CO₂的捕集方法在世界范围内受到了广泛的关注。目前,最主流的脱碳手段是醇胺溶剂脱碳法。单一醇胺溶剂普遍面临解吸过程能耗高、体系易发泡、溶剂降解、溶剂黏度高等各种工程问题,因此,混合胺溶剂的发展得到了广泛的重视。许多工业商品溶剂由2～5种醇胺复配而成,且加入了活化剂、消泡剂等成分溶剂,这使得吸收/解吸过程中反应极为复杂,这为反应动力学、汽液平衡以及相关物性预测带来极大的困难,许多脱碳装置的设计和操作缺乏可靠的依据。因此依靠分子模拟技术推算和预测醇胺溶剂的热力学性质和反应动力学的研究对于工艺过程的设计和优化又有着重要的指导作用。本文以某企业采用国内专利羟乙基乙二胺（AEEA）和甲基二乙醇胺（MDEA）混合醇胺溶剂新建的CO₂脱碳装置的生产优化问题为背景,在了解AEEA:MDEA配比7:3且含有微量哌嗪（PZ）的条件下,以分子模拟为手段,开展了AEEA/MDEA混合醇胺水溶液吸收CO₂体系物性、汽液平衡和反应动力学的推算工作,结合该企业研究院开展的实验工作,初步将研究结果集成到Aspen软件中对工业装置的优化进行了初步的模拟计算工作。首先利用COSMO-therm X软件对醇胺溶剂的密度、饱和蒸气压、p Ka值、水溶液的气液相平衡、蒸发焓以及醇胺-水体系的混合过量焓等相关物性进行了预测。其中,纯物质的密度和饱和蒸气压的预测初值存在一定偏差,但在校正后能得到良好的结果。COSMO对于p Ka的计算初值有着较大的偏差,对其进行经验校正后误差显著减小,可以作为溶剂筛选的参考。COSMO对醇胺溶剂的蒸发焓以及醇胺-水体系的混合过量焓的预测结果较好,与实验数据吻合良好。利用Gaussian 09软件进行AEEA/MDEA混合醇胺水溶液吸收CO₂的反应动力学研究,分别根据“两性离子”机理、氨基羧酸机理和“三分子”机理计算了吸收过程中可能发生的化学反应的反应路径及其反应能垒,并根据计算结果建立了简化动力学模型。后期通过开展混合醇胺溶液在不同温度下吸收/解吸CO₂的实验,对各个反应的速率常数进行拟合求解。最后,本文使用Aspen plus软件进行了AEEA-MDEA-H₂O混合醇胺溶液捕集CO₂的工艺流程模拟,模拟效果较好,其中原料气中CO₂脱除率97.69%,净化气中CO₂的含量为1.28%,满足设计要求。