探究膜法MDEA再生规律实验研究

MDEA复合溶液吸收CO2反应热实验研究MDEA(2-甲基-二乙醇胺)是一种常用于气体吸收的无机化学物质，其
在二氧化碳(CO2)捕集领域有着广泛的应用。

本文将研究MDEA复合溶液在
吸收CO2过程中的反应热特性，并进行相应的实验研究。

1.实验目的
通过实验研究，探讨MDEA复合溶液在吸收CO2反应过程中的热特性，分析其热力学性质，为进一步研究和应用提供参考。

2.实验方法
2.1实验材料：MDEA，CO2气体，恒温槽，热容量计等。

2.2实验步骤：
(1)在恒温槽中放置热容量计，并将MDEA复合溶液加入其中，设定恒
温槽的温度。

(2)将CO2气体通入溶液中，开始记录温度变化和反应热。

(3)根据记录的数据，计算MDEA复合溶液吸收CO2的反应热。

3.实验结果与分析
经过一系列实验操作，我们获得了MDEA复合溶液吸收CO2反应热的
相关数据。

通过数据分析，我们可以得出不同条件下MDEA复合溶液吸收CO2反应热的变化规律，进一步了解其热力学性质。

4.实验结论
通过以上实验研究，我们对MDEA复合溶液吸收CO2反应热进行了深入探讨，为相关领域的理论研究和实践应用提供了重要的参考价值。

希望这篇文章对于读者对于气体吸收领域有所启发和帮助。

MDEA吸收CO2的活化剂及吸收设备研究进展引言二氧化碳是一种重要的温室气体，对全球气候变化产生重要影响。

因此，减少二氧化碳的排放已成为全球范围内的关注焦点。

MDEA（N-甲基二乙醇胺）是一种常用的CO2吸收剂，广泛应用于燃煤电厂和工业领域中。

本文将介绍MDEA作为CO2吸收剂以及相关吸收设备的研究进展。

MDEA在CO2吸收中的应用MDEA是一种可溶于水的有机胺类化合物，具有良好的CO2吸收性能。

在CO2吸收过程中，MDEA通过与二氧化碳形成化学反应，将其从气相吸收到液相中。

MDEA具有以下几个优点：1.高吸收能力：MDEA具有较高的CO2吸收速率和吸收量，能够有效降低CO2的排放量。

2.高选择性：MDEA对CO2有较高的选择性，可以实现较高的CO2捕获效率。

3.可再生性：MDEA可以通过加热、减压等方法对CO2进行再生，实现循环使用。

然而，MDEA作为CO2吸收剂也存在一些问题，如其对氧气和氮气的溶解度较低，可能引起吸收设备的腐蚀等。

因此，研究人员对MDEA的改性和吸收设备的优化开展了大量的研究。

MDEA活化剂的研究进展为了提高MDEA的吸收性能和循环效率，研究人员通过引入新型活化剂对MDEA进行了改性。

以下是一些常见的MDEA活化剂研究进展：1. 金属络合物活化剂金属络合物活化剂可以提高MDEA对CO2的吸收速率和吸收量。

例如，磁化铁氧体/氧化石墨烯复合材料活化剂的引入可以显著提高MDEA对CO2的吸收效果。

此外，氯化铅活化剂也被广泛研究，具有较高的吸收性能。

2. 新型有机胺活化剂除了传统的有机胺类活化剂，还有一些新型的有机胺类活化剂被研究人员提出。

例如，研究人员发现，氨基酸盐类化合物作为MDEA的活化剂能够提高其吸收性能和选择性。

另外，研究人员还发现聚酰胺类化合物也具有较好的活化效果。

3. 多孔材料活化剂多孔材料可以增加MDEA的表面积和吸附容量，提高其对CO2的吸收效果。

研究人员合成了多种具有高孔隙度和孔隙结构的活化剂，如金属有机框架材料和碳材料，用于改性MDEA。

活化mdea脱碳溶剂的研究
作为一种常用的脱碳溶剂，MDEA具有许多优点，如脱碳效率高、稳
定性好等。

然而，在长时间使用后，MDEA的性能可能会下降，从而影响
其脱碳效果。

因此，研究如何活化MDEA脱碳溶剂变得尤为重要。

研究表明，活化MDEA脱碳溶剂可以通过以下方法实现：
1.添加助剂：将一些助剂添加到MDEA中，可以提高其活性和稳定性。

常用的助剂包括AMP、PZ、MEA等。

2.优化MDEA配方：调整MDEA的比例和配方可以提高其脱碳效率和稳
定性。

3.改进溶剂回收系统：将溶剂回收系统进行改进，使用新型膜技术或
其他高效的回收技术可以提高MDEA的回收效率。

4.优化操作条件：通过优化操作条件，如温度、压力、流速等，可以
提高MDEA的脱碳效率和回收效率。

总之，活化MDEA脱碳溶剂可以在提高脱碳效率的同时，降低生产成本，对石油化工行业的环保和可持续发展具有重要意义。

MEA对MDEA吸收CO2的影响特性的开题报告
题目：MEA对MDEA吸收CO2的影响特性
研究背景和意义：
随着全球温室气体排放的增加，气候变化引起了人们的广泛关注。

二氧化碳（CO2）是温室气体的主要成分之一，其排放量占全球温室气体排放总量的约80%。

因此，控制CO2的排放已成为减缓气候变化的重要措施之一。

吸收技术是CO2捕集的重要方法之一。

MEA（monoethanolamine）和MDEA（methyldiethanolamine）是最常用的吸收剂之一。

但是，这两种吸收剂的特性有很大差异，例如，MEA吸收速度快，但稳定性差；MDEA稳定性好，但吸收速度较慢。

因此，研究它们对CO2吸收的影响特性对于提高二氧化碳捕集的效率和降低成本是必要的。

研究内容和方法：
本研究将研究MEA和MDEA对CO2吸收的影响特性。

具体方法如下：
1.通过文献研究，总结MEA和MDEA吸收CO2的机理和特性；
2.实验室制备MEA和MDEA吸收剂，对它们的物理和化学性质进行表征；
3.通过实验研究，比较MEA和MDEA对CO2的吸收速度、吸收量、选择性等特性的差异；
4.分析MEA和MDEA的性能，以确定它们对CO2吸收的影响特性。

预期成果和意义：
本研究将系统地对MEA和MDEA对CO2的吸收特性进行研究，并对它们的性能进行比较和分析。

从而可以确定它们作为CO2捕集剂的适
用性，提高CO2捕集效率和降低成本，为减缓气候变化提供理论和实践参考。

基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目 海上天然气液化存储关键技术研究 (编号:2013A A 09A 216)㊁中央高校基本科研业务费专项资金项目 天然气胺法脱酸二元混合组分交互性能研究 (编号:13C X 06068A )㊂ 作者简介:陈杰,1973年生,高级工程师,博士;现任中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心液化技术总监,负责L N G关键技术与设备的国产化工作㊂地址:(100027)北京市朝阳区东三环北路甲2号京信大厦㊂电话:(010)84521290㊂E -m a i l :c h e n -j i e p a pe r @126.c o m M D E A +M E A /D E A 混合胺液脱碳性能实验研究陈杰1 郭清2 花亦怀1 唐建峰3 冯颉1 褚洁3 付浩31.中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心 2.昆山市建设工程质量检测中心3.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院 陈杰等.M D E A+M E A /D E A 混合胺液脱碳性能实验研究.天然气工业,2014,34(5):137-143.摘 要 混合胺液脱碳法具有吸收能力强㊁反应速度快㊁适用范围广㊁再生能耗低等许多优点,得到了越来越多的关注㊂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M D E A+M E A ㊁M D E A+D E A 混合胺液对C O 2的吸收与解吸实验研究㊂结果表明:①向2.0m o l /L 的M D E A 中加入1.0m o l /L 的M E A ,混合胺液对C O 2的吸收解吸综合性能才有显著改善;②M D E A /D E A 配比为2.0/1.0时C O 2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C O 2吸收速率较低;③M D E A /D E A 配比为2.6/0.4的混合胺液较M D E A 单一胺液对C O 2的吸收性能并无明显改善;④2.3/0.7配比的M D E A+D E A 混合胺液对C O 2的吸收负荷与C O 2吸收速率均保持较高水平;⑤向M D E A 中添加D E A 对其C O 2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0m o l /L 的M D E A+1.0m o l /L 的D E A 混合胺液C O 2解吸性能稍好,但不如相同配比的M D E A+M E A 混合胺液㊂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㊂关键词 M D E A M E A D E A 天然气脱碳 吸收 解吸 混合胺液 C O 2吸收速率 C O 2吸收负荷D O I :10.3787/j.i s s n .1000-0976.2014.05.020A n e x p e r i m e n t a l s t u d y o f a b s o r p t i o na n dd e s o r pt i o no f b l e n d e da m i n e s o l u t i o n s M D E A +M E A /D E Af o r n a t u r a l ga s d e c a rb u r i z a t i o n C h e n J i e 1,G u oQ i n g 2,H u aY i h u a i 1,T a n g J i a n f e n g 3,F e n g Ji e 1,C h u J i e 3,F uH a o 3(1.C N O O CG a s&P o w e rG r o u p R e s e a r c h &D e v e l o p m e n tC e n t e r ,B e i j i n g 100027,C h i n a ;2.K u n s h a nC o n -s t r u c tE n g i n e e r i n g Q u a l i t y T e s t i n g C e n t e r ,K u n s h a n ,J i a n g s u 215337,C h i n a ;3.C o l l e g eo f P i p e l i n ea n d C i v i lE n g i n e e r i n g ,C h i n aU n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m <E a s tC h i n a >,Q i n g d a o ,S h a n d o n g 266580,C h i n a )N A T U R.G A S I N D.V O L UM E34,I S S U E5,p p.137-143,5/25/2014.(I S S N1000-0976;I nC h i n e s e )A b s t r a c t :R e c e n t l y ,m o r e a n dm o r e a t t e n t i o nh a s b e e n p a i d t o t h e d e c a r b u r i z a t i o nb yt h em i x e d a m i n e s o l u t i o n s b e c a u s e o f t h i sm e t h -o d 'sb i g a d s o r p t i v e c a p a c i t y ,h i g h r e a c t i o n r a t e ,w i d e a p p l i c a t i o n s c o p e ,l o we n e r g y c o n s u m p t i o n f o r r e ge n e r a t i o n ,a n d s o o n .I n v i e w of t h i s ,a n e x p e r i m e n t a l i n v e s t ig a t i o nw a sm a d e i n t o th eC O 2ad s o r p t i o n a n dde s o r p t i o n p e rf o r m a n c e s o f t h e b l e n d e d a m i n e s o l u t i o n s (M D E A +D E A )a t d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n r a t i o s i n a h igh -p r e s s u r e r e a c t o rwi t hm a g n e t i c c o u p l i n g s t i r r i n g .T h e f o l l o w i n g f i n d i n gs w e r e a c h i e v e d .F i r s t ,o n l y i f t h e c o n c e n t r a t i o nr a t i ob e t w e e n M D E Aa n d M E Ai s2.0/1.0,t h eC O 2a d s o r p t i o na n dd e s o r pt i o n p e r -f o r m a n c e o f t h e b l e n d e d a m i n e s o l u t i o n sw i l l b e s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e d .S e c o n d ,w h e n t h e r a t i ob e t w e e nM D E Aa n dD E Ai s 2.0/1.0,t h eC O 2r e a c t i o nw i l l s o o n r e a c h t h e e q u i l i b r i u mb u t t h eC O 2ad s o r p t i o n r a t ew i l l be r a t h e r l o we s p e c i a l l y u n d e r a h i g h c o n t e n t of s o u rg a s ;wh e n s u c h a r a ti o i s u p t o 2.6/0.4,t h eC O 2a d s o r p t i o n p e r f o r m a n c ew i l l n o t b e o b v i o u s l y i m p r o v e d c o m p a r e dw i t h t h e s i n gl e a -m i n e s o l u t i o n o fM D E A ;a n dw h e n s u c h a r a t i o r e a c h e s 2.3/0.7,t h eC O 2a d s o r p t i o n a n d r a t ew i l l b e b o t hk e p t a t a h i g h l e v e l .T h i r d ,w h e n t h e r a t i ob e t w e e nM D E Aa n dD E A i s 2.0/1.0,t h e b l e n d e d a m i n e s o l u t i o nw i l l h a v e am o d e r a t eC O 2d e s o r p t i o n c a p a c i t y bu t n o t a s g o o da s t h eb l e n d e d M D E Aa n d M E As o l u t i o n a t t h e s a m e r a t i o .T h i s s t u d yp r o v i d e s b a s i c d a t a f o r t h e o p t i m a l f o r m u l a o f d e c a r -b u r i z a t i o na n d t h e d e s i gno f ad e c a r b u r i z a t i o n i n d u s t r i a l p l a n t .K e y w o r d s :M D E A ,M E A ,D E A ,d e c a r b u r i z a t i o n ,a b s o r p t i o n ,d e s o r p t i o n ,m i x e d a m i n e s o l u t i o n ,C O 2a d s o r p t i o n r a t e ,C O 2a d s o r p -t i o n l o a d㊃1㊃第34卷第5期 集 输 与 加 工为保障天然气储存㊁运输与使用的安全稳定运行,需要进行天然气过滤㊁分离㊁脱硫㊁脱碳㊁脱水等预处理[1-3]㊂其中,从天然气脱除C O2可以提高天然气热值㊁增强管输能力㊁防止冰堵现象㊁稳定深冷工艺㊁改善腐蚀情况,是预处理工艺的关键环节㊂化学吸收法具有脱除效果好㊁技术成熟等特点,是脱除㊁回收C O2的主要方法[4-6],其中,胺法脱碳是利用胺基吸收剂与C O2反应进行C O2脱除的方法㊂目前,被广泛应用的醇胺有一乙醇胺(M E A)㊁二乙醇胺(D E A)和N-甲基二乙醇胺(M D E A)等,M D E A具有选择性较高㊁吸收能力较大㊁再生能耗较低㊁降解性和腐蚀性小等特点,已成为酸性气体脱除领域中广泛使用的溶剂之一[7]㊂国内外广泛使用的混合胺液和活化M D E A溶液配方溶剂多属于各公司专有技术,文献和资料介绍并不清楚,因此有必要进行详细的实验研究㊂笔者针对以M D E A为主吸收剂,添加M E A㊁D E A吸收剂的混合胺液吸收与解吸性能进行实验研究,为天然气脱碳胺液的配方优选提供理论依据,并为天然气脱碳工业装置的设计提供基础数据㊂1吸收机理简述1.1M D E A与C O2反应M D E A属于叔胺,分子式表示为R1R2R3N,其中R1=C H3-㊁R2=R3=C H2C H2O H-㊂M D E A与C O2反应生成亚稳态的碳酸氢盐,总反应式为[8-9]: R1R2R3N+C O2+H2O R1R2R3N H++H C O3-(1) 1.2M D E A+M E A(D E A)混合胺液反应根据国外学者的研究[10-14]:M E A为伯胺,M D E A +M E A混合胺液吸收C O2时,M D E A不能直接与C O2进行反应,但叔胺表现出碱性,能催化C O2反应;D E A是仲胺,在溶液中容易生成诸如氨基甲酸盐和质子化的物质,在反应过程中活化D E A的浓度(远低于初始D E A的浓度),通过与C O2反应的进行而增加, M D E A与D E A混合体系中因为D E A的催化作用,吸收速率显著提高㊂2实验部分2.1实验试剂C O2,青岛天源特种气体厂,纯度99.999%; MDE A,天津天泰精细化学品有限公司,工业级; M E A,天津天泰精细化学品有限公司,分析纯;D E A,天津市科密欧化学试剂开发公司,分析纯;C a C l2,国药集团化学试剂有限公司,分析纯;H2S O4,广东省精细化学品工程技术研究开发中心,分析纯㊂2.2实验装置及流程2.2.1胺液吸收C O2实验装置胺液吸收C O2实验装置流程如图1所示,高压气瓶中的原料气经减压阀调压后通入高压反应釜,与反应釜内预先充入的胺液进行吸收反应㊂其中的关键设备为带有磁耦合搅拌的反应釜㊂反应釜外壳为循环夹套,恒温水浴可提供一定温度的导热液体,用于胺液反应过程中的温度控制,进行不同操作温度的实验㊂反应釜最外层使用保温材料包裹,确保控温效果㊂恒温水浴的温度控制范围-20~150ħ,温度波动ʃ0.05ħ㊂真空泵采用水环泵,装置抽真空度根据泵上仪表进行监控㊂采用计算机数据采集系统,整个系统由数据变送器㊁数据采集卡和计算机构成㊂图1胺液吸收C O2实验装置流程图2.2.2胺液解吸C O2实验装置图2所示实验装置用于胺液解吸C O2性能的研究㊂使用油浴恒温槽控制加热温度,胺液在3口烧瓶内进行解吸反应,解吸出的气体中水蒸气含量较高,经冷凝管冷凝回流后,剩余的酸气经干燥塔进行脱水干燥,脱水后的酸气通过皂膜流量计记录流量,通过湿式气体流量计记录累计流量㊂图2胺液解吸C O2实验装置流程图㊃2㊃天然气工业2014年5月2.2.3 胺液中C O 2含量检测实验装置图3㊁4分别为富胺液㊁贫胺液中的C O 2含量检测装置,胺液样品中C O 2含量使用酸解法测得[15]㊂酸解法主要利用强酸置换弱酸的原理,用强酸H 2S O 4将C O 2从胺液中置换出来,通过测定放出的C O 2气体体积计算溶液对C O 2的吸收量㊂图3 富胺液中的C O 2含量测定实验装置图图4 贫胺液中的C O 2含量测定实验装置图3 实验结果与讨论3.1 不同配比M D E A +M E A 混合胺液对C O 2的吸收性能对总浓度为3.0m o l /L ㊁不同M D E A /M E A 摩尔配比混合胺液在50ħ㊁0.3M P a 条件下对C O 2的吸收性能进行对比分析(图5㊁表1)㊂如图5所示,不同M D E A /M E A 配比混合胺液的C O 2吸收速率随吸收进行逐渐增大,其趋势逐渐变缓最终达到平衡㊂按同一时刻混合胺液对C O 2的吸收负荷由大到小的M D E A /M E A 配比排序为2.0/1.0㊁3.0/0.0㊁2.6/0.4㊁2.3/0.7㊂后3种M D E A /M E A 配比混合胺液对C O 2的吸收负荷变化趋势较为接近,在55~65m i n 内达到平衡状态;M D E A /M E A 配比为2.0/1.0的混合胺液对C O 2的吸收负荷变化最快,17m i n 左右即完成反应㊂由表1可知,C O 2初始压力越高,充入反应釜内的C O 2摩尔量越大,混合胺液最终对C O 2的吸收负荷越高㊂不同配比M D E A+M E A 混合胺液对C O 2的最终吸收负荷基本相同,混合胺液的C O 2吸收率略高于M D E A 单一胺液,说明添加M E A 对混合胺液的C O 2负载能力及吸收效率影响较小㊂图5 不同配比M D E A +M E A 混合胺液对C O 2的吸收负荷变化曲线图图6为不同配比M D E A+M E A 混合胺液C O 2吸收速率的变化曲线图,图7为不同配比M D E A+M E A 混合胺液C O 2吸收速率随酸气负荷的变化曲线㊂从图6㊁7可以看出,不同配比M D E A+M E A 混合胺液随吸收反应的进行,酸气负荷逐渐增大,C O 2吸收速率逐渐减小至0㊂M D E A /M E A 配比为2.0/表1 不同配比M D E A +M E A 混合胺液吸收C O 2性能指标对比表性能指标M D E A M D E A+M E A M D E A+M E A M D E A+M E A 胺液配比/(m o l ㊃L -1)3.02.0+1.02.3+0.72.6+0.4 最初C O 2压力/M P a 0.29480.29300.30520.2978 最初C O 2摩尔量/m o l 0.08630.08660.08700.0853 最终C O 2吸收负荷/(m o l ㊃L -1)0.40000.40240.40550.3966最终C O 2吸收率92.70%92.93%93.22%92.99%㊃3㊃第34卷第5期 集 输 与 加 工图6 不同配比M D E A +M E A 混合胺液C O 2吸收速率的变化曲线图图7 不同配比M D E A +M E A 混合胺液C O 2吸收速率随酸气负荷的变化曲线图1.0的混合胺液C O 2吸收速率明显高于其他配比混合胺液;M D E A /M E A 配比为2.3/0.7和2.6/0.4的混合胺液C O 2吸收速率变化趋势非常接近,与M D E A 单一胺液C O 2吸收速率相差不大㊂由此说明,2m o l /L 的M D E A 溶液中加入1m o l /L 的M E A ,其C O 2吸收性能显著提高,M E A 添加量较小时对M D E A 的C O 2吸收性能并无改善㊂因此,M E A 作为M D E A 的添加剂时,需要较高M E A /M D E A 配比才能使混合胺液表现出更好的C O 2吸收性能㊂3.2 不同配比M D E A +M E A 混合胺液对C O 2的解吸性能对胺液总浓度为3.0m o l /L ,不同M D E A /M E A配比混合胺液在50ħ㊁0.3M P a 条件下对C O 2的解吸性能进行对比分析(图8~10)㊂如图8㊁9所示,解吸初始阶段,各个配比M D E A+M E A 混合胺液的C O 2解吸速率与C O 2解吸率随时间变化趋势较快,解吸反应进行到一定程度后,C O 2解吸速率与C O 2解吸率逐渐趋于稳定㊂加入M E A 后混合胺液较M D E A单一胺液的C O 2解吸速率有所提高,M D E A /M EA 图8 不同配比M D E A +M E A 混合胺液C O 2解吸速率随时间的变化曲线图图9 不同配比M D E A +M E A 混合胺液C O 2解吸率随时间的变化曲线图图10 不同配比M D E A +M E A 混合胺液C O 2解吸率随温度的变化曲线图配比为2.0/1.0的混合胺液解吸C O 2所需的时间缩短,其他2种配比混合胺液的C O 2解吸时间反而增加㊂按解吸C O 2达到平衡所用的时间由小到大的M D E A /M E A 配比排序为2.0/1.0㊁3.0/0㊁2.3/0.7㊁2.6/0.4,按C O 2解吸率由小到大的MD E A /M E A 配比排序刚好相反㊂由图10可知,达到同一解吸温度时㊃4㊃ 天 然 气 工 业 2014年5月M D E A/M E A配比为2.0/1.0的混合胺液C O2解吸率明显高于其他几种配比的混合胺液,最终C O2解吸率由大到小的M D E A/M E A配比排序为2.0/1.0㊁2.3/0. 7㊁3.0/0㊁2.6/0.4㊂由上可知,在M D E A胺液中加入M E A有助于提高混合胺液的C O2解吸速率,但只有M D E A/M E A 达到2.0/1.0时C O2解吸时间才会缩短㊁C O2解吸率才有明显提高,说明向M D E A中添加少量M E A,其C O2解吸性能无明显改善㊂2.0m o l/L的MDE A+1.0m o l/L的M E A混合胺液的C O2解吸性能最好㊂3.3不同配比M D E A+D E A混合胺液对C O2的吸收性能对胺液总浓度为3.0m o l/L,不同M D E A/D E A 配比混合胺液在50ħ㊁0.3M P a条件下对C O2的吸收性能进行对比分析(图11㊁表2)㊂如图11所示,不同M D E A/D E A配比混合胺液对C O2的吸收负荷在初始时刻增长较快,随着吸收的进行,变化趋势渐缓直至稳定到同一水平㊂按同一时刻混合胺液对C O2的吸收负荷由大到小的M D E A/D E A配比排序为2.0/1.0㊁2.3/0.7㊁3.0/0㊁2.6/0.4,C O2吸收达到平衡所用时间由大到小的M D E A/D E A配比排序刚好相反,其大小分别为70㊁58㊁42㊁23m i n㊂从表2可以看出,不同配比的M D E A+D E A溶液最终对C O2的吸收负荷基本一致,其C O2吸收率略高于M D E A单一胺液,不同D E A添加浓度对M D E A/D E A胺液C O2负载能力的影响很小㊂图11不同配比M D E A+D E A混合胺液对C O2的吸收负荷变化曲线图表2不同配比M D E A+D E A混合胺液的C O2吸收性能指标对比表性能指标M D E A M D E A+D E A M D E A+D E A M D E A+D E A 胺液配比/(m o l㊃L-1)3.02.0+1.02.3+0.72.6+0.4最初C O2压力/M P a0.29480.29800.29600.2948最初C O2摩尔量/m o l0.08630.08590.08500.0849最终C O2吸收负荷/(m o l㊃L-1)0.40000.39900.39500.3945最终C O2吸收率92.70%92.90%92.94%92.93%图12为不同配比M D E A+D E A混合胺液的C O2吸收速率变化曲线,图13为不同配比MDE A+D E A混合胺液的C O2吸收速率随酸气负荷变化曲图12不同配比M D E A+D E A混合胺液的C O2吸收速率变化曲线图图13不同配比M D E A+D E A混合胺液的C O2吸收速率随酸气负荷变化曲线图线㊂如图12㊁13所示,随吸收反应的进行㊁酸气负荷的增加,4种配比M D E A+D E A混合胺液的C O2吸收㊃5㊃第34卷第5期集输与加工速率逐渐降低,最终趋近于0,M D E A/D E A配比为2.6/0.4混合胺液的C O2吸收速率变化趋势与M D E A 胺液非常接近㊂按初始时刻C O2吸收速率由大到小的M D E A/D E A配比顺序为2.0/1.0㊁2.3/0.7㊁2.6/0.4㊁3.0/0.0㊁2.0/1.0㊁2.3/0.7,这2种配比混合胺液的C O2吸收速率随时间降低趋势较为剧烈,吸收达到平衡的时间较短;2.3/0.7配比混合胺液在同一酸气负荷下的C O2吸收速率始终高于M D E A单一胺液;2.0/1.0配比混合胺液在酸气负荷较低时保持较高水平的C O2吸收速率,但随着酸气负荷的增大迅速降为0㊂由此可见,M D E A/D E A配比为2/1时混合胺液C O2吸收反应很快达到平衡,但随着反应的进行及酸气负荷的增加,C O2吸收速率减小,甚至低于M D E A 单一胺液的C O2吸收速率;M D E A/D E A配比为2.6/ 0.4时混合胺液的C O2吸收负荷㊁C O2吸收速率较M D E A胺液更低,此时添加D E A对M D E A的C O2吸收性能并无改善作用;M D E A/D E A配比为2.3/0.7的混合胺液C O2吸收负荷与C O2吸收速率均保持较高水平㊂说明向M D E A溶液中添加适量D E A溶液能够有效提高其对C O2的吸收性能㊂3.4不同配比M D E A+D E A混合胺液对C O2的解吸性能对胺液总浓度为3.0m o l/L,不同M D E A/D E A 配比混合胺液在50ħ㊁0.3M P a条件下对C O2的解吸性能进行对比分析(图14~16)㊂由图14㊁15可知,解吸初始阶段,不同配比M D E A+D E A混合胺液的C O2解吸速率与C O2解吸率随时间变化趋势较为接近,C O2解吸速率与C O2解吸率区别不大㊂加入D E A后混合胺液较M D E A单一胺液的C O2解吸速率有所提高,解吸所需时间无明显缩短;按同一时间C O2解吸率由大到小的M D E A/D E A配比排序为图14不同配比M D E A+D E A混合胺液解吸速率随时间变化曲线图图15不同配比M D E A+D E A混合胺液解吸率随时间变化曲线图图16不同配比M D E A+D E A混合胺液解吸率随温度变化曲线图2.0/1.0㊁3.0/0.0㊁2.3/0.7㊁2.6/0.4,除2.0/1.0配比的混合胺液,其他M D E A+D E A混合胺液解吸率较单一胺液无提高㊂如图16所示,不同配比混合胺液的C O2解吸率随解吸温度变化曲线非常接近,最终C O2解吸率由大到小的M D E A/D E A配比排序为2.0/1.0㊁2.3/ 0.7㊁3.0/0.0㊁2.6/0.4㊂综上可知,在M D E A胺液中加入D E A有助于提高其C O2解吸速率,但解吸时间不会缩短,C O2解吸率无明显提高,说明向M D E A中添加D E A对其C O2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0m o l/L的M D E A+1.0m o l/L的D E A混合胺液对C O2的解吸性能稍好,但不如相同配比的M D E A+M E A混合胺液㊂4结论1)向2.0m o l/L的M D E A中加入浓度为1.0 m o l/L的M E A,混合胺液对C O2的吸收解吸综合性能才有显著改善㊂2)M D E A/D E A配比为2.0/1.0时C O2吸收反应㊃6㊃天然气工业2014年5月很快达到平衡,但该配比在酸气负荷较高的条件下C O2吸收速率较低;M D E A/D E A配比为2.6/0.4的混合胺液较M D E A单一胺液对C O2的吸收性能并无改善作用;2.3/0.7配比的M D E A+D E A混合胺液对C O2的吸收负荷与C O2吸收速率均保持较高水平㊂3)向M D E A中添加D E A对其C O2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0m o l/L的M D E A+1.0 m o l/L的D E A混合胺液C O2解吸性能稍好,但不如相同配比的M D E A+M E A混合胺液㊂参考文献[1]谢书圣.A s p e n软件在天然气净化过程中的模拟与优化[D].上海:华东理工大学,2011.X I ES h u s h e n g.T h es i m u l a t i o na n do p t i m i z a t i o no f A s p e n s o f t w a r e i n n a t u r a l g a s p u r i f y i n g p r o c e s s[D].S h a n g h a i:E a s tC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2011.[2]朱利凯,陈怀龙.天然气脱碳装置产能核定实例介绍[J].石油与天然气化工,2013,42(4):331-335.Z h uL i k a i,C h e n H u a i l o n g.A ne x a m p l e f o r e x a m i n a t i o no f w o r k i n g c a p a c i t y o nt h e p l a n to fb u l k C O2r e m o v a l f r o m n a t u r a l g a s[J].C h e m i c a lE n g i n e e r i n g o fO i l&G a s,2013, 42(4):331-335.[3]裴爱霞,张立胜,于艳秋,等.高含硫天然气脱硫脱碳工艺技术在普光气田的应用研究[J].石油与天然气化工,2012,41 (1):17-23.P E IA i x i a,Z HA N G L i s h e n g,Y U Y a n q i u,e t a l.A p p l i c a-t i o na n d r e s e a r c ho f h i g hs u l f u r c o n t e n t g a sd e s u l f u r i z a t i o n a n dd e c a r b o n i z a t i o n p r o c e s s o n P u g u a n g G a s F i e l d[J].C h e m i c a l E n g i n e e r i n g o fO i l&G a s,2012,41(1):17-23.[4]X US h u o,WA N GY i w e i,O T T OFD,e t a l.K i n e t i c s o f t h e r e a c t i o no fc a r b o n d i o x i d e w i t h2-a m i n o-2-m e t h y l-1-p r o-p a n o l s o l u t i o n s[J].C h e m i c a lE n g i n e e r i n g S c i e n c e,1996,51 (6):841-850.[5]L U OP e i c h e n g,Z HA N GZ h i b i n g,J I A OZ h e n,e t a l.I n v e s-t i g a t i o n i n t h ed e s i g no f aC O2c l e a n e r s y s t e m b y u s i n g a-q u e o u s s o l u t i o n so fm o n o e t h a n o l a m i n ea n dd i e t h a n o l a m i n e [J].I n d u s t r i a l&E n g i n e e r i n g C h e m i s t r y R e s e a r c h,2003,42 (20):4861-4866.[6]A R O O NW I L A S A,V E AWA B A.C h a r a c t e r i z a t i o n a n dc o m p a r i s o no f t h eC O2a b s o r p t i o n p e r f o r m a n c e i n t o s i n g l ea n db l e n d e da l k a n o l a m i n e s i na p ac k e dc o l u m n[J].I nd u s-t r i a l&E n g i ne e r i n g C h e m i s t r y R e s e a r c h,2004,43(9): 2228-2237.[7]陆建刚,王连军,郑有飞,等.M D E A-T B E E复合溶液选择性吸收H2S性能评价[J].化学工程,2007,35(8):14-16.L UJ i a n g a n g,WA N GL i a n j u n,Z H E N G Y o u f e i,e t a l.P e r-f o r m a n c e e v a l u a t i o no f s e l e c t i v ea b s o r p t i o no fH2Sw i t ha-q u e o u s s o l u t i o n s o fM D E Ab l e n d e dw i t hT B E E[J].C h e m i-c a l E n g i n e e r i n g(C h i n a),2007,35(8):14-16.[8]王挹薇,张成芳,钦淑均.M D E A溶液吸收C O2动力学研究[J].化工学报,1991(4):466-474.WA N G Y i w e i,Z HA N G C h e n g f a n g,Q I N S h u j u n.K i n e t i c s o fC O2a b s o r p t i o ni n m e t h y l d i e t h a n o l a m i n es o l u t i o n s[J].C I E S CJ o u r n a l,1991(4):466-474.[9]李桂明,杨红健,贾庆,等.M D E A水溶液脱碳平衡溶解度和动力学研究[J].西南石油大学学报,2007,29(4): 129-133.L IG u i m i n g,Y A N G H o n g j i a n,J I A Q i n g.E q u i l i b r i u ms o l u-b i l i t y a n dk i n e t i c so fC O2a b s o r p t i o ni na q u e o u sa c t i v a t e d m e t h y l d i e t h a n o l a m i n es o l u t i o n s[J].J o u r n a lo fS o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y,2007,29(4):129-133. [10]HA G E W I E S C H EDP,A S HO U RSS,A L-G HAWA SHA,e t a l.A b s o r p t i o no f c a r b o nd i o x i d e i n t o a q u e o u s b l e n d s o f m o n o e t h a n o l a m i n e a n d N-m e t h y l d i e t h a n o l a m i n e[J].C h e m i c a l E n g i n e e r i n g S c i e n c e,1995,50(7):1071-1079.[11]R I N K E REB,A S HO U RSS,S A N D A L L O C.A b s o r p-t i o no fc a r b o nd i o x i d ei n t oa q u e o u sb l e n d so fd i e t h a n o-l a m i n ea n d m e t h y l d i e t h a n o l a m i n e[J].I n d u s t r i a l&E n g i-n e e r i n g C h e m i s t r y R e s e a r c h,2000,39(11):4346-4356.[12]V E R S T E E GGF,V A ND I J C KLAJ,V A NS WA A I JW P M.O n t h e k i n e t i c s b e t w e e nC O2a n d a l k a n o l a m i n e s b o t h i na q u e o u sa n d n o n-a q u e o u ss o l u t i o n s.A no v e r v i e w[J].C h e m i c a lE n g i n e e r i n g C o mm u n i c a t i o n s,1996,144(1): 113-158.[13]A S T A R I T A G,S A V A G E D W,L O N G OJ M.P r o m o-t i o n o f C O2m a s st r a n s f e ri n c a r b o n a t es o l u t i o n s[J].C h e m i c a l E n g i n e e r i n g S c i e n c e,1981,36(3):581-588.[14]Z HA N GX u,Z HA N GC h e n g f a n g,L I U Y i.K i n e t i c s o f a b-s o r p t i o no fC O2i n t oa q u e o u ss o l u t i o no f M D E A b l e n d e d w i t hD E A[J].I n d u s t r i a l&E n g i n e e r i n g C h e m i s t r y R e-s e a r c h,2002,41(5):1135-1141.[15]王开岳.天然气净化工艺 脱硫脱碳㊁脱水㊁硫磺回收及尾气处理[M].北京:石油工业出版社,2005.WA N G K a i y u e.N a t u r a l g a s p u r i f i c a t i o n p r o c e s s-d e s u l f u-r i z a t i o n,d e c a r b o n i z a t i o n,d e h y d r a t i o n,s u l f u rr e c o v e r y a n d t a i l g a s t r e a t m e n t[M].B e i j i n g:P e t r o l e u mI n d u s t r y P r e s s, 2005.(修改回稿日期2014-02-22编辑何明)㊃7㊃第34卷第5期集输与加工。

国家863科技专项“膜法水深度处理集成技术”课题简介黄建元
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】2011年，以沁园集团股份有限公司膜科技事业部（现宁波水艺膜科技发展有限公司）为主要课题研究承担单位，浙江大学、同济大学、东华大学、中科院材料所、宁波理工学院等五家科研院校作为参与单位，共同研究的“膜法水深度处理集成技术”被列入国家高技术研究发展计划（863计划，2012 AA03 A605），项目研究内容分解如图1所示。

研发人员经过数年的努力，基本解决以下四大关键技术：
【总页数】2页(P101-102)
【作者】黄建元
【作者单位】宁波水艺膜科技发展有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.国家863计划课题"国家电网调度中心安全防护体系研究及示范"通过国家科技部组织的验收 [J],
2."十三五"国家重点研发计划粮食丰产增效科技创新专项课题"华北春玉米密植高产宜机收品种筛选及全程机械化高效生产技术"简介 [J], 孙宏勇;刘小京;王璞
3.国家科技部863计划超大规模集成电路设计专项第一批课题申请指南说明会在京召开 [J], 李晓亮
4.国家科技基础性工作专项课题“火灾现场重构基础信息数据库”年度工作会议在沈阳召开 [J],
5.河海大学主持的国家“863”“十五”重大科技专项课题顺利通过验收 [J],
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在天然气预处理中，气体膜分离技术主要应用在天然气脱碳、脱水和提氦上[1]，此工艺流程简单、操作方便，当处理小流量气体时可设计为无人值守操作[2]。

目前国外已有将膜分离技术应用于天然气净化领域的实际案例，但在国内还未大规模应用，因此掌握和推广天然气膜分离脱碳技术还需进行进一步深入研究。

1 天然气膜法脱碳基本原理混合气体中各组分通过膜的渗透速率不同而获得分离的方法即为膜分离法，它的特点是装置结构简单，易操作、能耗低，是一种发展较为迅速的节能型气体分离技术[3]。

其本质是基于不同分子在膜材料上的渗透率不同，在膜两侧受到压力梯度的作用下，一种分子优先通过分离膜而达到选择性分离的目的。

2 商用分离膜材料商业上用于脱除CO2的3种主要的分离膜材料为乙酸纤维素、聚酰亚胺、全氟聚合物。

3种商用分离膜材料性能对比见表1。

其中，乙酸纤维素膜在天然气处理中占膜市场的80%，因其在工业领域的接受度广泛，已成为用于分离膜比较的行业标准，其主要市场是高含CO2的天然气和占地空间有限的油气田，如海上平台。

聚酰亚胺易于制备成不对称膜，同时表现出良好的热稳定性和化学稳定性，被认为是乙酸纤维素的替代品，但实际应用中聚酰亚胺分离性能的损失程度比乙酸纤维素严重，且受限于昂贵的价格和使用中存在塑化问题，聚酰亚胺市场很小。

全氟聚合物对CO2和碳氢化合物具有很强的抗塑能力，但选择性低，鲜有全氟聚合物的选择性能达到聚酰亚胺水平，且制造成本高。

表1 商用分离膜材料性能对比特性乙酸纤维素聚酰亚胺全氟聚合物渗透性一般高高选择性一般良好低热稳定性-良好强化学稳定性-良好强抗塑化性弱较弱强3 膜法脱碳工艺膜分离CO2工艺设计需要综合考虑以下因素：分离膜的渗透性和选择性；原始天然气中CO2的浓度和分离要求；投资等。

典型的膜分离CO2工艺有以下5种：一级膜分离工艺流程、二级膜分离工艺流程、一二级混合膜分离工艺流程、三级膜分离工艺流程、膜分离与胺吸收混合工艺流程。

活化MDEA溶液用于天然气脱碳性能的研究摘要：天然气作为清洁能源的代表，在全球能源供应中扮演着重要角色。

然而，天然气中的二氧化碳（CO2）等酸性气体的存在，不仅降低了天然气的能源价值，还对环境造成了不可忽视的影响。

因此，脱碳技术的研究和应用变得至关重要。

在脱碳技术中，活化甲基二乙醇胺（MDEA）溶液已经引起了广泛的关注，因其高效、低能耗、环保等特点。

关键词：活性剂；溶液再生；环保考虑前言：活化MDEA溶液的基本原理源自其在二氧化碳吸收方面的卓越性能。

这种胺类溶液的工作原理基于天然气中二氧化碳（CO2）与MDEA（甲基二乙醇胺）之间的化学互动。

当CO2与MDEA接触时，它会在MDEA中发生化学吸收反应。

这个反应将CO2从气相吸收到液相，形成碳酸盐的中间产物。

这个过程的关键是MDEA 的高度吸收性能，它使得CO2能够有效地从天然气中分离出来。

这种化学吸收反应是可逆的，因此可以通过适当的再生方法，如升温和减压，将吸收的CO2从MDEA中释放出来，使其恢复活性，以便重新用于脱碳过程。

活化MDEA溶液的这一基本原理使其成为一种潜在的高效脱碳技术，可应用于天然气处理等领域，以减少二氧化碳的排放，实现清洁能源的生产和应用。

然而，传统的MDEA溶液在CO2吸收过程中存在一些限制，例如吸收速率较慢、吸收容量有限等。

为了克服这些限制，研究人员开始关注活化MDEA溶液的性能提升方法。

1. 添加活性剂为了增强MDEA溶液的吸收性能，通常会向溶液中添加活性剂。

这些活性剂的添加有助于提高MDEA对CO2的吸收速率和吸收容量，从而提高脱碳系统的效率。

以下是有关添加活性剂的详细信息：类型选择：添加的活性剂通常是胺类化合物或碱性物质。

这些物质包括但不限于乙醇胺、甲胺、氧化钠（NaOH）等。

选择合适的活性剂取决于具体的脱碳工艺和天然气的性质。

催化作用：这些添加剂在脱碳过程中充当催化剂，加速CO2从天然气相传递到MDEA溶液中的过程。