The study of nitrogen-containing oligomers for natural-gas stripping from hydrogen sulfide

Добыча нефти, газа и газоконденсата, содер­жащих коррозионные и высокотоксичные серосодержащие соединения, неуклонно растет, в том числе в Республике Узбекистан. Добыча, подготовка, транспортировка, хранение и переработка таких углеводородных соединений создает ряд серьезных технологических и экологических проблем [2, с. 4-8]. Наличие в углеводородном сырье сероводорода, меркаптанов и других агрессивных серосодержащих соединений, создающих специфические трудности при добыче, транспортировке, хранении и переработке, делает проблему глубокого обессеривания нефти и нефтепродуктов особенно актуальной [1, с. 28-32].

Получены новые полифункциональные азотсодер­жащие олигомеры на основе диэтаноламина с эпихлоргидрином, которые были названы SS-100.

Синтезированы новые полифункциональные азотсодержащие олигомеры, при этом были изучены свойства марки SS-100. Изучено получение при оптимальных условиях полученного азотсодер­жащего олигомерного соединения SS-100 в зависимости от температуры, времени и соотношения компонентов, а также влияние на их выход катализаторов. Для того чтобы повысить производительность синтеза SS-100, в различных соотношениях в течение 1 часа изучали производительность реакции и определили, что соотношение компонентов 3:0,5:0,02 намного выше по сравнению с другими вариантами (рис. 1).

1). 3:0,5:0,02 2). 2:0,5:0,02; 3). 1:0,5:0,02.

Рисунок 1. Зависимость выхода олигомера SS-100 от соотношения исходных веществ и от времени. Температура 70^оС

Синтез азотсодержащего олигомера SS-100 при температуре 70^оС в течение 1 часа проводили с различными катализаторами. Изучали производи­тельность реакции. Высокоэффективным получился выход реакции при использовании в качестве катализатора ионной жидкости (рис. 2).

Рисунок 2. Влияние катализатора на производительность реакции при температуре 70^оС 

1– ионная жидкость; 2 – серная кислота; 3 – оксид цинка

Физико-химические свойства синтезированного азотсодержащего олигомера SS-100 приведены в табл. 1. При оптимальных условиях (Т= 70°С, τ=1 ч) высокий выход олигомерного соединения получается при соотношении диэтаноламина: хлорсодержащее органическое соединение :ионная жидкость 3:0,5:0,02. При этом выход составляет 90%.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики азотсодержащего олигомера SS-100

Растворимость синтезированных олигомеров приведена в табл. 2. Полученный SS-100 имеет хорошую растворимость в органических растворителях.

Таблица 2.

Растворимость синтезированного олигомера

Примечание 1. + + + - Растворимое вещество; 2. − − − - Не растворимое вещество;

3.+ − − - Мало растворимое вещество.

Был проведён ИК-спектральный анализ получен­ного олигомера. ИК-спектр содержит полосы поглощения в областях 3100-3340см^-1 - первичные СОNH₂-группы и полосы поглощения в областях 3450см^-1 - вторичные СОNHR-группы. Полосы поглощения в областях 770,1680см^-1, подтверждают наличие –NH₂-группы. Для твердых и жидких полимерных гидроксильных веществ наблюдается только одна широкая полоса 3400-3500см^-1 (рис. 3). 

Рисунок 3. ИК-спектр азотсодержащего олигомера

Таким образом, изучена структура синтезированного азотсодержащего олигомера для обессеривания природного газа от сероводорода. Исследования состава и структуры полученного олигомера, проведены методом ИК- спектроскопии и физико-химическими анализами. В ходе исследований было установлено, что полученный новый азотсодержащий органический олигомер может найти применение в газовой, нефтяной отраслях промышленности для очистки природных газов от сероводорода.