Мишина Наталья Александровна

Удаление солей из диэтиленгликоля (ДЭГ), как было показано ранее, может быть эффективно осуществлено с помощью метода обратного высаливания с помощью некоторых веществ (бензола, ацетона, диоксана и т.д.), которые хорошо растворяются в ДЭГ, но не растворяют неорганические соли. Нами была поставлена задача разработки аналогичного метода очистки ТЭГ с использованием ацетона. Для решения этой задачи необходима информация о растворимости хлорида натрия (основного компонента солевой смеси) в двухкомпонентных растворителях ТЭГ - ацетон, ТЭГ – вода, ацетон - вода и трехкомпонентном растворителе ТЭГ – ацетон – вода. Необходимость включения воды в состав растворителей продиктована тем, что в процессе осушки природного газа вода вместе с солью находится в жидкой фазе. Растворимость хлорида натрия в смесях ацетона и воды нами была ранее изучена. На первом этапе исследования мы провели изучение растворимости в системе хлорид натрия - ТЭГ – ацетон и растворимости хлорида натрия в смесях ТЭГ – вода при температуре 25 0С.

Подготовка реактивов, необходимых для проведения эксперимента, проводилась следующим образом. ТЭГ квалификации «хч» перегонялся при пониженном давлении при температуре 120 0С, и для эксперимента отбиралась средняя фракция. Показатель преломления очищенного ТЭГ при 20 0С составил 1,4555 (справочное значение 1,4559). Ацетон квалификации «осч» перегонялся при атмосферном давлении с отбором средней фракции. Плотность использовавшегося ацетона 790,6 кг/ м3, показатель преломления при 200С — 1,3590, содержание воды, определенное по методу Фишера, — 0,03%. Вода бралась в виде бидистиллята. Хлорид натрия квалификации «хч» использовался без дополнительной очистки, но предварительно прогревался до 150 0С для осушки

Установка для изучения растворимости включала в себя термостатирующий стеклянный стакан, заполненный водой. Вода интенсивно перемешивалась пропеллерной мешалкой. В стакан вставлялась ячейка, представляющая собой ампулу емкостью около 15 мл, с сужением в верхней части, которое плотно закрывалось полиэтиленовой пробкой. Предварительно в ячейку помещался кристаллический хлорид натрия, взятый в избытке, и двухкомпонентный растворитель (ТЭГ – ацетон или ТЭГ – вода) известного состава. Точные значения масс компонентов растворителя находились путем взвешивания на аналитических весах. Содержимое ячейки перемешивалось с помощью стального стержня, который вращался при включении магнитной мешалки.

Изучение растворимости хлорида натрия в ацетонгликолевых и водногликолевых растворах заключалось в следующем. При постоянной температуре проводили интенсивное перемешивание содержимого ячейки до достижения состояния равновесия. Как было установлено, при температуре 25 0С равновесие устанавливается в течение 15 – 20 мин. После этого при отключенной магнитной мешалке происходило оседание избытка кристаллов соли. С помощью шприца отбиралась проба насыщенного раствора для определения концентрации хлорида натрия. Проба раствора переносилась во взвешенную на аналитических весах мерную колбу, которая после этого снова взвешивалась. Затем проба разбавлялась дистиллированной водой до объема 100 мл. Для титрования бралась аликвотная часть в 20 – 50 мл в зависимости от концентрации соли в растворе. Анализ проводили по методу Мора 0,05 N раствором нитрата серебра с использованием хромата калия в качестве индикатора. Как правило, титрование исследуемого раствора проводилось дважды.

Рисунок 1 – Растворимость NaCl в двухкомпонентном растворителе ТЭГ – ацетон при 250С

Полученные экспериментальные данные по растворимости хлорида натрия в смесях ТЭГ- ацетон при 25 0С показывают, что добавки ацетона существенно понижают растворимость соли, что может быть положено в основу метода очистки ТЭГ от солей с помощью ацетона. При этом концентрация хлорида натрия в ТЭГ может быть снижена до величины менее одного процента при массовом соотношениии ТЭГ : ацетон 1 : (2 – 3).

Характер растворимости хлорида натрия в смесях ТЭГ – вода аналогичен характеру растворимости этой соли в смесях ДЭГ – вода. С ростом температуры концентрация хлорида натрия в водногликолевом растворе с высоким содержанием воды увеличивается, а с высоким содержанием гликоля – падает, так же как и в чистом гликоле. При этом, как было установлено нами, существует двухкомпонентный растворитель, содержащий около 80 % ТЭГ, растворимость хлорида натрия в котором не зависит от температуры. В этом растворителе теплота рвстворения хлорида натрия равна нулю. Такой характер растворимости соли в двухкомпонентном растворителе ТЭГ - вода может быть связан с образованием ионных пар, доля которых растет при увеличении содержания ТЭГ в растворителе.

Рисунок 2 – Растворимость NaCl в двухкомпонентном растворителе ТЭГ – вода при 25 0С и 40 0С

Конечно, наличие воды в ТЭГ существенно снижает эффективность использования ацетона для удаления хлорида натрия из гликоля. Насколько велико это снижение должно показать изучение растворимости хлорида натрия в трехкомпонентном растворителе ТЭГ – ацетон – вода. Повышение температуры увеличивает глубину очистки ТЭГ от солей, поэтому необходимо также изучить поведение исследуемой системы при гораздо более высоких температурах, превышающих нормальную температуру кипения ацетона. Кроме того, такие данные будут необходимы для расчета процесса удаления ацетона из регенерированного от соли ТЭГ.