H₂S yutilishi

H₂S kuchsiz kislota boʻlib, har qanday amin (birlamchi, ikkilamchi yoki uchinchi darajali) bilan tez proton{0}}oʻtkazish mexanizmi - bilan reaksiyaga kirishib, bogʻlanishni talab qilmaydi:

R₃N + H₂S → R₃NH⁺ + HS⁻ (tez, diffuziya-cheklangan)

Bu reaksiya shu qadar tezki, u reaksiya kinetikasi bilan emas, balki massa uzatish (H₂S ning gaz-suyuqlik interfeysiga tarqalishi) orqali boshqariladi. Barcha amin turlari H₂S ni ekvivalent harakatlantiruvchi kuch ostida deyarli bir xil tezlikda o'zlashtiradi.

CO₂ yutilishi

CO₂ amin azot bilan yangi kovalent bog' hosil qilishi (birlamchi/ikkilamchi) yoki suvning sekin{0}}gidratlanishi (uchinchi daraja) bosqichidan o'tishi kerak. Bu CO₂ so'rilishini H₂S ga qaraganda sekinroq qiladi va amin turiga bog'liq:

Birlamchi/ikkinchi darajali: CO₂ + RNH₂ → karbamat (tez - millisekund)

Uchinchi daraja: CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → bikarbonat (sekin - soniyadan daqiqagacha)

⚡ 1. Yutish tezligi (ikkinchi-tartib tezligi konstantasi k₂)

Suyuq plyonkada aminning CO₂ bilan reaksiyaga kirishish tezligi absorber samaradorligini belgilaydi. Birlamchi aminlar uchun (NBEA, MEA) k₂ 25 daraja haroratda 5000–8000 L/mol·s ni tashkil qiladi. Ikkilamchi aminlar uchun (BDEA, DEA) k₂ 1000–3000 L/mol·s ni tashkil qiladi. Uchinchi darajali aminlar (DMEA, DEAE, MDEA) uchun samarali k₂ 0,1–10 L/mol·s - ni tashkil qiladi, bunda suvning hidratsiya bosqichi ustunlik qiladi. Yuqori k₂ bir xil ajratish uchun qisqaroq absorber ustunini yoki yuqori o'tkazuvchanlikni bildiradi.

📦 2. Nazariy yuklash qobiliyati (mol kislotali gaz / mol amin)

Birlamchi va ikkilamchi aminlar karbamatlarni hosil qiladi - bir CO₂ molekulasi ikkita amin molekulasi bilan reaksiyaga kirishadi (biri karbamat hosil qiladi, biri protonni qabul qiladi), nazariy jihatdan 0,5 mol CO₂/mol amin yuklaydi. Uchinchi darajali aminlar bikarbonat hosil qiladi - bitta amin CO₂ molekulasi - uchun bitta protonni qabul qiladi, bu esa nazariy jihatdan 1,0 mol CO₂/mol amin yuklaydi. Amalda, boy yuklanishlar korroziya va yopishqoqlik chegaralari tufayli birlamchi / ikkilamchi uchun 0,45-0,5 yoki uchinchi darajali uchun 0,7-0,8 dan kamdan-kam oshadi. Yuqori yuklash qobiliyati erituvchining kerakli aylanish tezligini to'g'ridan-to'g'ri kamaytiradi.

🔥 3. Yutish issiqligi (kJ/mol CO₂)

Karbamat hosil bo'lishi bikarbonat hosil bo'lishiga (~50 kJ/mol) qaraganda 80–100 kJ/mol CO₂ ko'proq issiqlik chiqaradi. - reaktsiyasini qaytarish uchun bu qoʻshimcha issiqlik regenerator reboileriga berilishi kerak, shuning uchun birlamchi amin tizimlari uchun 160–200 kJ/mol CO₂ qayta qozon ishini talab qiladi, uchinchi darajali amin tizimlari esa atigi 80–100 kJ/mol CO₂ talab qiladi. Kuniga 1000 tonna CO₂ chiqaradigan zavod uchun bu farq 40–60 MVt reboiler bojini - asosiy operatsion xarajatlarni tashkil qiladi.

💧 4. Erituvchi bug'ining yo'qolishi (qaynoq nuqtasi va bug' bosimi)

Tozalangan gaz oqimida yoʻqolgan alkanolamin ham ekspluatatsiya xarajati (-kompaniya talabi), ham ekologik javobgarlik (atmosferaga aminlar chiqindilari) hisoblanadi. Yuqori qaynash nuqtasi va pastroq bug 'bosimi to'g'ridan-to'g'ri erituvchining o'tishini kamaytiradi-. BDEA (bp 274 daraja, vp<0.01 hPa) loses 20–30× less solvent per unit volume of gas treated than MEA (bp 171 °C, vp ~0.5 hPa). For offshore gas treating where overboard discharge is restricted, BDEA's low volatility provides a compelling advantage.

🛡️ 5. Korrozivlik va buzilish darajasi

Yuqori yuklanishda boy amin eritmalari uglerod po'latiga - korroziv bo'lib, asosan erigan CO₂ metall yuzasida karbonat kislota hosil qilishi va po'lat yuzasida karbamat ionlarining faolligi tufayli. Uglerodli po'latdan yasalgan asbob-uskunalarda 0,4 mol / mol dan yuqori boy yuklanishlarda birlamchi aminlar korroziya inhibitori (vanadiy pentoksid 0,1-0,5%) yoki zanglamaydigan po'latdan ichki qismlarni talab qiladi. Uchinchi darajali aminlar (DMEA, DEAE) ekvivalent yuklanishda kamroq korrozivdir, chunki hosil bo'lgan bikarbonat karbamatga qaraganda kamroq agressivdir. BDEA ning ikkilamchi amin karbamati oraliq korrozivlikni ko'rsatadi.

NBEA - birlamchi amin, gazni tozalash uchun moʻljallangan

• Ko'pikli{0}}bardoshli aralashmalar:Butil zanjirining qisman gidrofobikligi amin eritmasining sirt tarangligini yaxshilaydi, uglevodorodga{0}} boy gaz oqimlari (bog'langan gaz, gaz kondensati) bilan aloqa qilganda ko'piklanish tendentsiyasini kamaytiradi. C5+ uglevodorodlar bilan aloqa qiladigan MEA{2}}asosidagi tizimlar tez-tez ko'piklanadi; NBEA{4}}tarkibida aralashmalar chidamliroq.
• Aralashmalarda asosiy amin hissasi:Tez{0}}so‘riladigan birlamchi amin zarur bo‘lsa, lekin MEA ning yuqori bug‘ bosimi istalmagan bo‘lsa, NBEA ning yuqori qaynash nuqtasi (MEA uchun 171 darajaga nisbatan 199 daraja) absorber aminlarining yuqori darajada o‘tishini- kamaytiradi.
• Kichik hajmli{0}}ixtisoslashtirilgan davolash:Nordon gazni oʻrtacha H₂S va CO₂ bilan qayta ishlovchi kichik skidli{0}}tatlandırıcı qurilmalari uchun NBEA 25–35% da bitta erituvchi-tizimda samarali ishlov beradi.

BDEA - ikkilamchi amin, gazni qayta ishlash joyidan foydalanadi

• Offshore past{0}}yo'qotishlarni davolash:BDEA bug' bosimi (<0.01 hPa) is among the lowest of any commercial alkanolamine. Offshore gas treating on FPSOs (floating production, storage, offloading vessels) and platform facilities where amine discharges to sea are tightly regulated benefit significantly from BDEA as a partial replacement for DEA or MEA.
• O'rtacha selektivlik bilan CO₂-ni ommaviy olib tashlash:BDEA ning ikkilamchi amin xususiyati oʻrtacha H₂S selektivligini birlamchi aminlarga qaraganda - koʻproq, lekin uchinchi darajalidan kamroq beradi. CO₂ kamaytirilishi kerak bo'lgan, lekin yo'q qilinmasligi kerak bo'lgan ozuqa gazlari uchun BDEA{2}}asosidagi tizimlar yuqori yuklanishlarda MEA korroziya muammolarini oldini oladi.
• Yuqori haroratli regenerator-tizimlar:BDEA ning bp 274 darajasi unga 130–135 darajagacha bo'lgan regenerator haroratida ortiqcha bug' yo'qotmasdan ishlash imkonini beradi -, bu yuqori haroratli regeneratorlarda DMEA foydalanishni cheklovchi cheklov.

💨 Bug‘ yo‘qotishlari (tozalangan gaz-tashqi)

Amin absorber ustidagi shirin gaz oqimiga bug'lanadi. Bug 'bosimiga mutanosib - MEA yo'qotadi ~50-150 g/1000 Nm³; BDEA yo'qotadi<1–5 g/1000 Nm³. Controlled by water wash section and demister pad. The boiling point advantage of BDEA and DEAE over MEA translates directly to lower make-up cost at large-volume treating units.

🌊 Suyuqlik{0}}ustiga o'tish (tuman/aerozol)

Mayda amin tomchilari gaz oqimiga - singib ketgan, ayniqsa koʻpik hosil boʻlishi natijasida. Odatdagi yo'qotishlar: tozalangan gazda 5-50 ppmw amin. Yuqori samaradorlikdagi sim toʻrli bugʻni tozalash vositalari, qanotli paketlar va changni yutish tepasidagi siklon separatorlar tomonidan boshqariladi. Ko'pikni nazorat qilish eng samarali chora hisoblanadi.

🔥 Termik/oksidlanish degradatsiyasi

Omin jismoniy yo'qotishdan ko'ra kimyoviy reaktsiya bilan iste'mol qilinadi. Erituvchi inventarda buzilish mahsulotlari to'planadi. Qayta tiklash ularni yo'q qiladi va foydalanish mumkin bo'lgan aminlarni tiklaydi. MEA uchun 0,5–3 kg/tonna CO₂ chiqarildi; MDEA yoki BDEA uchun O₂-bepul tabiiy gaz xizmatida 0,2–1 kg/tonna.

🔩 Mexanik yo'qotishlar

Ta'mirlash ishlari - nasos muhrlari, issiqlik almashtirgichni tozalash, namuna olish, to'kish paytida yo'qolgan amin. Yaxshi xo'jalik yuritish tartib-qoidalari, yopiq namuna olish tizimlari va texnik chiqindilardan aminlarni qayta tiklash bilan nazorat qilinadi. Odatda 0,1–0,5 kg/tonna CO₂ chiqarildi - kichik, lekin oldini olish mumkin.

🏭 Atmosferadagi aminlar emissiyasi

Alkanolaminlarning NOₓ bilan atmosfera reaktsiyalari natijasida iz miqdorda nitraminlar va nitrosaminlar hosil bo'ladi. Norvegiya atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi (Miljødirektoratet) MEA{1}}ga asoslangan yirik CO₂ saqlovchi zavodlarda olib borilgan tadqiqotlari buni ko'p-yuz MVt miqyosda tashvishga solayotganini aniqladi. Gazni qayta ishlash birligining odatdagi emissiya stavkalarida zavod yaqinidagi konsentratsiyalar sog'liq chegaralaridan ancha past bo'ladi. Tartibga solish boʻyicha koʻrsatmalar yurisdiksiyaga qarab oʻzgaradi - yirik zavodlar uchun mahalliy atrof-muhitni muhofaza qilish organi- bilan tasdiqlang.

🌊 Dengiz tashilishi (dengizda)

OSPAR (Shimoliy{0}}Sharqiy Atlantikaning dengiz muhitini muhofaza qilish toʻgʻrisidagi konventsiya) va MARPOL qoidalari suv va kondensat tarkibidagi amin-bortdan tashlanishini cheklaydi. Norvegiya kontinental shelfidagi va Buyuk Britaniyaning Shimoliy dengizidagi operatorlar qat'iy amin tushirish chegaralariga rioya qilishlari kerak. Past{4}}oʻzgaruvchan aminlardan (BDEA, DEAE) foydalanish bugʻning hosil boʻlgan suyuqliklarga-oʻtishini kamaytiradi, bu esa chiqindilarni boshqarishni talab qiladigan texnologik suv oqimlaridagi amin miqdorini kamaytiradi.

Savol: Oziqlantiruvchi gazdagi H₂S/CO₂ nisbati erituvchi tanlashga qanday ta'sir qiladi?

Oziqlantiruvchi gazdagi yuqori H₂S/CO₂ nisbati (0,3 mol/mol dan yuqori) uchinchi darajali amin (DEAE, MDEA) bilan H₂S ni tanlab olib tashlashni ko'rib chiqish uchun asosiy tetikdir. Tanlab olib tashlash Klausni qayta tiklash uchun kislota gazida H₂S ni konsentratlaydi, shu bilan birga CO₂ sirg'alib ketishiga imkon beradi, Claus zavodi yukini kamaytiradi va oltingugurtni qayta ishlash samaradorligini oshiradi. Past H₂S/CO₂ nisbati (0,1 dan past) har ikkala gazni taxminan teng nisbatda olib tashlash kerakligini ko'rsatadi - birlamchi yoki ikkilamchi amin yoki faollashtirilgan uchinchi darajali aralashma ko'proq mos keladi. H₂S butunlay yo'q bo'lganda (sof CO₂ olib tashlanishi), selektivlik argumenti yo'qoladi va tanlov faqat kinetik va regeneratsiya energiyasidir.

Savol: NBEA{0}}asosidagi shirinlashtiruvchi qurilma uchun erituvchining odatdagi aylanish tezligi qanday?

Erituvchining aylanish tezligi suyuqlik{0}}ga{1}}gaz (L/G) hajmiga nisbati sifatida ifodalanadi. 50 barda tabiiy gazni qayta ishlovchi an'anaviy pufakcha{4}}qopqoq yoki tuzilmali qadoqlash absorberida og'irligi 30% bo'lgan NBEA uchun CO₂ ni 2% hajmgacha olib tashlash uchun odatda 0,8-1,5 L suyuqlik, Nm³ gazga kerak bo'ladi. Bu xuddi shunday konsentratsiyada MEA bilan solishtirish mumkin. Aniq tezlik yuklanish maqsadiga, gaz tarkibiga, absorberning qadoqlash balandligiga va harorat rejimiga bog'liq bo'ladi - batafsil o'lchamlarni aniqlash uchun jarayon simulyatsiyasi talab qilinadi. NBEA{14}}maxsus termodinamik parametrlari yordamida simulyatsiyani qoʻllab-quvvatlash uchun Sinolook Chemical texnik jamoasi bilan bogʻlaning.

Savol: BDEAni mavjud DEA{0}}konstruksiyalangan amin birliklarida o‘zgartirishlarsiz ishlatish mumkinmi?

DEA dan BDEA ga qisman o'tish ehtiyotkorlik bilan baholashni talab qiladi. BDEA sezilarli darajada yuqori molekulyar og‘irlikka ega (DEA uchun 161 g/molga nisbatan 105 g/mol) - og‘irligi{4}}ekvivalent almashtirish aminning 35% kamroq molini beradi, bu esa assimilyatsiya qobiliyatini pasaytiradi. BDEA ning konsentratsiyadagi yuqori yopishqoqligi issiqlik almashtirgich bosimining pasayishiga va nasosning ishlashiga ham ta'sir qilishi mumkin. Biroq, BDEA bug 'bosimi ancha past bo'lganligi amin tashilishini{8}}yo'qotishlarni kamaytiradi, bu esa kalitning asosiy drayveri bo'lishi mumkin. Erituvchini oʻzgartirishdan oldin, tavsiya etilgan BDEA kontsentratsiyasida birlikning-qayta tezligini simulyatsiya qilish- muhim ahamiyatga ega. Birinchi qadam sifatida BDEAni mavjud DEA inventariga 20–30% nisbatda aralashtirish pastroq xavf-bo‘lib, erituvchini to‘liq almashtirishdan oldin operatsion tajriba orttirish imkonini beradi.

Savol: Operatsion blokda amin kontsentratsiyasi va sifatini nazorat qilish uchun qanday analitik usullar qo'llaniladi?

Alkanolamin gazini tozalash moslamasining standart monitoringi quyidagilarni o'z ichiga oladi: (1) kislota{1}}asos titrlash (kunlik) bo'yicha jami amin kontsentratsiyasi - umumiy ishqoriylikni o'lchaydi; (2) Chittick apparati yoki potentsiometrik titrlash orqali CO₂ va H₂S yuklanishi (boy va ozg'in) (har kuni ishga tushirish vaqtida, normal ish paytida har hafta); (3) ion xromatografiyasi yordamida-barqaror tuz tarkibi (oylik) - format, asetat, tiosulfat, oksalat to‘planishini kuzatadi; (4) aralash tizimlarni ishga tushirishda GC yoki HPLC tomonidan individual amin komponentlari (oylik) - aralashma tarkibi o'zgarmaganligini tasdiqlaydi; (5) ICP tomonidan temir, nikel va xrom-OES (oylik) - korroziyadan erta ogohlantirish; (6) GC yoki detektor trubkasi orqali tozalangan gazdagi amin (oylik) - absorberning yuqoridagi yo'qotishlarini tekshiring.

Savol: NBEA yoki BDEA erituvchilardan foydalanadigan absorberlar uchun qanday qadoqlash o'lchamlari tavsiya etiladi?

For NBEA and BDEA-based solvents at the concentrations and viscosities typical in gas treating service, standard structured packing (Sulzer MellapakPlus 252.Y or Koch-Glitsch FLEXIPAC 2X equivalent) at 25–50 mm corrugation pitch provides a good balance of mass transfer efficiency and hydraulic capacity. BDEA at high concentration (>35 wt%) MEA - bilan solishtirganda yuqori yopishqoqlikka ega bo'lib, kanal burchaklari kengroq (standart 60 darajaga nisbatan 45 daraja) tuzilmali qadoqlash suyuqlik tarqalishini yaxshilaydi va noto'g'ri taqsimlanish xavfini kamaytiradi. Bubble{5}}qopqoq tovoqlar yuqori-bulg'anish yoki yuqori ko'pikli-xizmatlar uchun muqobil bo'lib, qadoqdagi tiqinlar muammoli bo'ladi. Qadoqlash tanlovi va ustun o'lchamlari haqiqiy amin fizik xususiyatlaridan foydalangan holda qat'iy gidravlik simulyatsiya bilan tasdiqlanishi kerak.