混合胺液用于脱除天然气中CO_2的性能研究.pdf

2 0 1 5年 8月 石油学报 石油加工 A C T A P E T R O L E I S I N I C A P E T R O L E U M P R O C E S S I N G S E C T I O N 第 3 1 卷第 4期 文 章 编 号 1 0 0 1 8 7 1 9 2 0 1 5 0 4 0 9 0 4 0 8 混合胺液用于脱 除天然气 中 C O2 的性能研 究 陈 杰 ，唐建 峰 ，花亦 怀 ，徐 明海 ，王传 磊。 ，韩雅 萍 ，冯 颉 ，史泽林 1 ．中海石油气电集 团 技术研发中心 ，北京 1 0 0 0 2 7 ；2 ．中N 4 5“大学 储运与建筑工程学 院，山东 青 岛 2 6 6 5 8 0 ； 3 ．海洋石油工程股份有 限公 司，天津 3 0 0 4 6 1 摘要 为 了选择脱碳性能优越的三乙醇胺 TE A 混 合胺液 吸收剂 ，采用 吸收速率 、酸气负 荷、解吸率 等作为评 价 指标 ，首先在纯 C O 条件下 ，分别对一定浓度 的 TE A和一 乙醇胺 ME A 、TE A 和二 乙醇胺 D E A 、T E A和二 乙 烯三胺 D E T A 、T E A和三 乙烯 四胺 T E TA 、T E A和哌嗪 P z 混合得到的 5种混合胺液进行 实验对 比分 析 ，综 合考察其 吸收和解 吸性能指标 的变化规律 ，初步筛选出 T E AME A、TE AD E T A、T E AP Z 3种性能较优 的混 合胺 液。然后在混合气条件下 ，对这 3种混合胺 液的吸收和解 吸性 能进行进一步实验对 比。结果发现 ，当原料气中 C O 浓度较低时 ，可优 先选择 T E AP Z混合胺液 ；解吸条件 相同时 ，T E AME A混 合胺液 的解 吸性 能较好 。可 为实际天然气脱碳工业应用 提供依据 和参考 。 关键 词 混合胺液 ；吸收剂 ；吸收 ；解吸 ；天然气脱碳 中图 分 类 号 TE 6 4 4 文 献标 识 码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ } ． i s s n ． 1 0 0 1 8 7 1 9 ． 2 O 1 5 ． 0 4 ． 0 1 1 S t u d y o n Pe r f o r m a n c e o f M i x e d Ami n e S o l u t i o n s f o r Na t u r e Ga s De c a r b o n i z a t i o n CHE N J i e 。TANG J i a n f e n g 。 ， HUA Yi h u a i ，XU M i n g h a i 。 ，W ANG Ch u a n l e i 。 ， HAN Ya p i n g 。 ，FENG J i e ，S HI Z e l i n 1 ． CNOOC Ga s Po we r Gr o up Re s e a r c h De v e l o pme n t C e n t e r，Be i j i n g 1 0 0 0 2 7，Ch i n a； 2 ． C o l l e g e o f Pi p e l i n e a n d Ci v i l E n g i n e e r i n g，C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ， Qi n g d a o 2 6 6 5 8 0 ， C h i n a ； 3 ． Of f s h o r e O i l En g i n e e r i n g C o ． L t d，T i a n j i n 3 0 0 4 6 1 ，C h i n a Ab s t r a c t I n or d e r t o s e l e c t t r i e t h a no l a mi n eTEA mi xe d a m i ne a bs or b e nt s o f s u pe r i o r d e c a r bo n i z a t i o n p e r f or ma n c e，t he a bs or p t i o n r a t e，a c i d ga s l o a d，d e s o r pt i on r a t e we r e u s e d a s t h e e va l u a t i on i nd i c a t o r s ． Fi r s t l y，f i v e m i x e d a mi ne a bs o r b e n t s wi t h a c e r t a i n c o nc e nt r a t i o n o f TEA a n d mo no e t h a no l a mi neM EA ， TEA a nd d i e t ha n o l a m i ne DEA ， TEA a nd d i e t hy l e ne t r i a mi ne DE TA ，TEA a n d t r i e t h y l e n e t e t r a mi n e TETA ，TEA a n d p i p e r a z i n e PZwe r e p r e p a r e d，a n d t h e c o mpa r a t i v e a n a l y s i s o f whi c h we r e c a r r i e d o ut u nd e r c o ndi t i o ns o f p ur e CO2 ．Af t e r t he v a r i a t i on o f a bs o r p t i o n a nd d e s o r pt i on p e r f or ma n c e i n di c a t or s we r e s ur v e y e d c o m p r e he ns i v e l y。TEA M EA ， TEA DETA，TEA PZ t h e t h r e e mi x e d a mi n e a b s o r b e n t s we r e i n i t i a l l y s e l e c t e d t o b e u s e d f o r f u r t he r c o mpa r a t i v e l y a na l y s i s un de r c o nd i t i o ns o f ga s mi xt u r e ．The r e s u l t s s ho we d t ha t a m o ng t he t hr e e mi x e d a mi ne a b s o r be nt s 。TEA PZ m i x e d a mi n e a b s o r be nt wa s pr i o r o ne f o r t he r a w g a s wi t h l o w CO2 c o n c e n t r a t i o n ， wh i l e TE A M EA mi x e d a mi n e a b s o r b e n t p o s s e s s e d b e t t e r d e s o r p t i o n pr o pe r t i e s u nd e r t he s a m e r e ge ne r a t i o n c on di t i o ns，whi c h p r o v i d e d t he b a s i s a n d r e f e r e nc e f o r t he i nd us t r i a l a p pl i c a t i on s i n na t ur a l ga s de c a r b o ni z a t i on ． 收稿 日期 2 0 1 4 0 5 0 5 基金项 目国家重点基础研究“ 8 6 3 ” 项 目 2 0 1 3 AA 0 9 A2 1 6 资助 第一作者陈杰 ，男，高级工程师，博士 ，主要从事 L NG关键技术开发与设备 国产化研究 ；T e l 0 1 0 8 4 5 2 1 2 9 0 ；E - ma i l c h e n j i e p a p e r 1 2 6 ． C O II I 通讯联 系人 唐建峰，男 ，教授 ，博 士 ，主要 从事 天 然气 预处 理 、L NG 关键 技术 等研 究 工作 ；T e l 0 5 3 2 8 6 9 8 3 1 7 3 ；E ma i l t a n g p a p e r 1 2 6 ．c o m 第 4期 混合胺液用 于脱 除天 然气 中 C O 的性能研究 9 O 5 Ke y wo r ds m i xe d a m i ne s o l ut i on；a b s o r be n t ；a b s or pt i o n；d e s or p t i o n；n a t ur a l g a s de e a r b on i z a t i o n 天 然 气 作 为 一 种 清 洁 优 质 能 源 ，在 我 国 改 善 能源结 构 、大力推 动低碳 经济 发展 的过程 中，获 得 了前 所 未 有 的 飞 速 发 展 _ 】 ] 。随 着 全 球 天 然 气 勘 探开发 的逐 渐深 入 ，天然 气 脱 碳技 术 逐 渐成 熟 。 醇胺法 脱碳具 有 吸收负荷 高、吸 收效果好 、吸收 剂可循 环利用 、使 用成本 低等 特点 ，被广 泛应 用 于天 然 气脱 碳 领 域_ 2 ] 。而 混 合胺 液 吸 收 能力 强 、 反应速率快 、适 用 范 围广 、再 生 能耗 低、气 体 损 失小 、净化程度高 、溶液腐蚀小口 ] ，可 以弥补 单 一 胺液 的不足 ，提高胺 液 的综合 性能 ，达 到改 善 脱 碳 效 果 的 目的 。 目前 ，国 内 外 研 究 较 多 的 是 以 甲基 二 乙 醇 胺 MDE A 为 主 的混 合 胺 液。三 乙醇 胺 T E A 与 MD E A 同为叔胺 ，性 能相似 ，但 采用 TE A作为天 然气脱 碳胺液 的研究较 少_ 6 ] 。TE A具有 吸收容 量 大 、价格低廉等 特点 ，但 其对 C O 的吸收速率 较 慢 ，如 果在 TE A 中加 入 适 当 的其 他 种 类 胺 液 ，则 能够有效地提高其 吸收速率 。笔者 以 T E A作 为天 然气 脱碳 胺 液 的主组 分 ，分别加入一 乙醇胺 ME A 、 二 乙醇胺 D E A 、二 乙烯 三胺 D E T A 、三 乙烯 四胺 T E T A 、哌嗪 P z ， 组成不同混合胺液 ，实验研究 它们 对 C O 2的吸 收 与解 吸性 能 ，并 从 多 方 面 、多 角 度分析实验结果 ，得出其综合脱碳性能，旨在为胺液 脱碳性 能的研究探 索适宜 的实验方 法 ，为选 择天 然气 脱碳性能优越的混合胺液提供理论依据。 l 胺液脱碳 的基本原 理 醇 胺类 化合 物 的分 子 结构 中至 少 包 含 有 1个 羟 基 和 1 个 胺基 ，羟基 的作 用 是 降低 化 合 物 的蒸 气 压 并增 加 其水溶 性 ，胺基 则 为水溶 液 提供必 要 的碱度 ， 促进对酸性气体组分的吸收 ] 。根据连接在胺基的 氮原子上的“ 活泼” 氢原子数 ，醇胺可分为伯胺 、仲 胺和叔胺 3 类 。伯胺与仲胺可直接与 C O 反应生成 稳定 的氨基 甲酸盐 ，如 式 1 、 2 所 示 。 RNH CO2 一 RNH cOO一 1 RNH2 R NH C OO一 - RNHC O 0 R NH[ 2 叔胺 的氮原 子上没 有 活泼氢 ，因而不 能像 伯胺 、 仲胺一样直接与 C O 反应生成氨基 甲酸盐 ，而是靠 游离 胺 与水之 问的 氢键 增 强 反 应 的 活 性 ，生 成碳 酸 氢盐 ，如 式 3 所 示 。 R。 N Co2 H2 O R。 NH HCO3 3 T E A 与 目前 工业 中 应用 较 多 的 MD E A 同为 叔 胺 ，用作单一胺液吸收 C O。 时 ，具有吸收负荷高等 优点 ，但 由于其不能与 C O 直接生成碳酸氢盐导致 吸收 速率 较慢 ，这种 缺 陷在 C O。 处 理量 较 大 的情 况 时表现尤为明显。弥补此缺陷的主要途径是在 TE A 中加 入一 定量 的单 一伯 胺 或 仲胺 ，使 C O 先 与伯 胺 或仲胺 快 速反 应 生成 氨 基 甲酸 盐 ，生 成 的 氨基 甲酸 盐则催化 T E A 生成两性离子 中间化合 物，从 而加 快 了对 C O 的吸收 。混合胺液之间发生 的这种过程 称为交互作用 ，如式 4 所示 。 RNH COO一十 R3 N- - RNHCO0 R3 NH 4 2 实验部分 2 ． 1试 剂 ME A，分析 纯 ，天 津 天 泰精 细 化 学 品 有 限公 司 产 品 ；D E A，分析纯 ，天津市科密 欧化学 试剂开 发公 司产品；T E A，分析纯 ，西 陇化工 有 限公 司产 品； D E T A、T E T A、P Z ，分析纯 ，成都格雷西亚化学技 术有限公司产 品；C a C 1 。 ，分析纯，国药集 团化学试 剂有 限公司 产品 ；C u S O ，分 析纯 ，上海 振欣 试剂 厂 产品；Hz S O ，分析纯，广东省精细化学品工程技术 研究 开 发 中心产 品 ；C H 、C 0 2 ，纯度 9 9 ． 9 9 9 ，以 及 分 别 含 4 ． 0 7 和 6 ． 4 4 体 积 分 数 C 0 2 的 C H C 0 2 混合气 ，均由青岛天源特种气体厂提供。 2 ． 2实验装 置及 方 法 2 ． 2 ． 1 C O 吸收实 验 胺液 吸 收 c O 2的 实 验 装 置 及 流 程 如 图 1所 示 。 带有 磁耦合搅拌 的反应 釜是 关 键设 备 ，容积 3 0 0 mL， 设 计 压 力1 0 1V “L a ，磁 力 搅 拌 速 率 范 围 1 5 0 ～ 1 2 0 0 r ／ m i n ； 反应 釜 筒 体 设 液 体循 环夹 套 ，最 外 层 使 用保温材料包裹 ，确保控温效果 。恒温水浴的温度控 制 范围为室温 以上 5 1 0 0 ℃ ，控制精度 为0 ． 1 ℃ 。 首先 ，预热 恒温 水 浴 至 设 定 温 度 ，配 制 实 验 所 需 的胺 液样本 ，并 利用 真空 泵 将 胺 液 充入 釜 内 ；然 后 ，持续 将 釜 内抽 真 空 ，使 得 釜 内 C O。的含 量 尽 可 能减少 ，再将高压气瓶 中原料气经减压 阀调压后通 人高压反应釜；最后，开启数据采集 系统及磁力搅 拌系统 ，以一定速率搅拌 ，进行 C O。吸收实验 。实 验 过程 中定 时 观 察 反 应 釜 内温 度 、压 力 变 化 数 据 ， 待釜内压力趋于稳定后 ，关闭数据采集系统及 恒温 水浴 ，吸收实验结束。 第 4期 混合 胺液用于脱除天然气 中 C O 。的性能研究 9 0 7 2 ． 3评价 指标 对 胺液 吸 收 C O 性 能 的 评 价 指 标 包 括 吸 收 速 率 、吸收负荷、酸气负荷 ，对胺液解 吸 C O 性能 的 评价指标包括解吸率 、残余酸气负荷。 1 吸收 速率 吸收速率指单位时 间内单位体 积胺液吸收 C O 的量 ，如式 5 所示 。吸收 速 率越 高 ，吸收 性 能 越好 。 An ， 、 V a b VAt L b J 式 5中 ， 为 胺 液 对C O 的 吸 收 速 率 ， mo l ／ Lmi n ；V 为胺 液体 积 ，L；△ r为 吸收 时 间 ，mi n ；A n为 A r时 间内 C O2物质 的量 的变 化 量 ，mo l 。 2 吸收负 荷 L 吸收负荷指单位体积胺液吸收 C O z的量 ，代表 胺 液对 C O 的吸 收能力 ，如式 6 所示 。 L 一 6 V 式 6 中 ，L为胺 液 吸收负荷 ，mo l ／ L 。 3 酸 气负 荷 酸气 负荷指 胺液 中单位 物质 的量 的醇 胺所含 C O 物质的量 ，如式 7 所示。 L a一 a 式 7 中，a为胺 液酸气负荷 ， 中醇 胺浓 度 ，mo l ／ L。 4 解 吸率 7 mo l ／ mo l ；a为 胺 液 解吸率指一定时间内胺液解 吸出的 c O。 量与胺 液 解 吸前所 含 C O。 总量 的 比值 。解 吸率 能 够 表 示 出 胺 液 的再 生 能力 。 5 残余酸气负荷 ‰ 残余酸气负荷指胺液进行解吸实验后单位 物质 的量 的 醇 胺 中残 余 的 C O 。物 质 的 量，其单 位 为 mo l ／ mo l ，可 以表示 胺液 的再 生效 果 。 3结果与讨论 3 ． 1 纯 酸气 条 件 下 5种 T E A混 合胺 液 C O 吸 收解 吸性 能对 比 3 ． 1 ． 1 C O 吸 收性能 在 5 0 ℃ 、纯 酸气初 始 压力 0 ． 2 2 MP a的条件 下 ， 采 用 TE AME A、T E ADE T A、TE ATE T A、 TE AP Z 、T E AD E A 5种 混合 胺 液 进 行 C O 吸 收实验 ，测 定其 吸 收速 率 、吸 收负 荷 L 和 酸 气负荷 a ，结果示 于图 4 、图 5 。各 混合胺 液 中， TE A 的 浓 度 均 为 2 mo l ／ L，另 一 胺 的 浓 度 均 为 1 mo l ／ L ． 图 4 纯酸气 中 5种混合胺 液 C 2吸收 负荷 L 随 时间的变化 F i g ． 4 C 0 2 a b s o r p t i o n l o a d L V S t i m e f o r fi v e d i f f e r e n t m i x e d a m i n e s o l ve nt s i n pu r e C02 ．宣 暑 吕 图 5纯酸气 中 5种混合胺液 c 0 2 吸收速率 v 随酸气负荷 口 的变化 F i g ． 5 CO2 a b s o r p t i o n r a t e v a b V S a c i d g a s l o a d 口o f f i v e d i f f e r e n t mi x e d a mi n e s o l v e n t s i n p u r e C 02 由图 4可以看 出，5种混合胺液 的吸收负荷 随 时 间 的变 化 趋 势大 致 相 同 ，均 在 0 ～1 0 mi n内 随 时 间变 化呈 线性 关系 增 加 ，1 0 mi n后 各 曲线 变 化 趋 势 逐渐变缓并于 1 5 ～2 5 mi n内先后达到平衡。其 中， T E A P Z 的 吸 收 负 荷 最 先 达 到 平 衡 ，TE A T E TA 的吸 收负荷 达 到平 衡所 需 时间 最长 ，T E A ME A 与 TE AD E A 具有 相 近 的吸 收负 荷达 到 平衡 时间；TE A T E TA 具 有 最高 的最 终 吸 收 负荷 ， TEA DETA 次 之 ，TE A P Z、 TEA ME A、 T E AD E A 三者具有相近 的最终吸收负荷 ；在 吸 收达 到平 衡前 ，同一 时 刻各 混 合 胺 液 按 吸 收 负荷 从 大到 小 排 列 的 顺 序 为 TE A P Z、T E A D E T A、 9 O 8 石油学报 石油加工 第 3 1 卷 TEA M EA 、 I 、 EA DEA 、 I 、 EA I 、 E I 、 A 。 由图 5可 以看 出 ，各 混 合胺 液 的吸 收速 率 均 随 酸气 负 荷 的 增 加 而 下 降 ，且 当 酸 气 负 荷 在 0～ 0 ． 0 7 mo l ／ mo l 范 围内缓慢 下 降，当酸气 负 荷超 过 0 ． 0 7 mo l ／ mo l时 迅 速 下 降，并 均 于 酸 气 负 荷 0 ． 0 8 5 mo l ／ mo l 左右处降为 0 。在混合胺液吸收速率 迅速下降前 ，TE AP Z的吸收速率 明显高 于其 它 混合胺液 ，TE AT E TA、T E ADE A 的吸收速 率较低；TE AD E TA的吸收速率在初始阶段低于 T E AME A，当酸气负荷超过 0 ． 0 2 mo l ／ mo l 时迅 速升 高并接 近于 TE AP Z的吸 收速 率，T EA D E TA的吸收速率下降最慢 。 综合 图 4 、图 5可 以看 出 ，T E AP Z具 有最 短 的吸 收 负 荷 达 到 平 衡 时 间，且 吸 收 速 率 较 高； TE AT E TA具 有最高 的最 终 吸收 负 荷 ，但 其 吸收 负荷达 到 平衡 所 需 时 间最 长，且 吸 收速 率最 低 ； TE AME A 和 TE AD E A具 有相 近 的吸收 负荷 变 化规律及吸收速率变化规律 ，两者的吸收完成时间 及 最终 吸收 负 荷 也 基 本 相 同 ，TE A ME A 具 有 稍 高 的 初 始 吸 收 速 率；TE A D E TA 具 有 与 T E AP Z相 近 的 吸 收 负 荷 达 到 平 衡 时 间 、 与 T E ATE TA } [1 近 的最 终 吸 收 负 荷 ，其 吸 收速 率 稍 高于 T E AT E T A，且变化最为缓慢 ，吸收性能最稳 定 。因此 ，T E A P Z 、T E A ME A、T E AD E T A 具有 相对 较好 的 C O 吸收性 能 。 3 ． 1 ． 2 C 0 解 吸性 能 TE A MEA、 TEA DET A、 TEA TE TA、 T E AP Z 、T E AD E A 5 种不同混合胺 液富液与贫 液的酸气负荷及 C O 解吸率列于表 1 ，5 种混合胺液 C O 解吸率随时间和温度的变化示于图 6 、图 7 。 表 1 5种混合胺液 C O 解吸数据 Ta bl e 1 C02 d e s o r pt i on e x p e r i m e n t da t a o f f i v e di f f e r e nt m i x e d a m i n e s o l v e nt s 图 6 5种混合胺液 c 02 解 吸率 r 随时间的变化 Fi g ． 6 C O2 d e s o r p t i o n r a t i o r d v s t i me o f fiv e di f f e r e nt m i x e d a m i n e s o l v e nt s 由 表 1可 以 看 出 ， T E A DE TA、 T E A TE T A、TE A D E A 三 者 具 有 相 近 的 富 液 酸 气 负 荷 ，但 T EADE A 具 有 最 少 的贫 液 残 余 负 荷 ； TE AME A的富液酸气负荷 明显低 于其它 4种混 合胺液，其贫液残余负荷也最少 ； 按 C O。 解 吸率 由 大 到 小 排 列 的 混 合 胺 液 顺 序 为 T E A D E A、 TEA MEA、TEA P Z、 TE A TETA、TEA DETA 。 图 7 5种混合胺液 C O 解 吸率 r 随温 度的变化 F i g ． 7 CO2 d e s o r p t i o n r a t i o r d e v s t e mp e r a t u r e o f fiv e di f f e r e nt m i x e d a m i n e s o l ve nt s 第 4期 混合胺液用于脱除天然气 中 C O。 的性能研究 9 O 9 由 图 6可 以看 出 ，各 混 合 胺 液 的解 吸 率 均 随 时 间 的增 加 而增 加 ，且 在 0 ～ 1 0 mi n内各 胺 液 的解 吸 率 变化 曲线 近 乎 重 合 。1 0 rai n后 ，TE A D E A 和 TE AP Z的解吸率变化 曲线较 为接近 ，且 略高于 其 它 3种混 合胺 液 的 曲线 ；TE AME A 与 TE A TE T A 的解 吸率 变 化 曲线 非 常 接 近，且 均 高 于 TE ADE T A；T E AD E T A 的解 吸时 间 最 短 。 由 图 7 可 以看 出 ，各 混合 胺 液 的解 吸 率 随温 度 的变 化 曲线 基本 一 致 ，均 在 初 始温 度 ～ 1 0 0 ℃ 内缓 慢 上 升 ， 当温度 高 于 1 0 0 ℃ 时 急 剧 上 升 并 很 快 达 到 峰值 。其 中 TE ADE A的解 吸率 峰值 略高 于其 它几种混合 胺 液 。 综 合表 1 、图 6 、图 7可 以得 出 ，TE A D E A 具 有 最 高 的 富 液 吸 收 负 荷 与 最 高 的 最 终 解 吸 率 ； TE AME A的最终解吸率仅次于 T E A4 - D E A，但 其富液吸收负荷最少 ；TE AD E TA的最终解吸率 最低 ，但其 解 吸完 成 时 间最 短 ；同 一解 吸 时刻 ， TE AD E A与 TE AP Z均具有较高的解吸率 ，但 TE AP Z的最终解吸率不高。因此 ，TE AD E A、 TE AME A具 有较 好 的 C O 解 吸性能 。 3 ． 1 ． 3 5种 T E A混合胺液的综合脱碳性能 TE AP Z 、TE ADE T A、TE A ME A 具 有 较好 的 C O 吸收性 能 ，且 TE AME A 具 有 较 好 的 C O 解 吸性 能 ；TE AP Z的 C O 解 吸 性 能 不是 很 理想 ，但其吸收性能最好 ；T E ADE T A 的解吸率 最低 ，但 其 解 吸 时 间最 短 ，且 吸 收性 能最 稳 定 ； TE AD E A具有最好 的 C O 解吸性能 ，但其 吸收 性能较差。因此 ，综合分析认为 ，对 C O 吸收和解 吸性 能 较 好 的 T E A 混 合 溶 液 为 T E A D E TA、 TE AMEA 和 TEAPZ。 3 ． 2 混 合气 条件 下优 选 T E A 混合胺 液 的脱碳 性 能 由 3 ． 1 节 内容得出，在纯 C O 条件下，混合胺 液 TE AD E TA、TE AME A、TE AP Z的综合 脱碳性能较好 。考虑到实际天然气工业 中原料气通 常为混合气 ，因此 ，在混合气条件下对这 3种混合 溶液 进行 C O。 吸 收和解 吸 实验 ，进 一 步 比较 它 们 的 脱碳 性 能 。 3 ． 2 ． 1 TEA DE TA、 TEA MEA、 TEA P Z 的 C O 。吸收性 能 在 5 0 ℃、5 MP a 条件下 ，采用 C O 体积分数分 别为 4 ． o 7 、6 ． 4 4 的混合气 ，将 TE AD E TA、 T E AME A、TE AP Z分别进行 C O 吸收实验 ， 结果 示 于图 8 。 图 8混合气条件下 T E A D E T A 、T E AME A、 T EA P Z的 Co2吸 收 负 荷 L 随 时 间 的 变化 F i g ． 8 L V S t i me o f T EADE TA，T E A ME A。 TE A PZ i n mi x e d g a s e s c o n t a i n i n g C O2 p c o z ／ ； 1 4 ． 0 7 ； 2 6 ． 4 4 由 图 8可 以看 出 ，两种 混 合 气条 件下 ，T E A DE T A、TE AME A、TE AP Z的 c O 2吸收负荷 随时间的变化趋势大致相 同，均在初始 阶段随时间 变 化呈 线性增 加 ，然 后增 加 趋 势 逐 渐 变 缓 ，最 终 达 到平衡 ；且均出现 T E AP Z的吸收负荷最先达到 平衡 ，T E AME A 的 吸 收 负 荷 达 到 平 衡 所 需 时 间 最长、最终吸收负荷最大 的现象 。在 C O。 体积分数 为 6 ． 4 4 的混合气 中，3种混合胺液吸收负荷达到 平衡所需的时间均比在 C O 体积分数为 4 ． O 7 混合 气中要长，其最终吸收负荷也更大。 由图 9可 知，两 种 混 合 气 条 件 下，T E A D E T A、T E AME A、T E AP Z的 C O 2 吸收速率均 随酸气负荷的增加而降低 ，并最终趋于 0 ，且在初始 状态 T E ADE T A 均有最高 的吸收速率 ；在 c O 体积分数为 4 ． 0 7 的混合气中，TE ADE TA 的吸 善 。 c ／ mo l ‘too l 图 9 混合气条 件下 T E AD E T A、T E AME A 、 T E AP Z的 C O 吸收速 率 随酸气 负荷 口 的变化 F i g ． 9 v b V S a o f T EADE TA。T E A MEA． T EA P Z i n mi x e d g a s e s c o n t a i n i n g CO2 rp c o z ／ ； 1 4 ． 0 7 ； 2 6 ． 4 4 9 1 O 石油学报 石油加2 12 第 3 1 卷 收速率在酸气负荷为 0 ． 0 2 5 mo l ／ mo l 附近逐渐低于 TE A P Z 的 吸 收 速 率 ， 在 酸 气 负 荷 为 0 ． 0 3 5 mo l ／ mo l 附 近逐渐 低于 T E AME A 的吸 收速 率 ；在 C O 。体 积 分 数 为 6 ． 4 4 的 混 合 气 中 ， TE AD E TA的吸 收速 率 下 降较 快 ，在 酸气 负 荷 为 0 ． 0 6 too l ／ too l 左 右 先 后 低 于T E A ME A 和 TE A十P Z 的吸 收速率 。在 两 种 混合 气 中 ，3种 混 合 胺液的吸收速率分别于酸气 负荷 0 ． 0 4 5 mo l ／ mo l 及 0 ． 0 8 mo l ／ mo l 左 右趋 于 0 。 综合分析图 8 、9可知 ，在两种混合气条件下 ， T E ADE TA、TE AME A、T E AP Z的 C o 2吸 收负荷及吸收速率具有相近的变化趋势 ，但在 C O 体 积分数 为 6 ． 4 4 的混 合气 中 ，三者 吸收 C O 达 到 平衡所 需 的时 间较 长 ，其 最终 吸收 负荷 也 更 高； T E AP Z具 有最短 的吸 收完成 时 间，T E AME A具 有最高的最终吸收负荷 ；T E AD E T A 具有最高的初 始吸收速率 ，但 其 吸收性 能不稳 定；T E AME A 吸收速率变化较平稳 ，C O 吸收 性能稳 定 。 3 ． 2 ． 2 TEA DETA、 TEA MEA、 TEA PZ 的 C O。 解 吸性能 TEADETA、TEAMEA、TEA P Z 3种 混合胺液富液与贫液的酸气负荷及 C O 解吸率列于 表 2 ， 3种混合 胺液 的 C O 解 吸率 随时 间和温 度 的变 化示 于 图 1 0 。 表 2 T EA DE T A、TE AMEA、TE AP Z 的 CO2解 吸数 据 T a b l e 2 CO2 d e s o r p t i o n e x p e r i me n t d a t a o f TE A DE TA，TEA M EA。TEA P Z 1 0 0 9 O 8 0 7 O 6 0 5 O 4 0 3 O 2 0 1 0 0 -1 0 图 1 0 T E AD E T A、T E AME A、T E AP Z的 CO解 吸 率 随 时 间和 温 度 的变 化 曲线 Fi g ． 1 0 CO2 d e s o r pt i on r a t i o V S t i me a nd t e mp e r a t u r e o f T E A D ET A。T EA ME A，T EA P Z I n d e p e n d e n t v a r i a b l e 1 t ／ rai n ； 2 T／ C 由表 2可 以看 出 ，T E A D E TA 和 T E AP Z 具有相近的富液吸收负荷与贫液残余负荷；TE A ME A具有最高 的富液 吸收负荷与最少 的贫液残余 负荷 ；T E AME A、TE AP Z 、T E A D E T A 的 C O。 解 吸率依次 降低 。 由 图 1 O可 以 看 出 ，TE A DE T A、 T E A ME A、TE AP Z的 c O 。 解 吸率均随时间延长呈增 长趋 势 ，且 在 0 ～ 1 5 mi n内增长 速率 较 快 ，当 时 问 超 过 1 5 mi n时增 长 速 率 逐 渐 变 慢 ；在 整个 C O 解 吸过 程 中 ， 同 一 时 刻 TE A ME A、TE A P Z 、 TE ADE TA的 C O 解吸率依次降低。三者的 C O 解 吸 率 均 随 温 度 的 增 加 而 增 加 ，且 在 解 吸 初 始 温 度 ～8 5 ℃ 范 围内增 长趋 势 缓 慢 ，当温 度 高 于 8 5 ℃ 时急剧增 加 ，并 均 于 1 0 0 ℃ 左 右 完 成 解 吸 ；同一 解 吸 温 度 下 ， T E A ME A、 TE A P Z 、 T E A D E TA 的 C O。 解 吸率依次 降低 。 综 合分 析表 2 、 图 6 、图 7可得 ，T E A ME A 具有最高的富液吸收负