2026年乙二胺行业现状分析：优化操作参数可进一步提高性能

  中国报告大厅网讯，随着全球“双碳”目标的深入推进，二氧化碳捕集、利用与封存技术成为实现碳中和的关键路径之一。乙二胺作为一种重要的有机胺化合物，在2026年展现出强劲的市场增长态势。据行业数据显示，2025年全球乙二胺产能约为280万吨，其中中国贡献超过40%，预计2026年全球需求将突破300万吨，年增长率保持在6%以上。乙二胺广泛应用于农药、医药、染料、环氧树脂固化剂等领域，同时近年来在碳捕集技术中作为高效吸收剂备受关注。本研究将乙二胺与N,N-二甲基甲酰胺复配形成相变吸收剂，应用于模拟沼气中二氧化碳的脱除实验，系统考察了不同操作参数对捕集效果的影响，为乙二胺在绿色低碳领域的应用拓展提供了实验依据。

  一、乙二胺在二氧化碳捕集领域的行业背景与实验设计

  《2025-2030年中国乙二胺行业运营态势与投资前景调查研究报告》指出，我国是工农业大国，每年产生大量农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾等废弃物，经厌氧发酵可制取沼气，沼气再经脱碳提纯获得生物天然气。目前工业上常用醇胺水溶液吸收法捕集二氧化碳，但存在再生能耗高的问题。乙二胺作为伯胺，分子结构中含有两个氨基，与二氧化碳反应活性高，反应产物氨基甲酸盐在非水溶剂中溶解度低，可形成固液相变，显著降低再生能耗。基于此，本实验将乙二胺与N,N-二甲基甲酰胺复配成非水相变吸收剂，同时配制乙二胺水溶液作为对照，利用喷淋塔研究两者对二氧化碳的脱除性能。实验教学流程分为课前文献调研与汇报、课中分组操作与数据记录、课后数据分析与报告撰写三阶段，旨在培养学生理论联系实际的能力。

  二、乙二胺吸收剂制备与实验系统构建

  实验所需试剂包括乙二胺(纯度≥98.0%)、N,N-二甲基甲酰胺(纯度≥99.5%)和去离子水。吸收剂制备方法：分别称取一定量乙二胺与DMF混合均匀，配制成0.5 mol/L的乙二胺/DMF非水溶液;另取乙二胺与去离子水混合，配制成5.0%的乙二胺/水溶液。实验系统由吸收剂罐、蠕动泵、喷淋塔、富液罐、混合气瓶、质量流量计、CO2分析仪及计算机组成。喷淋塔为有机玻璃材质，内径70.0 mm、高300.0 mm，喷嘴采用304不锈钢雾化喷嘴，孔径分别为0.6 mm和0.8 mm。混合气按沼气典型组分40.0% CO2和60.0% N2配制。实验时，吸收剂经蠕动泵输送至喷嘴雾化，与从塔底进入的混合气逆流接触，反应后气体经干燥由CO2分析仪测定浓度，富液收集于富液罐。乙二胺与二氧化碳的反应遵循两性离子机理，在非水溶剂中产物析出形成固相，从而实现相变分离。

  三、乙二胺非水溶液与水溶液捕集二氧化碳效果对比

  在喷嘴孔径0.6 mm、吸收剂流量200 mL/min条件下，改变混合气流量，考察乙二胺/DMF非水溶液与乙二胺/水溶液对CO2的脱除效果。实验结果显示，气液比越小，CO2脱除率越高。对于乙二胺/水溶液，当混合气流量从8.0 L/min降至4.8 L/min(气液比从40降至24)时，CO2脱除率从67.5%提升至81.4%。对于乙二胺/DMF非水溶液，当混合气流量从10.0 L/min降至7.2 L/min(气液比从50降至36)时，CO2脱除率从96.3%升至99.5%。在相同吸收剂流量200 mL/min、混合气流量8.0 L/min条件下，乙二胺/DMF非水溶液在10 min内将CO2浓度从41.2%降至0.4%，脱除率达99.0%;而乙二胺/水溶液在16 min内仅降至13.4%，脱除率67.5%。乙二胺/DMF体系高效的原因在于DMF对CO2的物理溶解量(3.0 mg/g)远高于水(约1.7 mg/g)，促进了乙二胺与CO2的化学反应。由此可见，乙二胺非水相变吸收剂在沼气提纯中具有显著优势。

  四、乙二胺吸收剂流量对二氧化碳捕集效率的影响

  采用0.8 mm喷嘴孔径，研究乙二胺/DMF吸收剂不同流量下的CO2捕集效果。当吸收剂流量为200 mL/min时，混合气流量从9.6 L/min降至7.2 L/min(气液比从48降至36)，CO2脱除率从95.4%升至98.5%;当吸收剂流量增至250 mL/min时，混合气流量从11.0 L/min降至9.0 L/min(气液比从44降至36)，CO2脱除率从95.7%升至99.3%。结果表明，增加乙二胺吸收剂流量可提高气液接触面积和反应容量，从而提升脱碳效率。经上述工况提纯后的气体中CO2含量可满足管网天然气标准，证明乙二胺/DMF体系在实际应用中潜力巨大。

  五、喷嘴孔径对乙二胺吸收剂捕集二氧化碳的影响

  乙二胺行业现状分析指出，在混合气流量9.6 L/min、乙二胺/DMF吸收剂流量200 mL/min条件下，比较0.8 mm和0.6 mm喷嘴孔径的CO2捕集效果。结果显示，0.8 mm孔径时CO2脱除率为95.4%(出口浓度1.9%)，0.6 mm孔径时脱除率升至97.3%(出口浓度1.1%)。较小喷嘴孔径使乙二胺吸收剂雾化液滴更细，分散更均匀，增大了气液接触面积，从而强化了CO2的传质与反应。因此，在实际工程中优化喷嘴结构有助于提升乙二胺吸收剂的利用效率。

  六、乙二胺相变吸收剂的教学拓展与成效

  本实验将乙二胺相变吸收剂引入教学，还可拓展至其他有机胺体系，如哌嗪、3-甲氨基丙胺、二乙烯三胺等与不同溶剂(二甲基乙酰胺等)复配，研究其对CO2的捕集性能。此外，可对固相产物进行傅里叶红外光谱、X射线衍射、核磁共振等表征，深入分析反应机理。通过本实验，学生不仅掌握了乙二胺吸收剂的制备与操作技能，还提升了数据分析、软件应用和科研思维能力，同时增强了服务“双碳”战略的社会责任感。

  总结而言，本研究基于乙二胺/DMF相变吸收剂开展了二氧化碳捕集实验，结果表明乙二胺非水溶液在喷淋塔中可在10 min内实现99.0%的CO2脱除率，远优于传统乙二胺水溶液。气液比、吸收剂流量和喷嘴孔径均显著影响捕集效率，优化操作参数可进一步提高性能。该实验将前沿科研与教学融合，为培养低碳技术人才提供了有效载体，也为乙二胺在碳捕集领域的工业化应用奠定了实验基础。随着2026年乙二胺行业持续增长，其在绿色化工和环保领域的价值将进一步彰显。

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