MDEA法脫碳技術(shù)

    MDEA又稱為N-甲基二乙醇胺，MDEA法脫碳技術(shù)是利用活化MDEA水溶液在高壓常溫將天然氣或合成氣中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降壓和升溫的情況下，二氧化碳(CO2)又從溶液中解吸出來，同時(shí)溶液得到再生。我公司除了在國內(nèi)建設(shè)MDEA法脫碳裝置外，也成功登陸海外市場(chǎng)，在印度尼西亞也建設(shè)了類似裝置。

典型裝置
中國海洋石油公司(CNOOC)天然氣MDEA法脫除二氧化碳裝置
印尼石油公司提供了天然氣MDEA法脫碳裝置

MDEA脫除酸性氣體技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：
1.        天然氣脫除二氧化碳(CO2)，配套管輸天然氣或LNG凈化裝置 
2.        天然氣脫除硫化氫(H2S) ，配套管輸天然氣或LNG凈化裝置 
3.        天然氣選擇性脫除硫化氫(H2S) ，配套管輸天然氣 
4.        變換氣脫除二氧化碳(CO2) ，配套合成氨、甲醇或者深冷分離裝置 
5.        合成氣脫除二氧化碳(CO2) ，配套合成氨、甲醇或者深冷分離裝置 
6.        煤氣脫除二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分離裝置 
7.        食品級(jí)二氧化碳(CO2)生產(chǎn)，達(dá)到國際飲料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
裝置特點(diǎn)
裝置規(guī)模：處理天然氣或變換氣1000~500,000m3/h
脫碳精度：二氧化碳(CO2)含量為10PPM~3%
脫硫精度：硫化氫(H2S)含量為0.1~20mg/m3
工作壓力：適宜的壓力為0.5~15MPa
適用領(lǐng)域：天然氣處理與加工、甲醇原料凈化、合成氨原料凈化等
技術(shù)特點(diǎn)
1.        MDEA脫除酸性氣體的流程可以采用貧液一段吸收和貧液半貧液兩段吸收，貧液一段吸收的流程投資省、電耗低、熱耗高；貧液半貧液二段吸收的投資大、電耗高、熱耗低，根據(jù)脫除不同規(guī)模的二氧化碳，采用不同的流程。 
2.        MDEA溶液對(duì)天然氣的溶解度低于天然氣在純水中的溶解度，因此，MDEA脫除酸性氣體的過程中，天然氣的損失很低。 
3.        MDEA溶液兼有物理吸收和化學(xué)吸收的特點(diǎn)，溶劑對(duì)二氧化碳的負(fù)載量大。 
4.        MDEA穩(wěn)定性較好，在使用過程中很少發(fā)生降解的現(xiàn)象，它對(duì)碳鋼設(shè)備幾乎無腐蝕。 
5.        烴類回收率高，二氧化碳脫除精度高。 
6.        二氧化碳回收率高、純度高，經(jīng)過簡(jiǎn)單后處理，即可達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)原理
MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺，分子式為CH3-N(CH2CH2OH)2，分子量119.2，沸點(diǎn)246~248℃，閃點(diǎn)260℃，凝固點(diǎn)-21℃，汽化潛熱519.16KJ/Kg，能與水和醇混溶，微溶于醚。在一定條件下，對(duì)二氧化碳等酸性氣體有很強(qiáng)的吸收能力，而且反應(yīng)熱小，解吸溫度低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒不降解。 
純MDEA溶液與CO2不發(fā)生反應(yīng)，但其水溶液與CO2可按下式反應(yīng)： 
CO2 + H2O == H+ + HCO3-                                        (1) 
H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+                                    (2) 
式(1)受液膜控制，反應(yīng)速率極慢，式(2)則為瞬間可逆反應(yīng)，因此式(1)為MDEA吸收CO2的控制步驟，為加快吸收速率，在MDEA溶液中加入1~5%的活化劑DEA(R2/NH)后，反應(yīng)按下式進(jìn)行： 
R2/NH + CO2 == R2/NCOOH                                    (3) 
R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==    R2/NH +  R2CH3NH+HCO3-    (4) 
(3)+(4): 
R2NCH3    + CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3-                    (5) 
由式(3)~(5)可知，活化劑吸收了CO2，向液相傳遞CO2，大大加快了反應(yīng)速度，而MDEA又被再生。MDEA分子含有一個(gè)叔胺基團(tuán)，吸收CO2后生成碳酸氫鹽，加熱再生時(shí)遠(yuǎn)比伯仲胺生成的氨基甲酸鹽所需的熱量低得多。 
MDEA配方溶液
我公司開發(fā)的SD-3A、SD-3B、SD-AS三種規(guī)格的配方溶液，由MDEA溶液、活化劑和緩蝕劑組成。

SD-3A適合于天然氣脫除二氧化碳(CO2)中使用，有效解決在吸收塔中部天然氣中的高級(jí)烴類會(huì)累積的效應(yīng)。貧液的對(duì)酸性氣體的負(fù)載能力大，富液降壓閃蒸的速度快，不需要大量的汽提蒸汽。 
該SM-3A型配方在東方1-1終端天然氣脫碳裝置上的使用，在半貧液中設(shè)置的探針檢測(cè)腐蝕速率來看，腐蝕速率低于0.006mm/a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的腐蝕速率，說明該溶劑對(duì)碳鋼沒有腐蝕。 
SD-3B適合于變換氣或者合成氣脫除二氧化碳(CO2)中使用，吸收速率快，脫除精度高，可以將二氧化碳(CO2)脫除到10ppm以下。  
SD-AS是選擇性脫硫的MDEA溶液，它配加有空間位阻胺，在控制硫化氫脫除精度的同時(shí)，可以大大減少二氧化碳的吸收率，降低再生能耗。