ОБРАЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ В АМИНОВЫХ РАСТВОРАХ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА



Авторы: Мансурова М.А., доц. Каримов К.Г.

Ташкетский химико-технологический институт, гр.М15-11, mmdiaa@mail.ru.

 

В настоящее время значительное количество добываемого газа (природного и попутного нефтяного) содержит кислые компоненты – сероводород и диоксид углерода. Содержание этих веществ в газах разных месторождений изменяется в широких пределах от долей до де-сятков прцентов. Сероводород является ядовитым веществом, его максимальное количество в газе, подаваемом в магистральные трубопроводы, регламентируются. Сероводорд, также как и диоксид углерода, в присутствии воды образует кислоты, которые вызывают хими-ческую и электрохимическую коррозию металлов. При определенных условиях сероводо-род является причиной сульфидного растрескивания металлов. Присутствие значительного количества диоксида углерода в газе снижает его теплоту сгорания, которая также регла-ментируется. Эти причины привели к разработке и промышленной реализации множества способов очистки углеводородных газов от кислых компонентов.

В Узбекистане, также как и в зарубежной практике, для очистки газа от сероводорода и диоксида углерода используется технология с применением алканоламинов. Основными достоинствами этой технологии являются: Высокая и надежная степень очистки газа неза-висимо от парциального давления сероводорода и углекислоты, низкая вязкость водных поглотительных растворов, низкая абсорбция углеводородов, что гарантирует высокое качество кислых газов, являющихся сырьем для производства серы.

Использование аминовых растворов в процессах очистки имеет ряд недостатков, основ-ными из которых являются вспенивание абсорбента, а в ряде случаев уменьшение с течением времени его поглотительной способности [1].  Исследование и повышение стабильности аб-сорбционной емкости является актуальной задачей газоочистки. Основной причиной возникающих в процессе эксплуатации трудностей служит термохимическое разложение растворов абсорбента при взаимодействии с диоксидом углерода, содержащихся в очища-емом газе, при котором образуются продукты деструкции - азотсодержащие органические соединения. Присутствие их в аминовых растворах ухудшает эксплуатационные свойства абсорбента, т.е. увеличивает вязкость раствора, снижает абсорбционные свойства, значительно повышает пенообразование раствора. Устранение этих негативных факторов является первостепенной задачей, так как они непосредственно влияют на произво-дительность аминной системы и качество получаемой продукции.

Исследование показали, что интенсивность разложения аминов зависит от состава газа, режима работы абсорбера и десорбера, наличия примесей и в самом растворе амина [2].  Как правила в растворах аминов идентифициированы сразу несколько продуктов разложения. Из кислых компонентов (H2S и СО2) влияние диоксида углерода на разложение аминов более значительно. Одним из основных продуктов побочной реакции ДЭА с СО2 является N,N-ди(2-оксиэтил)-пиперазин (ОЭП). Производные ОЭП некоррозионноактивны и обладают поглотительной способностью в отношении кислых компонентов. При регенерации отработанного аминового раствора термическое разложение аминов без углекислоты протекает в малой степени и усиливается с повышением температуры и степени насышения аминов СО2. Потери ДЭА под действием СО2 незначительны при температуре 100оС и давлении 1,2 МПа и достигает более 90% при температуре 175 оС и давлении 4,1МПа. Вероятно при взаимодействии СО2 с аминами образуются карбонаты или карбаматы, которые превращаются в оксазолидон-2, затем в оксиэтил имидазолидон-2. Скорости побочных реакций обычно низки, продукты которых при длительной циркуляции раствора накапливаются в системе.

Научной новизной в данной работе является исследование и анализ продуктов деструк-ции аминовых растворов, которые до сих пор не были в должной мере изучены и опре-делены. Изучение особенностей побочных продуктов очистки газа, процессов очистки аминовых растворов от них, а также разработка оптимальной технологии очистки растворов является актуальной научно-прикладной задачей, решение которой позволит значительно повысить технико-экономические показатели процесса очистки газа от сероводорода и диоксида углерода.

Для определения состава продуктов деструкции диэтаноламина был проведен качественный и количественный анализ кубового остатка вакуумной дистилляции рабочего раствора диэтаноламина, определены его физико-химические свойства в лабораторных условиях, что представляет большой интерес для настоящей работы.

В таблице 1 приведены основные продукты деструкции ДЭА, а также массовая концентрация ПДД.

 

Табл.1

Компонент Химическая формула Мол.  масса Конц., % масс.
ДЭА, связанный в виде ПДД, всего, в т.ч.:   - 100,0
диэтанолпиперазин (ДЭП) 174 33,3
N(гидроксиэтил)оксазолидон (ГЭОД) 103 18,9
N΄бис(гидроксиэтил)- имидазолидон (БГЭИ) 146 6,7
трис(гидроксиэтил)- этилендиамин (ТГЭЭД) 192 6,3
N гидроксиэтилпиперазин (ГЭП) 130 7,8
прочие     27,0

 

Сегодня в мире существует несколько технологий, направленных на решение выше-указанных проблем [3]:

- вакуумная дистилляция;

- система фильтров;

- электродиализ;

- применение ингибиторов;

- применение ионообменных смол.

    Из вышеперечисленных методов наиболее перспективным на наш взгляд является применение ионообменных смол. В настоящей работе предлагается применение ионо-обменных смол для очистки от продуктов деградации аминового раствора.

 

 

Использованная литература.

1.Технология переработки сернистого природного газа Текст.: Справочник/А.И. Афанасьев, В.М. Стрючков, Н.И. Подлегаев и др. — Под ред. А.И. Афанасьева. -М.: Недра, 1993. 152 с.

2.Дж. Прайс Экономичная очистка аминового раствора Текст. // Нефтегазовые технологии. 2006. - № 1—2. - С. 58-59.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 196;