NCMA脱碳溶剂的开发及其在干气净化中应用.pdfVIP

石 油 化 工 PETROCHEMICAL7IECHNOLOGY 2014年第43卷增刊 NCm脱碳溶剂的开发及其在干气净化中的应用 毛松柏，朱道平 (中国石化南化集团研究院，江苏南京210048) [摘要]根据溶剂分子几何构型及所含官能团对溶剂分子与cO：分子间相互作用的影响，通过分子设计，开发了NcMA脱碳溶 剂，采用分子结构中具有位阻效应的醇胺作为甲基二乙醇胺吸收co：的活化剂，提高了溶剂的吸收和解吸速率，降低了再生 消耗：该溶剂在几种于气净化流程中实现了』=业应用，均取得了良好的节能降耗效果。 [关键词]干气；脱硫脱碳溶剂：工业应用 0282 [中图分类号]TO [文献标志码]A 将干气进行处理后，不经裂解直接进入乙烯 H++R3N——}R3NH’ (2) 装置的分离系统，作为乙烯原料的补充，已成为炼 (1)+(2)式： (3) 化一体化实现资源优化利用和降低乙烯生产成本的 心N+C02+H20——．．R3N+‘HC0i 重要手段…。其中，酸性气的脱除是干气精制的重 反应受式(1)控制，式(1)足C0，水化反应， 要步骤之一。中国石油兰州石化公司自‘先采用变 压吸附将干气提浓，然后加压到1．4MPa，采用一 10r3～10～mol。所以反应(3)是很慢的反应。 乙醇胺(MEA)溶液进行净化。2o；中国石化燕山石 当在叔胺溶液中加入少量的活化剂R7NH时， 化、31和茂名石化公司。4o首先采用变压吸附将干气提 吸收cO，的过程可以用穿梭机理来解释：活化剂在 浓，然后加压到3．4MPa和2．5MPa，再采用脱硫用 液膜表面吸收了co。，然后向液相传递了c0：，而 的甲基二乙醇胺(MDEA)溶液进行净化。上述净活化剂又被再生，继续吸收扩散过来的C0，，这样 化方法都存在一定的缺陷：MEA法能耗高，腐蚀 活化剂成为Co：的载体，从本质上加速了cO：的传 性强，易降解，流程中需增加胺回收加热装置； 质速率。吸收CO：的反应过程如下所示： MDEA法对cO，的吸收速率慢，要求吸收塔的尺寸 聪NH+C02-土’RiNC00H (4) (5) 要大，溶剂循环量高，相应的能耗也较高。。 醚NcoOH+H20—土+RiNH+H‘+HcOj 本工作在现有技术的基础上，针对催化干气 (4)十(5)十(2)式： (6) 的具体条件，通过配方优选，=H二发了NCMA干气净 R3N+C02+H20——+R3NH+·HCoj 化溶剂，在不同的干气处理流程中实现了工业应 该反应过程涉及两个关键的参数：co：与醇胺 用，取得了良好的效果。 的反应速率常数毛和氨基甲酸盐的稳定常数如。研 究证明，邻近氨基氮原子附近的烷基基团的大小 1 NCMA催化干气净化新技术的研究 会影响惫。和岛。一定大小的基团可降低氨基甲酸盐 1．1开发思路 的稳定性，但过于庞大的基团又会降低co：与醇胺 烷基醇胺法足从气体中脱除co，和H，s的主要 的反应速率。因此，选择具有适当位阻效应的伯 方法，其中，醇胺溶液与H，S的反应是受气膜控制 (仲)胺作为MDEA吸收co，的活化剂，在吸收过程 的瞬间质子传递反应，而醇胺溶液与Co，的反应机 中不生成稳