有机胺溶液吸收CO2的研究评述

论述了有机胺溶液吸收CO2的方法特点、存在问题、应用现状及研究进展,对今后的研究方向提出了建议.     

海水——有机胺体系吸收CO2的研究

利用搅拌池反应器研究了在常温常压下海水－有机胺体系吸收ＣＯ２的过程，结果表明，在海水溶液中有机胺可以大量地吸收ＣＯ２，有关有机胺－海水溶液吸收ＣＯ２的研究还未见报道。     

乙醇胺/多胺的脱碳研究

工业应用于烟气脱CO2的吸收剂以乙醇胺(MEA)水溶液为主,提高其性能是吸收法脱CO2的关键。对相同浓度的MEA及其与4种多胺,包括N-(2-羟乙基)乙二胺(AEEA)、哌嗪（PZ）、二乙烯三胺(DETA)和三乙烯四胺(TETA),所组成的混胺水溶液(MEA/多胺)对CO2的吸收、再生性能和腐蚀性开展了实验研究。实验结果表明,多胺含量较低的MEA/多胺的吸收和再生性能都较MEA所有提高,腐蚀速度较MEA降低。但是多胺含量增大,再生率有所降低。因此,适当含量多胺的MEA/多胺是较MEA高效的吸收剂;4种混胺中,MEA/DETA和MEA/TETA性能最优。     

新型高效捕集CO_2的旋转吸收填料装置的试验研究

针对燃煤电厂烟气捕捉CO2的效率低、再生能耗大以及设备体积庞大等缺点,本文设计开发了一种新型高效捕捉CO2的旋转吸收技术,采用醇胺(MDEA)水溶液中加入烯胺(TETA)组成的混胺为吸收剂,在旋转填料塔中强化吸收烟气中的CO2。在确定吸收剂温度和气液流量的试验条件下,进行了旋转吸收塔吸收性能的试验研究。试验结果表明,与传统填料塔相比,旋转吸收塔可以显著提高CO2的吸收效率,增强传质效果,且在相同的操作条件下,旋转吸收塔CO2的吸收效率达71.3%。     

可再生有机胺烟气脱硫试验研究

介绍了一种新型的自制有机胺脱除烟气中SO2的方法。通过对一系列有机胺类吸收剂对SO2吸收能力和吸收率的比较,结果显示自制有机胺对SO2有较高的吸收容量和吸收率,所以选其作为最佳吸收剂进行工艺研究。通过改变自制有机胺浓度、吸收剂的初始pH值、吸收温度和解吸温度,确定了自制有机胺吸收SO2的工艺参数:自制有机胺浓度为1.0mol/L,pH值为8,吸收温度为50℃,解吸温度和解吸时间分别为110℃和60min。     

单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟

采用ProMax2.0模拟了30% (质量分数)单乙醇胺填料塔吸收 - 解吸CO2的传统流程,考察了贫吸收液CO2负载(CLL)和溶液循环流速(SCR)对解吸用再沸器热负荷(Qreb)的影响.全系统模拟结果表明,当CO2 移除效率为90%时,CLL增加导致Qreb显著下降后再缓慢上升,其最佳值为0.20 mol CO2/mol MEA (MCPM),此时Qreb达最小值3.24 GJ/t CO2.单独的解吸系统模拟结果显示,当CLL 和富吸收液CO2负载(CRL)不变时,解吸塔中富胺进料流量的变化不影响热负荷.然而,由于全吸收 - 解吸系统CLL和CRL的变化则直接导致解吸塔富胺进料流量和热负荷的变化.     

CO2捕集过程中有机胺热降解的实验研究

在使用有机胺捕集CO2的工艺中,胺的降解性质是评价胺的重要因素之一。该文使用不锈钢密闭反应器和强制对流烘箱,在相同CO2负荷条件下分别考察了乙二胺(EDA)、1,2-二胺基丙烷(MEDA)、2-哌啶乙醇(2-PE)、哌嗪/2-氨基-2-甲基-1-丙醇(PZ/AMP)混合溶液在373～423K的热降解过程。除乙二胺外,所有实验的胺类的热降解速率都低于常用的乙醇胺(MEA)的热降解速率。在乙二胺分子上添加空间位阻有助于降低胺的热降解速率。本身具有热稳定结构的胺与其他胺类混合后,其热降解速率可能会提高。     

聚氧丙烯壬基酚醚硫酸酯盐/碱体系与原油动态界面张力研究

合成了聚氧丙烯壬基苯酚醚硫酸钠,研究了有机碱、无机碱以及所合成表面活性剂和有机碱、无机碱复配体系与桩西普通稠油的动态界面张力行为.结果表明:使用碳酸钠、三甲胺、三乙胺都可改变油水界面张力.碳酸钠/原油界面张力曲线呈"S"型变化,可分为缓慢上升、迅速上升和相对平衡3个阶段,而有机胺/原油界面张力曲线呈"U"型变化,出现动态界面张力最小值.碳酸钠加量不同时,其动态界面张力曲线变化不大;胺的质量分数升高时,动态界面张力则表现出先降低、后升高的趋势,存在最佳的胺加量.对于表面活性剂与Na2CO3复配体系,当Na2CO3加量高于一定临界值时,复配体系才有明显协同效应,此时仅需添加质量分数为0.0025%表面活性剂就可以将油水界面张力降低到10-5mN/m数量级.对于表面活性剂与有机胺的复配体系,降低油水界面张力的能力取决于体系中有机胺和表面活性剂的含量.只有当复配体系中有机胺的质量分数高于0.05%、9AS-3-0的质量分数低于0.01%时,复配体系才具有协同效应.上述研究说明:由有机碱和原油组分在油水界面反应生成的表面活性物质,其界面活性以及和聚氧丙烯壬基苯酚醚硫酸钠复配体系的界面张力行为与加无机碱的情况是不同的.另外,通过驱油试验证明,具有较低动态界面张力的9AS-3-0/Na2CO3复配体系有高的提高采收率的能力.     

活性炭对CO和CO2的吸附行为研究

采用重量吸附法,研究了空白活性炭A、经有机胺改性的活性炭C和经氢氧化钾与有机胺混合溶液改性得到的活性炭D在绝对温度303,313,323K下分别对单组分气体CO和CO2气体的等温吸附行为。等温吸附模型优选的结果表明:Freundlich方程是描述活性炭吸附CO气体的最佳模型方程;而Langmuir方程、D-R方程可以较好地模拟活性炭样品A在303,313,323 K下对CO2的等温吸附,Freundlich方程则能较好地模拟样品C和D在313 K下的等温吸附。CO和CO2在活性炭A上的等量吸附热均随吸附量的增加而降低。相同吸附压力下,CO2的吸附量高于CO。改性活性炭C和D上CO2的吸附量明显高于空白活性炭A;而活性炭的比表面积和微孔容积与吸附量的变化没有直接相关性。     

表面有机化钛酸材料的制备及吸附染料性能

将K2CO3和TiO2通过高温固相反应制得K2Ti4O9,经酸化处理后得到H2Ti4O9,用正十二胺乙醇溶液与之反应,获得正十二胺柱撑的层状化合物,采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等方法对所得材料进行结构表征,并初步研究了有机胺支撑前后钛酸材料的吸附性能,实验结果表明：在钛酸钾材料的层间引入正十二胺有机基团后,层间距加大,吸附能力大大提高.     

有机胺催化热钾碱液吸收和解吸CO_2的研究

通过理论分析,导出了题述速率方程的近似解。该解考虑了液相中存在平行反应时,被吸收气体在各反应中的不同平衡浓度对传质推动力的影响。采用搅拌反应器,以二乙醇胺为有机胺,吸收和解吸温度分别为353K和373K,系统总压0.104MPa时得到的实验数据对该解作了验证。计算结果表明:在胺催化吸收的穿梭机理中,消耗的游离胺大部分在膜内再生。界面游离胺浓度下降所引起的传质推动力减小是影响胺催化能力的重要因素,但这下降要受界面CO_2平衡浓度的制约。加速游离胺再生能显著促进吸收。解吸中有机胺并非一定通过均相催化起作用,其机理和吸收时无明显区别。     

TEA—DETA混合胺水溶液吸收CO2的研究

采用圆盘塔,对TEA(三乙醇胺)与DETA(二乙烯三胺)混合水溶液吸收CO2进行了研究。实验在常压下、温度303～333?K,混合胺浓度0.75～3.00?kmol*m-3的条件下对吸收量、吸收速率进行了测定,并与其它混合胺进行了比较,证明DETA(二乙烯三胺)是一种优良的活化剂。     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

MDEA水溶液脱碳平衡溶解度和动力学研究

针对烯胺为活化剂的混合胺水溶液脱碳需求,为满足工程计算和动力学研究之需,研究了以三乙烯四胺（TETA）为活化剂的N甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液吸收CO₂ 的反应机理,采用动态吸收法测定了CO₂ 在MDEA和TETA（2.7molMDEA + 0.3molTETA/L）混合胺水溶液中的平衡溶解度和吸收速率。根据实验数据建立了以机理为基础的该混合胺水溶液吸收CO₂ 的简化气-液平衡模型及吸收速率动力学方程,并通过计算得到简化气-液平衡模型及吸收速率动力学方程中各相关参数的关联式。与实验值比较,CO₂ 平衡分压、CO₂ 在混合胺水溶液中的平衡溶解度以及CO₂ 吸收速率的模型预测值相对误差均<10%,所得到的模型和方程可满足工程设计的需要。     

NH3和CO2的选择性分离——Ⅰ.间歇吸收机理及影响因素

通过对摩尔比接近于2：1的NH3／CO2混合气体进行选择性吸收研究,得到了良好的选择性分离效果,选择性分离因子S1在2.06-7.23之间,S2在2.86-10.63之间;考察了气体速率和溶液中NH3浓度对选择性吸收的影响,得到了高气速,短接触的结论;论证了选择性吸收的机理模型：NH3的吸收属于气膜控制,CO2的吸收可看作假一级快反应。     

分子模拟有机胺页岩抑制剂碳链长度对抑制性能的影响

有机胺钻井液体系近年来在国内外备受关注,其实质是应用了新的有机胺页岩抑制剂,因此更高效地研发胺类抑制剂是有机胺钻井液技术发展的关键。为研究有机胺类页岩抑制剂碳链长度对其抑制性能的影响规律和其抑制作用产生的作用机理,通过分子模拟方法研究了不同直链状有机胺分子——乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺的抑制性能变化规律,并通过分子动力学方法研究了有机胺页岩抑制剂对Na-蒙脱石水化抑制的作用机理以及有机胺页岩抑制剂对蒙脱石晶体力学性质的影响。结果表明,这些有机胺分子的抑制性能有明显的差异,1,6-己二胺的水化抑制效果最佳,乙二胺和1,10-癸二胺的抑制效果较差。可见,分子结构为直链状且两端为胺基的有机胺分子的水化抑制性随碳链长度的增加呈先增后减的趋势,且在含有6个碳原子(1,6-己二胺)时水化抑制效果和蒙脱石力学性能均达到最佳。     

海洋溶解有机碳循环简介

海洋在全球碳循环中扮演着重要的角色,人类每年向大气排放的CO2约有30%都被海洋所吸收。海洋中溶解有机碳的储量巨大,与大气中的无机碳储量相当,可能对大气CO2浓度产生重要影响。本文主要简介了海洋溶解有机碳的研究进展。     

N-烷基全氟辛基磺酰胺合成工艺研究

在有机碱三乙胺存在下，全氟辛基磺酰氟与烷基胺(如乙胺、丙胺、丁胺、六氢吡啶)胺化生成N—烷基全氟辛基磺酰胺，研究结果表明：全氟辛基磺酰氟：烷基胺：三乙胺配料摩尔比为1：1．1：1．2-1．5，反应温度60℃左右，反应时间2h，目标产物产率可达81％以上．     

相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_2气体是导致全球变暖的主要因素,CO_2捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。常用的CO_2捕集技术中,采用有机胺类化学吸收剂的水溶液捕集CO_2面临的主要技术难题是再生能耗高,如何降低能耗将直接关系到CCUS技术的未来走向。相变吸收剂在吸收CO_2时具有优异的吸收特性,而且可分离为液-液或液-固两相,其中一相富集CO_2,在降低能耗方面呈现出较大优势。通过对传统有机胺水溶液脱除CO_2工艺的能耗结构进行分析,综述了CO_2相变吸收体系在碳捕集方面的研究现状,并对相变吸收剂的研究动向和技术发展前景进行了展望:探索相变吸收剂的相变机理,解决其组成和工艺稳定性问题;开展微胶囊、极性摆动等新型吸收剂和耐热酶、固体酸等催化再生技术方面的研究。