CC BY
18
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2023 г.
DOI - 10.32743/UniTech.2023.106.1.14881
ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ H2S И СО2 С РАЗЛИЧНЫМИ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ И АМИНСОДЕРЖАЩИМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Сайдалиев Отабек Турабек угли
ассистент
кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: otabek@ferpi. uz
№ 1 (106)
О.Т. STUDY ОF THE INTERÂCTWN ОF H2S ÀND СО2 WITH VÀRroUS NITRОGEN-CОNTАINING ÀND АMINE-CОNTАINING ОRGАNIC CОMPОUNDS
Otabek Saydaliev
Assistant
of the department "Chemical technology", Ferghana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
На сегодняшний день производство природных, органо-минеральных, синтетических и композиционных сорбентов, используемых для удаления серы из нефти и газа, за последнее десятилетие в мире увеличилось вдвое. 55 % из них используются на предприятиях нефтегазопереработки для очистки природных и отходящих газов от кислых компонентов меркаптанов, карбонилсульфидов, сероуглерода и других серосодержащих соединений. В связи с этим особое внимание уделяется созданию универсальных композиционных сорбентов нового поколения, совершенствованию технологии производства и использования этих сорбентов.
ABSTRACT
Тоёау, the product^n оf па1ша1, о^апо-штега1, synthetic апё cоmpоsite sоrbents used to remоve sulfur from ой аnd gаs hаs dоubled оver the pаst decаde in the Wоrld. 55% оf them аге used in the ой аnd gаs processing enterprises to purify ^turnl аnd exhаust gаses fГоm аcid cоmpоnents оf mercаptаns, cаrbоnyl sulfides, cаrbоn disulfide аnd оther виШг-со^ат^ cоmpоunds. In this regаrd, speciаl аttentiоn is pаid fоr the creаtiоn оf universаl cоmpоsite sоrbents оf а new generаtiоn, the improvement оf prоductiоn technоlоgy аnd the use оf these sоrbents.
Ключевые слова: диэтаноламин, метилдиэтаноламин, метилэтаноламин, полиэлектролиты (АТРП), карбонат кальция, гидроксид аммония, природный и вторичный газы.
Keywords: diethаnоlаmine, methyldiethаnоlаmine, methylethаnоlаmine, pоlyelectгоlytes (ATRP), cаlcium cаrbоnаte, аmmоnium hydroxide, mtum! аnd secоndаry gаses.
Сополимеры на основе акриловых мономеров имеют широкий спектр применения [1-4]. Одним из них являются сорбенты, улавливающие газ СО2. В настоящее время ведутся исследования по разработке технологий их получения и применения [5]. При этом в процессе производства проводятся научно-исследовательские работы по защите окружающей среды и снижению выбросов вредных газов в атмосферу. Чем выше селективность улавливания Н^ из этих отходов, тем выше экономическая эффективность процесса [4].
Одним из способов повышения селективности Н^ из смесей с СО2 является замедление скорости поглощения СО2 метилдиэтаноламином и ДЭА за счет специальных добавок к абсорбенту.
МДЭА и ДЭА поглощают СО2 значительно медленнее, чем H2S. Это позволяет извлекать из них
в основном H2S в процессе газоочистки, то есть осуществляется селективная очистка газов. Необходимость такой очистки возникает в различных случаях. В частности, при необходимости получения подходящего концентрата сероводорода для переработки в элементарную серу в установках Клауса (чем выше содержание сероводорода, тем лучше), сероводорода из соединений серы для снижения выбросов соединений серы в атмосферу (установки СКОТ) после обработки хвостового газа Клауса и так далее.
В табл. 1 представлены результаты измерения скорости поглощения СО2 МДЭА и ДЭА с различными добавками. Концентрация МДЭА и ДЭА в водо-поглотителе составляет 50 мас.%. Были протестированы известные из литературы добавки. В качестве образца газа использовали неразбавленный диоксид углерода. Полученные данные показывают, что все
Библиографическое описание: Сайдалиев О.Т. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ H2S И СО2 С РАЗЛИЧНЫМИ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ И АМИНСОДЕРЖАЩИМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 1(106). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/14881
№ 1 (106)
A UNI
Л ТЕ)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2023 г.
исследованные добавки замедляют скорость поглощения СО2 амином на 10-30% по сравнению с чистыми МДЭА и ДЭА. Скорость поглощения СО2 (Вт)
абсорбентами на основе МДЭА и ДЭА (РССь = 760 мм
над уровнем моря, t=20oC, концентрация МДЭА и ДЭА).
Таблица 1.
Скорости поглощения СО2 МДЭА и ДЭА с различными добавками
№ Абсорбент Вт, см3/(моль-с)
1 МДЭА 1,55
2 ДЭА 1.30
3 МДЭА+10% (МДЭА+N2SO4) 1,18
4 МДЭА+10% N3RO4 1,22
5 МДЭА+10% ДЭА 1,42
6 МДЭА+10% ТБЭА 1,37
7 МДЭА+10% ЭМС 1.30
8 МДЭА+10% метиловый эфир ТЭГ (МЕТЭГ) 1,29
9 МДЭА+ДЭА+АВРП 1,50
10 ДЭА+АВРП 1,35
Примечание: С02 на моль амина в секунду в ВтсмЗ. Количество поглощенного СО2 доводят до нормальных условий (0оС, давление 760 мм над уровнем моря).
Предварительные эксперименты показали, что при содержании МДЭА в абсорбенте ~10% мас. процесс очистки углеводородных газов от H2S и ТО2 как и чистые амины для получения «кондиционированного» кислого газа, перерабатывает его в серу. Поэтому добавление МДЭА к аминам составляло 10 мас.%, и в таком же количестве добавлялись другие добавки. В некоторых случаях для сравнения использовали ДЭА с более высокой концентрацией, равной 20 мас.%.
На следующем этапе абсорбенты были протестированы на способность отделять H2S от их смесей с СО2.
Эксперименты проводились на лабораторной установке, разработанной для выполнения данной работы. Условия эксперимента: расход газа на очистку 8 л/ч, подача абсорбента 60 см3/ч, температура в
Коллоидно-химические свойства растворов ко
абсорбере 40°С, содержание МДЭА и ДЭА в водном растворе 50% масс. Модельным газом является азот с дозированными H2S и CO2. Все исследованные составы МДЭА с добавками поглощают из газа в основном Н2S и частично СО2: скачок неизвле-ченного СО2 через поглотитель составил 60-73,5%. Однако в случаях, когда в качестве добавок использовались кислоты, наблюдалась неполная очистка газа от H2S, а извлечение H2S составляло 88-98,5%.
Из этих данных видно, что убывающие константы диссоциации в данном ряду в некоторой степени соответствуют их физико-химическим свойствам и свидетельствуют о растворимости в воде. Коллоидно-химические свойства 40%-ных водных растворов аминов и 20%-ных растворов АВРП представлены ниже (табл. 2).
Таблица 2.
шонных абсорбентов с использованием АВРП
Название соединений Вязкость Поверхностное натяжение, дин/см Вспенивание, см Время пенообразования, сек.
Этаноламин 3.03 68,8 5-6 1,0-1,5
Диэтаноламин 5.4 66,1 6-8 1,0-2,0
Метил-ДЭА 5,75 68 2-3 1,0-1,5
Гексаметилендиамин 4.1 68,1 1-2 1,0-2,0
АВРП (20%) 4,68 67,4 1-1,5 1,0-2,0
Из этих значений видно, что все вышеперечисленные показатели вполне приемлемы для очистки природного газа от кислых компонентов. Рекомендуемый композиционный абсорбент с ДЭА + МДЭА + 20% АВРП хорошо сочетается с растворами этаноламинов и участвует в регулировании ряда параметров раствора абсорбента (относительная масса, вязкость, рН и др.). Вышеуказанные составы
использовались при исследовании абсорбционно -десорбционной очистке природного газа от H2S и CO2.
Регенеративные свойства абсорбентов являются важной классификацией абсорбента, определяющей энергетические затраты на очистку и степень очистки газа от примесей, то есть способность десорбировать абсорбированные примеси при нагревании абсорбента.
№ 1 (106)
A UNI
/Ш. ТЕ)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2023 г.
Таким образом, если для практических целей необходимо повысить селективность МДЭА и ДЭА, если не требуется высокая очистка газов от сероводорода, то для этих целей рекомендуется использовать композицию (МДЭА + ДЭА + АВРП). Количество ДЭА и МДЭА в абсорбенте определяется составом исходного газа и требованиями к степени очистки газа от сероводорода.
Композитный абсорбент (МДЭА + ДЭА + 20% АВРП) рекомендуется использовать в тех случаях, когда необходимо повысить селективность по СО2, высокую очистку газов от сероводорода и улучшить коррозионно-регенерационные свойства абсорбента.
Список литературы:
1. Алексеев С.З., Афанасьев А.И., Кисленко Н.Н., Коренев К.Д. / Очистка природного газа алканоламинами и перекисью водорода, углекислым газом и другими веществами // -М.: ООО "ИРС ГАЗПРОМ", 1999. -с. 41. Обзор. информации. -сер.: Подготовка и переработка газа и газового конденсата.
2. Прохоров Э.М., Алексеев С.З., Литвинова Г.И., Тараканов Г.В. я доктор / Испытания смешанного абсорбента на установках сероочистки АГПЗ // Газовая промышленность. -1997. № 10. -п. 63-65.
3. Дюпарт М., Бэкон Т., Эдвардс / Исследование межъядерной коррозии на установках очистки газа алканоламинами // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. -2003. № 12. -п. 38-42.
4. Мамадалиева С.В., Сайдалиев Б.Я., Сайдалиев О.Т., & Умарова М. (2022). Значение И Роль Кислотной Активации Глинистых Адсорбентов Используемых При Очистке Нефтепродуктов. Conference Zone, 82-86. Retrieved from http://conferencezone.org/index.php/cz/article/view/715
5. Сайдалиев Отабек, Тешаев Муродил, & Хакимов Фаррух. (2022). H2S ва CO2 ни турли азот ва амин саклаган органик бирикмалар билан узаро таъсирланишини тадкик килиш. Conference Zone, 284-296. Retrieved from https ://conferencezone. org/index. php/cz/article/view/8 01
