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烏魯木齊醇胺與硫化氫、二氧化碳的主要化學反應

作者:小編 瀏覽量:6901 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

醇胺與硫化氫、二氧化碳的主要化學反應, 醇胺化合物分子結構特點是其中至少有一個羥基和一個胺基。羥基可降低化合物的蒸氣壓,并能增加化合物在水中的溶解度,因而可配制成水溶液;而胺基則使化合物水溶液呈堿性,以促進其對酸性組分的吸收。化學吸收...

  醇胺化合物分子結構特點是其中至少有一個羥基和一個胺基。羥基可降低化合物的蒸氣壓,并能增加化合物在水中的溶解度,因而可配制成水溶液;而胺基則使化合物水溶液呈堿性,以促進其對酸性組分的吸收。化學吸收法中常用的醇胺化合物有伯醇胺(例如MEA、DGA,含有伯胺基-NH2)、仲醇胺(例如DEA、DIPA,含有仲胺基=NH)和叔醇胺(例如MDEA,含有叔胺基≡N)三類,可分別以RNH2、R2NH及R2R’N(或R3N)表示。

作為有機堿,上述三類醇胺均可與H2S發(fā)生以下反應:
 
然而,這三類醇胺與C02的反應則有所不同。伯醇胺和仲醇胺可與CO2發(fā)生以下兩種反應:
 
    公式(2-2)是主要反應,反應生成氨基甲酸鹽;公式(2-3)是次要反應,反應生成碳酸鹽。
由于叔胺的≡N上沒有活潑氫原子,故僅能生成碳酸鹽,而不能生成氨基甲酸鹽:
 
    以上這些反應均是可逆反應,在高壓和低溫下反應將向右進行,而在低壓和高溫下反應則向左進行。這正是醇胺作為主要脫硫脫碳溶劑的化學基礎。
    上述各反應式表示的只是反應的最終結果。實際上,整個化學吸收過程包括了H2S和CO2由氣體向溶液中的擴散(溶解)、反應(中間反應及最終反應)等過程。例如,反應(2-1)的實質是醇胺與H2S離解產生的質子發(fā)生的反應,反應(2-2)的實質是CO2與醇胺中活潑氫原子發(fā)生的反應,反應(2-4)的實質是酸堿反應,它們都經歷了中間反應的歷程。
    此外,無論伯醇胺、仲醇胺或叔醇胺,它們與H2S的反應都可認為是瞬時反應,而醇胺與CO2的反應則因情況不同而有區(qū)別。其中,伯醇胺、仲醇胺與CO2按公式(2-2)發(fā)生的反應很快,而叔醇胺與C02按公式(2-4)發(fā)生的酸堿反應,由于CO2在溶液中的溶解和生成中間產物碳酸氫胺的時間較長而很緩慢,這也許是叔醇胺在H2S和C02同時存在下對H2S具有很強選擇性的原因。
    醇胺除與氣體中的H2S和CO2反應外,還會與氣體中存在的其他硫化物(如COS、CS2、RSH)以及一些雜質發(fā)生反應。其中,醇胺與CO2、漏入系統中空氣的O2等還會發(fā)生降解反應(嚴格地說是變質反應,因為降解系指復雜有機化合物分解為簡單化合物的反應,而此處醇胺發(fā)生的不少反應卻是生成更大分子的變質反應)。醇胺的降解不僅造成溶液損失,使醇胺溶液的有效濃度降低,增加了溶劑消耗,而且許多降解產物使溶液腐蝕性增強,容易起泡,以及增加了溶液的黏度。
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