摘要：采用高压反应釜进行了质量分数为30%的MEA贫液在120℃，2.0MPa下的热降解研究。强制降解240h，并考察了负载CO2（0.45mol/L）、不同温度（110℃，120℃，130℃）条件以及添加FeCl3对MEA热降解影响。不同工况条件下实验结果表明，CO2负载和温度增加会增大MEA热降解率和降解物生成率，铁离子对MEA降解率基本无影响，仅在MEA热降解过程中起催化剂作用。纯热降解主要产物有乙二醇和氨；负载CO2后热降解产物主要2-恶唑烷酮（OZD）、HEIA、AEEA。在热降解实验基础上进行了氧化降解实验，在120℃，2.0MPa条件基础上增加氧分压方式，研究了CO2负载和铁离子（FeCl3）对30wt%MEA氧化降解率和降解物生成率影响。实验结果表明，无CO2负载时MEA氧化降解产物主要氨气、N-（2-羟乙基）甲酰胺（HEF）、N-（2-羟基乙基）乙酰胺（HEA）、N-（2-羟基乙基）咪唑（HEI）、N,N’-二（2 –乙基）草酰胺（BHEOX）、N,N’-二（2 –乙基）草酰胺（HEPO）；MEA负载CO2后，降解物新增加降解物OZD，且CO2负载会增加NH3、HEA、HEPO生成率；铁离子对6种降解产物生成率都具促进作用。
关键词：CO2吸收；单乙醇胺；热降解；氧化降解
0前言
化学吸收法是相较之下最经济的捕集手段，有机胺吸收法成为商业应用最为成熟的技术之一。关于有机胺的研究已有50多年的历史，并已有多种有机胺用于商业捕集CO2[1-3]。在实际工业应用过程中发现，胺溶液降解会造成溶剂损耗不断增大、吸收CO2效率持续降低[4-7]。据统计，因有机胺及其降解产物的逸散会造成0.01-0.8kg/t(CO2)的溶剂损失[8-12]。有机胺降解会引起溶液发泡、设备管道腐蚀、堵塞等问题[13-15]。醇胺降解产物会使溶剂粘度增加，增大溶剂发泡倾向，进而增加胺液在吸收塔和解吸塔内夹带量，增大溶剂损失；另一方面，发泡还会堵塞吸收塔、再生塔及换热器等设备[16]。降解产物中的有机酸会破坏管道设备内壁FeS（硫化铁）保护层，引起腐蚀[17]，因此研究有机胺降解机理具有非常重要的工业应用意义。
本文以工业上应用最广的乙醇胺（MEA）作为研究对象，主要考察温度、CO2、O2、金属离子（Fe3+）对MEA降解的影响，并对降解机理进行分析。MEA在实际工业应用出现明显降解用时较长，为缩短实验时间，本实验借助高压反应釜使MEA进行强制降解。为贴近工业应用实际情况研究MEA彻底降解机理，MEA浓度根据实际工业应用选取质量分数为30%。
作者：陆诗建