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MDEA의 물리화학적 특성 및 탈탄 원리천연가스의 경우
MDEA(학명: N-메틸디에탄올아민)는 무색 또는 약간 노란색을 띠는 점성 액체입니다.
분자식: CH3N(CH2CH2OH)2 ,
끓는점: 246~249℃/760mmHg; 비중: 1.0425g/ml (20℃);
어는점: -21℃ (순도 99%); 점도: 101Cp (20℃);
이 물질은 물, 에탄올, 에테르 등과 쉽게 혼합되며, 물에서는 약알칼리성을 띠고, 산성 환경에서는 이산화탄소와 황화수소 가스의 화학 반응이 일어나며, 고압에서는 이산화탄소와 황화수소 가스의 농도가 높아집니다. 따라서 전체 흡수 공정은 물리적 및 화학적 흡수 공정입니다.
황화수소와 이산화탄소를 흡수한 MDEA 농축액은 진공 플래시 증발을 위해 플래시 탱크로 유입된 후 재생탑으로 보내집니다. 재생탑 하부에서 농축액은 가열 및 분해되어 이산화탄소와 황화수소를 완전히 방출합니다. 동시에, 하부의 가스가 상승하여 상부의 농축액에 2차 탈기 효과를 발생시키므로, 전체 재생 공정은 물리적 및 화학적 재생 공정입니다. 구체적인 화학 반응식은 다음과 같습니다.
R2R'N + H2S → R2R'NH + HS (즉발 반응)
R2R'N+CO2+ H2O → R2R'NH +HCO3 (느린 반응)
흡수 및 재생탈탄 원리천연가스의 경우
공급 가스가 설비 경계에 도달하면 필터 분리기를 통해 가스 내 불순물과 미세 입자가 제거되고, 흡수탑 하부로 유입됩니다. 흡수탑 내부에서는 상부에서 분사되는 MDEA 용액과 역류 접촉이 이루어집니다. MDEA 수용액(아민 저농도 용액)은 천연가스 중의 황화수소와 이산화탄소를 흡수하여 공급 가스에서 황화수소와 이산화탄소를 제거함으로써 발주처의 기술 요구사항을 충족시킵니다. 정화된 가스는 흡수탑 상부를 빠져나와 생성물 가스 분리기를 통해 경계 밖으로 배출됩니다.
액면 조절 밸브의 제어 하에 흡수탑 하단의 액면 높이에 따라 농축 아민이 플래시 탱크로 이송됩니다. 흡수탑 하단의 농축 아민은 플래시 탱크로 들어가고, 농축 아민에 흡수된 대부분의 탄화수소는 플래시 기체상으로 탈착됩니다. 압력 조절 밸브의 제어 하에 플래시 증기는 연료 가스 시스템으로 회수됩니다. 농축 아민 액은 희박/농축 아민 열교환기로 보내집니다. 재생탑에서 나온 뜨거운 희박 아민이 플래시 탱크의 농축 아민을 가열한 후, 농축 아민은 아민 재생탑으로 들어갑니다.
아민 재생탑 하단의 재비기에서 생성된 증기는 농축 아민 용액과 역류 접촉하여 산성 가스를 제거함으로써 농축 아민의 재생을 완료합니다. 아민 재생탑 하단의 액면 조절 밸브의 제어 하에, 고온의 희박 아민 용액은 희박/농축 아민 열교환기로 넘쳐흐릅니다. 희박 아민 부스터 펌프는 아민 완충 탱크의 아민을 1.0MPa로 가압하여 흡수탑으로 보냅니다. 흡수탑으로 이어지는 희박 아민 배관에는 유량 조절 밸브가 설치되어 있어 흡수탑으로 유입되는 희박 아민의 유량을 제어합니다.
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