二氧化碳脱除原理及工艺

5万吨/年食品级液体二氧化碳项目初步技术方案湘潭弘润气体有限公司2014年05月目录1.技术方案 (1)1.1气源条件 (1)1.2产品方案 (1)1.3生产规模 (2)1.4工艺技术方案选择 (2)1.5工艺流程与配套设施 (3)1.6公用工程 (6)2.技术经济分析 (7)2.1投资概算 (7)2.2成本估算 (7)3.建设周期 (8)4.设计单位和我公司二氧化碳项目业绩 (8)5.天柱宏泰钡业相关投资 (10)1.技术方案1.1气源条件本项目所用气源来自于煤制合成气干法脱碳尾气，原料气CO2纯度约98%，本方案按总硫（H2S和COS）含量100ppm考虑，后期正式设计时根据实际情况再做调整。

1.2产品方案本方案的目标产品定位为食品级液体二氧化碳，产品质量按国际饮料技术学会（ISBT）标准和中国新国家标准GB10621-2006《食品添加剂液体二氧化碳》执行，具体内容见下表。

（1）国家新标准GB10621-2006序号项目指标1 二氧化碳含量，10-2（V/V）≥99.92 水份，10-6（V/V）≤203 酸度按5.4检验合格4 一氧化氮，10-6（V/V）≤ 2.55 二氧化氮，10-6（V/V）≤ 2.56 二氧化硫，10-6（V/V）≤ 1.07 总硫（除二氧化硫外，以硫计）,10 -6（V/V）≤0.18 碳氢化合物总量(以甲烷计),10-6（V/V）≤50(其中非甲烷烃不超过20)9 苯, 10 -6（V/V）≤0.0210 甲醇，10-6（V/V）≤1011 乙醇，10-6（V/V）≤1012 乙醛, 10-6（V/V）≤0.213 其它含氧有机物，10-6（V/V）≤ 1.014 氯乙烯，10-6（V/V）≤0.315 油脂，10-6（m/m）≤ 516 水溶液气味、味道及外观按5.10检验合格17 蒸发残渣，10-6（m/m）≤1018 氧气, 10 -6（V/V）≤3019 一氧化碳, 10 -6（V/V）≤1020 氨, 10 -6（V/V）≤ 2.521 磷化氢, 10 -6（V/V）≤0.322 氰化氢, 10 -6（V/V）≤0.5注:其它含氧有机物包括二甲醚、环氧乙烷、丙酮、正、异丙醇、正、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯。

变压吸附提纯二氧化碳技术应用【摘要】目前许多化肥厂因为原料的改变，使得二氧化碳的回收率不能满足氨碳的平衡。

如何实现变压吸附技术的应用是时下人们关心的焦点。

本文即围绕这一问题展开，重点阐述了怎样应用变压吸附法提纯技术来提高二氧化碳的回收率，变压吸附法提纯二氧化碳技术的应用，以及应用此项技术产生的经济效益和社会效益等相关问题。

【关键词】变压吸附技术及应用提纯二氧化碳对于在工业而言，二氧化碳脱除、提纯是一门学问，当前工业上经常用到的二氧化碳分离法包括溶剂吸收法、变压吸附法以及膜分离法等，不同的方法应用选择上、经济性以及实用性方面都存在着较大的差异性。

实践中可以看到，目前工业生产过程中最常用到的脱碳法主要是变压吸附法以及溶剂吸收法，尤其是变压吸附（PSA）法因生产工艺比较简单，而且操作相对比较简便、无腐蚀、无污染，加之其耗能低，目前已经实现了生产工业化。

1 二氧化碳分离方法概述1.1 溶剂吸收法对于溶剂吸收法而言，作为一种传统的脱碳方式，实践中主要包括物理、化学两种吸收方法，该种吸收法业已在国内合成氨脱碳生产过程中得到了广泛的应用。

对于物理吸收法而言，其主要是利用交替二氧化碳、有机溶剂间的压力、温度，来吸收二氧化碳，从而实现二氧化碳分离、处理之目的。

对于化学吸收法而言，其主要是利用相关的化学溶剂，在吸收塔中通过化学反应，促使二氧化碳进入到溶剂之中，形成的富液引入到脱吸塔中，经加热分解、吸收、脱吸，最终提纯二氧化碳。

化学吸收法，具有得到的产品纯度高、一次性处理二氧化碳量大等特点。

但这种吸收峰也存在着不足之处，针对其存在的不足，人们相继发明了膜分离方法与变压吸附法。

1.2 膜分离法所谓膜分离法，即混合气体中的二氧化碳和其他气体经过膜材料时，利用其穿过的速度不同，将二氧化碳、其他组分有效地分离开来。

在当前工业生产过程中，应用最多的分离膜主要有聚酰胺膜、聚砜膜、醋酸纤维素膜以及聚醚砜膜等。

从实践来看，膜分离法具有投资少、耗能低以及实际操作简单方便等优点。

工业变换反应器的设计
原则 （1）首先保证操作温度应控制在催化剂的活 性温度范围内
（2）除反应初期外，反应过程尽可能接近最 适宜温度曲线
工程上，如何实现将热量移出？
在工程实际中，降温措施不可能完全符 合最佳温度曲线，变换过程是采用分段 冷却来降温，即反应一段时间后进行冷 却，然后再反应，如此分段越多，操作 温度越接近最佳温度曲线。
蒸汽油比
水蒸气的加入可抑制烃类热裂解，加快 消碳速率，同时水蒸气与烃类的转化反 应可提高CO和H2含量，所以蒸汽/油高 一些好，但水蒸气参与反应会降低温度， 为了保持高温，需要提高氧/油的比值， 因此蒸汽/油也不能过高，一般控制在 0.3～0.6kg（蒸汽）/kg（油）。
蒸汽油比对渣油气化的影响
脱硫方法：干法和湿法两大类
湿法脱硫：湿法脱硫剂为液体，一般用于含 硫高、处理量大的气体的脱硫。按其脱硫机 理的不同又分为化学吸收法、物理吸收法、 物理-化学吸收法和湿式氧化法。
化学吸收法
是常用的湿式脱硫工艺。
一乙醇胺法（MEA）
二乙醇胺法（DEA）
二甘醇胺法（DGA） 二异丙醇胺法（DIPA） 改良甲基二乙醇胺法（MDEA）
二氧化碳来源：在将气、液、固原料经转化 或气化制造合成气过程中会生成一定量的 CO2，尤其当有一氧化碳变换过程时，生成 更多的CO2，其含量可高达28%～30%。
脱硫方法：干法和湿法两大类
干法脱硫：又分为吸附法和催化转化法
吸附法是采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫， 吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等。 催化转化法是使用加氢脱硫催化剂，将烃类原料中所 含的有机硫化合物氢解，转化成易于脱除的硫化氢， 再用其他方法除之。
(2) 物理吸收法

一般用量：1%~5%（质量）
常见临界流体萃取辅助剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸
青霉素G钾盐 乙醇 豆油
菜子油 棕榈油 EPA ,DHA
超临界流体
CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2
辅助剂 水
丙酮 正己烷
水 氯化锂 己烷,乙醇
丙烷 乙醇 尿素
超临界流体旳选择性
超临界流体萃取技术
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质旳第四态：超临界状态
临界温度：每种物质都有一种特定 温度，在这个温度以上，不论怎样 增大压强，虽然密度与液态接近， 气态物质也不会液化。这个温度称 为物质旳临界温度。
④ 化合物旳相对分子量越高，越难萃取。
分子量在200～400范围内旳组分轻易萃 取，有些低相对分子质量、易挥发成份甚 至能够直接用二氧化碳液体提取；高分子 量物质（如树胶、蜡等）则极难萃取。
超临界CO2是非极性溶剂，在许 多方面类似于己烷，对非极性旳脂 溶性成份有很好旳溶解能力，对有 一定极性旳物质（如黄酮、生物碱 等）旳溶解性就较差。其对成份旳 溶解能力差别很大，主要与成份旳 极性有关，其次与沸点、分子量也 有关。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到 两个数量级，具有很强旳渗透能力
4 SCF旳介电常数，极化率和分子行为 都与气液两相都有明显差别
总之，超临界流体不但具有液体 旳溶解能力，也具有气体旳扩散和 传质能力
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
超临界流体萃取是利用超临 界流体作萃取剂，从液体或固体 中萃取出某些成份并进行分离旳 技术。

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• 如果液相中二氧化碳的浓度用kmol/m3表 示，则亨利定律可用下式表示 • CCO =HCO PCO (4-5) 2 2 2 • 式中 CCO ——液相中二氧化碳的浓 度， kmol/m3 ； • HCO ——二氧化碳的溶解度系数，kmol/ （m3· MPa）； • PCO2 ——二氧化碳在气相中的平衡分压， MPa；
• 3．溶剂贫度 • 溶剂贫度（α）是指再生溶剂（贫液）中二氧化碳的含量， 他主要对气体的净化度影响。若贫液中二氧化碳含量升高， 净化气中二氧化碳的含量也将升高；反之则降低。一般溶 剂贫度应控制在0.1～0.2 m3CO2/m3溶剂。 • 溶剂贫度的大小主要取决于气提过程的操作。当操作温度 确定后，在气液相有充分接触面积的情况下，溶剂贫度与 气提空气量有直接关系。若气提空气量（或气提气液比） 俞大，则溶剂贫度会越小；反之，汽提空气量（或汽提气 液比）减小，则溶剂贫度将上升，但是，加大空气量（或 气液比），要增加汽提鼓风机电耗，而且随汽提气带走的 溶剂蒸汽量也要增加。综合技术可行、经济合理。一般取 气提气液比在6～12。可使溶剂贫度（ ）达到所需程度。 当溶剂操作温度较高时，如夏季温度，其气液比可取上述 范围的低限；当溶剂温度较低时，如冬季温度，其气液比 可取上述范围的高限。在生产过程中，根据贫液中二氧化 碳含量来调节汽提气液比。
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• 合成氨变换气中，除含有二氧化碳外，还 含有氢、氮、一氧化碳、甲烷、氩、氧、 硫化氢气体。这些气体在碳酸丙烯酯中也 有一定溶解度，只是大小不同。表4－1列 出了这些工艺气体在该溶剂中的溶解度及 其与二氧化碳溶解度比较。 • 从表4－1可以看出，在实际生产中，碳酸 丙烯酯脱除变换气中二氧化碳的同时，又 吸收了硫化氢，在一定程度上起到了脱硫 作用，而对氮、氢气体的吸收很小。

(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0.01 mmHg )，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H3N+CO2+H2O=R2CH3NH++HCO3-
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。
MDEA法脱碳工艺流程:
(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< 1.8 MPa，流程中不必用高压闪蒸，就可得到纯度大于98.5%的CO2。
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： CO2+H2O=H++HCO3(1)
R2CH3N+H+=R2CH3NH+
(2)

电化学还原co2的原理
电化学还原CO2是指用电子（即电流）将CO2还原为碳氢化合物（如甲醇或乙醇）的技术。

它利用电力将二氧化碳中的双氧原子分离，并将其转化为有机碳和氢。

在该过程中，CO2被电荷强迫穿越一个固定
的外壳，并通过直流电流被还原成了氢和碳，从而产生污染物排放场所。

电化学还原CO2原理的核心概念是电子，有三个步骤：电子转移、还原反应和脱除。

在首先的步骤中，将CO2连接到电极上，使CO2上
的双氧原子接受电子。

然后，在还原反应中，电子会与CO2结合，
形成一种初级的还原物，例如甲醇或乙醇。

最后，在脱除步骤中，初
级还原物再次参与反应，以形成二氧化碳和氢气。

电化学还原CO2的优势是它能有效地将二氧化碳转化为脱除气体，同时还不会产生污染物，减少气体排放量，从而改善空气质量。

此外，它比其他技术更耐用且高效，因此可用于大规模生产。

综上所述，电化学还原CO2是一种在电解质溶液中将二氧化碳还
原为有机物质的有效技术，它能有效减少污染物排放，为大规模生产
创造出更好的条件，使其成为可持续发展的有力工具。

烟气中二氧化碳处理及分离张成12721617（上海大学材料科学与工程学院，上海200072）摘要：本文阐述了二氧化碳各种分离回收方法的原理及工艺特点，分析了各生产工艺的优缺点及适应性，为分离回收利用二氧化碳提供了技术依据，并指出了二氧化碳的应用范围及前景。

利用生物法分离固定大气中的二氧化碳，通过物理法、化学法分离处理燃放气是新世纪解决“温室效应”的主要途径。

关键词：二氧化碳；分离；处理Treatmentand Separationof Carbon Dioxidefrom Flue GasZhangCheng 1272167（School of Materials Science and Engineering，Shanghai University，Shanghai 200072，china）Abstract: Principles and process characteristics of a variety of processes for CO2recovery, advantage and disadvantages of these processes and their adaptabilities were analyzed, the technical basis for reclaim carbon dioxide was offered, and application ranges and prospects of carbon dioxide were also pointed out in this paper.Furthermore ,the effective ways to solve“green-house effect”in the 21centery can be mainly biological methods in separating and fixing carbon dioxide in the air and physical or chemical methods in separating and processing the combusted gases.Key words: carbon dioxide; separation; treatment1.引言20世纪以来，随着工业革命的开始，人类生产和生活活动的扩大，大量的CO2气体排放到了大气环境中，对人类赖以生存的生态环境、水资源、粮食安全、能源等构成严重威胁。

催化氧化法脱除co催化剂解释说明1. 引言1.1 概述催化氧化法是一种常用的技术手段，用于降低工业过程中产生的CO（一种有害气体）的含量。

CO是一种无色、无味且具有高毒性的气体，排放到大气中会对人类健康和环境造成严重危害。

因此，研发高效、低成本的催化剂来脱除CO已经成为环保领域一个重要而紧迫的任务。

1.2 文章结构本文将详细介绍催化氧化法脱除CO催化剂的原理、适用于不同情况下的选择方法，以及相应工艺流程和具体实验步骤。

通过实验结果分析和讨论，探究催化氧化法在脱除CO方面的有效性，并进一步展望其在环保领域的应用前景。

1.3 目的本文旨在深入理解催化氧化法脱除CO催化剂的原理及相关技术，探究该方法在降低工业污染中CO排放量方面的可行性和优越性。

通过实验步骤和结果分析，提供研究者们更好地了解催化氧化法技术，并为相关领域的环保工作提供有效的参考和指导。

最后，本文还将对该技术的应用前景进行评估，并提出可能遇到的挑战与解决办法思考，以推动该领域的进一步研究和发展。

2. 催化氧化法脱除CO催化剂2.1 催化氧化法原理催化氧化法是一种常用的工业上用于去除CO（一氧化碳）的方法。

该方法基于催化剂的作用，将CO与氧气反应生成二氧化碳（CO2），从而达到脱除CO污染物的目的。

该反应通常在高温下进行，以增加反应速率和转化率。

2.2 CO催化剂的种类和选择CO催化剂是催化氧化法中至关重要的组成部分。

常见的CO催化剂包括贵金属（如铑、钯、铂等）和过渡金属（如铜、镍等）。

不同的催化剂具有不同的活性和选择性，所以选择适合特定应用场景的催化剂是非常重要的。

此外，还需要考虑成本、稳定性等方面。

2.3 催化氧化法脱除CO的工艺流程催化氧化法脱除CO通常包括以下几个主要步骤：(1) 进料处理：将含有CO污染物的进料进行预处理，去除可能干扰反应或损害催化剂活性和稳定性的杂质。

(2) 反应器设计：根据反应条件和设备要求，选择合适的反应器类型和规模，保证反应物在催化剂上均匀接触，并提供充分的接触时间。

（4）聚乙二醇二甲醚法
使用的吸收溶剂是经筛选后的聚乙二醇二甲 醚n=的2~同9。系该物同，系分物子能式选为择CH性3O地(C脱2H除4O气)n体CH中3,式的中 CO2和H2S，无毒且能耗较低。
2、化学吸收法
（1）氨水法
是最原始的一种方法，在我国小氮肥厂，用 浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵，因工艺简 单，脱碳成本低，还有不少小化肥厂使用此法。
活性成分为MoS2,其次
Co9S8
（3）干法脱硫的优缺点
优点：具有极强的脱除有机硫和无机硫能力， 气体净化度高。
缺点：脱硫剂再生困难或不能再生，不适用于 脱除大量无机硫，所以只能用于气态烃、石脑 油及合成气的精细脱硫。
4、湿法脱硫
湿法脱硫是在吸收塔中用液体吸收剂（脱硫剂）吸 收煤气中的硫化氢，而后再将吸收剂再生，再生后的吸 收剂再送回吸收塔中循环使用。
第五章 脱硫与脱碳
各种方法制得的原料气在送去合成氨之前都需经过 净化，以出去其中的有害杂质，如硫化物、CO和CO2等。 净化过程主要包括脱硫、CO变换和脱除CO2和少量CO。 一、脱硫 二、二氧化碳脱除 三、少量一氧化碳脱除
一、脱硫
按分子结构
硫
无机硫 有机硫
存在形式
硫铁矿硫
硫化氢
无机硫90％
硫酸盐硫 脂肪硫 芳香硫
③特点
★溶剂在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力 极强，溶液循环量小，功耗少。 ★溶剂不氧化、不降解，有很好的化学和热稳定性。 ★净化气质量好，净化度高，CO2<20ppm，H2S<0.1ppm。 ★溶剂不起泡。 ★具有选择性吸收H2S、COS和CO2的特性，可分开脱除 和再生。 ★溶剂廉价易得，但甲醇有毒，对操作和维修要求严格。 ★该工艺技术成熟，目前全世界约有87套大中型工业化 装置。

MDEA又称为N-甲基二乙醇胺，MDEA法脱碳技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气或合成气中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。

我公司除了在国内建设MDEA法脱碳装置外，也成功登陆海外市场，在印度尼西亚也建设了类似装置。

典型装置中国海洋石油公司(CNOOC)天然气MDEA法脱除二氧化碳装置印尼石油公司提供了天然气MDEA法脱碳装置MDEA脱除酸性气体技术主要应用于以下几个领域：1.天然气脱除二氧化碳(CO2)，配套管输天然气或LNG净化装置2.天然气脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气或LNG净化装置3.天然气选择性脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气4.变换气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置5.合成气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置6.煤气脱除二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置7.食品级二氧化碳(CO2)生产，达到国际饮料行业标准装置特点装置规模：处理天然气或变换气1000~500,000m3/h脱碳精度：二氧化碳(CO2)含量为10PPM~3%脱硫精度：硫化氢(H2S)含量为0.1~20mg/m3工作压力：适宜的压力为0.5~15MPa适用领域：天然气处理与加工、甲醇原料净化、合成氨原料净化等技术特点1.MDEA脱除酸性气体的流程可以采用贫液一段吸收和贫液半贫液两段吸收，贫液一段吸收的流程投资省、电耗低、热耗高；贫液半贫液二段吸收的投资大、电耗高、热耗低，根据脱除不同规模的二氧化碳，采用不同的流程。

2.MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA脱除酸性气体的过程中，天然气的损失很低。

3.MDEA溶液兼有物理吸收和化学吸收的特点，溶剂对二氧化碳的负载量大。

4.MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解的现象，它对碳钢设备几乎无腐蚀。

高效低能耗MDEA 脱除二氧化碳新工艺张学模1陆峰21.原南化集团研究院， 南京 2100002. 江苏省常州市宇平化工有限公司 常州213169摘要：该文叙述了多胺法（改良MDEA ）脱除CO 2的基本原理——MDEA 与CO 2的反应机理和MDEA 对CO 2具有物理吸收及化学吸收的双重性，以及本工艺的双活化剂的独特性。

本文介绍了在合成氨及甲醇生产中采用本工艺脱CO 2具有净化度高，能同时脱除硫化物，吸收能力高，热能耗低，溶液损失少，可利用闪蒸提高再生气CO 2纯度等特点，以及在各种工况下的工艺流程和消耗指标。

本文还叙述了本工艺近几年来的技术新进展,新装置的投运情况和利用本工艺的CO 2再生气生产食品级CO 2。

最后文中叙述部分工厂生产误区造成的设备腐蚀、溶剂起泡，热能耗高，净化度差等问题以及解决办法。

关键词：多胺法；脱CO 2工艺；净化；吸收；再生1 概况活化MDEA 是20世纪70年代初西德巴斯夫(BASF)公司开发的一种以甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为基础的脱CO 2新工艺，近30年来，这种溶剂系统已被成功地应用于许多工业装置。

由于MDEA 对CO 2有特殊的溶解性，因而具有许多优点，工艺过程能耗低。

通过加入特种活化剂进一步改进该溶剂，开发了高效活性MDEA 脱除CO 2新工艺。

这种工艺在投资和公用工程、物料消耗、费用等方面与其它脱CO 2方法相比是经济的，具有很强的竞争性。

该方法是当今低能耗的脱除CO 2的方法之一。

1971年西德的一个30万吨氨厂首次成功应用。

由于它的低能耗高效率，目前世界上已有近百个大型氨厂采用，我国也在新疆、宁夏、沪天化、海南等30、45万吨氨厂引进了该工艺。

作者于81年负责开发MDEA 溶液脱硫工艺，83年通过部级鉴定,已广泛成功应用于天然气脱硫及炼厂气脱硫的工业装置。

85年开始作者负责多胺法脱除CO 2的研究，92年底通过部级鉴定，从91年第一套工业装置投入运行以来，至今已有几百套装置投入应用。

△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。
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,
（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。
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：
CO2+H2O=H++HCO3-
(1)
R2CH3N+H+=R2CH3NH+
(2)
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

前言二氧化碳这种气体对于人类而言并不陌生，空气中含有二氧化碳，人和动物呼吸呼出的气体主要是二氧化碳，植物光合作用吸收二氧化碳，大自然中的二氧化碳本来是一种符合生态平衡的循环。

然而在近几十年中，日益严重的环境问题, 尤其是全球气温变暖，使得人们不断地将视线投向二氧化碳问题。

一、二氧化碳问题与对策分析1.二氧化碳碳循环是碳通过大气圈，生物圈，土壤圈，岩石圈和水圈的变化和传递的总过程，它是任何生物赖以生存的基础。

碳在生物圈的存在形式主要为有机碳，而碳在大气圈中的主要存在形式为二氧化碳和甲烷气体。

现在大气中的二氧化碳的浓度为0.000370%。

而近年来，人类每年排入大气的二氧化碳为280*10A8t，是植被和土壤呼吸及海表交换排入大气的CO2平均自然流通量（总量约为5500*10八8上）的5%大气中CO2总量的变化由排放和吸收量之间的净平均差额决定，而不是各流量本身。

有数据表明：在过去的42万年中，二氧化碳的含量在过去的250年增长了31%其中最近几十年更是如图1所示,成指数形式在增长。

图1而对于CO2含量的攀升，化石燃料的使用占据了总排量的70%~90%在实际生产生活中，石油化工，煤化正、天然气化工、电厂、钢铁厂、汽车所使用的燃料几乎都是化石燃料，而在燃烧过程中，化石燃料中的碳将转变为二氧化碳并进入大气，使大气中二氧化碳浓度增大。

据估，它们排出的二氧化碳将从2002年的236亿吨增加到2030年的380亿吨，28年间将净增150亿吨，这也是目前环境问题的焦点所在。

2.二氧化碳问题---温室效应由于全球对化石燃料的依赖，工业和人们生活中产生的废气排放量日增加,主要温室气体二氧化碳在工业化开始后的150年内，浓度已经由280ppm上升到379ppm使得过去一个世纪内地表平均温度上升了约0.6 C。

温室气体减排问题的研究已经成为能源政策与环境管理中的热点之一。

化石燃料在燃烧会产生CO2和H2O其中CO2可溶解在雨水、江河、湖泊和海洋里,也可以被植物吸收进行光合作用等。

低温甲醇洗涤法（简称甲醇洗）脱除二氧化碳一、概述粗煤气经一氧化碳变换后，变换气中除氢外，还有二氧化碳、一氧化碳和甲烷等组分，其中以二氧化碳含量最多。

二氧化碳既是后续变换气应用的化工过程中各种催化剂的毒物，又是重要的化工原料，如用作生产尿素、碳酸氢铵等氮肥的原料，以及食品饮料工业的原料等。

因此二氧化碳的脱除必须兼顾这两方面的要求。

脱除二氧化碳的方法很多，传统上一般采用湿法，即溶液吸收法较多，但近年来干法脱碳得到了很大发展。

按照对二氧化碳的吸收原料可以分为物理吸收法和化学吸收法两大类。

物理吸收法是利用二氧化碳能溶解于水或有机溶剂的特性来实现的。

吸收后的溶液可以有效地用减压闪蒸使大部分二氧化碳解吸。

物理吸收中，吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加。

因此，溶液的循环量基本上与气体中酸性组分的含量无关，而与原料气量及操作条件有关。

操作压力提高，温度降低，则溶液循环量减少；不同溶剂的吸收容量与气体中二氧化碳分压间的关系，即气液平衡曲线如图5-20所示。

123456780468510平衡分压p /M P a 吸收容量C/(kmol/m 3)图5-20 不同溶剂中CO 2的平衡曲线1-H 2O(30℃); 2-N-甲基吡咯烷酮（110℃）；3-甲醇（-15℃）；4-甲醇（-30℃）；5-热碳酸钾溶液（110℃）；6-环丁砜（50℃）；7-2.5mol/LDEA(50℃）；8-3mol/L Amisol DETA低温甲醇洗工艺是20世纪50年代由德国鲁奇(Lurgi)公司林德公司(Linde)公司联合开发的一种原料气净化方法。

1960年以后随着渣油和煤为原料的大型合成氨装置的出现和发展，低温甲醇洗涤技术在制氨工业中得到广泛应用。

1．低温甲醇洗涤法的主要特点。

图5-28 各种气体在甲醇中的溶解度溶解度系数/(m o l /m 3·105P a )（1）低温甲醇洗涤法可以脱除气体中的多种组分。

在－30~－70℃的低温下，甲醇可以同时脱除气体中的H2S、COS、RSH、C4H4S、CO2、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分，并可同时使气体脱水、所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。

沼气脱碳脱水方法全面盘点一、沼气中CO2的去除CO2降低了沼气的能量密度，通过去除CO2可以提高单位体积气体的能量值，此外，去除CO2也可以提高沼气品质。

如果所用的沼气需要达到天然气标准或者被用作汽车燃料，那么就必须对其中的CO2进行去除；如果只作为一般的没有特殊要求的用途，则没有必要脱除CO2。

1、物理吸收法采用物理溶剂吸收CO2，没有形成新的化合物。

其中一种方法采用甲醇作为吸收剂，其工艺特点是不会加湿原料并且再生能耗低。

在再生阶段，CO2从物理溶剂中闪蒸出来，贫溶剂用泵打回吸收塔。

物理溶剂吸收法特别适合重烃含量少的贫气，这是因为甲烷在甲醇中的溶解度只是CO2在甲醇中溶解度的40%，而丙烷在甲醇中的溶解度与CO2的相近，因此需要一个循环系统以提高气体的回收率。

物理溶剂吸收法还可采用无水碳酸丙烯脂等溶剂，但从目前的大中型沼气工程的投资和效益来考虑，还是不适用的。

(1)水洗法水洗法是利用CO2和H2S在水中溶解度与甲烷的差异，通过物理吸收过程，实现CO2和H2S 与甲烷的分离。

通常沼气经压缩后从吸收柱底部进入，水从顶部进人进行反相流动吸收。

为提高CO2在水中的溶解度，水洗工艺一般采用较高压力，吸收了CO2和H2S的水可以再生循环使用，可以在吸收柱中通过减压或者用空气吹脱再生，增加了运行成本。

吸收过程需要大量纯化工业用水，产生的废水需进行回收处理，净化后气体也需干燥处理，设备比较复杂。

此外，当水中的H2S浓度比较高的时候，一般不推荐使用空气吹脱，因为水很快又会被硫污染。

如果有废水可以利用，不推荐对水进行再生。

(2)聚乙二醇洗涤法聚乙二醇洗涤和水洗一样也是一个物理吸收过程。

现多采用一种商品名为Selexol的溶剂，主要成分为二甲基聚乙烯乙二醇。

和在水中一样，CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比甲烷大，不同之处是CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比水中大，这样所需Selexol的量也会减少，更加经济和节能。