MDEA脱碳原理

MDEA又称为N-甲基二乙醇胺，MDEA法脱碳技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气或合成气中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。我公司除了在国内建设MDEA法脱碳装置外，也成功登陆海外市场，在印度尼西亚也建设了类似装置。

典型装置

中国海洋石油公司(CNOOC)天然气MDEA法脱除二氧化碳装置

印尼石油公司提供了天然气MDEA法脱碳装置

MDEA脱除酸性气体技术主要应用于以下几个领域：

1.天然气脱除二氧化碳(CO2)，配套管输天然气或LNG净化装置

2.天然气脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气或LNG净化装置

3.天然气选择性脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气

4.变换气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置

5.合成气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置

6.煤气脱除二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置

7.食品级二氧化碳(CO2)生产，达到国际饮料行业标准

装置特点

装置规模：处理天然气或变换气1000~500,000m3/h

脱碳精度：二氧化碳(CO2)含量为10PPM~3%

脱硫精度：硫化氢(H2S)含量为0.1~20mg/m3

工作压力：适宜的压力为0.5~15MPa

适用领域：天然气处理与加工、甲醇原料净化、合成氨原料净化等

技术特点

1.MDEA脱除酸性气体的流程可以采用贫液一段吸收和贫液半贫液两段吸收，贫液一

段吸收的流程投资省、电耗低、热耗高；贫液半贫液二段吸收的投资大、电耗高、热耗低，根据脱除不同规模的二氧化碳，采用不同的流程。

2.MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA脱除酸

性气体的过程中，天然气的损失很低。

3.MDEA溶液兼有物理吸收和化学吸收的特点，溶剂对二氧化碳的负载量大。

4.MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解的现象，它对碳钢设备几乎无腐蚀。

5.烃类回收率高，二氧化碳脱除精度高。

6.二氧化碳回收率高、纯度高，经过简单后处理，即可达到食品级标准。

技术原理

MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N(CH2CH2OH)2，分子量119.2，沸点246~248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，汽化潜热519.16KJ/Kg，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。

纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应：

CO2 + H2O == H+ + HCO3- (1)

H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+ (2)

式(1)受液膜控制，反应速率极慢，式(2)则为瞬间可逆反应，因此式(1)为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入1~5%的活化剂DEA(R2/NH)后，反应按下式进行：

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，活化剂吸收了CO2，向液相传递CO2，大大加快了反应速度，而MDEA 又被再生。MDEA分子含有一个叔胺基团，吸收CO2后生成碳酸氢盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。

MDEA配方溶液

我公司开发的SD-3A、SD-3B、SD-AS三种规格的配方溶液，由MDEA溶液、活化剂和缓蚀剂组成。

SD-3A适合于天然气脱除二氧化碳(CO2)中使用，有效解决在吸收塔中部天然气中的高级烃类会累积的效应。贫液的对酸性气体的负载能力大，富液降压闪蒸的速度快，不需要大量的汽提蒸汽。

该SM-3A型配方在东方1-1终端天然气脱碳装置上的使用，在半贫液中设置的探针检测腐

蚀速率来看，腐蚀速率低于0.006mm/a，远远低于国家规定的腐蚀速率，说明该溶剂对碳钢没有腐蚀。

SD-3B适合于变换气或者合成气脱除二氧化碳(CO2)中使用，吸收速率快，脱除精度高，可以将二氧化碳(CO2)脱除到10ppm以下。

SD-AS是选择性脱硫的MDEA溶液，它配加有空间位阻胺，在控制硫化氢脱除精度的同时，可以大大减少二氧化碳的吸收率，降低再生能耗。

MDEA的分子结构

分子式N-甲基二乙醇胺

分子式：CH3-N(CH2CH2OH)2

N-甲基二乙醇胺

一、物化性质

MDEA是无色或微黄色粘性液体，易与水、乙醇、乙醚混溶，分子式CH3-N （CH2CH2OH）2，分子量119.16，沸点：246-249℃/760MMHg，比重(D ℃):1.0425，冰点：-21℃,粘度(12℃)CP：101。

二、质量指标

指标名称指标

优级品一级品合格品

外观无色或微黄色粘性液体

N-甲基二乙醇胺含量≥99% 97% 95%

伯、仲胺的含量，mmol/g ≤≤0.50

水份≤0.3 0.80% 0.80%

密度(20℃), g/cm3 1.030-1.050

三、用途

N-甲基二乙醇胺主要用于酸性气体净化，特别是石化企业炼厂气尾气、天然气脱硫，化肥厂脱碳，具有较好的选择性。而且溶剂稳定性好，称为当今高效低能耗脱硫脱碳溶剂。MDEA还可适用于表面活性剂、水性涂料溶剂及医药中间体乳化剂等。

四、包装与储存

本产品采用镀锌铁桶包装，每桶净重为200kg。本品应存放在通风、阴凉、干燥处，注意防烟火。