CC BY
51РАСТВОРИМОСТЬ СЕРОВОДОРОДА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА, СЕРООКИСИ УГЛЕРОДА, МЕРКАПТАНОВ И УГЛЕРОДОВ
В ВОДНО-НЕВОДНЫХ РАСТВОРАХ АЛКАНАМИНОВ
1 2 Жумаев А.В. , Ямалетдинова А.А.
1Жумаев Абдувахоб Вохид угли - студент;
2Ямалетдинова Айгуль Ахмадовна - преподаватель, кафедра технологии нефте-газохимической промышленности, факультет технологии нефте-газохимической промышленности,
Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье изучены растворимость сероводорода, диоксида углерода, сероокиси углерода, меркаптанов и углеродов в водно-неводных растворах алканаминов. Основные требования к органическим растворителям в композициях с алканоламинами: термохимическая устойчивость, низкая упругость паров, сохранение гомогенности во всем диапазоне степеней насыщения, высокая поглотительная способность и избирательность по отношению к сернистым соединениям по сравнению с углеводородами и СО2. Влияние органической добавки на абсорбцию сероводорода и диоксида углерода проявляется главным образом в области высоких степеней насыщения алканоламинами, когда концентрации растворенного и химически связанного компонентов становятся соизмеримыми. Ключевые слова: поглотитель, растворитель, растворимость, абсорбция, очистка, кислые компоненты.
Для комплексной очистки природных и нефтяных газов от сероводорода, диоксида углерода и сероорганических соединений применяются процессы, в которых используют водно-неводные поглотители, включающие алканоламины (для хемосорбции H2S и СО2) и различные органические растворители (для физической абсорбции COS, RSH и др.). Основные требования к органическим растворителям в композициях с алканоламинами: термохимическая устойчивость, низкая упругость паров, сохранение гомогенности во всем диапазоне степеней насыщения, высокая поглотительная способность и избирательность по отношению к сернистым соединениям по сравнению с углеводородами и СО2 (при необходимости).
Согласно принятой модели растворимости оптимальными абсорбционными свойствами по отношению к сернистым соединениям обладают слабоассоциированные растворители основного или нейтрального характера с высокой диэлектрической постоянной (выше 23) и имеющие дипольный момент более 2 дебая. К таким растворителям относятся эфиры гликолей.
Растворимость меркаптанов в диметиловом эфире тетраэтиленгликоля (условно-сокращенное наименование-тетраглим) почти в 30 раз выше, чем в водном растворе МДЭА. В связи с этим очевидна перспективность использования органических соединений данного класса при разработке рецептур водно-неводных поглотителей [1].
Установлено повышение поглотительной способности эфиров гликолей с увеличением числа гликолевых групп в молекуле (пг). Эта зависимость с коэффициентом корреляции R>> 0,9 для t = 25 oC описывается уравнениями:
H2S K = exp (10,85 - 1,078) СО2 K = exp (17,34 - 0,408 пг) COS K=exp (15,93 - 0,645) CH3SH K = exp (9,146 - 1,276 n); (1) C2H5SH K = exp (8,243 - 1,218 n). (2) Растворимость парафиновых углеводородов и алифатических меркаптанов в тетраглиме с увеличением числа углеродных атомов в молекуле n возрастает согласно уравнениям:
CnH2n+2 K = exp (28,7 + 393,84/(n + 6,108)); (3)
RSH К = exp (356 - 1,218 п). (4) При наличии примесей воды поглотительная способность эфиров гликолей достаточно резко снижается, особенно по отношению к углеводородам: K/Kо = ехр (-0,055 + 0,061 ^ю), (5) где Хд - константа растворимости углеводорода в безводном эфире гликоля; ^о -содержание воды в поглотителе, % мол. доли.
Водно-неводные растворы МДЭА благодаря наличию органической добавки эффективно абсорбируют сероорганические соединения, особенно меркаптаны, константа растворимости которых увеличивается полиэтиленгликоля с возрастанием молекулярной массы меркаптана:
раствор А К = exp(17,04 - 1,17 п); (6) раствор В К = exp(12,71 - 2,001 п). (7)
1ё/>
-1 -1-1-1-
-1,5 -1,0 0,5 О lg а
Рис. 1. Зависимость парциального давления P сероводорода (1, 2) и диоксида углерода (3, 4) от степени насыщения а для 40 % мол. водного и водно—неводного раствора МДЭА при 30°С: 1,3— водный раствор МДЭА; 2, 4 — водно—неводный раствор МДЭА, содержащий 40 % мол
Зависимость константы растворимости углеводородов от их молекулярной массы: раствор A ln K = 4,605 + 10,63 exp (-0,204 n); (8) раствор В ln K = 4,605 + 9,5782 exp (-0,242 n). (9) Влияние органической добавки на абсорбцию сероводорода и диоксида углерода проявляется главным образом в области высоких степеней насыщения алканоламинами, когда концентрации растворенного и химически связанного компонентов становятся соизмеримыми[2].
Список литературы
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. Мурин В.И., Кисленко Н.Н., Сурков Ю.В. Технология переработки газа и конденсата: Справочник: В 2 ч. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. Ч. 1 517 с.: ил.
