Vad är monoetanolamin
Monoetanolamin (MEA, 2-aminoetanol, CAS 141-43-5) är en liten molekyl som bär två reaktiva funktionella grupper: en primär amin och en primär alkohol. Formeln C2H7NO ger en molmassa på 61,08 g/mol och en vätska som är helt blandbar med vatten, starkt alkalisk i lösning och märkbart mer trögflytande än vatten. Eftersom aminen ger ett basiskt kväve och alkoholen ger vätebindning, beter sig MEA som både bas och lösningsmedel, vilket är ursprunget till det mesta av dess industriella värde. Det är den enklaste medlemmen av etanolaminfamiljen, tillsammans med dietanolamin och trietanolamin, och den framställs genom att reagera ammoniak med etylenoxid.
Fastighetsdata
| Egendom | Värde för monoetanolamin |
|---|---|
| CAS-nummer | 141-43-5 |
| Molekylformel | C2H7NO |
| Molar massa | 61,08 g/mol |
| Kokpunkt vid 101,3 kPa | ungefär . 170 grad |
| Densitet vid 20 grader | ca. 1.01 g/cm3 |
| Flampunkt, stängd kopp | ungefär . 85 grad |
| Fryspunkt | ungefär . 10 grad |
| Ångtryck vid 20 grader | Låg, under 0,1 kPa |
| Vattenlöslighet | Komplett, alla proportioner |
| Lösningens pH, späd | Starkt alkalisk, cirka 11 till 12 |
Kemiskt beteende som avgör dess användningsområden
Den primära aminen är det reaktiva centret. Det neutraliserar syror för att bilda stabila salter, varför MEA används för att kontrollera pH och för att bilda amintvålar; det reagerar med fettsyror för att ge etanolamider som fungerar som ytaktiva ämnen och skumstabilisatorer; och det reagerar reversibelt med koldioxid och vätesulfid, som är grunden för gasbehandling. Hydroxylgruppen bidrar till vattenlöslighet och möjliggör förestring för att göra emulgeringsmedel och textilmjukgörare. MEA är också en byggsten för etylenaminer, kelatbildare och korrosionsinhibitorförpackningar, och det används som pH-justerare i kosmetiska och farmaceutiska formuleringar.
Två beteendeegenskaper kräver omsorg i processdesign. För det första är MEA starkt alkaliskt och reagerar exotermt med syror och med sura gaser, så tillsatshastigheter och kylförmåga måste dimensioneras för neutralisationsvärmen. För det andra bryts det ned under gasbehandlingsförhållanden: med koldioxid bildar det karbamater som kan cyklisera till oxazolidinon, och med syre- eller sura gasföroreningar bildar det värmestabila salter som minskar behandlingskapaciteten. Anläggningar inkluderar därför sidoströmsreclaimer och filtrering, och korrosionskuponger eller inhibitorprogram för att skydda kolstålabsorbenter och regeneratorer. MEA-system är vanligtvis byggda av kolstål med korrosionstillägg, och rostfritt stål används vid de hetaste punkterna i regeneratorkretsen.
Huvudsakliga industriella tillämpningar
Gassötning är det största enskilda utloppet. Vattenhaltig MEA, typiskt i intervallet 15 till 20 viktprocent, absorberar koldioxid och vätesulfid i en absorbator vid högt tryck och frigör dem i en regenerator vid lågt tryck och förhöjd temperatur. Det används i naturgasbearbetning, väte- och bränslegasströmmar från raffinaderier, syngasproduktion för ammoniak- och vätgasanläggningar och pilot- och demonstrationsenheter för kolavskiljning. Eftersom MEA är en primär amin, reagerar den snabbt med koldioxid, vilket är en fördel vid lågtrycksfångning där drivkraften är begränsad, även om dess högre regenereringsenergi och nedbrytningstendens gynnar formulerade aminblandningar i stora installationer.
Inom kemikalier omvandlas MEA till etanolamider som används som ytaktiva ämnen, emulgeringsmedel och skumförstärkare vid personlig vård och hushållsrengöring, till amintvålar som används i metallbearbetningsvätskor, till korrosionsinhibitorer för oljefält och kylvatten och till mellanprodukter för textilmjukgörare och cementslipningshjälpmedel. Vid cementproduktion är det mindre aminacetatet vanligare, men MEA förblir en komponent i malningshjälpmedelsformuleringar där det minskar packningen och förbättrar kvarnens genomströmning. Andra användningsområden inkluderar fotografiska framkallare, mjukgörare och neutraliseringsmedel i vattenbaserade beläggningar och bläck.
Hantering, förvaring och kvalitetskontroll
MEA är frätande för hud och ögon, särskilt i koncentrerad form, och det är skadligt vid inandning eller förtäring. Den ska hanteras med ansiktsskydd, kemikalieskyddshandskar och -kläder samt slutna system med ventilation, eftersom aminångan är irriterande även vid låg koncentration. Förvaring sker i rostfria eller fodrade ståltankar under kväve, skyddade från fukt och koldioxid från luft, och helst över dess fryspunkt på cirka 10 grader för att undvika stelning vid kall drift; mild kvävestoppning begränsar också färgbildningen. Tankar och ledningar bör skyddas från värme och isoleras från syror och oxidationsmedel. Kvalitetskontroll omfattar analys genom titrering eller gaskromatografi, vattenhalt genom Karl Fischer-titrering, färg med platina-koboltskalan och densitetsmätning, och köpare anger vanligtvis vattenhalt i låga tiondelar av en procent och färg i låga färgenheter för ytaktiva applikationer.
Vanliga frågor
Q:Vad är pH för monoetanolamin i vatten?
S: Utspädda vattenlösningar är starkt alkaliska, vanligtvis runt pH 11 till 12. Koncentrerat material är fortfarande mer alkaliskt, varför det kräver samma ögon- och hudskydd som andra starka baser.
Q:Varför används MEA för att ta bort koldioxid från gas?
S: Som en primär amin reagerar den snabbt och reversibelt med koldioxid för att bilda ett karbamat, och reaktionen reverseras genom uppvärmning i en regenerator, vilket gör att lösningsmedlet kan återanvändas i en kontinuerlig slinga.
Q:Kan monoetanolamin lagras i kolstål?
S: Kolstål med en korrosionstillåten användning används i stor utsträckning, men våt MEA laddad med koldioxid är aggressiv, så absorbator- och regeneratorkretsar skyddas av inhibitorprogram och rostfritt stål används vid de varmare punkterna. Förvaringstankar är vanligtvis rostfria eller fodrade.
Q:Vad får MEA att mörkna i förvaring?
S: Oxidation och kontakt med koldioxid, speciellt vid förhöjd temperatur. Kvävetäckning, kylförvaring och att hålla tanken stängd mot luft håller färgen inom den låga färgspecifikationen.
Q:Hur skiljer sig MEA från dietanolamin?
S: MEA är en primär amin med en etanolgrupp och reagerar snabbare med koldioxid, medan dietanolamin är en sekundär amin med två etanolgrupper och är mer resistent mot nedbrytning men långsammare att reagera. De används i olika behandlingsuppgifter.
Q:Är monoetanolamin en brandfarlig vätska?
S: Den har en flampunkt nära 85 grader och klassas som en brännbar vätska snarare än en mycket brandfarlig, men den kräver fortfarande separation från antändningskällor, särskilt när den värms upp i gasbehandlingstjänst.
