MDEA法脱碳技术

    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。