TEA＋MEA混合胺液脱除天然气中CO2吸收性能

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1、学兔兔www.xuetutu.com24天然气化工(C化学与化工)2015年第40卷TEA+MEA混合胺液脱除天然气中CO2吸收性能唐建峰，青霞，张新军，徐明海，黄彬，李晶，史泽林，杨帆(中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东青岛266580)摘要：为适应寻找经济、高效的新型天然气脱碳吸收剂的需求，研究了由三乙醇胺(TEA)和一乙醇胺(MEA)组成的混合胺溶液。实验考察了单一胺和不同比例的混合胺的吸收性能，确定了两种胺的最佳混合比例。结果表明，在TEA中添加MEA能够显著提升其CO：吸收效果，优化比例的混合胺具有更好的CO：吸收负荷、吸

2、收速率和吸收稳定性。关键词：三乙醇胺；一乙醇胺；混合胺液；天然气；二氧化碳；吸收性能中图分类号：TQ028．25文献标识码：A文章编号：1001—9219(2015)05．24-05从地层中开采出的天然气中大多含有CO：等酸性气体，其存在会在天然气储运和利用过程中引起管道腐蚀、燃气热值降低、生成水合物等问题。因此，脱碳是天然气预处理中非常重要的环节。目前天然气脱碳的方法很多，如醇胺法、膜分离法等【-3]。其中胺法脱碳因具有处理量大、脱除率高等优点而被广泛应用于工业生产中。目前国内外对醇胺法脱碳已有大量研究，但关于混合胺液配方的确定过程研究较少

3、。而混合胺液吸收能力强、反应速度快、适用范围广、再生能耗l一高压气瓶；2一减压阀；3-进气阀；4一出气阀；5、8一放空阀；6一高压反低、气体损失小、净化程度高、溶液腐蚀性低，可以应釜；7一真空泵；9、12-磁力搅拌；10一气相温度传感器；l1一恒温水弥补单一胺液的不足提高胺液的综合性能，达到改浴；13一进出液阀；14一液相温度传感器；15一数据采集系统善脱碳效果的目的[7-9]。TEA为主体，添加MEA作为图1吸收实验装置流程图活化剂，运用单一吸收实验及循环往复实验，分析备为带有磁耦合搅拌的反应釜，容积300mL，设计压不同配比TEA+MEA

4、混合胺液的CO吸收性能，并力10MPa。磁力搅拌速率范围为150r／min~1200r／min。进行循环性能实验验证，旨在为脱碳?昆合胺液的配反应釜外壳为循环夹套，恒温水浴11可提供一定方优选提供实验依据，开发更为高效、经济，且工程适用的新型脱碳胺液配方。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。恒温水浴的温度控1实验部分制范围为室温以上5℃至1oocc，控制精度±0．1。1．1实验装置及流程采用真空泵6对反应釜及管线进行排空。吸收实验装置流程如图1所示，高压气瓶l中1．2实验步骤原料气经减压阀调压后通人高压反应釜

5、6，与反应(1)打开恒温水浴，将加热温度设定到要求值；釜内预先充入的胺液进行吸收反应。其中的关键设(2)配制胺液样本，使用真空泵抽出反应釜内气体后，将预先配制的胺液充人釜中；(3)胺液充人反应釜后，持续抽真空一段时间，收稿日期：2014．10—30；基金项目：国家工信部浮式液化天然至釜内压力基本为0；气生产储卸(LNG．FPSO)总体设计关键技术(工信部联装(4)向釜内充人原料气，待釜内压力略高于实【20121534号)，中央高校基本科研业务费专项资金资助(14CX05033A)；作者简介：唐建峰(1973一)，男，博士，教授，主验压力时停止

6、充气；要从事天然气预处理、LNG关键技术等研究工作，电话(5)打开数据采集系统，进行数据记录；0532．86983173，电邮tangpaper@l26．com。学兔兔www.xuetutu.com第5期唐建峰等：TEA+MEA混合胺液脱除天然气中COz吸收性能25(6)打开磁力搅拌系统，将搅拌速率控制在设定值；(7)进行吸收实验，观察反应釜内温度、压力变二化数据，待釜内压力趋于稳定后，关闭数据采集系量统及恒温水浴，吸收实验结束。渥1．3实验指标胺液吸收性能的评价指标定义如下：(1)吸收负荷(L／mol·L)工：(1)V、‘，式中：n一胺液吸

7、收的CO的物质的量，mol；一图2不同胺液的CO2吸收负荷随时间的变化曲线胺液量，L。(2)吸收速率(vJmol·L·min)An3mol／LTEA单一胺液最终液相吸收负荷非常接近，—VA—t(2)与lmol／LMEA单一胺液完成吸收过程所需时间相式中：AT一时间，rain；An-A~"时间内CO2的物质差不大。由此可知：MEA单一胺液的CO吸收负荷的量的变化量，mol。较小，TEA胺液中加入MEA活化剂能够显著提高其CO2吸收负荷；TEA+MEA混合胺液与相同浓度2结果与讨论的TEA单一胺液相比能更快地完成CO的吸收；2_1MEA添加剂性能

8、研究实验TEA+MEA混合胺液能够实现TEA和MEA两种单从相关研究已知，TEA胺液的液相吸收负荷较一胺液的优势互补。大，但是吸收速率较慢，而MEA胺液的吸收速率较