的复配液体脱碳剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于脱除气体中高浓度CO2的复配液体脱碳剂，具体涉及一种含 有N-甲基二乙醇胺(MDEA)、活化剂和pH缓蚀剂的复配液体脱碳剂，主要用于脱除天然气、煤 层气、炼厂气、页岩气和沼气等气体中高浓度的C0 2,属于气体净化领域。
【背景技术】
[0002] 工业革命推动了人类的高速发展，同时也加剧了对煤、石油、天然气、页岩气等化 石燃料的使用量，导致CO2排放量逐年增加，大气中的CO 2浓度持续增长，使得大气中碳循环 失衡，温室效应逐年严峻。根据美国地球系统研究实验室研究数据，2013年大气中0) 2含量 为395.11??111，2014年大气中〇)2含量为397.13??111。该研究预测人类活动所产生的〇)2排放量 将从1997年的271亿吨增长到2100年的950亿吨。因此，减少CO 2排放量将直接关系到人类社 会的可持续发展，如何高效地控制CO2的排放已经成为制约人类社会发展的关键性问题。
[0003] 减少CO2排放势在必行，但作为高速发展的今天，化石燃料石油、煤炭作为主流的 能源又不可能停止使用，这就使得我们寻找一种相对洁净甲烷含量高的能源--天然气、 煤层气、沼气等。天然气氢碳比高、排放CO 2和污染物量少的优势，可对减轻地球的温室效应 和大气污染做出突出贡献。天然气以其高效、优质、洁净等优于煤炭和石油的优点在一次能 源消费结构中占据越来越重要的地位。
[0004] 天然气在我国能源结构中所占比例远远小于其在世界能源机构中的比例，煤炭在 我国能源结构消费占比过半。为应对煤炭在使用过程中所带来的环境问题，近年我国致力 于转变当前依靠煤炭为主的单一性能源结构，形成主要以煤炭为主，其他能源为辅的能源 消费结构，并不断加大对其他能源的开发利用，天然气在我国将会有越来越大的发展空间。 2014年我国与俄罗斯签订了总价值4000亿美元的天然气供应协定，这将大大推进中国天然 气工业的发展，进一步巩固天然气在我国居民燃气中的地位，有利于加快城市清洁能源建 设。
[0005] 天然气的主要成分为烷烃，此外一般还含有H2S、⑶2、有机硫、N2、水气及微量的惰 性气体。天然气中的C0 2、H2S和有机硫通常被称为酸性气体组分，酸性气体组分不仅降低天 然气品质和热值，还会增加运输成本，使催化剂中毒，腐蚀金属设备等。CO 2、H2S等酸性气体 对金属管道的腐蚀是一种自发过程，在高温、高压条件下，管道长时间与酸性气体等腐蚀介 质接触，极易使管壁腐蚀变薄和管线破裂，甚至会导致重大损失。因此，天然气必须脱除酸 性组分后才能进行输送和使用
[0006] 1999年⑶2体积浓度标准< 3.0%，2013年后的新技术指标中，一类天然气中C〇2体 积浓度为<2.0%，2015年后中石油的天然气技术指标中，一类天然气中CO 2体积浓度可能 为<0.5%，可以看出国家对天然气净化气中酸气含量要求逐渐减低，即对天然气净化程度 要求更为苛刻，这就迫切需要寻找一种高效的天然气脱除CO 2净化溶剂。
[0007] 为适应新的国家天然气净化标准，研究一种高效天然气脱除C02的溶剂就显得尤 为重要。虽然各类烷醇胺在吸收⑶2方面有着各自的优点，如目前工业上主要使用的MEA、 DEA等醇胺都存在腐蚀性强、易降解变质、易发泡、再生能耗高等问题，还会对环境造成污 染，使用MDEA脱碳溶剂随可克服上述伯胺和仲胺的缺点，但MDEA的叔胺性质导致其与CO2的 反应速率慢，碳容也较低。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种用于脱除 气体中高浓度CO2的复配液体脱碳剂，含有吸收剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)、活化剂和pH缓蚀 剂，具有高的CO 2气体的选吸和快吸能力，可将气体中的CO2脱除至0.5%以下;该复配液体脱 碳剂具有高效、污染小、性质稳定、酸气负荷高、不易降解、可与常规MDEA脱碳溶剂兼容、再 生能耗低的优点。
[0009] 本发明还提供一种上述复配液体脱碳剂的应用，主要用于脱除天然气、煤气、沼 气、页岩气、炼厂气和含有大量CO2的工业废气等气体中高浓度的CO 2。
[0010]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0011] -种用于脱除气体中高浓度CO2的复配液体脱碳剂，包括以下重量百分比的原料： 吸收剂40-45 %、活化剂0.3-10 %、消泡剂0.01-0.2 %、pH缓蚀剂1-6 %和余量的水，吸收剂、 活化剂、消泡剂、PH缓蚀剂溶于水后，搅拌均匀即得所述的液体复合物；
[0012] 所述的吸收剂为N-甲基二乙醇胺(MDEA)，分子量为119.16;
[0013] 所述的活化剂为伯胺类化合物、仲胺类化合物、杂环胺类化合物、醇胺类化合物、 醇醚类化合物中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物；
[0014] 所述的消泡剂为硅氧烷；
[0015] 所述的pH缓蚀剂为有机pH缓蚀剂、无机pH缓蚀剂中的任意一种或两种以任意比例 混合而成的混合物。
[0016] 上述技术方案中，所述的活化剂优选为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、哌嗪、氨乙 基哌嗪、N-羟乙基哌嗪中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
[0017] 上述技术方案中，所述的消泡剂优选为甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基 硅油或甲基乙氧基硅油中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
[0018] 上述技术方案中，所述的有机pH缓蚀剂优选为:2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)、 丁基乙醇胺(Advantex爱旺德）、2_氨基-2-乙基-1，3-丙二醇(AEPD tmVOX 1000)、乙二醇单乙 醚中的任意一种，或两种及以上以任意比例混合而成的混合物;所述的无机pH缓蚀剂为硼 酸钠/硼酸缓蚀剂、Na 2C03/NaHC03缓蚀剂中的任意一种或两种以任意比例混合而成的混合 物。
[0019] 本发明还提供一种上述复配液体脱碳剂的应用，主要用于脱除原料气体中高浓度 的CO2，所述的原料气体为天然气、煤气、沼气、页岩气、炼厂气和其他含有大量CO 2的工业废 气。
[0020] 上述技术方案中，用于脱除高浓度CO2时，将所述的液体复合物与所述的原料气体 通入传统的脱硫脱碳装置中，在常压一7.OMPa的条件下进行脱C0 2,液体复合物与原料气体 中CO2的体积比为100:1 -8，液体复合物与原料气体中CO2的重量比为100:0.5-7.0，液体复合 物与原料气体的气液比为lm 3:500-1000m3。
[0021] 本发明技术方案的优点在于，该复配液体脱碳剂含有吸收剂N-甲基二乙醇胺、活 化剂和pH缓蚀剂，具有高的CO2气体的选吸和快吸能力，可将气体中的CO2脱除至0.5%以下； 该复配液体脱碳剂具有高效、污染小、性质稳定、酸气负荷高、不易降解、可与常规MDEA脱碳 溶剂兼容、再生能耗低的优点。
【附图说明】
[0022] 图1:本发明实施例1制备的复配液体脱碳剂用于脱除原料气体中高浓度CO2时的 流程图；
[0023] 图2:本发明实施例2制备的复配液体脱碳剂用于脱除原料气体中高浓度CO2时的 流程图；
【具体实施方式】
[0024]以下对本发明技术方案的【具体实施方式】详细描述，但本发明并不限于以下描述内 容：
[0025]本发明实施例1中所用的测试装置为高压CO2脱除小试实验装置，为本领域常用装 置，如图1所示，该装置包括加压吸收塔、常压再生塔、加压液体栗和气体增压栗，其中： [0026] 吸收塔管径：Φ30πιπι，使用高度：1000mm;上下接口采用法兰连接，采用不锈钢和陶 瓷填料。设计压力:常压-IOMpa、设计温度：10-100 °C ;体积：1 · 5L，进气口、排料口出有压力 和温度显示，混合液体喷淋量:0.36-0.50L/h，含数字液位显示；
[0027]再生塔管径：Φ 50mm，使用高度：1000mm，采用不锈钢和陶瓷填料；设计压力： 0.1 Mpa、设计温度：50-200 °C，体积：3L;进气口、排料口设有加热控温系统，含数字液位显 示;混合液体喷淋量:0.36-0.50L/h;
[0028]闪蒸器管径：Φ 50mm，高：200mm，设计温度：100 °C ;使用温度：60 °C ;顶部安装泄压 阀;设有预热器，含加热控温系统；
[0029] 安装有高压平流栗，流量:0.01-0.6L/h可调；电源220V; 50Hz ;常压液体柱塞栗，流 量：0 · 01-0 · 6L/h可调；电源220V; 50Hz ;气体增压栗，流量：108-360L/h可调；电源220V; 50Hz；
[0030] 同时，安装有气体缓冲罐体积10L;安装有质量流量计，600ml胺液储液罐，测温传 感器PtlOO,智能温控仪表，AI518G控固态输出，电源220V，50Hz等。
[0031] 将本发明实施例1所述的复配液体脱碳剂装入储液罐中，经风冷器和冷却器后，由 高压栗栗入