%活化剂，其游离胺〔, H>1 ' l RN] 0 m, . o由此看出， ) (的反应速度大大快于() 4 (, 1K CS] 1 q N= 0￣ R H10 6

综上所述，人活化剂后改变了MD A溶液吸 加 E收C Z O的历程。活化剂起了传递 C, O的作用，加速了反应速度。活化剂在表面吸收了 C,向液 O,然后相〔 E ) MD A传递了C z而活化剂又被再生。 O,从化学观点看， E MD A含有 1个叔氮原子作为

活性基团，这就意味这个溶液吸收 C: O仅生成碳酸氢盐，因此可以进行加热再生，它的蒸汽消耗远比伯、仲胺与 C: O生成颇为稳定的氨基甲酸盐进行加热再生时低。 MD A溶液的另一个重要性能表现在不同 E C, O分压的等温溶解度曲线上，此曲线表明它介于物性溶剂与化学溶剂之间， MD A溶液是一种故称 E

“物理”化学吸收剂。如溶液中的 M E D A浓度为42 mo L温度为 7 ' . l, 8/ 0分压为 0 5 a的 C时， . MP

N一 甲基二乙醇胺与 C: O反应如下：

C,丛 H HO O H+, 0 ' C+;H+ C, R C N *+ R H N一，, H, H

:特性，;工艺流程中采用常压闪蒸而使溶剂得到部分：再生，从而减少整个工艺的再生热能耗。 Cz O溶液等温溶解度曲线见图 1 .

c, o溶解度为5 LL分压为。1 a O溶解 7,/, MP的C z度为2 L L 7。意味着差额pX 0。利用这一/=3 L L/

() 2: 1+( )RC,, H N+C,,一 O+H ( ) R C; C) (), H H ( 3;

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烷和高级烃类化合物)的溶解度低，因此，被净化气\ F八e t, u

体的损失很少。通过研究， 采用双活化剂，这样可以克服 B S AF

工L工〔[u )/侧袭

胜 6』

班歹群14 6凡 1 0

C 2 P 0分压 d

工艺中存在的下列不足：1单一活化剂浓度高、 ()蒸汽分压高，净化气及再生 G, O需用水洗涤来回收活化剂；2B S ()A F的活化剂浓度超高时会使碳钢腐蚀等问题，而笔者研发的双活化剂采用双低浓度，远离腐蚀区.其一种活化剂发现它不仅可提高吸收速度同时还可降低溶液液相表面 C: O分压，从而有利于 CQ O的吸收.气体含硫较高时，可加人另一种活化剂，它还具备对硫化物吸收速度快的性能。再之，笔者研发的采用双活化剂避免了专利的侵权。3工艺流程工艺流程见图 2 。

图 1 D溶液等温溶解度曲线 Ci

而且在吸收过程中它对非极性气体(氮、氢、甲净化气

再生气分离器

i 0 1 1 d

s液冷却器

图 2多胺法‘良 MD A脱碳工艺流程改 E )

4工艺特点 41 O净化度 . C,

与半贫液吸收，其吸收能力可在1^3 LL范围内 5 0/变动.在同一气源条件下，吸收能力大，热能耗就高。4 4热能耗低 .

根据工艺的需要， E MD A可以将 C q脱除至 01 .纬以下，甚至小于 5X` 0 -, 1 04 2可同时脱除硫化物 .

由于 MD A本是一种脱硫溶剂， E因此脱碳时，可顺带脱除硫化物，不增加设备、不增加能耗。硫化物中的硫化氢及有机硫可脱至总硫在 1 0‘ X1-以下。

充分利用上述的△X原理， 也就是充分利用半贫液吸收，尽量少的贫液来保证气体的净化度.热能耗就低。已经实现工业化S k a o装置， 27 a t/在 . P M下吸 …… 此处隐藏：6479字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……