羟乙基乙二胺与哌嗪类复合体系吸收CO2反应动力学实验研究

的反 应 速 率 了
ＣＯ２
－ ＡＥＥＡ
－ ＡＥＰ 系 统 反 应 速 率 常 数
、
。对 比 ＣＯ２
－ＡＥＥＡ－ＰＺ与 ＣＯ２－ＡＥＥＡ－ＡＥＰ系统的动力学数据，结果表明，少量添加 ＰＺ和 ＡＥＰ均能对 ＡＥＥＡ溶液吸收 ＣＯ２起到一定促进作用。 但是 ＰＺ的促进作用很微弱，而 ＡＥＰ的促进作用相对较大，效果明显；所得结果可以为 ＡＥＥＡ复配溶液药剂筛选及工业应用提供依据。 关键词：羟乙基乙二胺；哌嗪；氨乙基哌嗪；复配溶液；反应动力学；快速拟一级反应 中图分类号：ＴＱ０１３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０７－０１６５－０５
ＰＺ－Ｈ２Ｏｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ａｎｄ
，ａｎｄＣＯ２ －ＡＥＥＡ－ＡＥＰ－Ｈ２Ｏ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ａｎｄ
ａｒｅ
ｓｏｌｖｅｄ．ＢｙＣｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｄａｔａｓｏｆＣＯ２ －ＡＥＥＡ－ＰＺ－Ｈ２Ｏ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄＣＯ２ －ＡＥＥＡ－ＡＥＰ－Ｈ２Ｏ ｓｙｓｔｅｍ ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰＺａｎｄＡＥＰｃａｎｂｏｔｈｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｂｙＡＥＥＡａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ ＰＺｉｓｗｅａｋｗｈｉｌｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＮＥＰｉｓｏｂｖｉｏｕｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆＡＥＥＡ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＥＥＡ；ＰＺ；ＡＥＰ；ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎ；ＣＯ２ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ；ｆａｓｔｐｓｅｕｄｏ－ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎ
据学者研究［１］，工业排放的温室气体中 ＣＯ２ 占据 ８０％以 上，且其在大气中的生命周期达 ２００年之久，是造成温室效应 的主要原因。１９９７年，为解决碳污染，全球 １００多个国家和地 区一致签订了《京都议定书》，该协议明确规定，２０１２年碳排放 量较之 １９９０年至少下降 ５个百分点［２］。我国 ２００７年 ＣＯ２排放 总量达到 ６０．７亿 ｔ［３］，是 １９９０年 的 ２．７３倍。自 “十 一 五”以 来，节能减排任务 一 直 是 我 国 政 府 的 第 一 重 任，且 明 确 提 出 到
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ＣＯ２ ｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｔｈｅｍｏｓｔｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓ，ａｎｄｉｔｉｓｉｍｐｅｒａｔｉｖｅｔｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｒｅｄｕｃｅｉｔ．Ｏｒｇａｎｉｃ ａｍｉｎｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈｅｍｉｃａｌａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｔｏｒｅｍｏｖｅＣＯ２ ｆｒｏｍ ｆｌｕｅｇａｓｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｏｒｇａｎｉｃａｍｉｎｅ ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓＭＥＡ，ｈａｖｅｍａｎｙｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｌｏｗａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｓｔｒｏｎｇｃｏｒｒｏｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｈａｖｅｂｅｅｎ ｇｒａｄｕａｌｌｙｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｎｅｗｔｙｐｅｏｆｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｂｓｏｒｂｅｎｔ．ＡＥＥＡｉｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｎｅｗｔｙｐｅｏｆｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｂｓｏｒｂｅｎｔ，ａｎｄｉｎ ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆＣＯ２ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙＡＥＥＡｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄｓ．Ｕｓｉｎｇ ｆａｓｔｐｓｅｕｄｏ－ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｎｄｅｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｏｖｅｒａｒａｎｇｅｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｒｏｍ２９８．１５Ｋ ｔｏ３１３．１５Ｋ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＣＯ２ ｂｙＡＥＥＡ－ＰＺａｎｄＡＥＥＡ－ＡＥＰ ａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ａｎｄａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｋｉｎｅｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆＣＯ２ －ＡＥＥＡ－
ＫｉｎｅｔｉｃｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆＣＯ２ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙＨｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌＥｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ａｎｄＰｉｐｅｒａｚｉｎｅＣｏｍｐｏｕｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎ
ＬｕＳｈｉｊｉａｎ
（ＳｉｎｏｐｅｃＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０２６，Ｃｈｉｎａ）
第 ７期
陆诗建：羟乙基乙二胺与哌嗪类复合体系吸收 ＣＯ２反应动力学实验研究
·１６５·
羟乙基乙二胺与哌嗪类复合体系吸收 ＣＯ２ 反应动力学 实验研究
陆诗建
（中石化节能环保工程科技有限公司，山东 东营 ２５７０２６）
摘要：ＣＯ２作为最主要的温室气体，其控制与减排已刻不容缓。有机胺化学吸收法脱除烟气中的 ＣＯ２是目前公认的最为行之有效的方 法之一。传统的有机胺吸收剂（ＭＥＡ等）由于存在着吸收容量低，腐蚀性强等诸多缺陷，已逐渐被新型高效吸收剂所替代。羟乙基乙二 胺（ＡＥＥＡ）是一种潜在的新型高效吸收剂，研究 ＡＥＥＡ溶液及其复配溶液吸收 ＣＯ２ 反应动力学，不仅可以揭示吸收过程的反应机理，亦 可以为吸收工艺和工业设备的设计提供依据，为其工业化应用奠定基础。在温度 ２９８．１５Ｋ～３０３．１５Ｋ、常压条件下，基于快速拟一级反应 模式初步研究了 ＡＥＥＡ与哌嗪、氨乙基哌嗪复配溶液吸收 ＣＯ２的反应动力学，建立了简化的动力学方程。求解了 ＣＯ２－ＡＥＥＡ－ＰＺ系统