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MDEA胺法脱碳工艺

2025-04-09 阅读量 : 

胺法脱碳工艺是一种基于化学吸收原理的高效脱二氧化碳CO₂)技术,最早应用于天然气、油田气、炼厂气脱硫脱碳,随着环保及碳减排的推进,逐步应用于各个行业。

该工艺以醇胺类化合物(如MEA、DEA、MDEA等)有机胺复合溶液作为吸收脱碳剂,通过可逆化学反应选择性脱除天然气中的二氧化碳(CO₂)和硫化氢(H₂S),低温下吸收酸气生成胺盐,高温下分解胺盐实现溶液再生。

该工艺流程分为吸收与再生两阶段:原料气经预处理后进入吸收塔底部,与自上而下的胺液逆流接触,酸性气体与胺液反应生成富液;富液经闪蒸脱除烃类杂质后,通过贫富液换热器升温进入再生塔,在100-110℃条件下解析CO₂并回收胺液,再生后的贫液经冷却后循环使用。

净化后CO₂浓度≤3%,满足GB17820-2018商品天然气标准。针对精脱碳项目,CO₂浓度可降至ppm级。选择有机胺法脱碳工艺,可有效降低碳排放,助力绿色能源发展。


一、胺法脱碳工艺流程

有机胺法脱碳硫采用"吸收-再生"循环工艺,核心 流程包括:原料气预处理、净化吸收处理、富液再生解析、贫液循环、CO₂碳封存处理等流程。

 原料气预处理

原料气常含有体及固体夹带,此类液体、固体杂质如不去除,会造成设备腐蚀,溶液发泡,换热器堵塞等严重现象。因此原料气在进入脱碳设备前都要进行预处理,预处理一般分为重力分离、过滤分离,经过二级过滤后可除去小于5μm的固体和液体颗粒

吸收净化系统低温吸收35-38

原料天然气从吸收塔底进入,与顶部喷淋的脱碳液(复合配方MDEA)逆流接触,CO₂反应生成碳酸氢盐,其反应式为:

MDEA+CO2+H2OMDEAH++HCO3-

 

MDEACO₂仅发生缓慢水解反应,我司研发特有脱碳液能极大加速反应过程,实现CO的高效净化。

胺法脱二氧化碳工艺_W_650px.webp

富液再生系统(高温再生100-110   


在低温下吸收了CO₂等酸气的胺液通常称为富液,富液因为饱含酸气而失去吸收能力,需要在高温下进行再生,以恢复脱碳液的净化能力。

富液出吸收塔后先进入闪蒸罐,闪蒸出溶解在富液中的烃类,闪蒸汽可用作工厂的燃料气,降低能源消耗。闪蒸后的富液经过过滤器过滤掉循环液中的杂质,可减少脱碳液发泡。过滤后经过贫富液换热器与完成再生的高温贫液进行热交换,以回收其能量。然后从再生塔顶部进入与重沸器产生的上升蒸汽(温度100-110℃)逆流接触,发生以下解吸反应进行酸气释放

高温低压条件下:

(HOCH₂CH₂)₂CH₃NH⁺+ HCO₃⁻  CO₂ + H₂O + MDEA

从塔下部上升的热蒸汽既加热胺液又汽提出胺液中的酸气,脱碳液流至再生塔下部时所吸收的酸气已解析出绝大部分,此时胺液称为半贫液。此时胺液还没有完全得到再生,半贫液进入重沸器以器内与蒸汽进一步接触汽提,使所吸收的残余酸气析出而成为贫液。

出重沸器的热贫液经贫富液换热器回收热量,然后再经溶液冷却器冷却至40℃以下后通过溶液循环泵加压送至吸收塔,从而完成溶液的循环。

脱碳液的净化

胺法工艺的核心任务是获得净化指标合格的净化气,包括CO₂等指标 ,净化气的的CO₂含量取决于贫液质量,贫液再生越完全,过滤越干净净化效率越高。

在胺法工艺中,脱碳液清洁是保证装置平稳运行的关键因素,为此需设过滤器以除去溶液中的固体杂质。过滤器可过滤贫液,也可过滤富液,当溶液中可能含有重烃或有害的有机物时,则可使用活性炭吸附器。

CO₂封存处理

从再生塔顶部出来的酸气一蒸汽混合物入冷凝器使其中的水蒸气大部分冷凝下来,此冷凝水进入回流罐,作为回流液以泵送入再生塔。CO₂则送至二氧化碳液化装置、制甲醇、航空煤油或其他输入地下封存CO₂处理设施。


二、应用范围

MDEA胺法脱碳广泛应用于天然气液化(LNG)、合成氨、甲醇制备及食品级CO₂生产等领域

✅ 天然气/油田气处理:主要用于天然气中CO₂和H₂S的脱除,确保天然气达到管输或液化天然气(LNG)的净化标准

✅ 炼厂气脱硫脱碳:用于脱除炼厂气中的H₂SCO₂,确保下游工艺的气体质量。其化学稳定性好,不易降解,适用于高含硫气体的处理;

✅ 合成氨与甲醇生产:合成氨工业中用于脱除原料气中的CO₂,确保合成氨工艺的顺利进行。其低能耗和高净化效率使其成为合成氨装置的首选脱碳工艺;

✅ 制氢装置:在制氢过程中,MDEA胺法用于脱除原料气中的CO2,确保氢气纯度;

✅ 煤化工在煤化工领域,MDEA胺法用于脱除煤气化过程中产生的CO₂,确保后续工艺的气体质量。其适用于高CO₂分压的气体脱碳

✅ 环保与碳捕集燃煤电厂、化工厂水泥厂垃圾焚烧厂等高二氧化碳排放企业,用于碳捕集与封存(CCUS)

✅ 食品级CO₂生产:捕集工业废气中的CO₂,提纯至食品级标准(如饮料行业)食品级CO₂生产

 

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