ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Побочные реакции моноэтаноламина и коррозия аппаратуры из "Очистка технических газов" При очистке от двуокиси углерода кроме основных реакций, приведенных выше (стр. 83), протекает ряд побочных процессов, приводящих к потерям амина. Образующиеся соединения не регенерируются в обычных условиях регенерации. Доказано также, что некоторые из них обладают коррозионным действием. [c.152] Температура плавления имидазолидона 56,6° С (т. е. он способен забивать аппаратуру при охлаждении раствора), он не поглощает двуокиси углерода. N-Оксиэтилэтилендиамин — вязкая жидкость, обладает свойствами оснований, поглощает кислые газы, но регенерируется с трудом является коррозионно-активным. Предполагается что накопление этого продукта в растворе может снижать его абсорбционную способность. При аналитическом определении концентрации МЭА в растворе (титрованием) могут быть получены завышенные результаты вследствие взаимодействия N-оксиэтилэтилен-диамина с кислотой. [c.153] Исследование скорости деградации МЭА в присутстви i Oj при 150—200° С показало что убыль активного моноэтаноламина пропорциональна концентрации СО2 в растворе при повышении температуры на каждые 10° С скорость деградации возрастает примерно в 1,6—1,8 раза (рис. IV-66). Например, при 150° С и концентрации 0,3 моль СОо на 1 моль МЭА в 20%-ном растворе а образование побочных продуктов расходуется в течение 8 ч 3% МЭА, а при 200° С примерно 24% общего количества (данные Н. В. Язвиковой, ГИАП). [c.153] Из уравнения (1У-89) можно сделать вывод, что в том случае, когда продукты реакции не выводятся из системы, химические потери амина за счет побочных реакций с СО2 пропорциональны квадрату времени и квадрату концентрации МЭА. [c.154] Экспериментально подтверждено что в начальный период регенерации общая скорость деградации амина описывается кинетическим уравнением первого порядка по МЭА и СО3 в дальнейшем по мере накопления оксазолидона-2 взаимодействие протекает по реакции второго порядка (по амину). Количество амина, превратившегося в продукты побочных реакций, вдвое превышает количество СО2, связанной в оксазолидон-2 и в другие побочные продукты. [c.154] Второй причиной, приводящей к потерям МЭА, является его окисление, протекающее вследствие нарушения правил эксплуатации установок моноэтаноламиновой очистки, в частности правил хранения МЭА (без азотной подушки), а также из-за присутствия кислорода в конвертированном газе. Известно, что при извлечении СО2 из топочных газов, содержащих 4—5% кислорода, наблюдается быстрое накопление смол и коррозия аппаратуры. [c.154] Показано что скорость химической деградации МЭА и скорость коррозии зависят не столько от начальных условий (качества растворителя, концентрации кислорода в газе и т. д.), сколько от количества накопившихся в растворе примесей, ускоряющих побочные процессы. Если выводить часть регенерированного раствора на разгонку, то концентрация таких примесей в растворе снижается и скорость этих нежелательных процессов уменьшается. [c.155] При наличии в газе сернистых соединений химические потери моноэтаноламина значительно возрастают. Так, сероокись углерода, присутствующая в газе, взаимодействует с МЭА с образованием 2-ок-сазолидона и сероводорода . [c.155] Образующиеся соединения частично разлагаются при нагревании с образованием МЭА, однако выход амина не превышает 45%. [c.156] Еще одним источником примесей, накапливающихся в растворе МЭА и обусловливающих его потери, может быть вода, используемая для приготовления раствора и содержащая соли жесткости. [c.156] Признаками нарастания коррозионной активности раствора является изменение его цвета (от бесцветного до черного), увеличение вязкости и концентрации ионов муравьиной кислоты. [c.156] На рис. 1У-67 показана зависимость скорости коррозии углеродистой стали от температуры и концентрации СОа в растворе . Авторы определили оптимальные условия работы, ограниченные концентрацией МЭА в растворе 15% и двуокиси углерода 0,35 моль моль. По их мнению, максимально допустимая концентрация МЭА равна 20%, а концентрация СОа не должна превышать 0,4 моль1моль МЭА. [c.156] Механизм коррозии весьма сложен. При высоких температурах может протекать реакция между металлическим железом и угольной кислотой с образованием растворимого бикарбоната железа. При десорбции СОа в регенераторе бикарбонат железа превращается в нерастворимый карбонат железа, который осаждается на стенках аппаратов и трубопроводов. [c.156] Наиболее сильной коррозии обычно подвергаются теплообменники, кипятильники, а также конденсаторы флегмы, регенераторы и дроссельные вентили на линии насыщенного раствора. [c.157] За годы эксплуатации установок моноэтаноламиновой очистки накоплен большой опыт борьбы с коррозией, химической деградацией моноэтаноламина, а также с уносом растворителя отходящими потоками газов. [c.157] Ниже приведены некоторые из опубликованных в литературе i O рекомендаций по проектированию и эксплуатации основных аппаратов моноэтаноламиновой очистки. [c.157] Химические потери моноэтаноламина при очистке конвертированных газов в тех случаях, когда температура греющего пара не превышает 150 С, составляют 0,05—0,1 кг/т NHg, т. е. эта доля в общих потерях амина относительно невелика. При определенных условиях существенную часть потерь составляет унос амина с потоком конвертированного газа. Из данных по давлению паров моноэтаноламина (стр. 60) следует, что при абсорбции без давления потери паров моноэтаноламина (без брызгоуноса) составляют 0,4—0,5 кг/т NH3. В таких случаях необходима промывка газа конденсатом или флегмой (концентрация МЭА в ней не более 0,5%) на колпачковых тарелках в верхней части абсорбера и установка брызгоотбойников. [c.159] Вернуться к основной статье