Nguyên lý hoạt động của thiết bị lưu huỳnh trong việc đưa chất lỏng giàu hóa chất vào tháp tái tạo nhằm loại bỏ khí hydro sunfua đã bị hấp thụ là gì?
Thread Content
RT, xin vui lòng có chuyên gia nào giải thích giúp, cảm ơn
Các phản ứng chính xảy ra khi MDEA hấp thụ H2S và CO2 như sau:
2R3N + H2S ⇌ (R3HN)2S
(R3HN)2S + H2S ⇌ 2R3HNHS
R3N + H2O + CO2 ⇌ (R3HN)2CO3
(R3HN)2CO3 + H2O + CO2 ⇌ 2R3HNHCO3
H2S có thể phản ứng trực tiếp và nhanh chóng với amin để tạo thành các hợp chất sunfua của amin và hydrosunfua. CO2 cũng tham gia vào phản ứng này, nhưng tốc độ phản ứng của nó khá chậm. Các phản ứng nêu trên đều là phản ứng có thể đảo ngược; ở nhiệt độ thấp, chúng hấp thụ H2S, còn khi nhiệt độ tăng lên thì chúng giải phóng H2S ra. Amin đ Rượu alcol là một loại kiềm hữu cơ yếu. Ở nhiệt độ từ 20–50°C, chất này có khả năng hấp thụ khí hydro sunfua và khí carbon dioxide trong không khí. Khi nhiệt độ tăng lên 105°C hoặc cao hơn, các chất đã được hấp thụ sẽ giải phóng ra, và dung dịch amin sẽ được tái tạo lại. Các chất dung môi khử lưu huỳnh thường được sử dụng trong nước bao gồm monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diethyleneglycolamine (DIPA), N-methyldiethanolamine (MDEA) và loại MDEA kết hợp.
2R3N + H2S ⇌ (R3HN)2S
(R3HN)2S + H2S ⇌ 2R3HNHS
R3N + H2O + CO2 ⇌ (R3HN)2CO3
(R3HN)2CO3 + H2O + CO2 ⇌ 2R3HNHCO3
H2S có thể phản ứng trực tiếp và nhanh chóng với amin để tạo thành các hợp chất sunfua của amin và hydrosunfua. CO2 cũng tham gia vào phản ứng này, nhưng tốc độ phản ứng của nó khá chậm. Các phản ứng nêu trên đều là phản ứng có thể đảo ngược; ở nhiệt độ thấp, chúng hấp thụ H2S, còn khi nhiệt độ tăng lên thì chúng giải phóng H2S ra. Amin đ Rượu alcol là một loại kiềm hữu cơ yếu. Ở nhiệt độ từ 20–50°C, chất này có khả năng hấp thụ khí hydro sunfua và khí carbon dioxide trong không khí. Khi nhiệt độ tăng lên 105°C hoặc cao hơn, các chất đã được hấp thụ sẽ giải phóng ra, và dung dịch amin sẽ được tái tạo lại. Các chất dung môi khử lưu huỳnh thường được sử dụng trong nước bao gồm monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diethyleneglycolamine (DIPA), N-methyldiethanolamine (MDEA) và loại MDEA kết hợp.
Vậy thì, tháp tái tạo dung dịch amin chắc hẳn không thuộc loại tháp chưng cất. Tại sao tháp tái tạo vẫn cần có quá trình tuần hoàn nhỉ?
Quá trình tuần hoàn thường nhằm kéo dài thời gian, tăng nồng độ, v.v
Nếu không có quá trình tuần hoàn pha lỏng, thì việc phân tách ở nhiệt độ cao sẽ khiến một lượng lớn hơi nước và H2S bay lên trên. Áp lực trong pha khí quá lớn còn có thể khiến chất amine cũng bị cuốn theo. Cung cấp luồng tuần hoàn ở pha lỏng, một mặt để rửa sạch amine trong pha khí, ngăn chặn việc amine bị thất thoát ； Thứ hai là giảm hàm lượng hơi nước trong pha khí, tăng nồng độ H2S, từ đó giảm gánh nặng làm mát ở phần trên cùng của tháp.
Dung dịch ethanolamine ở nhiệt độ thấp có tính kiềm, có thể phản ứng trung hòa với khí hydro sunfua. Khi được đun nóng lên trên 100 độ C, dung dịch này sẽ trở thành trung tính, và khí hydro sunfua sẽ được giải phóng ra ngoài. Việc đưa nước axit ở đỉnh tháp trở lại là nhằm thu được khí axit có độ tinh khiết cao hơn. Thực chất, việc này giúp tăng nồng độ hydro sunfua trong nước axit sau khi được làm lạnh, từ đó tạo ra khí axit có độ tinh khiết cao hơn.