Universum: химия и биология

 

---

№ 2 (68)
февраль, 2020 г.
77 
Ключевые слова: диэтаноламин, физико-химические свойства, сероводород, смолистые вещества, абсорб-
ционная очистка, коррозия, экология.
Keywords: diethanolamine, physicochemical properties, hydrogen sulfide, resinous substance, absorption treatment, 
corrosion, ecology. 
________________________________________________________________________________________________ 
В настоящее время пристальное внимание уделя-
ется проблеме удаления первопричин возникновения 
таких нежелательных явлений, как выбросы в атмо-
сферу, особенно остро стоят вопросы при бурении, 
эксплуатации и ремонта скважин, пластовый флюид 
которые содержат значительное количество токсич-
ных кислых газов (сероводород и углекислый газ). 
Увеличение содержания сероводорода приводит к 
появлению проблем безопасности работы операто-
ров и проблемам экологического характера. Анализ 
отечественного и зарубежного опыта показывает, что 
кислые газы активно взаимодействуют с технологи-
ческими жидкостями, существенно ухудшая их фи-
зико-химические свойства, вызывают коррозию эле-
ментов оборудования, ухудшение проницаемости 
призабойной зоны, могут выделяться из раствора на 
устье скважины и в циркуляционной системе, опасны 
для обслуживающего персонала, окружающего жи-
вотного и растительного мира.
В Республике Узбекистан придается большое 
значение модернизации химической, металлургиче-
ской и нефтегазовой промышленности, переводу 
промышленных предприятий на местное сырье, по-
лучение на их основе новых материалов, пригодных 
на экспорт. Достигнуты научные и практические ре-
зультаты в получении адсорбентов на основе мест-
ного сырья и применение их в различных отраслях 
промышленности, а также регенерации отработан-
ных алканоламинов. В Стратегии действий по даль-
нейшему развитию Республики Узбекистан опреде-
лены главные задачи, направленные на «модерниза-
цию и диверсификацию промышленности путем пе-
ревода ее на качественно новый уровень, направлен-
ные на опережающее развитие высокотехнологич-
ных обрабатывающих отраслей, прежде всего по про-
изводству готовой продукции с высокой добавлен-
ной стоимостью на базе глубокой переработки мест-
ных сырьевых ресурсов». В этом плане приобретает 
особое значение повышение эффективности уста-
новки очистки природного газа от кислых компонен-
тов на газоперерабатывающих заводах, что улучшит 
экономику республики за счет импортозамещения - 
организация производства оптимальных адсорбентов 
и реагентов из местного сырья на территории респуб-
лики [1]. 
К основным проблемам очистке газа диэтанола-
миновых (ДЭА) установок относятся значительные 
потери растворителя и ускоренная коррозия оборудо-
вания. В результате этого ухудшается очистка газа, 
значительно увеличиваются расходные коэффици-
енты, выводится из строя оборудование. 
Потери диэтаноламина в процессе очистки кон-
вертированного газа от СО
2
возникают в результате 
образования побочных соединений. Раствор ДЭА 
способен к поглощению кислорода. Кислород потен-
циально ускоряет разложение амина. При высокой 
температуре в десорбере за счёт поглощённого кис-
лорода с большой скоростью протекают реакции 
окисления и полимеризации ДЭА [2]. 
ДЭА сравнительно легко окисляется сначала с 
образованием α-аминоальдегида, затем глицина, гли-
колевой кислоты, щавелевой кислоты и, наконец, му-
равьиной кислоты. Эти кислоты приводят к коррозии 
с образованием нерастворимых солей железа, спо-
собных забивать аппаратуру. Продукты осмоления – 
тяжёлые смолистые соединения в дальнейшем обра-
зуют отложения по всему технологическому обору-
дованию. Необходимо заметить, что возникшие смо-
листые отложения являются катализатором дальней-
шего образования отложений и вызывают интенсив-
ную коррозию оборудования. Чем больше в растворе 
амина продуктов деградации и термостойких солей, 
тем меньше его абсорбционная способность. Про-
дукты деградации не участвует в процессе очистки 
кислых газов, а являются балластом в системе амина. 
Это ведёт к уменьшению концентрации свободного 
амина в растворе, к увеличению его коррозионной 
активности [3-5]. 
Тем не менее, как показали результаты исследо-
ваний ООО «Шуртаннефтегаз» регенерированные 
растворы ДЭА зачастую содержали смолистые веще-
ства выше нормируемых значений; кроме смолистых 
веществ растворы ДЭА содержали примеси в виде 
связанного азота, муравьиной кислоты, нитратов, 
сульфатов, хлоридов, твёрдых частиц (сульфидов же-
леза, окиси железа, пыли, песка, прокатной окалины, 
маслянистых веществ) и других. 
Исследовать возможность очистки циркулирую-
щего ДЭА-раствора от смолистых веществ и других 
вредных примесей адсорбционным способом. 
Работа проводилась в следующих направлениях: 
1. Изучение состава регенерированных ДЭА–
растворов. Набор статистических данных. 
2. Исследование возможности очистки ДЭА–рас-
творов от смолистых веществ на сильноосновных 
смолах А-23 и АВ-17-8 и активированном угле АГ-3. 
3. Проведение предварительной фильтрации 
ДЭА-растворов от механических примесей через 
кварцевой песок. 
4. Определение удельной адсорбционной ёмко-
сти исследуемых сорбентов и степени очистки рас-
творов от смолистых веществ. 
5. Исследование возможности регенерации сор-
бентов. 
6. Выбор оптимального сорбента для проведения 
тонкой очистки ДЭА-раствора.
В исследованиях использовались сильнооснов-
ные аниониты гелевого типа А-23 компании Tulsion 
(США) и АВ-17-8 производства Российской Федера-
ции. 
Подготовка смол проводилась в соответствии с 
требованиями ГОСТ 20301-74; ГОСТ 20255.1-89; 

---

№ 2 (68)
февраль, 2020 г.
78 
ГОСТ 20255.2-89. Активированный уголь АГ-3 пред-
варительно промывали глубокообессоленной водой, 
очищали от механических примесей.
Через подготовленные сорбенты объёмом 100 
cm
3
пропускали очищаемые растворы диэтаноламина 
с определённой скоростью (4,2÷33 cm
3
/min) до про-
скока смолистых веществ (достижения концентра-
ции смол в фильтрате выше нормируемых значений) 
или резкого снижения степени очистки. Определяли 
степень очистки и оценивали адсорбционную ём-
кость сорбента. Затем сорбент (ионообменные 
смолы) регенерировали 5%-ным раствором едкого 
натрия, отмывали водой и запускали снова для 
очистки ДЭА-раствора по следующему циклу [6]. Ре-
генерацию отработанного активированного угля про-
водили кипячением в глубокообессоленной воде в те-
чение 2-х часов. Определяли состав фильтратов. 
Характеристика сорбентов. 
1 Колонка с смолой А - 23 
Диаметр – 1,72 cm 
Объём подготовленной смолы – 100 cm
3 
Высота столба смолы – 43 cm 
Площадь сечения поперечного – 2,326 cm
2
Скорость пропускания раствора – 8,2 cm
3
/min 
Производительность – 2,11 m
3
/ m
2
·h
2 Колонка с смолой АВ-17-8
Диаметр – 1,63 cm 
Объём подготовленной смолы –100 cm
3 
Высота столба смолы – 48 cm
Площадь сечения поперечного – 2,083 cm
2
Скорость пропускания раствора – 8,2 
cm
3
/min 
Производительность – 2,36 m
3
/ m
2
·h 
3 Объём угля АГ-3 –100 cm
3
, вес (сухого 
угля) – 50g 
Высота слоя угля – 46 cm 
Диаметр – 1,66 cm 
Площадь сечения поперечного – 2,17 cm
2
Скорость пропускания раствора – 8,8 
cm
3
/min 
Производительность – 2,4 m
3
/ m
2
·h 
Предварительная очистка ДЭА - раствора через 
песок. 
Для очистки использовали природный речной 
песок. Отделяли от крупных включений и камней на 
сетках с ячейками 2 mm; затем отсеяли и промыли от 
пыли на сетках с ячейками 0,34 mm. Для фильтра ис-
пользовали чистый кварцевый песок с зернистостью 
(0,34÷1,0) mm. 
Характеристика песочного фильтра. 
4 Объём промытого песка – 657 cm
3
Высота слоя песка – 55 cm 
Диаметр – 3,9 cm 
Площадь сечения поперечного – 12 cm
2
Скорость пропускания раствора – 13,6 
cm
3
/min 
Производительность – 0,6798 m
3
/ m
2
·h 
Показатели качества ДЭА-растворов приведены 
в таблице.