В настоящее время в России и странах СНГ эксплуатируется более сорока крупнотоннажных агрегатов производства NH3, включающих стадию абсорбционной очистки от С02 с помощью водных растворов моноэтаноламина или поташа. Все эти агрегаты эксплуатируются в течение 20-30 лет и их энерготехнологические показатели (энергозатраты - 11-11.5 Гкал/т NH3) на сегодняшний день отстают от современного уровня вновь создаваемых агрегатов такого класса (энергозатраты - 7.5-8 Гкал/т NН3). Коренная реконструкция существующих агрегатов требует значительных капитальных вложений.
Одним из путей снижения энергоёмкости существующих агрегатов является уменьшение затрат низкопотенциального тепла в отделении абсорбционной очистки за счёт замены существующих абсорбентов абсорбентом на основе метилдиэтаноламина (МДЭА).
По имеющимся литературным и собственным экспериментальным данным о равновесии в системе С02 - водный раствор МДЭА и кинетике абсорбции нами проведены расчёты возможности эксплуатации существующей схемы и аппаратуры агрегата АМ-70 при замене абсорбента МЭА-раствора абсорбентом на основе МДЭА. Расчёт показал, что в условиях агрегатов МА-70 и АМ-76 эта замена позволяет снизить энергоёмкость стадии очистки на 25% и выше при выполнении конкретных технических решений без существенных капитальных затрат. Кроме того, были сформулированы требования к абсорбенту на основе МДЭА.
Иностранные фирмы, в частности, BASF, DOW CHEMICAL, UNION CARBIDE, активно продвигают на Российский рынок свои технологии и абсорбенты, созданные на основе МДЭА, для очистки газов от СО2. Эти фирмы предлагают патентованные рецептуры абсорбентов, включающие специальные активирующие добавки. Однако, цены на импортный МДЭА весьма высоки (3-3.5 $/кг), поэтому при существующих ценах на природный газ срок окупаемости замены МЭА на МДЭА чрезмерно велик. В свете этого нами была проведена работа по созданию рецептуры абсорбента для отделения очистки конвертированного газа на базе отечественного МДЭА, отвечающего требованиям, сформулированным на основе наших расчётов, и не уступающего по качеству рекламируемым фир-менным образцам. Нами были проведены исследования скорости термохимической деградации и коррозионной активности ряда рецептур абсорбентов на основе МДЭА производимого ЗАО «Химсорбент» (г. Дзержинск), в сравнении с образцами патентных аналогов зарубежных фирм и промышленного абсорбента на основе МЭА. Эксперименты показали, что все абсорбенты на основе МДЭА обладают более низкой коррозионной активностью и склонностью к термохимической деградации, чем МЭА-растворы. Было также показано, что некоторые композиции на основе отечественного МДЭА не уступают по исследованным параметрам абсорбентам-аналогам.
Поскольку известно, что скорость абсорбции СО2 водными растворами МДЭА ниже, чем при абсорбции растворами МЭА, нами было проведено исследование кинетики абсорбции СО2 водными растворами МДЭА с различными активирующими добавками.
На основе проведенных исследований предложена рецептура абсорбента на основе МДЭА отечественного производства, отвечающая необходимым требованиям по термохимической деградации, коррозионной активности и кинетике процесса. Замена МЭА на разработанный нами абсорбент на основе МДЭА позволит снизить энергозатраты отделения очистки агрегата АМ-70 без изменения её схемы и установки дополнительной аппаратуры. Намечено внедрение на промышленном агрегате АМ-70 в 2001 году.