0

Диэтиленгликоль

Химические свойства

Наличие в молекуле диэтиленгликоля двух спиртовых групп приводит к образованию внутри- и межмолекулярных водородных связей — с другими веществами, содержащими электроотрицательный атом (вода, амины).

Может быть использован в качестве топлива для портативных горелок. Горит пламенем, практически не имеющим цвета, при этом выделяется большое количество теплоты:

C4H10O3(ж) + 5O2(г) = 4CO2(г) + 5H2O(г) + 2376,39 кДж.

Диэтиленгликоль склонен к автоокислению. Автоокисление значительно ускоряется при наличии примесей пероксидных соединений (пероксиды, гидропероксиды) и замедляется при добавлении ингибиторов (хиноны, гидрохиноны). Окисляясь, диэтиленгликоль приобретает желтоватую окраску.

Диэтиленгликоль проявляет свойства как гликолей, так и сложных эфиров. С карбоновыми кислотами, их ангидридами и хлорангидридами образует сложные моно- и диэфиры, с альдегидами и кетонами в присутствии катализатора — фосфорной кислоты — соответствующие циклические ацетали.

Дегидрирование диэтиленгликоля на катализаторе (медь, цинк-медь-хром) приводит к 1,4-диоксан-2-ону. Дегидрирование на щелочных катализаторах даёт 1,4-диоксан. При оксиэтилировании при 150‒200оС в присутствии щелочных катализаторов образуется полиэтиленгликоль.

Реагирует с фосгеном, образующиеся продукты являются очень реакционноспособными. Для бис-хлоруглекислого эфира дигликоля возможна реакция с аллиловым спиртом в присутствии щелочи.

Является ядом. При попадании в организм вызывает острое отравление, в первую очередь, поражает почки и печень. ПДК диэтиленгликоля в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3. Однако его ингаляционное воздействие невелико из-за низкой упругости паров.

Способ регенерации насыщенного раствора абсорбента — диэтиленгликоля

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для использования на установках промысловой подготовки природного газа к магистральному транспорту. Насыщенный раствор диэтиленгликоля подают на установку регенерации. В трубчатой печи его нагревают до температуры 165÷185°С с сохранением однофазного состояния и обеспечением рециркуляции через печь. Не более 30% регенерированного раствора диэтиленгликоля подают на очистку от примесей и нагревают в печи установки очистки от примесей до температуры 165÷210°С. Очищенный от примесей раствор диэтиленгликоля направляют на установку осушки газа. Изобретение повышает концентрацию диэтиленгликоля при регенерации выше 99 мас.%, уменьшает коррозионное воздействие абсорбента на оборудование регенерации при сохранении материалоемкости установки. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для использования на установках промысловой подготовки природного и попутного нефтяного газов к магистральному транспорту.

Наиболее близким аналогом к данному изобретению является способ регенерации абсорбента — диэтиленгликоля (ДЭГ), включающий вывод его из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, подачу последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, подогрев в трубчатой печи с поддержанием однофазного состояния ДЭГа в количестве, необходимом для получения заданной концентрации регенерированного раствора абсорбента и определяемом кратностью рециркуляции раствора ДЭГа через печь, определяемой согласно математического расчета (см. патент RU №2023484, МПК В01D 53/26, опубл. 30.11.94 г.).

При работе установки по известному способу регенерации раствора с использованием водогликолевой смеси, подаваемой в печь, не достигается полная очистка раствора ДЭГа от легких примесей, в том числе кислот, которые способствуют разложению гликолей и увеличивают коррозионную активность.

При создании изобретения решались технические задачи повышения концентрации диэтиленгликоля при регенерации выше 99 мас.%, уменьшения коррозионного воздействия абсорбента на оборудование регенерации при сохранении материалоемкости установки.

Поставленные технические задачи решаются в способе регенерации абсорбента — ДЭГа, включающем подачу насыщенного раствора ДЭГа на установку регенерации, его нагрев в трубчатой печи установки с сохранением однофазного состояния и обеспечением рециркуляции через печь, подачу регенерированного раствора ДЭГа на установку осушки газа, при этом при регенерации ДЭГ нагревают до температуры 165°С÷185°С, а не более 30% регенерированного раствора ДЭГа подают на очистку от примесей и нагревают в печи установки очистки от примесей до температуры 165°С÷210°С, а очищенный от примесей раствор ДЭГа направляют на установку осушки газа.

Данное изобретение иллюстрируется принципиальной технологической схемой осуществления способа регенерации насыщенного абсорбента.

Технологическая схема состоит из установки вакуумной регенерации ДЭГа 1 и установки очистки от примесей ДЭГа 2.

Установка 1 состоит из выветривателя 3, рекуперативного теплообменника 4, колонны 5, насоса 6, печи 7, регулятора 8, емкости 9 и насоса 10. Установка 2 состоит из рекуперативного теплообменника 11, выпарного аппарата 12, печи 13, насоса 14, регулятора 15, холодильников 16 и 17, емкостей 18 и 19 и насоса 20.

Способ осуществляется следующим образом.

Восстановление концентрации насыщенного раствора ДЭГа производят на установке вакуумной регенерации ДЭГа 1. Насыщенный раствор ДЭГа из установки осушки (на схеме не показана) направляется в выветриватель 3 и затем через рекуперативный теплообменник 4 поступает в колонну 5, где производится восстановление концентрации методом ректификации. Из нижней части колонны 5 частично регенерированный ДЭГ насосом 6 подают в трубчатую печь 7, где нагрев раствора осуществляется в жидкофазном состоянии при избыточном давлении, превышающем давление упругости паров раствора при максимальной температуре в печи, то есть без испарения в печи, с последующим снижением давления на входе в колонну 5. Данное решение обеспечивает равномерный регулируемый нагрев раствора ДЭГа и исключает попадание кислорода из-за подсоса воздуха. При необходимости осуществляют рециркуляцию растворов ДЭГа через печь. Для предотвращения отложений на поверхности труб печи и, соответственно, повышения температуры стенки скорость циркуляции раствора ДЭГа принимают не ниже 1…2 м/сек. Нагретый в печи 7 раствор ДЭГа до температуры 165°С÷185°С подают в колонну 5 через регулятор 8, который поддерживает необходимое давление в печи. Режим работы установки регенерации 1 определяют необходимой концентрацией регенерированного ДЭГа. Регенерированный раствор ДЭГа проходит теплообменник 4 и поступает в емкость 9, откуда направляется на установку осушки газа (на схеме не показана).

Очистку ДЭГ от нелетучих, малолетучих и легколетучих примесей производят на установке 2.

Не более 30% регенерированного ДЭГа насосом 10 через рекуперативный теплообменник 11 подают в выпарной аппарат 12. В выпарном аппарате поддерживают необходимую температуру путем регулирования нагрева циркулирующего раствора на выходе из печи 13. Подача на установку очистки от примесей более 30% регенерированного ДЭГа приведет к резкому увеличению материалоемкости, удорожанию установки и эксплуатационных затрат.

В печь 13 раствор ДЭГа подается из выпарного аппарата 12 насосом 14. Нагрев осуществляется под избыточным давлением, которое поддерживается регулятором 15 на 0,2…0,3 МПа выше давления кипения раствора при температуре выхода из теплообменника 11. Нагретый раствор ДЭГа до температуры 165°С÷210°С через регулятор 15 поступает в выпарной аппарат 12, где давление снижается и происходит кипение части раствора.

Смесь нелетучих и малолетучих примесей и частично ДЭГа с низа выпарного аппарата 12 выводят на утилизацию. Дистиллят (смесь паров ДЭГа и легколетучих примесей) выводят из выпарного аппарата на охлаждение и конденсацию в холодильник 16 и подают в первую сборную емкость 18. Из емкости 18 очищенный раствор ДЭГ, который содержит незначительное количество легколетучих примесей, возвращают на установку осушки газа. Паровую фазу из сборника 18 подают в холодильник 17, и образовавшийся конденсат, который содержит легколетучие примеси (вода, метанол, кислотосодержащие, альдегиды) и незначительное количество ДЭГа, подают во вторую сборную емкость 19, откуда направляют на утилизацию насосом 20. Несконденсированные пары из емкости 19 выводятся на утилизацию.

Способ был испытан на одном из УКПГ Тюменской обл., Россия.

В представленной таблице сравниваются показатели работы УКПГ по известному и предлагаемому способам при сопоставимых условиях проведения процессов в компрессорный период эксплуатации. Из сравнения показателей следует, что предлагаемый способ за счет увеличения температуры регенерации обеспечивает получение ДЭГа более высокой концентрации и, соответственно, более высокое качество осушенного газа на выходе установки (точку росы газа по воде). Достигается качественная очистка гликоля от вредных примесей, что обеспечивает меньший унос капельного абсорбента, уменьшение коррозионного воздействия абсорбента на оборудование регенерации и увеличение межремонтного периода основного оборудования. Увеличение температуры нагрева при очистке кратковременно и не приведет к увеличению деструкции. За счет увеличения температуры нагрева при очистке гликоля уменьшаются энергозатраты и металлоемкость установки. Предлагаемый способ обеспечивает снижение эксплуатационных расходов по установке промысловой подготовке газа производительностью 70 млн.м2/сут. около 300 тыс. американских долларов в год.

По совокупности параметров предлагаемый способ имеет технологические и экономические преимущества перед известным способом при использовании на установках промысловой подготовки природного газа к магистральному транспорту.

Таблица.
ПоказателиИзвестный способПредлагаемый способ
Производительность УКПГ, млн.м3/сут.7070
Температура ДЭГа при регенерации, °С
на выходе из печи164185
в кубе колонны156174
Температура ДЭГа при очистке, °С
нагрева164210
в кубе160195
Достигаемая концентрация регенерированного ДЭГа, % мас. (при давлении в кубе колонны 26,7 кПа)98,899,7
Достигаемая точка росы (по воде) на выходе установки, °С (Р=4 МПа)минус 20минус 27
Потери абсорбента с осушенным газом
удельные, мг/м3 до 10до 7
полные, т/год250185
Межремонтный период основного оборудования, мес.1824
Степень очистки диэтиленгликоля от летучих компонентов, %6898
Тепловая нагрузка при очистке гликоля, МДж/т53003500

Способ регенерации насыщенного раствора абсорбента — диэтиленгликоля, включающий подачу насыщенного раствора абсорбента на установку регенерации, его нагрев в трубчатой печи с сохранением однофазного состояния и обеспечением рециркуляции через печь, подачу регенерированного диэтиленгликоля на установку осушки газа, отличающийся тем, что при регенерации диэтиленгликоль нагревают до температуры 165÷185°С, а не более 30% регенерированного раствора диэтиленгликоля подают на очистку от примесей и нагревают в печи установки очистки от примесей до температуры 165÷210°С, а очищенный от примесей раствор диэтиленгликоля направляют на установку осушки газа.

ДИЭТИЛЕНГЛИКOЛЬ

ДИЭТИЛЕНГЛИКOЛЬ (2,2′-дигидроксидиэтиловый эфир, дигликоль) НОСН2СН2ОСН2СН2ОН, мол. м. 106,12; бесцв. вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса; т. пл. -7,8°С, т. кип. 245,8°С, 133,8°С/10 мм рт. ст.; d420 1,1161, nD20 1,4474; h 35,7 мПа.с; g 48,5 мН/м (25 °С); m 9,0.10-30 Кл.м (25 °С); ур-ние температурной зависимости давления пара: lgр (в мм рт.ст.) = 8,1527-2727,3/T (353-438 К); С0р 2,093 Дж/(г.К) (20 °С); теплопроводность 0,25 Вт/(м.К); DH0обр -626,8 кДж/моль (25 °С), DH0сгор -2374 кДж/моль (20 °С), DH0пл 13,46 кДж/моль, DH0исп 37,01 кДж/моль (20 °С); e 30,7 (25 °С). Смешивается с водой, низшими спиртами, гликолями, целлозольвами, карбитолами, ацетоном, анилином, фенолом, хлороформом, ограниченно — с бензолом, дибутилфталатом, стиролом, толуолом, диэтиловым эфиром, ССl4. В диэтиленгликоле плохо раств. минер. и растит. масла. Диэтиленгликоль обладает хим. св-вами, характерными для гликолей и простых эфиров. При взаимод. с карбоновыми к-тами и их ангидридами образует сложные моно- и диэфиры, с альдегидами и кетонами (кат. — фосфорная к-та) — циклич. ацетали, напр., с формальдегидом — 1,3,6-триоксациклооктан:

При дегидрировании (кат. — медный, цинкмедьхромовый или др.) диэтиленгликоль превращается в 1,4-диоксан-2-он (ф-ла I), при дегидратации в присут. щелочных катализаторов — в 1,4-диоксан, при нагр. в присут. щелочи — в тетраэтиленгликоль НО—4—H. Оксиэтилирование диэтиленгликоля при 150-200 °С протекает легко с образованием полиэтиленгликоля; скорость р-ции значительно возрастает в присут. щелочных катализаторов.

Из-за наличия двух групп ОН в молекуле в диэтиленгликоля возникают меж- и внутримолекулярные водородные связи. Диэтиленгликоль образует водородные связи также с водой, аминами и др. сред., содержащими электроотрицат. атом. Диэтиленгликоль способен к автоокислению; процесс резко ускоряется при наличии в диэтиленгликоле, напр., пероксидов, гидропероксидов. Антиокислители (гидрохинон или др.) резко увеличивают стабильность диэтиленгликоля. В пром-сти диэтиленгликоль получают: 1) оксиэтилированием этиленгликоля в присут. щелочи при 160-180°С, 1,1-2,0 МПа и мольном соотношении этиленоксид : этиленгликоль = 1:2 (выход диэтиленгликоля 60%):

2) как побочный продукт в произ-ве этиленгликоля гидратацией этиленоксида в присут. щелочи или к-ты при 160-200 °С, 1-2 МПа и мольном соотношении этиленоксид: вода = 1:10; при этом ок. 15% этиленоксида превращается в диэтиленгликоль. На произ-во 1 т диэтиленгликоля расходуется 1,0-1,1 т этиленоксида. Диэтиленгликоль — сырье в произ-ве сложных эфиров, полиуретанов, олигоэфиракрилатов, полиалкиленгликольмалеинатов и текстильно-вспомогат. в-в; пластификатор, высокоселективный экстрагент ароматич. углеводородов из катализатов риформинга; увлажнитель табака; осушитель газов; компонент антифризов, гидротормозных и гидравлич. жидкостей; р-ритель нитратов целлюлозы и полиэфирных смол и др. Мировое произ-во диэтиленгликоля ок. 400 тыс. т/год (1975). Диэтиленгликоль раздражает кожу, при попадании внутрь действует на центр. нервную систему и почки; рекомендуемый ПДК 10 мг/м3, в воде водоемов — 1 мг/л. Т. всп. 134°С (в открытом тигле), 152°С (в закрытом), т. самовоспл. 379,5°С; КПВ 1,05-22,7%, температурные пределы воспламенения 133-203 °С. Б. Б.Чесноков.

===
Исп. литература для статьи «ДИЭТИЛЕНГЛИКOЛЬ»: нет данных

Страница «ДИЭТИЛЕНГЛИКOЛЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *