Kinetics of carbon dioxide absorption into aqueous MDEA solutions

• Autorzy: Kierzkowska-Pawlak H. , Chacuk A.

Warianty tytułu

PL

Kinetyka absorpcji CO2 w wodnych roztworach MDEA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The CO2 absorption rate in aqueous methyldiethanolamine solutions was measured using a stirred cell with a flat gas-liquid interface. The measurements were performed in the temperature range of (293.15 to 333.15) K and amine concentration range of (10 to 20) mass %. Measurements were based on a batch isothermal absorption of the gas. The kinetic experiments were conducted under pseudo-first-order regime. The calculated initial absorption rates enabled to estimate the forward, second order reaction rate constant of CO2 reaction with MDEA in aqueous solution.

PL

Metody absorpcyjne usuwania CO2 z wielu mieszanin gazowych mają szerokie zastosowanie przemysłowe. W niniejszej pracy wykonano pomiary szybkości absorpcji CO2 w wodnych roztworach metylodietanoloaminy w reaktorze zbiornikowym z mieszadłem z płaską powierzchnią kontaktu. Pomiary wykonano w zakresie temperatur (293,15÷333,15) K i stężeń (10÷20)% mas. MDEA. Absorpcję realizowano w warunkach okresowych w stosunku do fazy ciekłej i gazowej. Stwierdzono, że w warunkach doświadczenia absorpcja przebiegała w reżimie szybkiej reakcji chemicznej pseudopierwszego rzędu. Na podstawie zmierzonej szybkości procesu w chwili początkowej wyznaczono stałe szybkości drugorzędowej reakcji CO2 w roztworze MDEA. Otrzymane wartości stałej szybkości reakcji skorelowano za pomocą równania Arrheniusa.

Słowa kluczowe

EN

CO2 removal; absorption; methyldiethanolamine; stirred cell

PL

usuwanie CO2; absorpcja; metylodietanoloamina; reaktor z mieszadłem

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 17, nr 4
• Strony: 463--475
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kierzkowska-Pawlak H.

autor

Chacuk A.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Kohl A.L. and Nielsen R.: Gas Purification, 5th ed. Gulf Publishing, Houston 1997.
• [2] Haimour N., Bidarian A. and Sandall O.: Kinetics of the reaction between carbon dioxide and methyldiethanolamine. Chem. Eng. Sci., 1987, 42, 1393-1398.
• [3] Rinker E.B., Ashour S.S. and Sandall O.C.: Kinetics and modeling of carbon dioxide absorption into aqueous solutions of N- methylodiethanolamine. Chem. Eng. Sci., 1995, 50, 755-768.
• [4] Jamal A., Meisen A. and Jim Lim C.: Kinetics of carbon dioxide absorption and desorption in aqueous alkanolamine solutions using a novel hemispherical contactor. I. Experimental apparatus and mathematical modeling. Chem. Eng. Sci., 2006, 61, 6571-6589.
• [5] Benamor A. and Aroua M.K.: An experimental investigation on the rate of CO2 absorption into aqueous methyldiethanolamine solutions. Kore. J. Chem. Eng., 2007, 24(1), 16-23.
• [6] Vaidya P.D. and Kenig E.Y.: CO2-alkanolamine reaction kinetics: A review of recent studies. Chem. Eng. Tech., 2007, 30(11), 1467-1474.
• [7] Donaldson T.L. and Nguyen Y.N.: Carbon dioxide reaction and transport into aqueous amine membranes. Ind. Eng. Chem. Fundam., 1980, 19, 260-266.
• [8] Pinsent J.P. and Roughton J.: The kinetics of combination of carbon dioxide with hydroxide ions. Trans. Faraday Soc., 1956, 52, 1512-1516.
• [9] Versteeg G.F., Van Dijck L.A.J. and Van Swaaij W.P.M.: On the kinetics between CO2 and alkanolamines both in aqueous and non-aqueous solutions. An overview. Chem. Eng. Comm., 1996, 144, 133-158.
• [10] Littel R.J., Versteeg G.F. and van Swaaij W.P.M.: Kinetics of CO2 with tertiary amines in aqueous solution. A.I.Ch.E.J., 1992, 36, 1633-1640.
• [11] Moniuk W. and Pohorecki R.: Absorpcja CO2 w wodnych roztworach N-metylodwuetanoloaminy. Inż. Chem. Proces., 2000, 21, 183-197.
• [12] Glasscock D.A. and Rochelle G.T.: Numerical simulation of theories for gas absorption with chemical reaction. AIChE J., 1989, 35(8), 1271-1281.
• [13] Shi Y. and Zhong Z.: A rigorous model for absorption of carbon dioxide into aqueous N-methyldiethanolamine solution. Chem. Eng. Comm., 2005, 192(7-9), 1180-1193.
• [14] Vaidya P.D. and Kenig E.Y.: Absorption of CO2 into aqueous blends of alkanolamines prepared from renewable resources. Chem. Eng. Sci., 2008, 62(24), 7344-7350.
• [15] Doraiswamy L.K. and Sharma M.M.: Heterogenous Reaction: Analysis, Examples, and Reactor Design. Vol. 2, 1st ed. Wiley, New York 1984.
• [16] Glasscock D.A.: Modeling and experimental study of carbon dioxide absorption into aqueous alkanolamines. PhD Dissertation. The University of Texas at Austin, 1990.
• [17] Pani F., Gaunand A., Cadours R., Bouallou C. and Richon D.: Kinetics of absorption of CO2 in concentrated aqueous methyldiethanolamine solutions in the range 296 K to 343 K. J. Chem. Eng. Data, 1997, 42, 353-359.
• [18] Versteeg G.F. and van Swaaij W.P.M.: Solubility and diffusivity of acid gases (CO2 and N2O) in aqueous alkanolamine solutions. J. Chem. Eng. Data, 1988, 33, 29-34.
• [19] Rinker E.B., Oelschlager D.W., Colussi A.T., Henry K.R., and Sandale O.C.: Viscosity, density, and surfac tension of binary mixtures of water and N- methyldiethanolamine and water and diethanolamine and tertiary mixtures of these amines with water over the temperature range 20-100°C. J. Chem. Eng. Data, 1994, 39, 392-395.