羰基硫和醇胺溶液反应机理及反应动力学研究进展

羰基硫(COS)和CO2有非常相似的结构,遵循同样的反应机理,然而在醇胺溶液中COS的反应速率要低得多,COS和伯胺、仲胺的反应通过两性离子和三分子反应机理来描述,和叔胺的反应通过碱催化水解机理来描述。另外还综述了大量关于COS和醇胺溶液反应的动力学研究结果,结合相关研究指出混合醇胺溶液的研究将是未来的发展方向。     

MDEA溶液吸收CO_2动力学研究

采用圆盘塔,在常压、温度30～70℃、MDEA浓度1.75～4.28kmol/m~3条件下,以流动循环法测定了MDEA水溶液吸收CO_2的速率.利用自吸式搅拌鼓泡反应器测得的气液平衡关系整理数据,所有吸收速率数据均可用假一级快速可逆反应的吸收速率表达式来描述,即N_(co_2)=H_(co_2)(D_(co_2l)k_2c°_(Am)(1-a)~(1/2)(p_(co_2)-p_(co_2l)~*)式中k_2=5.86×10~6exp(-3984/T)并由此求得表观活化能为33.13kJ/mol.本文还讨论了温度、转化度和MDEA浓度对CO_2吸收速率的影响.     

醇胺溶液吸收CO_2反应动力学研究进展

有机醇胺溶剂吸收CO_2是燃烧后碳捕获的一种新型化学吸收法。研究醇胺溶液吸收CO_2过程中的动力学有助于了解胺溶剂吸收CO_2的整个过程的作用机理和吸收速率的快慢,为改进反应装置,降低技术成本提供重要的参照数据。本文对收集的CO_2捕获涉及到的醇胺溶剂与CO_2的反应动力学文献进行了总结,结果表明,两性离子机理和三分子机理适合于解释伯仲胺溶液吸收CO_2过程,而对于叔胺溶液吸收CO_2的过程催化水合机理更适合。     

醇胺吸收和解吸CO2的研究

本文利用常压搅拌吸收和解吸装置在一定条件下对乙醇胺（ＭＥＡ）、二乙醇胺（ＤＥＡ）、甲基二乙醇胺（ＭＤＥＡ）及乙－氨基－２甲基－１－丙醇（ＡＭＰ）吸收和解吸ＣＯ２的速率进行了比较和研究。     

仲胺和叔胺水溶液吸收CO2的动力学

采用湿壁柱装置,以二乙醇胺、三乙醇胺和N,N-二乙基乙醇胺水溶液为吸收剂,测量了不同醇胺浓度和不同温度下醇胺吸收CO2的反应速度,得到3种吸收剂吸收CO2的本征反应速率常数分别为7.71′1015exp(-8755.2/T) m3/(kmol×s), 9.63′1020exp(-13262.4/T) m3/(kmol×s), 1.19′1028exp(-18231.3/T) m3/(kmol×s). 确定仲胺吸收CO2的反应机理为两性离子机理,叔胺吸收CO2的反应机理为改进的碱催化水合机理.     

复配醇胺溶液对CO2的吸收解吸性能及其降解性能

比较了9种不同配方醇胺溶液对CO₂的吸收解吸性能。其中,N-乙基乙醇胺（EMEA）+二乙氨基乙醇（DEEA）+哌嗪（PZ）和2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇（AMPD）+哌嗪（PZ）+水（H₂O）两种溶液的吸收解吸的稳定性最佳,平均解吸率高于94.00%。本文对这两种溶液进行了144h热降解和96h氧化降解实验,结果表明热降解后的EMEA+DEEA+PZ溶液的吸收解吸性能稳定性较高,每千克溶液对CO₂的平均吸收量、平均解吸量略有升高,分别升高1.58L、0.35L,平均解吸率下降2.04%;而氧化降解造成每千克EMEA+DEEA+PZ溶液对CO₂的平均吸收量、平均解吸量分别下降0.45L、1.75L,平均解吸率下降2.25%;热降解对于AMPD+PZ+H₂O溶液吸收解吸性能影响较大,造成每千克该溶液对CO₂的平均吸收量、平均解吸量分别下降5.63L、4.03L,平均解吸率升高2.32%;在经过氧化降解之后,每千克AMPD+PZ+H₂O溶液对CO₂的平均吸收量、平均解吸量分别下降1.05L、0.70L,平均解吸率升高0.59%。液质联用分析结果表明,热降解导致EMEA浓度减小了19.67%,AMPD浓度减小了71.89%;氧化降解导致EMEA浓度减小了18.18%,AMPD浓度减小了74.53%。由此说明,EMEA+DEEA+PZ比AMPD+PZ+H₂O具有更佳的抗降解性能。同时,根据电喷雾质谱结果对两种溶液的热降解、氧化降解的机理进行推测,热降解中生成恶唑烷酮类物质,氧化降解则是生成酸类物质。其中,氧化降解对两种溶液都造成了负面影响,而热降解则不然。     

醇胺混合溶剂吸收CO_2的过程模拟

为了降低大型企业的CO2排放,醇胺溶液吸收法是目前最适合的CO2吸收捕集技术,其主要问题是捕集分离的能耗较大。工业上常用的吸收分离低分压CO2的溶剂,是乙醇胺水溶液。为了降低分离能耗,利用不同溶剂的优点,提出采用混合溶剂降低能耗。通过过程模拟的方法,使用乙醇胺和甲基二乙醇胺混合溶剂水溶液,采用化工模拟软件AMSIM进行了CO2吸收的过程模拟,确定了混合醇胺溶液的最佳浓度,探讨降低醇胺溶液吸收法CO2捕集工艺成本的方法,混合溶剂比相同浓度的乙醇胺水溶液的捕集能耗降低了约13%。     

CO2醇胺富液低能耗再生研究进展

醇胺法吸收CO₂具有效率高、易改造等优点,但较高的再生能耗严重阻碍了其实际应用。本文在介绍醇胺吸收机理和各种醇胺的解吸特性的基础上,分析了采用非水溶剂、固体酸催化剂和纳米颗粒等方法来降低醇胺富液热解吸能耗,以及采用钙基化合物对富液进行化学解吸的原理及可行性。分析表明：再生热负荷与吸收产物密切相关,选择适合的醇胺吸收剂可降低再生反应自由能;非水溶剂在降低显热和汽化热方面效果显著,利用乙醇吸收产物稳定性低的特性,能在降低显热和汽化热的同时降低解吸热;优化固体酸催化剂的中孔比表面积和B酸酸位点或制备新型双功能催化剂能缩短加热时间和降低温度;纳米颗粒通过提高溶液传热传质效率减小再生热负荷,但对醇胺传质传热效果还需进一步研究;采用氯化钙和氢氧化钙等钙基化合物解吸富液成本低、效果好,通过改善粉煤灰等含钙工业废料的均质性和有效成分占比,化学解吸成本有望进一步降低,具有广阔的应用前景。     

混合醇胺溶液吸收烟气中CO2

研究了温度、CO2含量与吸收液浓度对醇胺溶液吸收CO2性能的影响,并比较了不同复配体系对二异丙醇胺(MDEA)的活化效果。结果表明,醇胺溶液对CO2的吸收速率随反应时间的增加而降低,随吸收温度的升高而增强,以40℃为宜;吸收反应速率均随气、液相反应物含量增大而增强;混合体系对MDEA的活化效果为二乙烯二胺最好,乙醇胺最差。     

混合醇胺溶液吸收烟气中C02

研究了温度、C02含量与吸收液浓度对醇胺溶液吸收C02性能的影响,并比较了不同复配体系对二异丙醇胺（MDEA）的活化效果。结果表明,醇胺溶液对C02的吸收速率随反应时间的增加而降低,随吸收温度的升高而增强,以40℃为宜;吸收反应速率均随气、液相反应物含量增大而增强;混合体系对MDEA的活化效果为二乙烯二胺最好,乙醇胺最差。     

A hybrid equation of state and Kent-Eisenberg model for accurate prediction of carbon dioxide separation by aqueous alkanolamines

A hybrid predictive model has been developed for accurate prediction of thermodynamics of carbon dioxide separation by aqueous alkanolamines. The model incorporates equation of state/excess Gibbs energy model into Kent–Eisenberg approach to predict carbon dioxide–alkanolamine–water equilibria. The approach imparts theoretical corrections to Kent–Eisenberg approach and significantly extends their range of application for monoethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine, and 2-amino-2-methyl-1-propanol solutions. The proposed model suitably predicts thermodynamics of carbon dioxide separation, well beyond the regressed range of parameters. The results are in excellent agreement with experimental data for a wide range of process parameters and found superior to existing thermodynamic approaches.     

Absorption of carbon dioxide in alkanolamines in the presence of fine activated carbon particles

The rates of absorption of CO₂ into water and 0.1 kmol/m³ aqueous solutions of MEA, DEA and AMP were measured in a stirred cell with a flat gas-liquid interface in the presence of fine activated carbon particles. Experiments showed that the rates of absorption increased significantly with increases in the loading of activated carbon up to about 6 kg/m³ and thereafter remained constant.     

二氧化碳水合物动力学促进剂研究进展

利用水合物法捕获二氧化碳是当今世界的研究热点,但其应用受到了水合物的生成条件苛刻、生成速率缓慢等问题的限制,故需要利用特定促进剂来改善水合物法分离气体的性能。本文从动力学促进剂对二氧化碳水合物生成的影响效果和促进机理两个方面的研究进展进行了分析和介绍：在影响效果方面,主要阐述了不同类型动力学促进剂对水合物生成产生不同的影响以及在高浓度时对水合物生成产生的抑制作用,并分别分析了其原因;在促进机理方面,总结了国内外各学者的研究成果,并指出现有各种关于动力学促进剂促进机理的理论存在的不足。此外,还提出了未来关于二氧化碳水合物动力学促进剂的发展方向：一是着重研究动力学促进剂对水合物生成促进效果与其含有基团的关系;二是目前关于动力学促进剂促进水合物生成机理还没有统一定论,这可能是由于目前的研究主要集中在促进剂对水合物外部形态的改变而未探讨促进剂对水合物内部结构的改变,因此促进剂对水合物内部结构的改变上需进一步研究。     

高密度二氧化碳技术对牛奶杀菌效果动力学分析

Inactivation kinetics of total bacteria counts in the milk exposed to dense phase carbon dioxide (DPCD) was investigated.Stronger inactivation of total bacteria counts was achieved at higher pressure and exposure time (p<0.05）.Treatment temperature had synergistic effects with pressure and expose time on the inactivation of total bacteria counts,and lg(N/N₀) significantly decreased when increasing the temperature (p<0.05）.The maximum reduction was 5.082-log at 30 MPa and 50℃ for 70 min.The survival curves of total bacteria counts in the milk against pressure or temperature were fitted by the Weibull model with high regression coefficients,and model parameters,a value (scale factor) and b value (shape factor) changed regularly with increasing pressure or temperature.     

Improved rate-based modeling of carbon dioxide absorption with aqueous monoethanolamine solution

This paper focuses on modeling and simulation of a post-combustion carbon dioxide capture in a coal-fired power plant by chemical absorption using monoethanolamine. The aim is to obtain a reliable tool for process simulation: a customized rate-based model has been developed and implemented in the ASPEN Plus® software, along with regressed parameters for the Electrolyte-NRTL model worked out in a previous research. The model is validated by comparison with experimental data of a pilot plant and can provide simulation results very close to experimental data.     

CO2吸收材料的研究进展

全球变暖已成为当前困扰人类生存和发展的重大障碍,因此,CO2吸收材料的研究成为了当前科学研究的热点。本文介绍了CO2捕获和富集的几种方法,主要包括溶剂吸收法、吸附法,并按照基质的不同将吸附法分为金属氧化物类、纤维类、活性炭类、分子筛类、碳纳米管类、聚合物类。同时介绍了其研究进展,并简述了各自的优缺点。指出氨基修饰的碳纳米管是一种很有潜力的CO2吸收材料。     

碱液吸收法测定轻烃中CO2

建立了轻烃中CO2测定的样品处理方法和两种滴定方法。样品经闪蒸器气化,然后用过量的NaOH溶液吸收CO2,生成Na2CO3,再用HCl标准溶液滴定。本方法6个样品的回收率为94.7%～97.4%。分析结果相对误差小于10%。满足了轻烃中CO2含量的检验要求。该方法适用于定量轻烃中CO2的分析。     

CH4CO2催化重整制合成气的研究进展

综述了CH₄CO₂催化重整制合成气的研究进展，分析讨论了催化剂的研究状况、反应机理、动力学、催化剂失活特性和非常规供能方式在催化重整反应中的应用等。结果表明，CO₂催化重整过程开发成功的关键是有效抑制催化剂积炭失活。     

二氧化碳的活化及其催化加氢制二甲醚的研究进展

CO₂是一种稳定的物质,其化学惰性限制了CO₂转化技术的发展。本文介绍了化学催化、生物活化、光电活化及等离子体活化等CO₂活化方式,从CO₂催化加氢合成二甲醚的工艺研究、催化剂开发、催化加氢机理和本征动力学研究等方面综述了CO₂催化加氢合成二甲醚的研究进展,认为化学催化法是目前应用最广泛的一种CO₂活化方式。对于一步法催化CO₂加氢合成二甲醚的工艺,其难点是制备高效CO₂活化催化剂。开发高效的CO₂活化及转化催化剂及对CO₂合成二甲醚的反应过程进行机理探究,是推广CO₂转化技术的关键。     

Dissolution kinetics of colemanite in water saturated by carbon dioxide

The dissolution kinetics of original and calcinated samples of the boron containing mineral colemanite, in CO₂-saturated water were studied. Effects of particle size, calcination temperature and reaction temperature were evaluated. It was observed that the dissolution is chemically-controlled. The reaction rate decreased with increase in particle size, and increased with increase in the calcination and reaction temperatures. The activation energy for solution of the sample calcinated at 400°C as calculated as 57.7 kJ mol^?1.