MDEA指的是N-甲基二胺,分子式為CH3-N(CHE2CH2OH)2,分子量119.2。一定條件下,對二氧化碳等酸性氣體有很強(qiáng)的吸收能力,而且反應(yīng)熱小,解吸溫度低,無毒不降解。
胺分子中至少有一個(gè)烴基團(tuán)和一個(gè)氨基團(tuán)。一般情況下,可以認(rèn)為烴基團(tuán)的作用是降低蒸汽壓和提高水溶性,氨基團(tuán)的作用是使水溶液達(dá)到必要的酸堿度,促使H2S的吸收。H2S是弱酸性,MDEA是弱堿,反應(yīng)生成水溶性鹽類,由于反應(yīng)是可逆的,使MDEA得以再生,循環(huán)使用。
甲基二胺的堿性隨溫度升高而降低,在低溫時(shí)弱堿性的甲基二胺能與H2S結(jié)合生成胺鹽,在高溫下胺鹽能分解成H2S和甲基二胺。
在較低溫度下(20℃~40℃)下,反應(yīng)向左進(jìn)行(吸收),在較高溫度下(>105℃)下,反應(yīng)向右進(jìn)行(解吸)。
醇胺脫硫法是一種典型的吸收-再生反應(yīng)過程,反應(yīng)機(jī)理為:溶于水的H2S 和 CO 2具有微酸性,與胺(弱堿性)發(fā)生反應(yīng),生成在高溫中會分解的鹽類。以甲基二胺(MDEA)為例,其吸收H2S 和 CO 2發(fā)生的主要反應(yīng)如下:2R3NH+ H2S→ (R3NH)2S
(R3NH)2S+H2S → 2R3NH2HS
R2NH+H2O+CO2→ (R3NH)2CO3
(R3NH)2CO3 +H2O+CO2→ 2R3NHHCO3
醇胺和H2S 和 CO 2的主要反應(yīng)為可逆反應(yīng),在吸收塔中上述反應(yīng)的平衡向右移動,原料氣中的酸性氣組分被脫除;在再生塔中則平衡向左移動,溶劑釋放出酸性氣組分。同所有其它吸收-再生反應(yīng)過程一樣,加壓和低溫利于吸收;減壓和高溫利于再生,但為了防止溶劑分解,再生溫度通常低于127℃。