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《乙醇胺为主体的CO_2吸收剂的复配研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第37卷第3期北京化工大学学报(自然科学版)Vol.37,No.32010年JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)2010乙醇胺为主体的CO2吸收剂的复配研究3顾光临邹海魁马乐初广文付纪文陈建峰(北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京100029)摘要:以改善乙醇胺(MEA)水溶液吸收负荷、吸收速率、再生程度和防腐蚀等性能为目标,对以MEA为主体的复配吸收剂的性能进行了研究。结果表明,在MEA水溶液中加入哌嗪(PZ)或者22氨基222甲基212丙醇(AMP)能提高MEA水溶液吸收CO2的负荷、平均
2、吸收速率和再生性能。在溶液中加入少量氧化膜型缓蚀剂能有效抑制吸收22剂溶液对碳钢的腐蚀,吸收剂溶液对碳钢的腐蚀速率从无缓蚀剂条件下的1196g/(m·h)可降低到012g/(m·h)左右,极大地改善了吸收剂溶液的防腐蚀性能,对碳钢材料起到了较好的保护作用,缓蚀效果为偏钒酸钠>铬酸钾>重铬酸钾>亚硝酸钠>硝酸钠>磷酸钠>亚硫酸钠。关键词:二氧化碳;乙醇胺;吸收;再生;缓蚀剂;复配中图分类号:X70117吸收剂,MEA水溶液具有碱性较强、与CO2反应速引言[8-9]度快、成本低等优点,但再生较困难、腐蚀性较近些年,随着工业的迅速发展,石油、煤、天然气强,必然造成能耗增大和设备耗费。已有的研
3、[10-12]等燃料大量使用,造成CO2排放量越来越大,导致究多数建立了MEA和其他烷醇胺类混合水溶[1]全球变暖进一步加剧。同时作为潜在的资源,在液的动力学模型,但没有对溶液的吸收和再生能力[13]食品、农业、轻工、机械加工、化工等行业,CO2有着进行比较。冯绪文等比较了几种烷醇胺水溶液[2]对碳钢的腐蚀性大小广泛的应用前景。所以,为了保护环境,同时使,但没有对缓蚀剂进行研究。CO2变废为宝,更好的利用CO2资源,研究一种有本文以MEA为主体吸收剂,综合考察了其吸效的CO2吸收方法就显得尤为重要。收、再生和防腐蚀等方面的性能,通过添加哌嗪通常,吸收CO2的方法包括物理法、化学法、物(
4、PZ)、22氨基222甲基212丙醇(AMP)等以改善吸收理-化学法以及膜吸收法[3]等。化学吸收法[4]具剂的吸收和再生性能,通过添加缓蚀剂以改善MEA有吸收效果好,技术成熟等特点,是吸收低浓度气源溶液的防腐性能,所得结果可为CO2化学吸收剂的复配提供依据。中CO2的主要方法。对于常用的化学吸收剂,氨[5]水的吸收效率高,但是吸收过程中氨的挥发问题1实验部分[6]目前尚无合适的解决方法;热钾碱工艺的热量消111实验原料耗较低、设备小型化,但是碳酸钾溶液的腐蚀性很乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、偏钒酸钠、磷酸钠,强,这是热钾碱工艺的最大缺点;而有机烷醇胺[7]分析纯,国药集团化学试剂公
5、司;22氨基222甲基212类作为CO2吸收剂具有吸收量大、吸收效果好、丙醇(AMP),分析纯,AlfaAesar试剂公司;亚硝酸成本低、吸收剂溶液可再生使用等特点而得到广泛钠,分析纯,天津福晨化学试剂厂;铬酸钾、重铬酸应用。通常,工业上采用乙醇胺(MEA)水溶液作为钾、硝酸钠、亚硫酸钠,分析纯,北京化工厂。112实验仪器收稿日期:2009-11-20基金项目:“十一五”国家科技支撑计划重点项目FA1104型上皿电子天平,上海天平仪器厂;(2008BAE65B01/2008BAE65B02)DK2982ⅡA型电热恒温水浴锅,98212C型数字控温第一作者:男,1984年生,硕士生电热套
6、,天津市泰斯特仪器有限公司;JJ21型电动搅3通讯联系人拌器,常州国华电器有限公司;S24700型扫描电镜,E2mail:zouhk@mail.buct.edu.cn日本日立公司。第3期顾光临等:乙醇胺为主体的CO2吸收剂的复配研究·21·113吸收和再生实验根据大试片前后的质量对比,计算腐蚀速率和吸收实验在25℃、大气压力下进行,在500mL缓蚀剂的缓蚀率,如公式(3)、(4)所示。的烧瓶中加入配制好的250mL吸收剂溶液,使用尖m0-mV=(3)嘴玻璃管鼓泡通入CO2气体,气流量保持在200stmL/min,同时,以1500r/min的速率进行搅拌,使反V0-Vη=(4)应均一。V
7、02再生实验采用450W的电热套作为热源进行直式中,V为试片的腐蚀速率,g/(m·h);m0、m分别2接加热再生,再生过程在沸腾下进行,装置上安装回为实验前后试片的质量,g;s为试片的表面积,m;t流冷凝管将蒸发的水分冷凝后返回容器中。为实验时间,h;η为缓蚀剂的缓蚀率,%;V0、V分别2实验中,吸收剂溶液的质量分数控制在20%,为试片在无、有缓蚀剂条件下的腐蚀速率,g/(m·添加剂(PZ或AMP)的质量分数分别为2%、4%和h)。8%,两者构
