MDEA脱硫原理及工艺流程

MDEA 法脱除CO
2工艺是德国BASF公司20世纪80年代开发的一种低能耗脱CO
2 工艺。

此工艺在世界上几十个大型氨厂使用。

生产实践表明：该法不仅能耗低，而且吸收效果好，能使净化气中CO
2 降至1%以下，溶液稳定性好，不降解，挥发性小，腐蚀性好，对碳钢设备腐蚀性小，对烃类溶解度低等优点。

1、工艺原理
MDEA的化学名是N-甲基二乙醇胺，它是一种叔胺。

与CO
2 反应如下：CO
2+ H
20 —H++ HCO
3-（7）
H+ + R
2CH
3N —R
2CH
3NH+（8）
R
2CH
3N + CO
2+ H
2O—R
2CH
3NH+ + HCO
3-(9)
反应(7)是水合反应，其反应速度很慢，为了加快反应速度，就是在N-甲基二乙醇胺溶液中加入活性剂，改变反应过程，当加入伯胺或仲胺后，反应就按下式进行：
R
2NH + CO
2—RNCOOH( 10)
RNCOOH + R
2CH
3N + H
2O —R
2NH + R
2CH
3NH+HCO
3(11)
以上反应式可以看出，活化剂在表面吸收CO
2 反应生成羟酸基，迅速向液相传递CO
2, 生成稳定的碳酸氢盐，而活化剂本身又被再生。

N-甲基二乙醇胺溶液兼
有化学吸附剂和物理溶剂的特点。

2、工艺流程
粗原料气在下进行二段溶液洗涤的吸收塔，下段用降压闪蒸脱吸的溶液进行吸收，为了提高气体的净化度，上段再用经过蒸汽加热再生的溶液进行洗涤。

从吸收塔出来的富液相继通过两个闪蒸槽而降压，溶液第一次降压的能量由透平回收。

回收的能量用于驱动半贫液循环泵。

富液在高压闪蒸槽释放出的蒸汽中有较多的氢和氨，可压缩送回脱碳塔，出高压闪蒸槽溶液继续降压后，在低压闪蒸槽中释放出绝大部分CO
2。

获得的半贫液大部分用循环泵打入吸收塔下段，一小部分送入蒸汽加热的再生塔再生，所得贫液送入吸收塔上段使用。

再生塔塔顶所得含水蒸气的CO
2 气体，送入低压闪蒸槽作为脱气介质使用。

3、工艺操作要点
(1) 贫液与半贫液的比例
贫液/半贫液比例一般为1/3~1/6 ，它决定于原料中CO
2 的分压。

CO
2 分压高，△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 ~70C。

(2) 贫液与半贫液的温度
半贫液一般为70~80C，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。

(3) CO
2 脱除及消耗
在吸收压力为2 .7 MPa时，CO
2 可脱除至以下，CO
2 净化度在%以内。

其消耗的热能取决于原料气中CO
2 的分压。

分压高，热能耗低，一般在一段绝热式脱除CO
2 流程中。

原则上不需消耗热能，但要维持稳定的吸收及解析温度，要靠原料气、净化气和再生气之间的热平衡。

通常由于再生气中带走热量多，就需补充热量(如用热水等低位能)来保持温度。

(4) 高压闪蒸与回收CO
2 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CO
2 小于98%，如吸收压力为，流程中有高压闪蒸汽提高CO
2 的纯度，闪蒸压力根据纯度要求加以选择，一般可回收96%左CO
2,其纯度可达，当吸收压力＜ MPa,流程中不必用高压闪蒸，就可得到纯度大于%的CO
2。

(4)溶剂损失：由于MDEA与CO
2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(25C时，小于mmHg)，因此MDEA的损失很小，
4、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CO
2 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H
2、N
2，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。