CN102049173B - 从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气体净化技术领域，涉及一种从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法。采用一种复合胺水溶液作为吸收剂，吸收剂中总胺的浓度按重量百分比计为20％～50％；复合胺包括：主吸收剂为MDEA，含量占总胺浓度的70％～90％；助吸收剂为HEP、DMA2P、DMAE中的两种，助吸收剂占总胺浓度的10％～30％。本发明可用于催化干气作为乙烯原料时的精制、油田伴生气脱碳以用于轻烃分离等，由于具有显著的节能优点，推广应用前景广阔。

Description

从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法
技术领域：本发明属于气体净化技术领域，涉及一种从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法，可用于催化干气作为乙烯原料时的精制、油田伴生气脱碳以用于轻烃分离等。
背景技术：在化学工业和气体加工工艺中，经常需要从各种气体中脱除二氧化碳。从气体中脱除二氧化碳的主要方法是采用醇胺溶液作为吸收剂，如：当气体中二氧化碳分压大于0.3Mpa时，通常采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)和各种改良MDEA法如巴斯夫(BASF)公司的aMDEA系列和道化学(Dow Chemical)公司开发的Gas/Spec系列等。当气体中二氧化碳分压小于0.1MPa，又要深度脱除二氧化碳时，如将催化干气作为乙烯原料的补充、或油田伴生气轻烃分离等，这时候通常采用一乙醇胺(MEA)和各种改良一乙醇胺法。MEA法具有反应活性好、反应速度快等特点，但在净化过程中易于降解，造成溶剂损耗高，同时，MEA法有较强的腐蚀性，在酸气负荷高时更突出，而且，MEA法再生的能耗比较高。
发明内容：本发明的目的是提出一种降低深度脱除CO2时的能耗和腐蚀性的从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法。
本发明采用一种复合胺溶液从气体中脱除二氧化碳，当气体中二氧化碳分压小于0.1MPa，又要深度脱除二氧化碳时，使用本方法脱碳，具有对二氧化碳吸收容量大、净化度高、能耗低等特点。
本发明是这样来实现的：采用一种复合胺水溶液作为吸收剂，吸收剂中总胺的浓度按重量百分比计(以下同)为20％～50％，但最好为25％～45％；所用的复合胺包括：主吸收剂为MDEA，含量占总胺浓度的70％～90％；助吸收剂为N-2羟乙基哌嗪(HEP)、N，N-2甲基氨基-2-丙醇(DMA2P)、N，N-2甲基氨基乙醇(DMAE)中的两种，助吸收剂占总胺浓度的10％～30％。
一般的，本发明所使用的复合胺水溶液中，也可以包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和类似组分的添加剂。
本发明的方法是使气流中的CO2通过与本发明的复合胺水溶液接触而被除去，同时使已使用过的吸收剂再生，除去全部或部分所吸收的H、CO2，然后再循环到吸收步骤；本发明所采用的吸收温度为40～60℃。本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。
本发明可用于催化干气作为乙烯原料时的精制、油田伴生气脱碳以用于轻烃分离等，由于具有显著的节能优点，推广应用前景广阔。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例：
下面通过实例对本发明进行说明，所有溶剂均添加了适量的腐蚀抑制剂、消泡剂和阻垢剂，但本发明并不限于这些实例。
实施实例一：
在一试验装置上对具体吸收剂的操作性能进行直接测量。试验用的吸收塔内径50mm，内装φ6×6×1瓷拉西环，再生塔内径70mm，内装φ8×8×1瓷拉西环，再生塔底部装有再沸器。
配制好的原料气(含CO22v％，压力为0.7MPa)进入吸收塔底部与塔顶进入的溶液逆流接触，气体中的酸气被吸收，净化后的气体从塔顶出来进入气液分离器回收所夹带的液滴后放空。
吸收了酸气的富液从吸收塔底引出至再生塔顶部，在再生塔中与上升的蒸汽逆流接触而获得再生。再生后的贫液经冷却后送入吸收塔顶进行吸收。从再生塔顶出来的气体进入再生气冷却器将气体中的水蒸汽回收，再生气经分离后放空。
在气体流量一定，不同组成吸收剂的操作性能见表一。
表一：不同混合吸收剂的操作性能
吸收剂组成   净化后气体中CO2v％   溶液循环量L/h   再沸器负荷kw
  MEA 15％   0.05   20.0   3.20
  MDEA 40％   0.8   20.0   2.60
  MDEA14％+HEP 3％+DMA 3％   0.08   18.0   2.40
  MDEA 18％+HEP 3％+DMA2P 4.5％   0.04   18.0   2.40
  MDEA35％+HEP 5％+DMA 5％   0.05   18.0   2.40
  MDEA45％+DMA2P 2％+DMA 3％   0.07   18.0   2.40
表一数据表明使用本发明的吸收剂组合物，其吸收性能与MEA相当，但再生能耗下降。
实施实例二：
本试验测定溶液对碳钢的腐蚀情况。采用A3碳钢挂片，挂片经磨光、净化、干燥、称重后浸没在100℃的胺水溶液中，并将CO2以一定速度鼓泡通入溶液中，连续试验时间为72小时，之后取出挂片，将挂片净化、干燥和称重，测定挂片减重。不同组成的溶液对碳钢的腐蚀情况见表二。
表二、腐蚀速率比较
溶液组成   腐蚀速率mm/a
  MEA 15％ 0.067
  MDEA 40％ 0.026
  MDEA14％+HEP 3％+DMA 3％   0.028
  MDEA 18％+HEP 3％+DMA2P 4.5％   0.026
  MDEA35％+HEP 5％+DMA 5％ 0.026
  MDEA45％+DMA2P 2％+DMA 3％ 0.027
表二数据表明使用本发明的吸收剂组合物，其腐蚀性降低。
从以上实施例试验装置上可以看出，采用本发明吸收剂，可以比MDEA溶液达到更高的净化度，同时，比MEA溶液节能，腐蚀性也比MEA溶液小。

Claims (1)

1.一种从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法，其特征是采用一种复合胺水溶液作为吸收剂，吸收剂中复合胺的浓度按重量百分比计为25%～45%；所用的复合胺包括：主吸收剂为N-甲基二乙醇胺，其浓度按重量百分比计为复合胺的70%～90%；助吸收剂为N-2羟乙基哌嗪、N，N-2甲基氨基-2-丙醇、N，N-2甲基氨基乙醇中的两种，助吸收剂浓度按重量百分比计为复合胺的10%～30%，复合胺水溶液中，还包含腐蚀抑制剂、消泡剂。
2、如权利要求1所述的方法，其特征是使气流中的CO2通过与复合胺水溶液接触而被除去，同时使已使用过的吸收剂再生，除去全部或部分所吸收的CO2，然后再循环到吸收步骤；吸收温度为40～60℃。
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