Продукты деградации аминовых растворов
| Алканол-амин | Компоненты кислого газа | Условия протекания реакции | Продукты реакции | Свойства продуктов деградации |
| первичные: | ||||
| -МЭА | H2S | присутствие кислорода | тиосульфат (ЭА)2∙S2O3 | не разлагает-ся при десорбции кислых газов из раствора ЭА |
| COS, CS2 | реакция частично обратима | соли N-(гидроксиэтил)-тиокарбаминовой кислоты | ||
| О2 | α-аминоальдегид→ глицин→ гликолевая кислота→ щавелевая кислота→ муравьиная кислота | образуют соли железа, что приводит к коррозии | ||
| СО2 | водный раствор, t=165-200 оС | оксазолидон, N-(гидроксиэтил)-имидазолидон, производные этилендиамина | ||
| оксазолидон-2 | N,N'-диэтилолмочевина→ 1-(2-оксиэтил)-имидазолидон-2→ производные этилендиамина | забивают аппаратуру при низких температурах и не поглощают СО2 | ||
| -ДГА | СО2 | реакция обратима на 90% при t≈210 оС | N,N'-бис-(гидроксиэтоксиэтил)-мочевина | |
| вторичные: | ||||
| -ДЭА | СО2
| τ=8 ч., t=125 оС, СДЭА=20% | N,N'-бис-(гидрокиэтил)-пиперазин, N,N',N''-трис-(гидроксиэтил)-этилендиамин, N-(гидроксиэтил)-имидазолидон, N-МДЭА, N,N'-бис-(гидроксиэтил)-глицин |
|
| t=175 оС, СДЭА→2% | ||||
| -ДИПА | 3-(2-оксипропил)-5-метилоксазолидон | |||
| третичные: | ||||
| -МДЭА | τ=144 ч., t=180 оС, СМДЭА=4,28 моль/л | 2-(диметиламино)-этанол, этиленгликоль, 1,4-диметилпиперазин, метанол, N-(гидроксиэтил)-метилпиперазин, ТЭА, триметиламин, оксид этилена | ||
Основным способом снижения потерь аминов в результате термохимического разложения является вывод продуктов деструкции из системы путем фильтрации и сорбционной очистки (активные угли, цеолиты и др.) раствора.
|
|
|
Добавление к амину небольшого количества водного раствора соды или щелочи ускоряет гидролиз первичного продукта деструкции аминов – оксазолидона-2, что приводит к снижению количества продуктов разложения в растворе.
Немаловажное значение имеет также поддержание температуры регенерации насыщенного амина – не выше 130ºС.
Механические потери происходят от разливов и утечек через неплотности аппаратуры в системе хранения и перекачки раствора. Эти потери характеризуют культуру производства и не должны превышать 10% от общих потерь аминов.
Прочие потери вызываются химическим взаимодействием амина с другими компонентами газа (COS, CS2, RSH и др.), кислородом воздуха.
Продукт взаимодействия ДЭА с COS при регенерации легко диссоциируется, выделяя амин. Содержание CS2 в природных газах, как правило, незначительно – до 20 мг/м³ и продукты реакции CS2 с ДЭА при нагревании регенерируются на 80% и более. МДЭА с COS и CS2 не реагирует. Меркаптаны, дисульфиды и тиофены не вступают в реакцию с аминами и поэтому не вызывают потерь поглотителей.
|
|
|
Этаноламины подвержены окислительному разложению. В присутствии кислорода сероводород реагирует с аминами с образованием устойчивых соединений (тиосульфат, соли дитиокарбаминовой кислоты, тиомочевина и др. продукты), которые не удается разложить при нагревании. Для предотвращения потерь амина от окислительного разложения необходимо исключить контакт амина с воздухом (инертная «подушка» в емкостях с амином) [25].
Прочие потери амина с примесями газа и раствора рассчитать практически невозможно, так как очень много веществ может участвовать в этом процессе. Указанные потери принимаются в размере 5-10 мг/м³ сырьевого газа [50].
Осмоление аминовых растворов
В процессе эксплуатации установки аминовой очистки в результате накопления продуктов побочных реакций наблюдается осмоление рабочего раствора. Накопление смол является автокаталитическим процессом и повышение концентрации смол в растворе усиливает его коррозионные свойства. Критическое значение отношения количества смолы и аминового раствора, выше которого происходит резкое возрастание коррозионных свойств растворов, составляет 0,5-1 при температурах 100-150⁰С [32].
|
|
|
Выносимая с газом на поверхность земли пластовая вода содержит те или иные количества минеральных солей. Минеральные соли смешиваются также с продуктами побочных реакций и коррозии. Часть образовавшейся смеси накапливается в растворах аминов, а часть осаждается на поверхностях аппаратов, в результате чего в работе установок сероочистки возникает ряд осложнений, аналогичных тем, которые имеют место на установках осушки (повышенный расход поглотителя, вспенивание в системе, отложение солей на поверхностях аппаратов, снижение коэффицента теплопередачи теплообменной аппаратуры и т.д.).
Анализ проб осадков показывает их сложный состав. К примеру, исследование осадков, образующихся в аппаратах цеха сероочистки Мубарекского ГПЗ, показало, что в них содержится 0,80-15,80% - водорастворимых, 7,93-19,24 органических и 63,47-88,71% минеральных соединений. По рентгенометрическим данным в отложениях присутствуют пирит, сидерит, гематит, кварц, гетит, сера, арагонит. Спектральный анализ показал преимущественное содержание (от 1 до >3%) Si, Al, Ca, Mg, Fe. Часть этих соединений могла попасть в систему с технической водой или образоваться вследствие коррозии оборудования, химичесих превращений, происходящих в растворах амина, деградации применяемого антивспенивателя (группа Si-O-Si или Si-O-R) [33].
|
|
|
Растворимость ряда солей в моноэтоноламина характеризуется данными из таблицы 2.2.1.
Таблица 2.2.1.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 911; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!