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周口醇胺與硫化氫、二氧化碳的主要化學(xué)反應(yīng)

作者:小編 瀏覽量:6919 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(xué)反應(yīng), 醇胺化合物分子結(jié)構(gòu)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?;瘜W(xué)吸收...

  醇胺化合物分子結(jié)構(gòu)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?;瘜W(xué)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(yīng):
 
然而,這三類醇胺與C02的反應(yīng)則有所不同。伯醇胺和仲醇胺可與CO2發(fā)生以下兩種反應(yīng):
 
    公式(2-2)是主要反應(yīng),反應(yīng)生成氨基甲酸鹽;公式(2-3)是次要反應(yīng),反應(yīng)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(yīng)均是可逆反應(yīng),在高壓和低溫下反應(yīng)將向右進行,而在低壓和高溫下反應(yīng)則向左進行。這正是醇胺作為主要脫硫脫碳溶劑的化學(xué)基礎(chǔ)。
    上述各反應(yīng)式表示的只是反應(yīng)的最終結(jié)果。實際上,整個化學(xué)吸收過程包括了H2S和CO2由氣體向溶液中的擴散(溶解)、反應(yīng)(中間反應(yīng)及最終反應(yīng))等過程。例如,反應(yīng)(2-1)的實質(zhì)是醇胺與H2S離解產(chǎn)生的質(zhì)子發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)(2-2)的實質(zhì)是CO2與醇胺中活潑氫原子發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)(2-4)的實質(zhì)是酸堿反應(yīng),它們都經(jīng)歷了中間反應(yīng)的歷程。
    此外,無論伯醇胺、仲醇胺或叔醇胺,它們與H2S的反應(yīng)都可認為是瞬時反應(yīng),而醇胺與CO2的反應(yīng)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(yīng)很快,而叔醇胺與C02按公式(2-4)發(fā)生的酸堿反應(yīng),由于CO2在溶液中的溶解和生成中間產(chǎn)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(yīng)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(zhì)發(fā)生反應(yīng)。其中,醇胺與CO2、漏入系統(tǒng)中空氣的O2等還會發(fā)生降解反應(yīng)(嚴格地說是變質(zhì)反應(yīng),因為降解系指復(fù)雜有機化合物分解為簡單化合物的反應(yīng),而此處醇胺發(fā)生的不少反應(yīng)卻是生成更大分子的變質(zhì)反應(yīng))。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(chǎn)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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