ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ ДИЭТИЛАМИНА ГИДРОКАРБОНАТА

АННОТАЦИЯ

Целью данной работы является получение диэтиламингидрокарбоната из диэтиламина с использованием диоксида углерода и идентификация его при различных концентрациях по показателям плотности, вязкости, рН. При последующей работе с формированием номограммы на основе полученных результатов эта номограмма служит для предвосхищения результатов.

ABSTRACT

The purpose of this work is to obtain diethylamine bicarbonate from diethylamine using carbon dioxide and identify it at various concentrations in terms of density, viscosity, pH. In subsequent work with the formation of a nomogram based on the results obtained, this nomogram serves to anticipate the results.

Ключевые слова: диэтиламин, диэтиламингидрокарбонат, диоксида углерода, конверсия, номограмма, плотность, вязкость, рН.

Keywords: diethylamine, diethylamine bicarbonate, carbon dioxide, conversion, nomogram, density, viscosity, pH.

Введение. Амины широко используются в качестве промоторов  поглощения CO₂. Каждый щелочной амин имеет, по крайней мере, одну гидроксильную группу и одну аминогруппу. Используемая группа гидроксила уменьшает давление пара и увеличивает растворимость в воде, в то время как группа амина придает необходимую щелочность в растворе и реагирует с кислым газом [1; с.1395]. Одно из соединений амина, которое можно использовать в качестве промотора, при поглощении CO₂, представляет собой вторичный амин DЭA (диэтиламин) со скоростью загрузки кислого газа около 0,30-0,35 моль кислого газа/моль кислого амина и имеет коррозионностойкое преимущество перед МЭА, а также высокую реакционную способность и скорость поглощения. В механизме промотор называется гомогенный катализ, являющийся промотором первой формы промежуточных продуктов  CO₂ и далее гидролизуется до получения конечного продукта – бикарбоната. При получении карбоната калия конверсионным способом в модельной установке карбонизацией диэтиламина с использованием газообразного диоксида углерода на первой стадии образуется диэтиламин гидрокарбоната [2-6].

Объекты и методы исследований. В экспериментах в качестве исходных компонентов использовали белый кристаллический хлорид калия, полученный из флотационного хлорида калия АО «Дехканабадский калийный завод», серную кислоту с концентрацией 93,5% и диэтиламин Российского производства.

Результаты и их обсуждение. В нашем исследовании процесс образования диэтиламин гидрокарбоната изучался при температуре 50-70°С и давлении 2 атм в течение 2, 15, 30, 45 минут.  Как оказалось при химическом анализе полученных продуктов, в зависимости от продолжительности подачи диоксида углерода содержание диэтиламин гидрокарбонат в продукте составляет 69,02, 80,17, 88,52 и 97,38, в течение 2, 15, 30 и 45 минут соответственно. рН раствора изменялся в пределах 10,14-10,63.

 В номограммах 1,2 и таблице показаны реологические свойства продукта, полученного карбонизацией диэтиламина в течение 15 минут. Концентрацию полученного продукта варьировали в пределах от 5% до 100%, а температуру - от 10 до 50ºС. Из экспериментальных данных номограмм и таблицы видно что вязкость 5% ного раствора продукта составляет 14,54 сПз при 10°С. С увеличением концентрации полученного продукта при этой же температуре наблюдал а резкое увеличение значений вязкости до 66,09 и 480 сПз при концентрациях 40 и 90% соответственно. С повышением температуры вязкость 5%-ного раствора снижается и составляет 14,54, 5,53, 3,39, 2,70 и 2,17 сПз при 10, 20, 30, 40 и 50°С соответственно. Эта закономерность саблюдается и для других концентрации, то есть при концентрации 40 % - 10, 20, 30, 40 и 50 С, 66,09, 18,46, 11,02, 6,59 и 4,32 сПз, а при 90 % - 480, 208,40, 105,25, 60, 11 и 50,76 сПз  соответственно.

.

Рисунок 1. Вязкость продукта, полученного карбонизацией диэтиламина в течение 15 минут

Тaблицa 1.

Реологические свойства продукта, полученного карбонизацией диэтиламина в течение 15 минут

Рисунок 2. Плотность продукта, полученного карбонизацией диэтиламина в течение 15 минут

Проведенные исследования реологических свойств показывают что полученные продукты являются легкотекучими их возможно транспортировать существующими перекачивающими устройствами Разработанные  номограммы позволяют заранее определить значения реологических свойств диэтиламин гидрокарбоната в зависомости от заданных значений технологических параметров и подобрат необходимое оборудование для производства диэтиламин гидрокарбоната.

Анализ значений плотностей полученного диэтиламин гидрокарбоната показывает их уменьшение с повышением температуры от 10 до 50ºС, которое в среднем составляет 15-33 г/см³. Максимальные значения плотности наблюдаются при концентрациях диэтиламина гидрокарбоната 40-45%: 1048-1045, 1042-1035, 1030-1027, 1025-1032, 1020-1026 г/см³ при температурах 10,20,30,40 и 50ºС соответственно. Абсолютные значения плотности продуктов имели небольшую разницу для всех температур.

Список литературы:

1. A. L. Kohl and R. B. Nielsen, Gas Purification // Gulf Publishing Company, Texas, 1997- p1395.
2. Бобоқулов А.Н., Эркаев А.У., Тоиров З.К. Исследование процесса получения гидрокарбоната калия с применением диэтиламина.// UNIVERSUM:Химия и биология,№ 10, Москва-2017г. (02.00.00, № 2).
3. Bobokulov A.N., Erkaev A.U., Toirov Z.K., Kucharov B.X. Research on the Carbonization Process of Potassium Chloride Solutions in the Presence of Diethylamine // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE),Volume-8 Issue-9S2, July 2019, ISSN:2278-3075. DOI: 10.35940/ijitee.I1048.0789S219. (Scopus). ((41) SCImago-0,102, Q4,https://www.scimagojr.com/journalrank.php?country=IN&type=j&page=11&total_size=543).
4. А.Н.Бобоқулов., А.У.Эркаев., З.К.Тоиров., Кучаров Б.Х. Исследование процесса карбонизации растворов хлорида калия в присутствии диэтиламина. // Современные проблемы и перспективы химии и химико- металлургического производств, республиканская научно-техническая конференция.Навоий-2018 г. 38-39 ст.
5. А.Н.Бобоқулов., А.У.Эркаев., З.К.Тоиров., Кучаров Б.Х. Исследование процесса получения карбоната калия с применением диэтиламина // Международная научно-техническая конференция молодых ученых  «Инновационные материалы и технологии – 2020» г. Минск, Республика Беларусь 09-10 января 2020 г.
6. Wasag  T. Zastoswanie amin do produkcji weglanow alkalicznych / T. Wasag, T. Wasag, G. Poleszczuk // Chemik. – 1976. – Vol. 29, № 9. – P. 293 – 297.