Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов Монахов Николай Викторович

Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов
<
Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Монахов Николай Викторович. Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.07 : Краснодар, 2004 187 c. РГБ ОД, 61:04-5/1990

Содержание к диссертации

Введение

1 Литературный обзор 9

1.1 Обзор современных процессов очистки углеводородных газов от сернистых соединений 9

1.1.1 Основные виды процессов очистки газа от кислых компонентов 10

1.1.2 Очистка газов алканоламинами 11

1.1.3 Энергосберегающие процессы 12

1.2 Полисульфиды этаноламинов - применение, свойства, получение 15

1.2.1 Коррозия на установках аминовои очистки газов от кислых компонентов и способы её ингибирования 15

1.2.2 Химизм процесса образования полисульфидов 21

1.2.3 Полисульфиды этаноламинов - физические и химические свойства 23

1.2.4 Технология полисульфидного ингибирования коррозии ГАЗАМИН на установках сероочистки газов 24

1.3 Адсорбционная очистка рабочих растворов этаноламинов 26

1.3.1 Возможные виды загрязнений рабочих этаноламиновых растворов в процессе абсорбционной очистки газов и практические методы их удаления 26

1.3.2 Некоторые теоретические аспекты адсорбции веществ пористыми поглотителями 29

1.3.3 Получение и свойства активированных углей 32

1.3.4 Очистка рабочих растворов этаноламинов с помощью активных углеродных сорбентов 33

1.3.5 Особенности применения, получения и свойств волокнистых углеродных сорбентов 35

1.4 Постановка задач для исследования 38

2 Методы проведения исследований 40

2.1 Характеристика основных применяемых материалов 40

2.2 Получение полисульфидных ингибиторов и создание их защитной концентрации в водных растворах этаноламинов 45

2.2.1 Растворение элементарной серы в водных растворах этаноламинов 45

2.2.2 Приготовление полисульфидных концентратов этаноламинов и их введение в водные растворы этаноламинов. 48

2.3 Изучение адсорбционных свойств углеродных сорбентов 51

2.3.1 Проведение испытаний в статических условиях 51

2.3.2 Проведение динамических испытаний 53

2.4 Основные методы анализа, использованные в работе 55

2.5 Метод анализа полисульфидных композиций и его отработка 56

2.6 Анализ полисульфидных концентратов этаноламинов методом ЭПР.. 60

3 Исследование методов получения полисульфидных ингибиторов коррозии и создания их защитной концентрации в водных растворах этаноламинов 61

3.1 Взаимодействие элементарной серы с водными растворами этаноламинов 62

3.2 Введение в водные растворы этаноламинов полисульфидных концентратов 78

3.2.1 Исследование состава ингибированных полисульфидными концентратами водных растворов этаноламинов 80

3.2.2 Изучение влияния условий синтеза полисульфидных концентратов на состав ингибированных ими растворов этаноламинов 86

4 Очистка рабочих растворов ДЭА повышенной концентрации на активных углеродных сорбентах 92

4.1 Адсорбционная очистка неингибированных растворов ДЭА 93

4.1.1 Изучение адсорбции смолистых веществ на активных углеродных сорбентах в статических условиях 93

4 4.1.2 Изучение адсорбционных свойств углеродных сорбентов в динамических условиях 98

4.2 Влияние полисульфидного ингибитора коррозии на адсорбционную очистку рабочих растворов ДЭА 106

5 Разработка усовершенствованных технологий получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов 116

5.1 Возможности практического применения результатов исследований методов полисульфидного ингибирования растворов этаноламинов в технологии процесса ГАЗАМИН на промышленных установках 116

5.1.1 Рекомендации по технологии полисульфидного ингибирования этаноламиновых растворов путём их взаимодействия с элементарной серой 117

5.1.2 Рекомендации по технологии полисульфидного ингибирования этаноламиновых растворов методом введения в них полисульфидных концентратов 121

5.1.3 Технические решения по внедрению технологии противокоррозионной защиты ГАЗАМИН на установках очистки природного газа Астраханского ГПЗ и ожидаемая её экономическая эффективность 128

5.2 Усовершенствованная технология адсорбционной очистки этаноламиновых растворов 142

5.2.1 Практические рекомендации по усовершенствованнию тонкой очистки рабочих растворов на установках аминовой очистки газов 142

5.2.2 Перспективы использования углеволокнистых сорбентов в промышленных условиях 148

Заключение 149

Список использованных источников 152

Приложения 169

Введение к работе

В настоящее время использование подготовленных углеводородных газов (природного и нефтяного), являющихся экологически чистым видом ископаемого топлива и ценного химического сырья, составляет более 25% мирового потребления всех углеродных ископаемых. В России в объеме всех добываемых и перерабатываемых углеводородных газов более 8 % составляют газы, имеющие в своем составе сероводород и другие нежелательные компоненты. Поэтому квалифицированная очистка газов имеет чрезвычайно важное техническое и экологическое значение.

Для очистки углеводородных газов наиболее широко применяются абсорбционные регенеративные процессы с использованием водных растворов алканоламинов. Опыт эксплуатации промышленных процессов этаноламиновой очистки показывает, что на долю энергетических затрат приходится более половины эксплуатационных расходов, из которых до 70% составляют затраты тепла на регенерацию поглотительного раствора.

Современная техническая политика в области очистки углеводородных газов от кислых компонентов (H2S и СОг) предусматривает высокую степень оптимизации разрабатываемых процессов, в том числе энергосбережение, разработку новых составов абсорбентов, минимизацию расходов на эксплуатацию промышленных установок, а также ингибиторную защиту оборудования от коррозии. Последнее, наряду с рациональным выбором соответствующих конструкционных материалов, особенно важно в связи с мировой тенденцией увеличения срока службы основного оборудования установок аминовой очистки газов до 20-25 лет.

В ОАО «НИПИгазпереработка» был разработан, испытан в опытно-промышленных условиях и внедрен на ряде отечественных ГПЗ энергосберегающий процесс очистки углеводородных газов от кислых компонентов под фирменным названием ГАЗАМИН, с использованием ингибированных растворов этаноламинов повышенной концентрации.

Повышение концентрации рабочего раствора существенно улучшает экономические показатели работы установки за счет снижения энергозатрат (на 25-30 %) на регенерацию меньшего объема циркулирующего раствора.

В процессе ГАЗАМИН ингибитором коррозии являются полисульфиды этаноламинов. Полисульфиды обладают сильными пассивирующими свойствами. Их введение в циркулирующий раствор абсорбента повышает пассивирующую способность растворов и приводит к пассивации углеродистых и низколегированных сталей, что защищает оборудование и трубопроводы как от общей и язвенной коррозии, так и от коррозионного растрескивания. Выбранный ингибитор отличается доступностью, дешевизной и не оказывает никакого отрицательного влияния на технологию очистки газа.

В России одним из крупных предприятий, перерабатывающих высокосернистый природный газ, является Астраханский ГПЗ. Очистка природного газа, содержащего 25% об. сероводорода и 12% об. диоксида углерода, на АГПЗ осуществляется на восьми параллельно работающих аминовых установках мощностью по 1,8 млрд.м3/год каждая. Работа этих установок характеризуется повышенной коррозионной агрессивностью технологических сред, обусловленной высокой температурой на стадии абсорбции и повышенной степенью насыщения комплексного (МДЭА + ДЭА) этаноламинового раствора.

В 2000-2002 гг. с участием диссертанта были проведены коррозионно-технологические обследования установок сероочистки Астраханского ГПЗ У-172/272 и предложено применить на них технологию ингибиторной защиты ГАЗАМИН.

Диссертационная работа представляет два относительно самостоятельных направления исследований, посвященных изучению важных технологических стадий этого процесса.

К первому относятся исследования методов получения полисульфидных ингибиторов коррозии и создания их защитной концентрации в водных растворах МЭА, ДЭА и МДЭА: - способом непосредственного взаимодействия указанных растворов с эле-

8 ментарной серой; - методом введения в них полисульфидных концентратов, приготовленных на основе соответствующих этаноламинов. Установлены основы химизма для каждого из изученных способов. Дано обоснование целесообразности применения обоих способов ингибирования.

Во второй части работы выполнены сравнительные исследования адсорбционных характеристик по извлечению смолистых веществ из 4N растворов ДЭА активированных гранулированных углей марок АГ-3, SGL и 207-А, а также сорбентов нового типа — активированных углеволокнистых материалов (АУВМ) марок карбопон-актив, бусофит ТМ-4 и бусофит Т. Определено, что изученные углеволокнистые сорбенты по сорбционной емкости в 1,5-2,0 раза превосходят изученные гранулированные угли специального назначения.

Проведены исследования влияния полисульфидного ингибитора на адсорбционную очистку 4N растворов ДЭА от смолистых веществ. Установлено, что полисульфиды не адсорбируются на активированных углеродных сорбентах и практически не влияют не степень и продолжительность адсорбционной очистки водных растворов ДЭА.

Предложена конструкция фильтра с использованием АУВМ.

В конечном итоге выполнение указанных исследований позволило внести существенные уточнения и дополнения в технологию процессов полисульфидного ингибирования, а также - тонкой очистки этаноламиновых растворов, используемых в процессе ГАЗАМИН. Полученные в диссертационной работе результаты исследований являются необходимыми для широкого внедрения технологии ГАЗАМИН на объектах подготовки и переработки сернистых газов, в том числе на установках сероочистки высокосернистого природного газа Астраханского ГПЗ.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность кандидатам химических наук Цинману А.И. и Борушко-Горняку Ю.Н. за постоянное внимание и помощь при выполнении экспериментальной части настоящей работы.

Полисульфиды этаноламинов - применение, свойства, получение

При эксплуатации оборудования установок аминовой очистки газов происходит как общая коррозия оборудования, так и более опасный ее вид - коррозионное растрескивание [54].

Скорость общей коррозии углеродистой стали увеличивается с повышением концентрации амина, температуры, степени насыщения растворов абсорбента кислыми газами, увеличением содержания механических примесей и продуктов термохимического разложения амина.

В результате контакта с кислородом в растворе амина, насыщенном H2S, может образоваться тиосульфат амина, а при наличии диоксида углерода — аминоуксусная, щавелевая, муравьиная и другие кислоты [55]. Присутствие механических примесей в растворе амина может вызвать нарушение защитных пленок, образующихся на поверхности стали, и приводить к усилению эрози-онно-коррозионного разрушения металла. С очищаемыми газами в растворы аминов могут попадать значительные количества продуктов обработки скважин, минеральных солей [56], в том числе и хлориды, наличие которых способно вызывать такой специфический вид коррозии нержавеющих сталей, как пит-тинг (точечная коррозия).

В чистых растворах этаноламинов общая коррозия углеродистой стали незначительна и составляет даже при 115 С всего лишь 0,03 мм/год. При насыщении диоксидом углерода она возрастает. При повышении температуры с 80 до 120 С скорость коррозии в насыщенных растворах увеличивается в несколько раз. При совместном присутствии H2S и С02 скорость коррозии снижается [57].

Чрезвычайно опасным для оборудования установок сероочистки, изготовленного из углеродистых и низколегированных сталей, является коррозионное растрескивание (КР), обычно имеющее место в зоне сварных швов при наличии в металле высоких внутренних напряжений [58]. При термообработке эти напряжения снижаются, а структура металла заметно улучшается. Причиной этого явления признана водородная хрупкость стали, вызванная внедрением в структуру металла атомарного водорода, образовавшегося в процессе электрохимической коррозии в присутствии H2S и С02 в растворе амина [59].

Для аппаратов установки аминовой очистки газов от H2S, или H2S и С02, необходимо применять соответствующее материальное оформление [60].

Однако, наряду с этим, наиболее эффективно проблему борьбы с коррозией решает применение ингибиторов, которые вводятся в циркулирующий раствор амина.

В ряде исследований [61] приведены данные о применении ингибиторов для защиты оборудования установок сероочистки от общей коррозии. Однако, до настоящего времени ингибиторная защита, к сожалению, не нашла широкого применения в отечественной практике.

По данным [62] ингибиторы коррозии условно можно разделить на три группы: 1. Ингибиторы адсорбции, которые сцепляются с поверхностью стали, образуя слой толщиной в одну молекулу, тем самым предохраняя поверхность стали от разрушающего воздействия раствора. 2. Ингибиторы осаждения, замедляющие процесс коррозии путем образования на стальной поверхности многомолекулярного слоя нерастворимого осадка. Таким ингибитором является сам H2S, однако, он недостаточно эффективен. 3. Окислительные пассиваторы — способствуют образованию весьма прочной, хорошо сцепляющейся с поверхностью стали пленки оксида железа, с помощью которой практически полностью устраняется явление коррозии стальной поверхности (до нескольких сотых миллиметра в год [63]).

В результате исследований, проведенных американскими учеными, установлено, что хорошим ингибитором для установок аминовой очистки газа от сероводорода и диоксида углерода является синергетическая комбинация двух окислительных пассиваторов [64]: а) 0,02-0,25 тМ соединения V(5+), главным образом из группы: NaV03 (1) V205; Na3V04; KV03; NH4V03 ;VOCI3 или их смеси; б) 0,6-0,8 тМ органического нитросоединения, главным образом из груп пы: р-нитробензойная кислота (И); м-нитро и 3,5-динитробензойные кисло ты; р- и м-нитрофенолы; м-нитрофенилсульфокислота, а также соли указанных кислот.

Характеристика основных применяемых материалов

Для выполнения экспериментов применяли водные растворы МЭА, ДЭА и МДЭА различной концентрации. Для их приготовления использовали указанные этаноламины, свежеперегнанные при остаточном давлении 2-5 мм рт. ст. и азотной продувке. Для перегонки брали моноэтаноламин по ГОСТ 19234-87, диэтаноламин по ТУ 2423-054-05807977-2000 и метилдиэтаноламин по ТУ 2423-005-11159873-2000

При получении защитных концентраций полисульфидных ингибиторов в растворах этаноламинов использовали техническую серу производства Астраханского ГПЗ, соответствующую по качеству ГОСТ 127.1-93.

Адсорбционную очистку раствора ДЭА от смолистых веществ изучали на гранулированных активированных углях марок АГ-3, SGL и 207-А, основные свойства которых приведены в таблице 2.1 [137-139]. Для очистки также применяли активированные углеволокнистые материалы (АУВМ) производства ПО «Химволокно» (Р. Беларусь) марок Бусофит Т, Бусофит ТМ-4 и карбопон-актив. Основные свойства использованных АУВМ представлены в таблице 2.2 [149].

Для выделения смолистых веществ использовали регенерированный рабочий раствор ДЭА с установки ЗУ-272 Астраханского ГПЗ, основные характеристики которого приведены в таблице 2.3.

Для выбора оптимального способа выделения смолистых веществ были апробированы следующие два метода: - вакуумное концентрирование указанного рабочего раствора в атмосфере азота при температуре 120-130 С сначала при разрежении, создаваемым водоструйным насосом (отгоняли воду), а затем при остаточном давлении 2-5 мм рт. ст., создаваемым вакуумным насосом (отгоняли амин); - адсорбция из рабочего раствора ДЭА с помощью АУВМ марки Бусо-фит ТМ-4 с последующим экстрагированием адсорбата с его поверхности ацетоном и отгонки последнего.

Полученные субстраты смолистых веществ затем исследовали методом ИК-спектроскопии. Полученные спектры представлены на рисунках 2.1 и 2.2 соответственно. Спектральный анализ проводили на спектрофотометре марки Specord-75 в интервале длин волн 400-3600 см"1 в тонком слое на призме NaCl.

По результатам проведенного анализа методом ИКС можно сделать заключение о наличии в спектрах выделенных смолистых веществ полос поглощения карбоксильных и карбонильных групп, простых эфирных и замещенных этиленовых групп, первичных и третичных амино-групп, а также многих других [159-161].

Однако, из сопоставления представленных на рис. 2.1 и рис. 2.2 спектров можно сделать вывод о том, что субстрат смол, полученный адсорбционно-экстракционным способом, содержит не все компоненты смолистых веществ, находящихся в остатке вакуумной разгонки исходного раствора, что свидетельствует о неполноте их состава.

Вследствие этого в дальнейшей работе для выделения смолистых веществ повсеместно был использован способ вакуумного концентрирования. При этом смолистыми веществами в нашем случае следует считать концентрат, включающий в себя как полимерные и другие продукты деградации амина разной степени метаморфизма, так и нелетучие остатки антивспенивателей, ингибиторов коррозии, тяжелых углеводородов и других загрязняющих веществ, присутствовавших в исходном рабочем растворе ДЭА. В работе также применяли баллонные газы: - углекислоту (ГОСТ 8050-85, сорт I); - сероводород, полученный в ОАО «НИПИгазпереработка», с содержанием основного вещества не ниже 96 % масс; - азот особой чистоты газообразный (ГОСТ 9293-74).

Введение в водные растворы этаноламинов полисульфидных концентратов

На основе свежеперегнанных в атмосфере азота технических МЭА, ДЭА и МДЭА при температуре 100С были приготовлены полисульфидные концентраты этаноламинов (ПКЭ) с различным содержанием серы. При этом было установлено, что процесс взаимодействия серы с этаноламинами носит экзотермический характер. По величине теплового эффекта этаноламины располагаются в следующем порядке: МЭА ДЭА МДЭА.

На рисунке 3.10 представлена зависимость величины разогрева реакционной смеси от введения различного количества серы при синтезе полисульфидных ингибиторов на базе МЭА, ДЭА и МДЭА, причем при проведении экспериментов величина навески этаноламинов и начальная температура введения серы были постоянными и равнялись, соответственно, 62 г и 90С.

Как видно, величины разогрева прямопропорционально зависят от количества загружаемой элементарной серы. Следует отметить, что эти данные получены при загрузке сразу всего требуемого количества серы к соответствующему этаноламину. При этом наиболее выраженную экзотермичность проявляет наиболее химически активный моноэтаноламин.

Время полного растворения серы при проведении синтеза ПКЭ при температуре 100С снижается в ряду МДЭА ДЭА МЭА. При этом в среднем для МДЭА оно составляет более 4 часов, для ДЭА — 2-3 часа, для МЭА — менее 1 часа.

Для проведения анализа приготовленные ПКЭ вводили в обескислороженные водные растворы соответствующих этаноламинов — 4N МЭА, 4N ДЭА и 3N МДЭА.

Как было установлено при выполнении работы, оптимальное содержание серы в ингибиторе находится на уровне 15% масс. ПКЭ на основе МЭА, ДЭА и МДЭА, с содержанием серы 15% масс, вводили в растворы соответствующих этаноламинов в количествах, обеспечивающих содержание в них общей серы от 0,2 до 6,0 г/дм3. На рисунке 3.11 представлены зависимости изменения содержания различных форм серы в ингибированных при вводе ПКЭ водных растворах этаноламинов от количества введенной с ПКЭ общей серы.

Данные рисунка 3.11 показывают, что изменение содержания всех форм серы в исследованных растворах находится в прямолинейной зависимости от количества введенной общей серы. При этом в случаях со всеми аминами количество присутствующей в ингибированных растворах тиосульфатной серы практически одинаково и значительно меньше, чем сульфидной.

Это может быть объяснено следующим образом. При получении ПКЭ процесс взаимодействия элементарной серы с этаноламинами проходит в практически безводной среде. В этом случае, ввиду сильной связанности молекул воды аминами, протекание реакции диспропорционирования серы затруднено. Поэтому образование сульфид-ионов, способствующих образованию полисульфидной серы по реакции (3.4), приведенной на стр. 64, вероятно происходит в результате протекания окислительно-восстановительных реакций серы непосредственно с этаноламинами под воздействием достаточно высокой (100С) температуры. Таким образом, на конечной стадии приготовления ПКЭ в нем должны преимущественно содержаться только сульфидная и полисульфидная сера. Это подтверждают данные рисунка 3.11 — содержание тиосульфатной серы весьма мало для всех изученных этаноламинов.

4, нению с ДЭА и МДЭА количество сульфидной серы и, соответственно, меньшее полисульфидной, что обеспечивает невысокий уровень степени полисуль-фидности МЭА. МДЭА напротив обладает меньшей химической активностью в реакции с серой. Поэтому ПКЭ на его основе должны содержать относительно меньшее количество сульфидной серы, большее полисульфидной и, соответственно, обладать повышенной степенью полисульфидности. Это косвенно подтверждают данные на рисунках 3.11 и 3.12, отражающие составы водных растворов этаноламинов, ингибированных ПКЭ на основе соответствующих ЭА.

Далее при температуре 100 С в атмосфере азота были приготовлены ПКЭ на основе МЭА, ДЭА и МДЭА с различным массовым содержанием серы. Полученные ПКЭ вводили в обескислороженные водные растворы соответствующих аминов (4N МЭА, 4N ДЭА и 3N МДЭА) в количестве, обеспечиваю-щем концентрацию общей серы в растворе 0,5 г/дм , что соответствует максимальной защитной концентрации ингибитора в рабочих растворах.

На рисунке 3.13 графически представлены зависимости концентрации различных форм серы в соответствующих ингибированных растворах этаноламинов от содержания серы в использованных для ингибирования ПКЭ. Как видно, и в этом случае содержание тиосульфатной серы для всех изученных аминов не велико и меньше, чем сульфидной.

Как следует из представленных на рисунке 3.13 кривых, наибольшая доля полисульфидной серы (активной составляющей ингибитора коррозии) связана с содержанием серы в ПКЭ, превышающей 10% масс.

Однако, как было установлено при выполнении работы, синтезированные ингибиторы с содержанием серы более 20% масс, являются неустойчивыми и распадаются в условиях хранения с выделением свободной серы. Поэтому оптимальным следует считать содержание серы в ПКЭ на уровне 10-20 % масс.

На рисунке 3.14 представлена полученная зависимость степени полисульфидности ингибированных растворов этаноламинов от концентрации серы в использованных для ингибирования ПКЭ на основе, соответственно, МЭА, ДЭА и МДЭА. Как видно, в этих условиях при создании защитной рабочей концентрации полисульфидного ингибитора в соответствующих аминовых растворах меньшей степенью полисульфидности обладает раствор моноэтанола-мина (около 2,4), а наибольшей - МДЭА (примерно 3,5).

Влияние полисульфидного ингибитора коррозии на адсорбционную очистку рабочих растворов ДЭА

Для изучения зависимости влияния присутствия в подаваемом на адсорбционную очистку диэтаноламиновом растворе соответствующего полисульфидного ингибитора коррозии, полученного на базе ДЭА, на адсорбционные характеристики углеродных сорбентов были проведены испытания в статических и динамических условиях.

При проведении этих исследований были использованы активированные гранулированные угли марок АГ-3 и SGL, а также активированный углеволок-нистый сорбент бусофит марки ТМ-4 как перспективный, обладающий хорошими адсорбционными и экплуатационными характеристиками.

Для исследования влияния присутствия полисульфидного ингибитора коррозии на процесс адсорбционной очистки растворов ДЭА от смолистых веществ был приготовлен модельный раствор полисульфидов ДЭА, синтезированных в лабораторных условиях при 100 С с азотной продувкой и количеством введенной серы 15 % масс. Концентрация ингибитора в 4N растворе ДЭА составляла 0,5 г/дм3, смолистые вещества отсутствовали.

Опыты проводили в статических условиях.

В семь круглодонных колб объемом 250 см заливали по 200 см приготовленного раствора полисульфидного ингибитора коррозии, в шесть из них загружали по 1,5 г активированного углеродного сорбента, продували все колбы аргоном, плотно укупоривали и помещали их на вибровстряхиватель на трое суток для установления равновесия в растворе. После этого сорбенты из растворов отфильтровывали.

Для оперативного определения концентрации полисульфидов в растворе ДЭА до и после контактирования с углеродными сорбентами был выбран фотоколориметрический метод, так как известно, что оптическая плотность ингиби-рованных растворов зависит от концентрации в них полисульфидов, также как и для смолистых веществ. Однако максимум оптического поглощения для смолистых веществ в растворах ДЭА, как было определено, соответствует длине волны 315 нм, в то время как полисульфидов - 490 нм. При совместном нахождении полисульфидов и смолистых веществ в растворе ДЭА надежно определить концентрацию каждого из этих компонентов не удается из-за взаимного влияния их присутствия на оптическую плотность раствора при указанных длинах волн.

Определенные при X = 490 нм величины оптических плотностей растворов ингибитора до и после проведения испытаний в статических условиях представлены в таблице 4.3.

Как видно из приведенных данных, после 72 часов выдерживания растворов полисульфидов как в присутствии сорбентов (образцы № 1-6), так и без них (образец № 0) оптическая плотность уменьшается примерно на одинаковую величину - 8-12 %. Контрольный образец № 0 свидетельствует о практически полном отсутствии поглощения полисульфидов всеми испытанными активированными углеродными сорбентами. Небольшое снижение оптической плотности растворов вызвано снижением концентрации полисульфидов, поскольку именно они придают раствору специфическую окраску и влияют на оптическую плотность при указанной длине волны. Это может быть объяснено протеканием в некоторой степени реакций диспропорционирования полисульфидной серы с образованием бесцветного тиосульфата амина.

Извлеченные из ингибированного полисульфидами раствора навески сорбентов, как при проведении исследований в статических условиях с неинги-бированными растворами (см. разд. 4.1.1), контактировали с приготовленными модельными растворами смолистых веществ в 4N водном растворе ДЭА.

Изотермы, полученные для исследуемых углей марок АГ-3 и SGL, а также АУВМ Бусофита ТМ-4, в сравнении с изотермами этих же сорбентов без предварительного контактирования их с ингибированным полисульфидами

Обработку полученных экспериментальных данных также проводили с помощью математической модели адсорбционного извлечения органических веществ из водных растворов микропористыми адсорбентами [111, 123] (см раздел 1.3.2).

На рисунке 4.9 представлены изотермы адсорбции, построенные в логарифмических координатах по методу наименьших квадратов. Определенные по ним значения предельной величины адсорбции (Гтах), в сравнении с полученными без предварительного контактирования с ингибированным полисульфидами растворами 4N ДЭА (см. таблицу 4.1), приведены в таблице 4.4.

Похожие диссертации на Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов