MDEA與MEA脫碳反應動(dòng)力學(xué)

第67卷第6期化工學(xué)報VoL 67 No, 62016年6月CIESC JournalJune 2016研究論文DOl:10.11949/issn.0438-115720151480MDEA與MEA脫碳反應動(dòng)力學(xué)唐建峰,張國君,史澤林1,黃彬1,王曰2,趙銘鈺(中國石油大學(xué)(華東)儲運與建筑工程學(xué)院,山東青島266580:2中交煤氣熱力研究設計院有限公司,遼寧沈陽(yáng)11000摘要:通過(guò)雙模理論及反應釜吸收實(shí)驗的方法,建立了胺液脫碳擬一級傳質(zhì)反應模型,并對其進(jìn)行了實(shí)驗驗證通過(guò)模型中的增強因子、二級反應速率常數及傳質(zhì)速率分析了伯胺MEA(乙醇胺)及叔胺MDEA(甲基二乙醇胺)的動(dòng)力學(xué)特性,以此為基礎進(jìn)一步分析了MDEA+MEA混合胺液的交互作用、動(dòng)力學(xué)特性,并得到了較優(yōu)的胺液配比。研究結果表明:伯胺MEA的增強因子及傳質(zhì)速率數值大于叔胺MDEA,隨著(zhù)氣液傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行,傳質(zhì)速率逐漸減小;對于混合胺液,表觀(guān)反應速率常數以及増強因子隨著(zhù)MEA濃度的増加以及溫度的升高而逐漸增大;當總胺濃度為3mol·L時(shí), MDEA+MEA(2mol·L-+1mol·L)的混合胺液增強因子數值為0.5,傳質(zhì)速率較大,為最優(yōu)混合胺液配比。關(guān)鍵詞:天然氣;脫碳;MDEA;MEA:動(dòng)力學(xué);傳質(zhì)中圖分類(lèi)號:TE644文獻標志碼:A文章編號:0438-1157(2016)06-2355-08Decarbonization reaction kinetics of mdea and meaTANG Jianfeng, ZHANG Guojun, SHI Zelin, HUANG Bin, WANG Yue, ZHAO MingyuCollege of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China; 2CCCC Gas &eHeat Research and Design Institute Co, Ltd, Shenyang 110000, Liaoning, China)Abstract: Based on the small reaction kettle experiment device, the data approximation could be adopt toestablish the kinetics model by two-film theory. Then the reaction kinetics of amine solutions of mea(monoethanolamine), MDEA(methyldiethanolamine) and both mixtures were analyzed by the model. Thereaction kinetics models of MEA and MDEA, which was established by pseudo-first-order reaction, could forecastgas-liquid mass transfer performance of them well after experimental verification. The result showed that theinteraction coefficient and mass transfer rate of mea was higher than that of mdea, the mass transfer ratesdecreased with the process of reaction. In addition, the apparent propagation rate constant and enhancement factorof mixed amine increased with the increasing temperature and the ratio of MEA. At last, it forecasted that themixed amine of MDEA+MEA (2 mol.L+I mol.L) had the better decarbonization performance, which hadhigher mass transfer rate with its enhancement factor of 0.5Key words: natural gas; decarbonization; MDEA; MEA; reaction kinetic; mass transfer天然氣脫碳工藝方法種類(lèi)繁多,如化學(xué)吸收法、物理吸收法、膜分離法等3。目前醇胺法由于其吸收天然氣脫碳是天然氣預處理工藝的關(guān)鍵環(huán)節,容量大、傳質(zhì)速率快、脫除率高等優(yōu)點(diǎn)仍然是脫碳2015-09-21收到初稿,201603-25收到修改稿。Received date: 2015-09-21聯(lián)系人及第一作者:唐建峰(1973—-),男,教授CorrespondingauthorProf.TangJianfeng,tangpapera126.com項目基金:天然氣預處理用大型塔器研制(工信部聯(lián)裝[2014]495Foundation item: supported by the Development of Large Tower for號):中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專(zhuān)項資金項目(14CX05033A)。Natural Gas Pretreatantal Research Fundfor the Central unive中國煤化工CNMHG2356化工學(xué)報第67卷工藝中應用最為廣泛的方法46。天然氣脫碳用胺液B=E-d+ EMEA ETEA MDEA)種類(lèi)較多,常用的有伯胺、仲胺、叔胺、烯胺等,國內外學(xué)者在研究各種胺液氣液傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)時(shí)采1.3動(dòng)力學(xué)模型的建立用的理論主要有雙膜理論、滲透理論、表面更新Lewis等凹2提出雙膜理論計算傳質(zhì)速率的公理論71式為本文以雙膜理論為基礎,結合胺液與CO2反應N=EkL(CAiCAo機理,建立MDEA、MEA單一胺液及兩者混合溶式中,表示無(wú)化學(xué)反應時(shí)的傳質(zhì)系數,本文液的化學(xué)反應動(dòng)力學(xué)模型,并計算各胺液的基本動(dòng)采用 Danckwerts等測定液相總傳質(zhì)系數,即通過(guò)力學(xué)參數、增強因子、傳質(zhì)速率,旨在為天然氣工測定蒸餾水吸收純CO2的瞬時(shí)速率與時(shí)間的對應關(guān)業(yè)脫碳工藝提供理論指導。系,結果顯示,在本次研究采用的反應釜中測得結果為1×104~6×104m·s:CA表示氣液界面處1氣液反應理論與模型建立氣體的濃度,計算時(shí)采用亨利定律進(jìn)行計算;CA1.1MDEA+MEA混合胺液氣液反應理論表示液相內部所含氣體濃度,由于液相內部氣體濃MDEA+MEA混合胺液中與CO2反應的粒子有度很低,可忽略不計,即CA0=0。要想求解方程式水分子、MDEA分子、MEA分子、OH。各種粒子(3),仍需要確定增強因子E,其確定過(guò)程如下。與CO2的反應具體過(guò)程如下。假設不同種類(lèi)胺液吸收CO2時(shí),CO2用A來(lái)表(1)CO2的水解反應21在二氧化碳的水解示,4種不同種類(lèi)的胺液用B來(lái)表示,B的化學(xué)計反應環(huán)節,主要分析CO2氣體分子與水分子和OH量數為,垂直于界面的方向為2方向,在液膜內的反應部取一微元段,長(cháng)度為dz,在該微元段內建立擴(2)CO2與MDEA的反應雖然CO2的水解散,反應方程得反應可以發(fā)生,但是MDEA分子可以加速這一反應de過(guò)程,這可以用 Donaldson等提出的堿催化水合Dal d=2=k CACB機理來(lái)解釋。該理論認為:MDEA與CO2首先反應d' cB =ak, CaCB生成兩性離子化合物,然后兩性離子化合物快速水邊界條件設定為解反應。(3)CO2與MEA的反應MEA的反應機理比當Z=0時(shí),CA=Csd0較成熟,普遍認為的是兩性離子機理118,理論核當Z=Z時(shí),-Ddz(a-Z)k, CALCBL CB=CBL (7)心是MEA與CO2首先生成氨基甲酸鹽類(lèi)物質(zhì),然可得增強因子的表達式為后進(jìn)行該物質(zhì)的水解反應1.2MDEA+MEA混合胺液交互作用理論Dak, CRk由1.1節反應理論可以得出混合胺液的反應速率,但是該部分并不能詳細闡述MEA分子和綜合上述分析可得傳質(zhì)速率的表達式為MDEA分子共同存在時(shí),粒子之間相互影響而使反N=HA√ D. c p應速率增加的原因。所以在1.2節主要介紹公式中的二級反應速率常數、擴散系數、胺MDEA+MEA混合胺液的交互作用?；旌习芬旱慕灰簼舛群拖砝禂刀寄軌蛲ㄟ^(guò)計算擬合出來(lái),通互作用可以用質(zhì)子反應來(lái)表示。該反應主要發(fā)生在過(guò)公式可以計算出各種胺液及實(shí)驗條件下的理論胺液和CO2反應所生成的兩性離子RNH2COO,傳質(zhì)速率存在交互作用時(shí),反應方程式修正為9202實(shí)驗部分CO,+(1+ B)RNH,+(1-A)R, N=RNHCOO+(1)BRNHS+(1-B)R, NI本文是采用文獻[2】中所使用的實(shí)驗裝置,如其中,β定義為化學(xué)反應交互作用系數,其值圖1所示。其實(shí)驗內所產(chǎn)生的系統誤差主要來(lái)自于為0~1,當B=0時(shí),則表示兩種胺液不存在化學(xué)反溫度傳感器及壓力變送器。反應釜內溫度采用Pt00應交互作用。交互作用系數可以通過(guò)增強因子進(jìn)行溫度傳感器進(jìn)行測量,準確度為±0.2%;而釜內的計算壓力采用RosMH中國煤化工力變送器進(jìn)CNMHG汽期唐建峰等:MDEA與MEA脫碳反應動(dòng)力學(xué)2357行測量,精度0.075%,在實(shí)驗研究誤差允許范圍內在實(shí)驗過(guò)程中,氣液兩相傳質(zhì)過(guò)程是在反應釜內進(jìn):imental values行的。本文采用的實(shí)驗是:在反應開(kāi)始時(shí)向反應釜充入一定壓力氣體,隨著(zhù)傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行氣體的壓力會(huì )逐漸降低,通過(guò)反應釜的感應器可以得到每時(shí)刻的壓力變化值,根據壓力變化和氣體狀態(tài)方程計算得到每一時(shí)刻的傳質(zhì)通量,通過(guò)實(shí)驗計算得到的傳質(zhì)通量的表達式為Nco2S△r式中,S為胺液吸收面積,即反應釜截面積與experimental value NX106/kmol.m-2.s-I攪拌軸截面積之差;Δn為反應過(guò)程中消耗的CO2圖2單一胺液傳質(zhì)速率理論值與實(shí)驗值的對比的物質(zhì)的量,可通過(guò)氣體狀態(tài)方程計算得到Fig. 2 Comparison of single amine mass transfetheoretical value with experimental value對MEA的預測結果要精準。由于MDEA為叔胺,LPg傳質(zhì)速率較慢,因此,其圖像數據點(diǎn)多集中在左下角。MEA傳質(zhì)速率較快,其圖像上點(diǎn)多集中在右上方。3.1.2動(dòng)力學(xué)參數的求解在該部分主要計算胺液和二氧化碳進(jìn)行氣液傳質(zhì)反應過(guò)程中的二級反應速一一率常數k2和化學(xué)反應級數。假設胺液的反應級數為m,CO2的反應級數為n,并由于反應過(guò)程中胺液過(guò)量,將濃度假設為初始濃度,對傳質(zhì)速率微分方程進(jìn)行簡(jiǎn)化并取對數,可得線(xiàn)性方程圖1吸收實(shí)驗裝置cO =nIncoo+InkFig. I Absorption extal flow chart根據不同溫度下的實(shí)驗數據,對I-pure CO2 gas: 2-pressure reducing valve; 3, 4.5, needle valve; 7lnco,作圖,可以得到反應級數n和k10-reaction kettle: 11--magnetic stirring: 12--gas phase temperaturesensor: 13--liquid temperature sensor: 14--data acquisition system的值。本文計算得到的不同溫度下的二級反應速率3結果與討論常數結果如圖3所示。通過(guò)圖3中可以看出,不同種類(lèi)單一胺液的3.1單一胺液化學(xué)反應動(dòng)力學(xué)研究級反應速率常數數量級相差很大,MEA超過(guò)100003.1.1模型驗證動(dòng)力學(xué)模型驗證實(shí)驗過(guò)程中,胺m3·(kmol·s)'。MDEA為叔胲,二級反應速率常液的總濃度為3mol·L。CO2氣體的壓力為021數遠遠小于伯胺。通過(guò)數字可以明顯看出,MEA的MPa。根據實(shí)驗數據和動(dòng)力學(xué)模型分別計算不同吸傳質(zhì)速率優(yōu)于MDEA。并且隨著(zhù)溫度的升高二級反收溫度下傳質(zhì)速率的實(shí)驗值與理論值,并進(jìn)行對比,應速率常數變大。結果如圖2所示。反應級數n計算結果相差不大,以胺液吸收溫由于MEA傳質(zhì)速率較快,因此,反應時(shí)間較度50℃,二氧化碳的壓力為0.21MPa為例,計算短,實(shí)驗數據點(diǎn)較少。從圖2中利用兩種胺液動(dòng)力結果如表1所示學(xué)模型計算的傳質(zhì)速率理論值與實(shí)驗值的對比可以通過(guò)結果可以看出,不同種類(lèi)單一胺液與CO看出,MEA、MDEA動(dòng)力學(xué)模型計算值與實(shí)驗值均的反應基本接近擬一級反應。在兩種胺液中,伯吻合較妤,模型可以較好地對MEA的理論值進(jìn)行胺的反應速率常數較大,反應速度較快的優(yōu)勢比預測。相比較而言,該模型對MDEA的預測結果比較明顯中國煤化工CNMHG化工學(xué)報第67卷10圖3胺液二級反應速率隨溫度的變化圖5胺液增強因子隨溫度的變化Fig 3 Second-order reaction rates of amines changingFig. 5 Chemical enhancement factors of different amines表150℃時(shí)胺液吸收CO2的反應級數胺液濃度略有下降,因此,導致曲線(xiàn)稍有下降。此Table 1 Reaction order of cO2 absorption by amines外,不同種類(lèi)胺液曲線(xiàn)有長(cháng)短之分,曲線(xiàn)越短代表under 50C在反應釜CO2含量相同的情況下,吸收時(shí)間越短Amine type傳質(zhì)速率越快。從圖中可知,MEA的反應速率要遠遠高于MDEA。通過(guò)增強因子隨溫度的變化曲線(xiàn)可MDEA知,隨著(zhù)溫度的升高化學(xué)反應增強因子逐漸增大,313增強因子與傳質(zhì)速率本節對MEA、MDEA同樣,這也是由于二級反應速率常數k2的增加單一胺液共進(jìn)行了40、45、50、55、60℃5個(gè)吸收起的。溫度下的增強因子計算,以吸收溫度60℃為例,兩根據建立的動(dòng)力學(xué)模型,計算了不同種類(lèi)單種不同胺液增強因子隨時(shí)間的變化如圖4所示,增胺液在60℃不同吸收溫度下的傳質(zhì)速率隨時(shí)間的強因子E隨溫度的變化如圖5所示變化情況,如圖6所示。通過(guò)兩種不同種類(lèi)單一胺液在吸收溫度60℃通過(guò)圖6可以看出,在相同的吸收溫度下,下的增強因子對比可以看出,兩種不同種類(lèi)的胺液MEA、MDEA兩種單一胺液傳質(zhì)速率均隨著(zhù)時(shí)間的在反應過(guò)程中,化學(xué)增強因子接近于直線(xiàn),但反應增長(cháng)而逐漸降低,最終趨于0。其中,MEA由于與結束時(shí),略有下降的趨勢,這是由于反應過(guò)程中胺CO2均屬于液膜內可以完成的快速反應,因此,傳液相對于CO2為過(guò)量,胺液的濃度幾乎不變,化學(xué)質(zhì)速率變化規律較為一致,反應時(shí)間較短,大多數增強作用保持一致,但實(shí)際過(guò)程中,在反應結束時(shí),時(shí)間內,均能保持較高的傳質(zhì)速率,但在接近吸收系100點(diǎn)53●圖460℃時(shí)不同種類(lèi)胺液增強因子隨反應時(shí)間的變化圖660℃下不同種類(lèi)胺液傳質(zhì)速率的對比Fig 4 Chemical enhancement factors of different aminesFig 6 Cen of mass transfer rates of amineschanging with time under 60C中國煤化工CNMHG汽期唐建峰等:MDEA與MEA脫碳反應動(dòng)力學(xué)2359·結束階段時(shí),傳質(zhì)速率突然下降,分析原因認為是當MDEA+MEA混合胺液進(jìn)行脫碳反應時(shí),由于胺由于吸收實(shí)驗的初期,CO2分布比較均勻,其擴散液之間的交互作用使得其反應速率大于相同濃度單作用對吸收的影響較為一致,隨著(zhù)反應的進(jìn)行,氣一胺液的反應速度。并且隨著(zhù)MEA濃度的增大液界面CO2濃度迅速降低,CO2擴散作用成為反應混合胺液的交互作用也隨之增大,使得混合胺液反的控制因素,因此造成傳質(zhì)速率下降趨勢加快,出應速度更快。因此MEA濃度較高混合胺液的反應現陡降;MDEA為叔胺,由于其分子中均不含氫質(zhì)速度略大于擬一級反應模型計算出的反應速度,導子,不能與CO2直接反應,因此,傳質(zhì)速率隨時(shí)間致模型存在偏差。但這不影響總體模型的準確性以變化較為緩慢,反應時(shí)間較長(cháng)。上述兩種單一胺液及后續進(jìn)一步的分析。傳質(zhì)速率的變化規律與實(shí)驗結果一致。3.2.2動(dòng)力學(xué)參數的求解根據23節建立的混合3.2混合胺液化學(xué)反應動(dòng)力學(xué)研究胺液的動(dòng)力學(xué)模型,計算混合總胺濃度為33.2.Ⅰ模型驗證本次模型驗證所用的混合胺液mol·L,不同吸收溫度(40、50和60℃),不同配比如表2所示,采用的氣體為CO2純酸氣,氣配比條件下的表觀(guān)反應速率,如圖8所示體壓力為0.21MPa,氣液傳質(zhì)的吸收溫度控制在50℃,氣液傳質(zhì)反應釜的攪拌速率為220r·minl。3種不同配比胺液的動(dòng)力學(xué)模型驗證結果如圖7216000所示。表2MDEA+MEA混合胺液配比組分12000Table 2 Component ratios of MdEa+MEa mixed amines10000Proportions of mixed amines28mol· L MDEA+0.2mol·L-MEA600024mol· L MDEA+06mol·LMEA2mol·L-MDEA+1mol·LMEA40000.00002theoretical valuesMDEA+MEA experimental value000018·2molL-+1molLproportion of MEA·24molL-1+06molL10.001642.8 mol-L +02 mol-L-:圖8不同溫度條件下不同配比混合胺液表觀(guān)反應速率常數曲線(xiàn)0.000014Fig 8 Apparent reaction rate of different component ratio0.000012mixed amines under different temperature0.000010·‘通過(guò)圖8的結果對比可以看出,3種吸收溫度下,隨著(zhù)MEA添加量的增多,兩種混合胺液的表0.000006觀(guān)反應速率常數均逐漸增大,且在吸收溫度較低時(shí)0.0000040.0000050.0000100.0000150.000020表觀(guān)反應速率常數隨著(zhù)MEA添加量的增加呈現線(xiàn)xperimental value NX106/kmol-m-2s-I性增長(cháng),隨吸收溫度升高,逐漸偏離線(xiàn)性關(guān)系。這圖7MDEA+MEA液傳質(zhì)速率理論值與說(shuō)明采用擬一級反應來(lái)描述MDEA和MEA與CO2實(shí)驗值的對比的反應在吸收溫度較高時(shí)存在一定的偏差,吸收溫Fig 7 Comparison of MDEA+MEA mixed amine mass度較低時(shí),準確度較高。此外,可以看出,MEA即transfer rates of theoretical value with experimental value使少量的添加也能增大反應速率,說(shuō)明MEA可以通過(guò)圖7可以看出,本文建立的MDEA+MEA大大提高叔胺的吸收性能?；旌习芬旱膭?dòng)力學(xué)模型準確性較好,但在反應即將3.2.3增強因子與傳質(zhì)速率基于建立的動(dòng)力學(xué)模終止階段,傳質(zhì)速率實(shí)驗值較小,此時(shí),3種不同型,分析了不同配比下混合胺液氣液傳質(zhì)過(guò)程的增配比下傳質(zhì)速率的實(shí)驗值和理論值偏差略大,且隨強因子與傳質(zhì)速率,本次計算采用的二氧化碳氣體著(zhù)MEA添加量的增加,這種誤差逐漸增大。MEA、為0.21MPa,吸收溫度為50℃,計算的結果如圖9MDEA單一胺液的傳質(zhì)反應符合擬一級反應,但是圖11所示。中國煤化工CNMHG2360化工學(xué)報第67卷于MDEA的減少速率,增強因子會(huì )產(chǎn)生下降。由于MDEA+MEAm 2 molL-l+I mol- L-I胺液的量遠遠大于氣體的量,所以增強因子下降不24molL-1+0.6mol·L▲28molL1+02mol·L-1明顯。通過(guò)圖10可以看出,隨著(zhù)反應的進(jìn)行,MEA含量降低,MDEA+MEA傳質(zhì)速率開(kāi)始明顯下降此外,由圖可以看出,混合胺液的傳質(zhì)速率并不是單純的相同濃度的兩個(gè)單一組分傳質(zhì)速率的疊加由圖2mol· L MDEA與1mol·LMEA混合后與2mol· L MDEA和1mol·LMEA傳質(zhì)速率time t/min的疊加之和相比還要高,特別是反應剛開(kāi)始階段。圖9不同配比混合胺液增強因子隨反應過(guò)程的變化這是由于反應開(kāi)始階段,反應主要以MEA為主,Fg9 Chemical enhancement factors of different component隨著(zhù)反應的進(jìn)行,MEA逐漸被消耗完全,吸收過(guò)程ratio mixed amines changing with time轉而以MDEA為主。上述現象存在的原因是存在交互作用,導致混I MDEA+MEA0.0000·MDEA合胺液的傳質(zhì)速率較單一胺液會(huì )大大增加。通過(guò)圖▲MEA11可以看出,添加MEA之后,對兩種混合胺液來(lái)0.00001說(shuō),其傳質(zhì)速率都有提升。MEA含量越高,傳質(zhì)速0.000010率越大。這充分說(shuō)明混合胺液之間存在交互作用,不同配比胺液交互作用的大小不同。當MEA含量為33.3%時(shí),交互作用明顯,傳質(zhì)速率明顯提升3.24交互作用通過(guò)對兩種混合胺液在3種不同MEA添加比例條件下的實(shí)驗,計算得出交互作用系time t/min數隨著(zhù)MEA配比以及液相負荷的變化結果,如圖圖102mol· L MDEA+1mol·LMEA的傳質(zhì)12所示。速率隨時(shí)間的變化Fig 10 Mass transfer rate of 2 mol.L-MDEA+I mol L-MEA changing的040.000020MDEA+MEA之0.000006命0.050.100.150200.2MEA proportion0.000004金盤(pán)盤(pán)2●·圖12不同MEA添加比例的交互作用系數Fig 12 Interaction coefficient of different MEA proportions圖11不同配比混合胺液傳質(zhì)速率隨時(shí)間的變化通過(guò)圖12可以看出兩種混合胺液表現出了明g1 Mass transfer rates of different component ratio mixed顯的化學(xué)反應交互作用,隨著(zhù)MEA添加比例的增amines changing with time加,交互作用系數快速增長(cháng)。在MDEA+MEA混合通過(guò)圖9可以得到:當配比選用2mol·L1胺液中,當MEA添加比例為333%時(shí),交互作用MDEA+1mol·LMEA時(shí),混合胺液的增強因子系數達到0.5左右最大。隨著(zhù)反應時(shí)間的推移,增強因子略微減小。通過(guò)圖13可以看出,隨著(zhù)混合胺液吸收的進(jìn)這是因為隨著(zhù)反應的進(jìn)行MEA的濃度減少速率大行,兩種胺液TH中國煤化工攵開(kāi)始階段,CNMHG汽期唐建峰等:MDEA與MEA脫碳反應動(dòng)力學(xué)236l互作用系數逐漸下降。當總胺濃度為3mol·L時(shí)(2mol·L1MDEA+1mol· L MEA),傳質(zhì)速率較大,吸收效果較好,為最優(yōu)配比。符號說(shuō)明0.20氣相濃度,kmol·AL—氣體在液相中的濃度,kmol·mCA—氣液界面處氣體的濃度,kmol·m液相內部所含氣體濃度,kmol·m3CB—液體濃度,kmol:mliquid load/mol·L每一時(shí)刻胺液在液相中的濃度,kmol圖132mol·L1MDEA+1mol·LMEA交互作用系數隨CB-胺液在液相中的濃度,kmol·m3液相負荷的變化CO2濃度,kmol·mFig. 13 Interaction coefficient of 2 mol.L MDEA+1氣體在液相中的擴散系數mol.L MEA changing with liquid load胺液在液相中的擴散系數,d-z方向上的液膜厚度,m交互作用系數較高,此時(shí),吸收主要以MEA為主E—增強因子隨著(zhù)反應的進(jìn)行,液相負荷逐漸增大,MEA逐漸被H入—亨利系數,kmol·(m3MPa)消耗,溶液中堿性變弱,此時(shí),叔胺由于濃度較高,H八田準數堿性比MEA高,逐漸成為吸收的主體胺液,此時(shí)k2—二級反應速率常數,m3·(kmol·s)混合胺液的增強因子主要由叔胺提供。因此,可以k—無(wú)化學(xué)反應時(shí)的傳質(zhì)系數,m·s看出,交互作用的大小與液相吸收負荷以及溶液中總包反應速率常數,sMEA的濃度均有直接的關(guān)系。k—常數N—傳質(zhì)速率,kmol·(m2·s)h4結論傳質(zhì)通量,kmol·(m2·s)1反應級數(1)采用擬一級反應建立的單一胺液化學(xué)反應△n—反應過(guò)程中消耗的CO2的物質(zhì)的量,kmol動(dòng)力學(xué)模型可以很好地預測伯胺以及叔胺的氣液傳氣相分壓,MPa質(zhì)性能。MDEA+MEA混合胺液動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)驗S—胺液吸收面積,m2值吻合較好,但隨著(zhù)MEA濃度的增加,模型的準時(shí)間確度有所降低反應級數(2)對于單一胺液,從動(dòng)力學(xué)參數分析來(lái)看B—化學(xué)反應交互作用系數下角標MEA的二級反應速率常數k2較大,MDEA二級反A—氣體應速率常數遠遠小于MEA。隨著(zhù)溫度的升高,二級胺液反應速率常數增大。從增強因子與傳質(zhì)速率分析來(lái)L——液相看,MEA單一胺液的增強因子E要遠遠大于i—任一時(shí)刻MDEA隨著(zhù)氣液傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行增強因子逐漸減小,當溫度升高時(shí),增強因子變大。從傳質(zhì)速率分析來(lái)References看,MEA傳質(zhì)速率遠遠大于MDEA,隨著(zhù)氣液傳[]馮叔初,郭揆常,等,油氣集輸與礦場(chǎng)加工M東營(yíng):中國石油質(zhì)過(guò)程進(jìn)行,傳質(zhì)速率逐漸減小。大學(xué)出版社,2006:367(3)對于混合胺液,表觀(guān)反應速率常數Kan以FENG 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Oil and Gas Gathering and RefineryProcessing[M]. Dongying: China University of Petroleum Press, 2006及增強因子E隨著(zhù)MEA濃度的增加以及溫度的升67-39高而逐漸增大。MDEA+MEA混合胺液的增強因子2]蘇欣,古小平,范小霞天然氣凈化技術(shù)研究進(jìn)展寧夏石油大于各單一組分胺液增強因子的和。MDEA+MEA化工,2005,(2)1-SU X, GU X P, FAN X X. Review of natural gas purification process混合胺液交互作用系數隨著(zhù)MEA濃度的增加而增[J]. Ningxia Petroleum and Chemical Industry, 2005, (2): 1-5大。但是隨著(zhù)反應的進(jìn)行,MEA濃度逐漸減小,交[3]王蘭芝,李Hi中國煤化工聽(tīng)究進(jìn)展母河CNMHG236化工學(xué)報第67卷Hangzhou: Zhejiang University, 2008WANG LZ,LGM, YANG H J,eral. Research progress of natural[l4]宿輝,崔琳二氧化碳的吸收方法及機理研究門(mén)環(huán)境科學(xué)與管gas purifying processes []. Henan Chemical Industry, 2006, (23)理,2006,31(8):79-8011-13SU H, CUI L. Research on absorption method and mechanism of[4] HANNA K P, ANDRZEJ C, Kinetics of CO2 desorptiocarbon dioxide []. Environmental Science and Management, 2006.aqueous N-methyldiethanolamine solutions J]. 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