НЕФТЕХИМИЯ, 2022, том 62, № 4, с. 527-539

УДК 66.081.5/.6

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

АЛКАНОЛАМИНОВЫХ АБСОРБЕНТОВ CO₂ ДЛЯ

ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИХ ДЕГРАДАЦИИ (МИНИОБЗОР)

¹ Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, г. Москва, 119991 Россия

^*E-mail: sbazhenov@ips.ac.ru

Поступила в редакцию 16 марта 2022 г.

После доработки 4 мая 2022 г.

Принята к публикации 7 июня 2022 г.

Абсорбция водными растворами алканоламинов является наиболее зрелой технологией выделения

диоксида углерода (СО₂) из природного газа, отходящих газов сектора энергетики и других смесей.

Возможное присутствие кислорода в очищаемой газовой смеси или натекание воздуха в систему абсорб-

ционной очистки приводит к окислительной деструкции амина и дезактивации абсорбционной жидкости

с образованием обширной гаммы коррозионно-активных продуктов деструкции. В работе освещены

современные представления о влиянии растворенного кислорода на деградацию аминовых абсорбентов.

Описаны основные методы предотвращения и борьбы с окислительной деструкцией алканоламинов. В

качестве альтернативной контрмеры предложено прямое удаление кислорода (деоксигенация) из абсор-

бционных жидкостей в компактных и модульных мембранных контакторах газ-жидкость. Представлены

ретроспектива и обзор современных работ в области мембранной деоксигенации водных сред. Описа-

ны передовые работы в области удаления кислорода из аминовых абсорбентов СО₂, применяемых для

очистки дымовых газов.

Ключевые слова: мембранный контактор, композиционная мембрана, деоксигенация, кислород, дегра-

дация, алканоламин, диоксид углерода

DOI: 10.31857/S0028242122040086, EDN: IICGCK

В промышленности очистка природного газа

ски зрелым промышленным способом в мире яв-

и технологических газов от кислых примесей (в

ляется аминная очистка - процесс абсорбции СО₂

первую очередь, диоксида углерода и соединений

с использованием водных растворов различных

серы) - важная составляющая процессов газопере-

алканоламинов [2-4]. В то же время, проведение

работки. Наряду с этим, в мире получают развитие

регенерации абсорбентов (десорбции СО₂) при по-

тенденции по экономическому стимулированию

вышенных температурах (100-120°С) сопряжено с

снижения антропогенных выбросов CO₂ с целью

постепенной химической деструкцией аминов, ко-

уменьшения его влияния на климат посредством

торая инициируется растворенным в абсорбцион-

политики введения углеродного налога и транс-

ной жидкости кислородом [5]. Кислород может со-

граничных углеродных пошлин [1]. Это делает

держаться в очищаемой газовой смеси: например,

актуальным задачу выделения диоксида углерода

отходящие газы в металлургии, нефтехимических

из различных технологических потоков как с эко-

процессах или на электростанциях могут содер-

номической, так и экологической точек зрения.

жать до 15 об. % О₂ [6]. Кислород может проникать

Несмотря на активное проведение исследований

в амин при его негерметичном хранении (наличие

по разработке новых эффективных методов улав-

контакта с воздухом) или при подсосе воздуха в си-

ливания диоксида углерода, наиболее технологиче-

стему аминовой очистки [2].

527

528

БАЖЕНОВ

Окислительная деградация алканоламиновых

тами [5, 18], данные соединения приводят к росту

абсорбентов

содержания продуктов коррозии оборудования в

Присутствие растворенного кислорода в амино-

растворе (ионов железа, хрома, никеля и др.), ко-

вых абсорбентах приводит к прямой интенсифика-

торые, в свою очередь, катализируют дальнейшее

ции коррозии оборудования [7-11], а также непо-

окисление аминов [19, 20], что, по сути, является

средственному окислению аминов (окислительная

автокаталитической деструкцией абсорбента.

деградация аминовых абсорбентов), в результате

чего их потери могут достигать от 0.2 до 3.65 кг

Предотвращение и методы борьбы

на тонну выделенного СО₂ [12]. Механизм окисле-

с последствиями окислительной деструкции

ния включает множество реакций, которые начи-

алканоламинов

наются, по-видимому, с атаки молекул аминов или

Возможным решением предотвращения окис-

карбаматов аминов свободными кислородными ра-

лительной деструкции служит введение в раство-

дикалами [6, 13, 14]. Эти реакции протекают срав-

ры аминов ингибиторов окисления - сульфита или

нительно медленно, но в условиях регенерации

бисульфита натрия или калия [21, 22], гидразина и

абсорбента (температуры 100-120°С) их скорость

гироксиламина [23, 24], которые позволяют сни-

заметно возрастает. При этом образуется широкий

зить содержание кислорода в абсорбенте до уров-

спектр продуктов деструкции, таких как карбоно-

ней нескольких ppm, но, однако, являются токсич-

вые кислоты, аминокислоты, амиды, амины, аль-

ными для человека и опасными для окружающей

дегиды, аммиак и др. [13]. Карбоновые кислоты

среды, а также могут приводить к вспениванию

(муравьиная, уксусная, гликолевая, щавелевая и

растворов. Недавно в работе [25] предложены но-

т. д.) доминируют, поскольку, являясь термоустой-

вые безопасные для человека ингибиторы корро-

чивыми соединениями, образуются на финальном

зии и окисления аминов: карбогидразид, 2-бутанон

этапе множества химических превращений алкано-

оксим, α,α′-(1-метилэтилендиимино)ди-о-крезол -

ламинов [13, 15, 16]. Современный обзор резуль-

в качестве инибиторов окисления, а 1,3-диамино-

татов 29 пилотных испытаний с различными ами-

пропан-N,N,Ν′,N′-тетрауксусная кислота, пирогал-

нами на 18 пилотных установках выделения СО₂

лол и трицин - в качестве комплексообразователей.

из дымовых газов по всему миру [6] подтверждает

В работе [26] для этой цели использованы тартра-

наличие этих соединений во всех рассмотренных

ты моноэтаноламония и меркаптоэтиламмония,

случаях. Схема окислительных реакций с образо-

а в работах [27, 28] - 2,5-димеркапто-1,3,4-тио-

ванием карбоновых кислот представлена на рис. 1

диазол, диэтилентриаминпентауксусная кислота и

на примере моноэтаноламина.

гидроксиэтилидендифосфониевая кислота, кото-

Кроме того, деградация обусловлена взаимодей-

рые позволяют снизить окисление моноэтанола-

ствием аминов и примесей в очищаемой смеси (на-

мина более чем на 90%. В промышленности для

пример, оксидов серы и азота) или в жидкости из-за

предотвращения коррозии, вызванной в том числе

коррозии оборудования и подпитки некачествен-

продуктами окисления амина, широко применя-

ной водой [5]. Побочные реакции приводят к об-

ется метаванадат натрия [2], который, однако, на-

разованию термостабильных солей (ТСС) - устой-

оборот, катализирует окислительную деградацию

чивых солей протонированного алканоламмония

аминов [29, 30].

и анионов органических и неорганических кислот

[17, 18], которые не разлагаются в процессе десор-

Существующим методам выделения продук-

бции СО₂ [3, 15]. Продукты окисления приводят к

тов окислительной деструкции и ТСС посвящен

изменению физико-химических свойств абсорбен-

ряд обзорных работ [5, 16-18]. Основными спо-

та, его вспениванию, эрозии и загрязнению обору-

собами борьбы с негативным влиянием продук-

дования, некоторые из них необратимо связывают

тов деструкции и ТСС являются частичная замена

активный амин в нерегенерируемые соединения (в

(«продувка») абсорбента, его подщелачивание, а

частности, ТСС), которые, накапливаясь в систе-

также вакуумная дистилляция абсорбента [31, 32].

ме, снижают общую производительность системы

В случае вакуумной дистилляции вода и чистый

[5, 16, 18]. Являясь сильными коррозионными аген-

алканоламин отводятся в паровой фазе в десор-

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

529

CH₂

H₂N

CH₂

Моноэтаноламин

CH₂

H₃C

H₂N

H₂C

Ацетальдегид

Формальдегид

Аминоацетальдегид

Гидроксиацетальдегид

[O]

H₂

H₃C

+H₂O

H₂N

-NH₃

Уксусная кислота

Муравьиная кислота

Глицин

Гликолевая кислота

[O]

-H₂O

-CO₂

[O]

Щавелевая кислота

Глиоксиловая кислота

Рис. 1. Схема окислительной деградации моноэтаноламина с образованием карбоновых кислот (данные адаптированы из

[13, 16]).

бер под так называемую «глухую» тарелку, а ТСС

предлагаются новые поколения сорбентов на базе

и другие продукты деструкции амина остаются в

биоразлагаемых природных материалов - хитоза-

кубовом остатке. Этот способ максимально энер-

на и альгината натрия [38-41], а также емкостная

гозатратен, а кубовый остаток токсичен и требует

деионизация - электросорбционный процесс с по-

специальных мер утилизации [33-35]. Альтерна-

ристыми электродами для «накапливания» ТСС

тивой служат сорбционные методы очистки, из

[42, 43]. Менее энерго- и реагентнозатратные мем-

которых промышленно развит метод выделения

бранные процессы представляют третье направ-

анионов ТСС на ионообменных смолах [36, 37].

ление. Например, нанофильтрация перспективна

Эти методы требуют большого количества реаген-

для предварительного концентрирования ТСС

тов (кислот и щелочей) на регенерацию смол, что

[44, 45], а электродиализ является промышленным

приводит к образованию значительной массы раз-

способом выделения ТСС из растворов вторич-

бавленных стоков [16]. Сейчас в этом направлении

ных и третичных алканоламинов газопереработки

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

530

БАЖЕНОВ

[5, 46], из сточных вод аминовых установок [47, 48].

аппарата на 400-1500% [60] по сравнению с тради-

Показано, что электродиализ применим для выде-

ционным разделительным оборудованием, вслед-

ления ТСС из абсорбентов очистки дымовых га-

ствие чего мембранные контакторы-дегазаторы до

зов на основе моноэтаноламина (первичный амин)

10 раз более компактны [61]. Дополнительными

[49-52], однако перенос ТСС из растворов, осо-

преимуществами являются: отсутствие взаимного

бенно с низким содержанием ТСС, затруднен из-за

диспергирования фаз и связанных с этим проблем

присутствия остаточного связанного СО₂, что при-

смешения и необходимости их дальнейшего разде-

водит к значительным потерям амина. Эти потери

ления; независимость регулирования потоков фаз;

можно снизить, используя двухступенчатые схемы

простота монтажа/эксплуатации и низкие эксплу-

электродиализной очистки [53, 54]. Сравнительно

атационные затраты; модульный дизайн, который

недавно предложен новый метод экстракции ТСС

позволяет линейно увеличивать или уменьшать

гидрофобными органическими экстрагентами

производительность разделительных установок

[55, 56], которые позволяют очищать абсорбенты

в зависимости от технологических потребностей

с низким содержанием ТСС (1000 ppm) при отсут-

[61, 62].

ствии подвода тепла и минимальных энергозатра-

Достоинства мембранных контакторов были на-

тах. Использованы растворы аминов или четвер-

глядно продемонстрированы в процессах мембран-

тичных аммониевых солей с длинными боковыми

ной дегазации жидкостей, в первую очередь при уда-

заместителями (С ≥ 8) в высших спиртах (С ≥ 6),

лении растворенного кислорода из воды. Решение

которые не смешиваются с растворами аминов. В

этой задачи требуется в фармацевтической, пище-

работе [55] показано, что гидроксид трикаприлме-

вой, биотехнологической [63], полупроводниковой

тиламмония в 1-октаноле связывает ТСС по кис-

[64], энергетической [65] областях промышленно-

лотно-основному механизму. Эффективность экс-

сти. Например, в энергетическом секторе удаление

трагента может быть повышена использованием

растворенного кислорода из воды до требуемого

разветвленного 2-этил-1-гексанола в качестве рас-

уровня в 5 ppm позволяет значительно снизить кор-

творителя [56].

розию котлов и трубопроводов теплоэлектроцен-

тралей. В микроэлектронной промышленности этот

Мембранная деоксигенация водных сред:

предел на порядок ниже и может достигать 0.1 ppb в

ретроспектива и особенности реализации

случае получения ультрачистой воды для промывки

кремниевых плат микрочипов [64].

Мембранные технологии являются энергоэф-

фективными альтернативами традиционным мето-

Необходимость удаления кислорода из воды

дам разделения [57], и могут быть использованы

стало одним из определяющих векторов развития

для решения технологических проблем аминного

технологии мембранных контакторов. Так, еще

выделения СО₂. В частности, для предотвращения

в 1986 г. в работе [66] Yang и Cussler представили

негативного влияния кислорода перспективно его

противоточные и перекрестно-точные конструкции

прямое удаление из аминовых растворов методом

половолоконных модулей-контакторов, впервые

деоксигенации (удаление молекулярного раство-

провели эксперименты по деоксигенации воды и по-

ренного кислорода) в мембранных контакторах

лучили корреляционные уравнения массопереноса,

газ-жидкость. Мембранный контактор - аппарат

которые оказались сравнимы с ранее полученными

для осуществления процесса разделения или хими-

зависимостями для задач тепло-и массопереноса.

ческого превращения, в котором мембрана высту-

Основной вывод их работы заключался в том, что

пает в качестве границы раздела двух фаз. В слу-

ключевым параметром половолоконных моду-

чае системы с массопереносом из газа в жидкость,

лей-контакторов должен считаться не коэффициент

жидкая фаза содержит селективный хемосорбент

массопереноса, который сравним с величинами, ре-

[58]. В частности, использование в контакторах

ализуемыми в традиционном разделительном обо-

мембран в виде полых волокон позволяет реализо-

рудовании, а площадь массопереноса на единицу

вать высокую (до 5 000 м²/м³) удельную площадь

объема аппарата, которая значительно больше. В ра-

мембраны в аппарате [59]. Это приводит к увели-

боте [67] эти же авторы использовали модули с по-

чению площади массопереноса на единицу объема

липропиленовыми полыми волокнами (мембраны

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

531

Celgard X20, Questar, Charlotte, NC; внутренний ди-

вакуумирования или сдувки возможно использо-

аметр 200 мкм; толщина стенки 25 мкм; пористость

вание растворов антиоксидантов (например, суль-

30%; средний размер пор 30 нм; число волокон в

фита натрия, аскорбиновой кислоты и др.). Однако

модуле - 2700-10 000) с целью извлечения раство-

такой вариант реализации процесса в литературе не

ренного кислорода из воды для поддержания жиз-

встречается.

необеспечения организмов в условиях замкнутого

Для удаления кислорода из воды в подавляю-

пространства (технология «искусственных жабр»).

щем большинстве используют контакторы марки

Исследователям удалось показать принципиаль-

Liqui-Cel® (3M) на основе дешевых гидрофоб-

ную возможность мембранного снабжения кисло-

ных пористых полипропиленовых половолокон-

родом мелких животных на примере хомяков, крыс

ных мембран с геометрическими параметрами

и одной собаки [67]. Под руководством E.L. Cussler

0.3/0.2-0.24 мм и средним размером пор 30 нм

было показано, что оптимальный, с точки зрения

[71, 73, 76, 78, 80]. Тем не менее, применение нашли

стоимости на единицу массы перенесенного кисло-

гидрофобные пористые полые волокна из полиэти-

рода, размер волокон простых половолоконных мо-

лена [72], поливинилиденфторида [81] и полисуль-

дулей составляет 100-200 мкм [68]. При меньших

фона [77]. Перспективны непористые гидрофоб-

размерах волокна затраты на перекачку воды через

ные мембраны из полидиметилсилоксана [64, 74] и

модуль становятся слишком велики, в то время как

композиционные мембраны с тонким селективным

при больших размерах становятся неоправданно

слоем из полидиметилсилоксана на подложках из

высоки затраты на мембрану [68]. Наконец, впер-

поливинилиденфторида [82] и сополимера перфтор-

вые возможность применения мембран для полу-

диметилдиоксола и тетрафторэтилена на подложках

чения ультрачистой обескислороженной воды была

из полипропилена [80]. Современные достижения в

показана в работах Tai et al. [69] и Yagi et al. [70]. В

области формования половолоконных мембран по-

первой работе авторам удалось снизить содержание

зволяют получать для этой задачи трехканальные

кислорода в воде до 8 ppb с применением модулей

пористые полые волокна из поливинилиденфторида

на основе описанных выше половолоконных пропи-

[83, 84] и спиралевидные пористые половолокон-

леновых половолоконных мембран, в то время как

ные мембраны из полипропилена [85] с размерами

во второй мембранные модули были использованы

пор 2-200 нм. Масштабирование процесса позволя-

в сочетании с сорбцией или азотным барботажем с

ет удалить растворенный кислород из потоков обо-

целью получения воды с остаточным содержанием

ротной воды теплоэлектроцентралей мощностью до

кислорода 10 ppb для производства субмикронных

5 м³/ч с одновременным снижением ее коррозион-

ультрабольших интегральных схем.

ной активности, что продемонстрировано в пилот-

Движущая сила трансмембранного переноса

ных испытаниях дегазаторов с пористыми полово-

кислорода технически реализуется тремя способа-

локонными мембранами из поли-4-метил-пентена-1

ми: 1) вакуумирование газовой части контактора

(площадь мембран 40 м²) [65] и полипропилена

[64,

65,

71-76];

2) сдувка инертным газом

(площадь мембран 42 м²) [75]. Даже в полупро-

[71, 77-79]; 3) комбинирование указанных двух спо-

мышленных условиях удается снизить содержание

собов [71, 78]. В первом случае наилучшая степень

кислорода в воде на три порядка [71], в то время

деоксигенации достигается при приложении вакуу-

как стоимость воды, дегазированной мембран-

ма с обеих сторон мембранного модуля. Во втором

ным способом в два раза ниже стоимости воды,

случае инертный газ (чаще всего, азот) подают в мо-

дегазированной нагреванием [78]. Наконец, эф-

дуль в режиме противотока. Этот метод достаточно

фективность деоксигенации в контакторах может

эффективен, однако для глубокой очистки необхо-

быть значительно увеличена при использовании

дим азот высокой чистоты, при этом большое коли-

каталитических полых волокон. Так, в ИНХС РАН

чество воды испаряется, что сказывается на энерге-

предложены контакторы на основе промышленных

тике процесса, кроме того, происходит насыщение

половолоконных полипропиленовых мембран с на-

очищаемой воды азотом. Третий подход позволяет

несенными на поверхность наночастицами палла-

регулировать остаточную концентрацию продувоч-

дия, катализирующими реакцию взаимодействия

ного газа в воде. В качестве альтернативы вместо

растворенного в воде кислорода и водорода, пода-

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

532

БАЖЕНОВ

Рис. 2. Мобильная пилотная установкой TNO для улавливания CO₂ из модельных дымовых газов: (а) - общий вид пилотной

установки извлечения СО₂ из дымовых газов; (б) - общий вид мембранного контактора-деоксигенатора DORA; (в) - схема-

тическое изображение включения деоксигенатора DORA в линии карбонизированного абсорбента (адаптировано из [90]).

ваемого с внутренней стороны мембран [86, 87].

рование типа алканоламина и его концентрации

Это значительно улучшает кинетику деоксигенации

слабо влияют на растворимость О₂. Также создана

даже в случае исходно низких концентраций кисло-

простая модель для прогнозирования растворимо-

рода в воде.

сти О₂ в карбонизированных растворах этанола-

мина и указана возможность присутствия эффек-

та высаливания, влияющего на эту величину [88].

Мембранная деоксигенация для удаления

Во-вторых, в работах [89, 90] авторами продемон-

кислорода из абсорбентов СО₂

стрированы результаты тестирования мембран-

С учетом вышесказанного очевидна актуаль-

но-контакторного процесса DORA (Direct Oxygen

ность реализации мембранной деоксигенации

Removal Apparatus, устройство для удаления рас-

аминовых абсорбентов. Однако на данный момент

творенного кислорода) - технологии, разработан-

широкомасштабные исследования в данном на-

ной TNO для борьбы с окислительной деградацией

правлении начаты лишь Нидерландской организа-

абсорбентов, применяемых для выделения СО₂ из

цией прикладных исследований в сфере естествен-

дымовых газов. Технология DORA была апробиро-

ных наук (Nederlandse Organisatie voor Toegepast

вана в сочетании с мобильной пилотной установкой

Natuurwetenschappelijk Onderzoek, TNO) [88, 89] -

TNO для улавливания CO₂ из модельных дымовых

одним из мировых лидеров в области аминовой

газов производительностью 5 нм³/ч, изображение

очистки дымовых газов. Во-первых, исследовате-

которой представлено на рис. 2. В качестве деок-

лями показано [88], что стандартные коммерче-

сигенатора использовали половолоконный мем-

ски доступные электрохимические и оптические

бранно-контакторный модуль Liqui-Cel™ SP Series

датчики О₂ могут быть использованы для прямых

(2.5 × 8 extra-flow model) с общей площадью мем-

измерений содержания растворенного кислорода в

бран 1.4 м². Применение мембранного контактора

водных растворах алканоламинов, причем варьи-

для деоксигенации абсорбента привело к сниже-

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

533

Рис. 3. Изменение содержание ацетата и оксалата в абсорбенте пилотной установки: 1 - уксусная кислота, мг/кг,

2 - щавелевая кислота, мг/кг. Этап включения и функционирования деоксигенатора DORA выделен желтым прямоуголь-

ником (адаптировано из [90]).

нию выбросов аммиака из абсорбера примерно на

бранных контакторов Liqui-Cel® на основе пори-

70%, что свидетельствует о снижении деградации.

стых полипропиленовых полых (пористость 25%,

Возможности технологии были продемонстрирова-

внешний/внутренний диаметр волокон 0.2/0.3 мм,

ны в промышленных условиях при очистке дымо-

размер пор 20-30 нм [92]). По результатам было от-

вых газов дизельного генератора водным 30 мас. %

мечено, что воздействие деградированного абсор-

раствором моноэтаноламина. Результаты показа-

бента приводит к смачиванию пор мембран и про-

ли, что деоксигенация в мембранном контакторе

теканию абсорбента в газовую фазу, что ухудшает

способствует замедлению деградации абсорбента.

процесс массопереноса кислорода [90].

На рис. 3 представлено изменение содержания аце-

Использование пористых мембран в случае

тата и оксалата в абсорбенте с течением времени

деоксигенации алканоламиновых абсорбентов,

и показано, что запуск и функционирование мем-

по-видимому, нерационально, поскольку неодно-

бранного деоксигенатора позволяет значительно

кратно показано изменение морфологии пористой

снизить скорость их образования и поддерживать

структуры мембран [93-96] в результате проник-

их концентрацию на постоянном уровне в течение

новения молекул амина в полимерную матрицу и

~700 ч (область, ограниченная желтым прямоу-

частичного набухания полипропилена [97], вслед-

гольником). Отключение деоксигенатора приводит

ствие чего мембраны смачиваются абсорбентом,

к резкой интенсификации деградации абсорбента,

резко ухудшая процесс массопереноса [98-100].

что отражается в росте скорости образования аце-

Эти мембраны неустойчивы к влиянию продук-

тата и оксалата.

тов окислительной деструкции аминов [101]: было

Как указывают разработчики, процесс может

показано, что присутствие щавелевой, уксусной и

быть реализован не только в традиционном вариан-

муравьиной кислот в деградированном абсорбенте

те со сдувкой/вакуумированием, но и с применени-

значительно снижает скорость массопереноса СО₂

ем жидких антиоксидантов с другой стороны мем-

в водные растворы моноэтаноламина, что, по-ви-

браны (вариант контактора жидкость-жидкость)

димому, связано с их адсорбцией на поверхности

[91]. Следует отметить, что технология DORA

полипропиленовых мембран и снижением их ги-

апробирована с применением стандартных мем-

дрофобности. Это приводит к увеличению степени

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

534

БАЖЕНОВ

смачивания пор мембраны на 22-31% после 69 ч

создания движущей силы процесса в мембранном

использования мембранного контактора [101]. Бо-

контакторе жидкость-жидкость. На данный момент

лее того, существуют сведения, что даже пористые

в открытой литературе сведения по таким мем-

мембраны из максимально химически инертного

бранам практически отсутствуют, их предстоит

гидрофобного материала - политетрафторэтиле-

разработать.

на - также подвержены смачиванию и протеканию

абсорбентов СО₂ [102, 103]. Вследствие этого ис-

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

следователями из TNO для задачи деоксигенации

Работа выполнена на базе ИНХС РАН при

абсорбентов СО₂ предложены композиционные

финансовой поддержке Российского научного

мембраны с тонкими селективными слоями из

фонда в рамках проекта № 21-79-10400.

аморфных перфторированных полимеров с высо-

кой долей свободного объема типа Teflon AF2400

[90, 91].

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Автор заявляет об отсутствии конфликта

интересов, требующего раскрытия в данной статье.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Деградация алканоламиновых абсорбентов яв-

ляется сдерживающим фактором дальнейшего раз-

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

вития процесса аминной очистки технологических

Баженов Степан Дмитриевич, с.н.с., к.х.н.

и сбросных газов от СО₂. Одной из важнейших

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8192-3824

причин является присутствие растворенного кис-

лорода в абсорбционной жидкости, окисляющего

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

амин. Удаление кислорода из абсорбентов в мем-

1. Carbon Border Adjustment Mechanism, (n.d.). https://

бранных контакторах газ-жидкость является мно-

ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/

гообещающим подходом, о чем свидетельствует

qanda_21_3661 (accessed March 15, 2022).

обширный опыт их применения в области получе-

2. Kohl A.L., Nielsen R.B. // Gas purification 5th ed, Houst.

ния обескислороженной ультрачистой воды. Суще-

Gulf Publ. Co. 1997.

ствующие немногочисленные работы по мембран-

3. Feron P.H.M. Absorption-based post-combustion capture

ной деоксигенации абсорбентов СО₂ реализованы

of carbon dioxide. Elsevier, 2016. 792 p. https://doi.

на пористых половолоконных мембранных контак-

org/10.1016/C2014-0-03382-5

торах и документируют постепенное смачивание

4. Alent’ev A.Y., Volkov A.V., Vorotyntsev I.V., Maksi-

mov A.L., Yaroslavtsev A.B. Membrane technologies

пор мембран абсорбентом и ухудшение массопере-

for decarbonization // Membr. Membr. Technol. 2021.

носа кислорода. Очевидно, что более рационально

V. 35. № 3. P. 255-273. https://doi.org/10.1134/

применение композиционных мембран с тонкими

S251775162105002

непористыми высокопроницаемыми слоями, пре-

5. Bazhenov S.D., Novitskii E.G., Vasilevskii V.P.,

дотвращающими проникновение и смачивание

Grushevenko E.A., Bienko A.A., Volkov A.V. Heat-stable

пористой структуры мембран абсорбентом. Се-

salts and methods for their removal from alkanolamine

лективные слои таких мембран должны в идеале

carbon dioxide absorbents (review) // Russ. J. Appl.

иметь максимальную проницаемость по кислороду

Chem. 2019. V. 92. № 8. P. 1045-1063. https://doi.

и минимальную проницаемость по парам воды и

org/10.1134/S107042721908001

амина. При этом как селективные слои, так и ис-

6. Buvik V., Høisæter K.K., Vevelstad S.J., Knuutila H.K. A

review of degradation and emissions in post-combustion

пользуемые мембраны-подложки должны иметь

CO₂ capture pilot plants // Int. J. Greenh. Gas Control.

высокую химическую и морфологическую устой-

2021. V. 106. P. 103246. https://doi.org/10.1016/j.

чивость в среде деградированных абсорбционных

ijggc.2020.10324

жидкостей. Такие мембраны должны быть допол-

7. Duan D., Choi Y.S., Nešiá S., Vitse F., Bedell S.A.,

нительно химически и морфологически устойчивы

Worley C. Effect of oxygen and heat stable salts on the

в среде водных растворов ингибиторов окисления

corrosion of carbon steel in MDEA-based CO₂ capture

(например, водных растворах сульфита натрия или

process // Corrosion. 2010. V. 66. № 12. P. 125004-

аммония) в случае использования их растворов для

125010. https://doi.org/10.5006/1.352483

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

535

Soosaiprakasam I.R., Veawab A. Corrosion and

J. Environ. Sci. (China). 2015. V. 27. P. 276-289. https://

polarization behavior of carbon steel in MEA-based

doi.org/10.1016/j.jes.2014.06.037

CO₂ capture process // Int. J. Greenh. Gas Control.

19.

Sexton A.J., Rochelle G.T. Catalysts and inhibitors for

2008. V. 2. № 4. P.553-562. https://doi.org/10.1016/j.

oxidative degradation of monoethanolamine // Int. J.

ijggc.2008.02.009

Greenh. Gas Control. 2009. V. 3. № 6. P. 704-711.

Kladkaew N., Idem R., Tontiwachwuthikul P., Saiwan C.

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2009.08.007

Studies on corrosion and corrosion inhibitors for amine

20.

Goff G.S., Rochelle G.T. Oxidation inhibitors for copper

based solvents for CO₂ absorption from power plant flue

and iron catalyzed degradation of monoethanolamine

gases containing CO₂, O₂ and SO₂ // Energy Procedia.

in CO₂ capture processes // Ind. Eng. Chem. Res. 2006.

2011. V. 4. P. 1761-1768. https://doi.org/10.1016/j.

V. 45. № 8. P. 2513-2521. https://doi.org/10.1021/

egypro.2011.02.051

ie0490031

10.

Zheng L., Landon J., Matin N.S., Thomas G.A., Liu K.

21.

Emori W., Jiang S.L., Duan D.L., Ekerenam O.O.,

Corrosion mitigation via a pH stabilization method in

Zheng Y.G., Okafor P.C., Qiao Y.X. Corrosion behavior of

monoethanolamine-based solutions for post-combustion

carbon steel in amine-based CO₂ capture system: effect

CO₂ capture // Corros. Sci. 2016. V. 108. P. 281-292.

of sodium sulfate and sodium sulfite contaminants //

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2016.02.013

Mater. Corros. 2017. V. 68. № 6. P. 674-682. https://doi.

11.

Xiang Y., Xie W., Ni S., He X. Comparative study of

org/10.1002/maco.201609245

A106 steel corrosion in fresh and dirty MEA solutions

22.

Morken A.K., Pedersen S., Nesse S.O., Flø N.E.,

during the CO₂ capture process: Effect of NO₋ // Corros.

Johnsen K., Feste J.K., de Cazenove T., Faramarzi L.,

Sci. 2020. V. 167. P. 108521. https://doi.org/10.1016/j.

Vernstad K. // CO₂ capture with monoethanolamine:

corsci.2020.108521

Solvent management and environmental impacts during

12.

Moser P., Wiechers G., Schmidt S., Garcia Moretz-

long term operation at the Technology Centre Mongstad

Sohn Monteiro J., Charalambous C., Garcia S.,

(TCM) // Int. J. Greenh. Gas Control. 2019. V. 82.

Sanchez Fernandez E. Results of the 18-month test

P. 175-183. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2018.12.018

with MEA at the post-combustion capture pilot plant at

23.

Saeed I.M., Alaba P., Mazari S.A., Basirun W.J.,

Niederaussem - new impetus to solvent management,

Lee V.S., Sabzoi N. Opportunities and challenges in

emissions and dynamic behaviour // Int. J. Greenh. Gas

the development of monoethanolamine and its blends

Control. 2020. V. 95. P. 102945. https://doi.org/10.1016/j.

for post-combustion CO₂ capture // Int. J. Greenh.

ijggc.2019.102945

Gas Control. 2018. V. 79. P. 212-233. https://doi.

13.

Gouedard C., Picq D., Launay F., Carrette P.L. Amine

org/10.1016/j.ijggc.2018.11.002

degradation in CO₂ capture. Review // Int. J. Greenh.

24.

Rooney P.C., DuPart M.S., Bacon T.R. Oxygen’s role in

Gas Control. 2012. V. 10. P. 144-270. https://doi.

alkanolamine degradation // Hydrocarb. Process. 1998.

org/10.1016/j.ijggc.2012.06.015

V. 77. № 7. P. 109-113

14.

Bedell S.A. // Oxidative degradation mechanisms for

25.

Fytianos G., Vevelstad S.J., Knuutila H.K. Degradation

amines in flue gas capture, in: Energy Procedia. 2009.

and corrosion inhibitors for MEA-based CO₂ capture

V. 1. № 1. P. 771-778. https://doi.org/10.1016/j.

plant // Int. J. Greenh. Gas Control. 2016. V. 50. P. 240-

egypro.2009.01.102

247. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2016.05.003

15.

Supap T., Saiwan C., Idem R., Tontiwachwuthikul P.P.T.

26.

Zhao Z., Dong H., Huang Y., Cao L., Gao J., Zhang X.,

Part 2: Solvent management: Solvent stability and amine

Zhang S. Ionic degradation inhibitors and kinetic models

degradation in CO₂capture processes // Carbon Manag.

for CO₂ capture with aqueous monoethanolamine // Int.

2011. V. 2. № 5. P. 551-566. https://doi.org/10.4155/

cmt.11.55

J. Greenh. Gas Control. 2015. № 39. P. 119-128. https://

16.

Dumée L., Scholes C., Stevens G., Kentish S. Purification

doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.05.001

27.

Voice A.K., Rochelle G.T. Inhibitors of monoethanol-

of aqueous amine solvents used in post combustion

CO₂ capture: A review // Int. J. Greenh. Gas Control.

amine oxidation in CO₂ capture processes // Ind. Eng.

2012. V. 10. P. 443-455. https://doi.org/10.1016/j.

Chem. Res. 2014. V. 53. № 42. P. 16222-16228. https://

ijggc.2012.07.005

doi.org/10.1021/ie500996z

17.

Elmoudir W., Supap T., Saiwan C., Idem R., Tontiwa-

28.

Léonard G., Voice A., Toye D., Heyen G. Influence

chwuthikul P. Review Series. Part 6: Solvent recycling

of dissolved metals and oxidative degradation

and reclaiming issues. // Carbon Manag. 2012. V. 3.

inhibitors on the oxidative and thermal degradation of

№ 5. P. 485-509. https://doi.org/10.4155/cmt.12.55

monoethanolamine in postcombustion CO₂ capture //

18.

Wang T., Hovland J., Jens K.J. Amine reclaiming

Ind. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. № 47. P. 18121-

technologies in post-combustion carbon dioxide capture //

18129. https://doi.org/10.1021/ie5036572

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

536

БАЖЕНОВ

29.

Uyanga I.J., Idem R.O. Studies of SO_2- and O₂ - induced

39.

Pal P., Edathil A.A., Banat F. Calcium alginate gel

degradation of aqueous MEA during CO₂ capture from

and hard beads for the removal of total organic acid

power plant flue gas streams // Ind. Eng. Chem. Res.

anions and heavy metal ions from industrial lean

2007. V. 46. № 8. P. 2558-2566. https://doi.org/10.1021/

methyldiethanolamine solvent // Polym. Bull. 2019.

ie0614024

V. 76. № 1. 103-118. https://doi.org/10.1007/s00289-

30.

Bello A., Idem R.O. Comprehensive study of the

018-2376-0

kinetics of the oxidative degradation of CO₂ loaded and

40.

Pal P., Shittu I., Othman I., Sengupta A., Voleti L.D.,

concentrated aqueous monoethanolamine (MEA) with

Banat F. Removal of the total organic acid anions from

and without sodium metavanadate during CO₂ absorption

an industrial lean diglycolamine solvent using a calcium

from flue gases // Ind. Eng. Chem. Res. 2006. V. 54. № 8.

alginate carbon adsorbent, and molecular modeling

P. 2569-2579. https://doi.org/10.1021/ie050562x

studies // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2020. V. 82. P. 103516.

31.

Ju H., El Moudir W., Aboudheir A., Mahinpey N.

https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103516

Development of a facile reclaiming process for degraded

41.

Edathil A.A., Alhseinat E., Banat F. Removal of heat

alkanolamine and glycol solvents used for CO₂ capture

stable salts from industrial lean methyldiethanolamine

systems // Int. J. Greenh. Gas Control. 2018. V. 74. P.

using magnetic alginate/iron oxide hydrogel composite //

174-181. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2018.05.004

Int. J. Greenh. Gas Control. 2019. V. 83. P. 17-127.

32.

Tavan Y., Moradi M., Rostami A., Azizpour H.

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2019.02.005

Theoretical and industrial aspects of amine reclaiming

42.

Durrani M., Abu Haija M., Vengatesan M.R., Zain J.,

unit to separate heat stable salts // Sep. Purif. Technol.

Alhseinat E., Banat F. Removal of heat stable salts

2020. V. 237. P. 116314. https://doi.org/10.1016/j.

from aqueous MDEA solution via electrosorption using

seppur.2019.116314

carbon-based electrodes // Int. J. Greenh. Gas Control.

33.

Badr S., Frutiger J., Hungerbuehler K., Papadokon-

2019. V. 85. P. 166-73. https://doi.org/10.1016/j.

stantakis S. A framework for the environmental, health

ijggc.2019.02.019

and safety hazard assessment for amine-based post

43.

Arora N., Banat F., Alhseinat E. Capacitive deionization

combustion CO₂ capture // Int. J. Greenh. Gas Control.

performance of CNTs-Si-Ag based electrodes for the

2017. V. 56. P. 202-220. https://doi.org/10.1016/j.

removal of heat stable salts from methyldiethanolamine

ijggc.2016.11.013

(MDEA) solution in natural gas sweetening units //

34.

Sexton A., Dombrowski K., Nielsen P., Rochelle G.,

Chem. Eng. J. 2019. V. 356. P. 400-412. https://doi.

Fisher K., Youngerman J., Chen E., Singh P.,

org/10.1016/j.cej.2018.09.054

Davison J. Evaluation of reclaimer sludge disposal

44.

44 Lim J., Scholes C.A., Dumée L.F., Kentish S.E.

from post-combustion CO₂ сapture // Energy Procedia.

Nanofiltration for the concentration of heat stable

Elsevier Ltd. 2014. V. 63. P. 926-939. https://doi.

salts prior to MEA reclamation // Int. J. Greenh. Gas

org/10.1016/j.egypro.2014.11.102

Control. 2014. V. 30. P. 34-41. https://doi.org/10.1016/j.

35.

Ghayur A., Verheyen T.V., Meuleman E. Biological and

ijggc.2014.08.020

chemical treatment technologies for waste amines from

45.

Ghorbani A., Bayati B., Poerio T., Argurio P.,

CO₂ capture plants // J. Environ. Manage. 2019. V. 241.

Kikhavani T., Namdari M., Ferreira L.M. Application

P. 514-524. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.07.033

of NF polymeric membranes for removal of

36.

Bayati B., Mirshekari M., Veisy A., Gando-Ferreira L.M.,

multicomponent Heat-Stable Salts (HSS) ions

Removal of HSS from industrial amine solution

from Methyl Diethanolamine (MDEA) solutions //

by anionic resin (case study: Ilam gas refinery) //

Molecules. 2020. V. 25. P. 4911. https://doi.org/10.3390/

Chem. Pap. 2019. V. 73. № 2. P. 491-500. https://doi.

molecules25214911

org/10.1007/s11696-018-0598-0

46.

Kikhavani T., Mehdizadeh H., Van der Bruggen B.,

37.

Pal P., Banat F., AlShoaibi A. Adsorptive removal of

Bayati B. Removal of heat-stable salts from lean amine

heat stable salt anions from industrial lean amine solvent

of a gas refinery via electrodialysis // Chem. Eng.

using anion exchange resins from gas sweetening unit //

Technol. 2021. V. 44. № 2. P. 318-328. https://doi.

J. Nat. Gas Sci. Eng. 2013. V. 15. P. 14-21. https://doi.

org/10.1002/ceat.202000375

org/10.1016/j.jngse.2013.08.001

47.

Wang Y., Li W., Yan H., Xu T. Removal of heat stable

38.

Achazhiyath Edathil A., Pal P., Kannan P., Banat F.

salts (HSS) from spent alkanolamine wastewater using

Total organic acid adsorption using alginate/clay hybrid

electrodialysis // J. Ind. Eng. Chem. 2018. V. 57. P. 356-

composite for industrial lean amine reclamation using

362. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.08.043

fixed-bed: Parametric study coupled with foaming // Int.

48.

Chen F., Chi Y., Zhang M., Yang K., Fu C. Removal

J. Greenh. Gas Control. 2020. V. 94. P. 102907. https://

of heat stable salts from N-methyldiethanolamine

doi.org/10.1016/j.ijggc.2019.102907

wastewater using electrodialysis: a pilot-scale study //

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

537

Separation and Purification Technology. 2002. V. 242.

2019. V. 12. № 1. P. 45-63. https://doi.org/10.1134/

P. 116777. https://doi.org/10.5004/dwt.2020.25935

S2517751619020021

49.

Lim J., Aguiar A., Scholes C.A., Dumée L.F.,

58.

Russian Membrane Society // Мембраны и Мембран-

Stevens G.W., Kentish S.E. Monoethanolamine

ные Технологии в России и СНГ. http://memtech.ru/

reclamation using electrodialysis // Ind. Eng. Chem.

index.php/ru/glavnaya/terms/k (accessed March 13,

Res. 2014. V. 53. № 49. P. 19313-19321. https://doi.

2022)

org/10.1021/ie503506b

59.

Baker R.W. Membrane Technology and Applications.

50.

Lim J., Aguiar A., Reynolds A., Pearson P., Kentish S.E.,

New York:John Wiley & Sons, Ltd. 2012. 574 р. https://

Meuleman E. Remediation of monoethanolamine after

doi.org/10.1002/9781118359686

exposure to brown coal flue gases // Int. J. Greenh.

60.

Kim S., Scholes C.A., Heath D.E., Kentish S.E. Gas-

Gas Control. 2015. V. 42. P. 545-553. https://doi.

liquid membrane contactors for carbon dioxide

org/10.1016/j.ijggc.2015.09.004

separation: A review // Chem. Eng. J. 2021. V. 411.

P. 128468. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.128468

51.

Volkov A., Vasilevsky V., Bazhenov S., Volkov V.,

61.

Zhao S., Feron P.H.M., Deng L., Favre E., Chabanon E.,

Rieder A., Unterberger S., Schallert B. Reclaiming of

Yan S., Hou J., Chen V., Qi H. Status and progress

monoethanolamine (MEA) used in post-combustion

of membrane contactors in post-combustion carbon

CO₂-capture with electrodialysis // Energy Procedia.

capture: A state-of-the-art review of new developments //

2014. V. 51. P. 148-153. https://doi.org/10.1016/j.

J. Memb. Sci. 2016. V. 511. P. 180-206. https://doi.

egypro.2014.07.016

org/10.1016/j.memsci.2016.03.051

52.

Bazhenov S., Rieder A., Schallert B., Vasilevsky V.,

62.

Chuah C.Y., Kim K., Lee J., Koh D.Y., Bae T.H. CO₂

Unterberger S., Grushevenko E., Volkov V., Volkov A.

absorption using membrane contactors: recent progress

Reclaiming of degraded MEA solutions by

and future perspective // Ind. Eng. Chem. Res. 2020.

electrodialysis: Results of ED pilot campaign at post-

V. 59. № 15. P. 6773-6794. https://doi.org/10.1021/acs.

combustion CO₂ capture pilot plant // Int. J. Greenh.

iecr.9b05439

Gas Control. 2015. V. 42. P. 593-601. https://doi.

63.

Kishi M., Nagatsuka K., Toda T. Effect of membrane

org/10.1016/j.ijggc.2015.09.015

hydrophobicity and thickness on energy-efficient

53.

Grushevenko E., Bazhenov S., Vasilevsky V., Novitsky E.,

dissolved oxygen removal from algal culture // Front.

Shalygin M., Volkov A. Effect of carbon dioxide loading

Bioeng. Biotechnol. 2020. V. 8. Article 978. P. 1-10.

on removal of heat stable salts from amine solvent by

https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00978

electrodialysis // Membranes. 2019. V. 9. № 11. P. 152.

64.

Tan X., Capar G., Li K. Analysis of dissolved oxygen

https://doi.org/10.3390/membranes9110152

removal in hollow fibre membrane modules: Effect of

54.

Grushevenko E.A., Bazhenov S.D., Vasilevskii V.P.,

water vapour // J. Memb. Sci. 2005. V. 251. № 1-2.

Novitskii E.G., Volkov A.V. Two-Step Electrodialysis

P. 111-119. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.11.005

treatment of monoethanolamine to remove heat stable

65.

Lee J., Baek S.M., Boo C., Son A., Jung H., Park S.S.,

salts // Russ. J. Appl. Chem. 2018. V.91. P. 602-610.

Hong S.W. Water deoxygenation using a hollow fiber

https://doi.org/10.1134/S1070427218040110

membrane contactor to prevent pipe corrosion for

55.

Akkarachalanont P., Saiwan C., Supap T., Idem R.,

sustainable management of district heating systems:

Tontiwachwuthikul P. New reactive extraction based

A pilot-scale study // J. Clean. Prod. 2020. V. 277. P.

reclaiming technique for amines used in carbon dioxide

124049. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124049

capture process from industrial flue gases // Ind. Eng.

66.

Yang M.C., Cussler E.L. Designing hollow-fiber

Chem. Res. 2016. V. 55. № 17. P. 5006-5018. https://

contactors // AIChE J. 1986. V. 32. P. 910-1916. https://

doi.org/10.1021/acs.iecr.6b00035

doi.org/10.1002/AIC.690321117

56.

Karnwiboon K., Krajangpit W., Supap T., Muchan P.,

67.

Yang M.C., Cussler E.L. Artificial gills // J. Memb. Sci.

Saiwan C., Idem R., Koiwanit J. Solvent extraction based

1989. V. 42. P. 273-284. https://doi.org/10.1016/S0376-

reclaiming technique for the removal of heat stable salts

7388(00)82381-9

(HSS) and neutral degradation products from amines

68.

Wickramasinghe S.R., Semmens M.J., Cussler E.L. Better

used during the capture of carbon dioxide (CO₂) from

hollow fiber contactors // J. Memb. Sci. 1991. V. 62.

industrial flue gases // Sep. Purif. Technol. 2019. V. 228.

P. 371-388. https://doi.org/10.1016/0376-7388(91)80048-B

P. 115744. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.115744

69.

Tai M.S.L., Chua I., Li K., Ng W.J., Teo W.K. Removal

57.

Apel P.Y., Bobreshova O.V., Volkov A.V., Volkov V.V.,

of dissolved oxygen in ultrapure water production using

Nikonenko V.V., Stenina I.A., Filippov A.N., Yampol-

microporous membrane modules // J. Memb. Sci. 1994.

skii Y.P., Yaroslavtsev A.B. Prospects of membrane

V. 87. P. 99-105. https://doi.org/10.1016/0376-7388(93)

science development // Membr. Membr. Technol.

E0086-S

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

538

БАЖЕНОВ

70.

Yagi Y., Imaoka T., Kasama Y., Ohmi T. Advanced

membrane // Sep. Purif. Technol. 2007. V. 56. № 2.

ultrapure water systems with low dissolved oxygen

P. 133-142. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.01.023

for native oxide free wafer processing // IEEE Trans.

82.

Li T., Yu P., Luo Y. Deoxygenation performance of

Semicond. Manuf. 1992. V. 5. P. 121-127. https://doi.

polydimethylsiloxane mixed-matrix membranes for

org/10.1109/66.136273

dissolved oxygen removal from water // J. Appl. Polym.

71.

Sengupta A., Peterson P.A., Miller B.D., Schneider J.,

Sci. 2015. V. 132. № 4. Article 41350. P. 1-9. https://doi.

Fulk C.W. Large-scale application of membrane

org/10.1002/app.41350

contactors for gas transfer from or to ultrapure water //

83.

Su J., Wei Y. Novel tri-bore PVDF hollow fiber

Sep. Purif. Technol. 1998. V. 14. № 1-3. P.189-200.

https://doi.org/10.1016/S1383-5866(98)00074-4

membranes for the control of dissolved oxygen in

72.

Leiknes T.O., Semmens M.J. Vacuum degassing

aquaculture water // J. Water Process Eng. 2019. V. 30.

using microporous hollow fiber membranes // Sep.

P. 100584. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.02.019

Purif. Technol. 2001. V. 22. P. 287-294. https://doi.

84.

Mao L., Wang F., Su J. Development of robust tri-bore

org/10.1016/S1383-5866(00)00151-9

hollow fiber membranes for the control of dissolved

73.

Peng Z.G., Lee S.H., Zhou T., Shieh J.J., Chung T.S. A

oxygen in water // SF J. Mater. Chem Eng. 2018. V. 1.

study on pilot-scale degassing by polypropylene (PP)

P. 1002

hollow fiber membrane contactors // Desalination. 2008.

V. 234. № 1-3. P. 316-322. https://doi.org/10.1016/j.

85.

Kong Q.R., Zhang Y.Z., Tian H., Fang L.F., Zhou M.Y.,

desal.2007.09.100

Zhu L.P., Zhu B.K. Mass transfer enhancement of hollow

74.

Ito A., Yamagiwa K., Tamura M., Furusawa M. Removal

fiber membrane deoxygenation by Dean vortices // J.

of dissolved oxygen using non-porous hollow-fiber

Zhejiang Univ. Sci. A. 2019. V. 20. № 8. P. 601-613.

membranes // J. Memb. Sci. 1998. V. 145. № 1. P. 111-

https://doi.org/10.1631/jzus.A1900181

117. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00068-4

86.

Volkov V.V., Lebedeva V.I., Petrova I.V., Bobyl A.V.,

75.

Shao J., Liu H., He Y. Boiler feed water deoxygenation

Konnikov S.G., Roldughin V.I., van Erkel J., Tereshchen-

using hollow fiber membrane contactor // Desalination.

ko G.F. Adlayers of palladium particles and their

2008. V. 234. № 1-3. P. 370-377. https://doi.

aggregates on porous polypropylene hollow fiber

org/10.1016/j.desal.2007.09.106

membranes as hydrogenization contractors/reactors //

76.

Kattan O., Ebbers K., Koolaard A., Vos H., Bargeman G.

Adv. Colloid Interface Sci. 2011. V.164. № 1-2. P. 144-

Membrane contactors: An alternative for de-aeration

of salt solutions // Sep. Purif. Technol. 2018. V. 205.

155. https://doi.org/10.1016/j.cis.2010.10.008

P. 231-240. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.05.038

87.

van der Vaart R., Lebedeva V.I., Petrova I.V., Plyaso-

77.

Vladisavljević G.T. Use of polysulfone hollow fibers for

va L.M., Rudina N.A., Kochubey D.I., Tereshchenko G.F.,

bubbleless membrane oxygenation/deoxygenation of

Volkov V.V., van Erkel J. Preparation and characterisation

water // Sep. Purif. Technol. 1999. V. 17. № 1. P. 1-10.

of palladium-loaded polypropylene porous hollow fibre

https://doi.org/10.1016/S1383-5866(99)00012-X

membranes for hydrogenation of dissolved oxygen in

78.

Martić I., Maslarević A., Mladenović S., Lukić U.,

water // J. Memb. Sci. 2007. V. 299. № 1-2. P. 38-44.

Budimir S. Water deoxygenation using hollow fiber

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2007.04.026

membrane module with nitrogen as inert gas // Desalin.

88.

Buvik V., Bernhardsen I.M., Figueiredo R.V., Vevel-

Water Treat. 2015. V. 54. № 6. P. 1563-1567. https://doi.

stad S.J., Goetheer E., van Os P., Knuutila H.K.

org/10.1080/19443994.2014.888677

Measurement and prediction of oxygen solubility in

79.

Sinha V., Li K. Alternative methods for dissolved oxygen

removal from water: A comparative study // Desalination.

post-combustion CO2 capture solvents // Int. J. Greenh.

2000. V. 127. № 2. P. 155-164. https://doi.org/10.1016/

Gas Control. 2021. V. 104. P. 103205. https://doi.

S0011-9164(99)00200-3

org/10.1016/J.IJGGC.2020.103205

80.

Bhaumik D., Majumdar S., Fan Q., Sirkar K.K.

89. Monteiro J., Figueiredoa R.V., Bakker D., Stellwag I.,

Hollow fiber membrane degassing in ultrapure water

Huizinga A., Abu Zahra M., van Os P., Goetheer E.

and microbiocontamination // J. Memb. Sci. 2004.

De-oxygenation as countermeasure for the reduction of

V. 235. № 1-2. P. 31-41. https://doi.org/10.1016/j.

oxidative degradation of CO₂ capture solvents // SSRN

memsci.2003.12.022

Electron. J. 2020. P. 21-26. https://doi.org/10.2139/

81.

Liu L., Ding Z., Chang L., Ma R., Yang Z. Ultrasonic

ssrn.3366028

enhancement of membrane-based deoxygenation and

90. Figueiredo R.V., Srivastava T., Skaar T., Warning N.,

simultaneous influence on polymeric hollow fiber

Gravesteijn P., van Os P., Ansaloni L., Deng L., Knu-

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕМБРАННОЙ ДЕОКСИГЕНАЦИИ

539

utila H., Monteiro J., Goetheer E. Impact of dissolved

Comparison of thin film composite and microporous

oxygen removal on solvent degradation for post-com-

membrane contactors for CO₂ absorption into monoeth-

bustion CO₂ capturew // Int. J. Greenh. Gas Control.

anolamine // Int. J. Greenh. Gas Control. 2015. V. 42.

2021. V. 112. P. 103493. https://doi.org/10.1016/J.IJG-

GC.2021.103493

P. 66-74. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.07.032

91.

Huizinga A., Goetheer E., Monteiro J., Khakharia P.,

99.

Chabanon E., Roizard D., Favre E. Membrane con-

Mohana M. Method and apparatus for deoxygenation

tactors for postcombustion carbon dioxide capture:

of liquids // Patent US № 2021/0008465 A1, 2021.

A comparative study of wetting resistance on long

92.

Bazhenov S.D., Bildyukevich A.V., Volkov A.V. Gas-liq-

uid hollow fiber membrane contactors for different

time scales // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50. № 13.

applications // Fibers. 2018. V. 6. № 4. Article 76.

P. 8237-8244. https://doi.org/10.1021/ie200704h

P. 1-41. https://doi.org/10.3390/fib6040076

100.

Ibrahim M.H., El-Naas M.H., Zhang Z., Van Der Brug-

93.

Wang R., Li D.F., Zhou C., Liu M., Liang D.T. Impact

of DEA solutions with and without CO₂ loading on

gen B. CO₂ capture using hollow fiber membranes: a

porous polypropylene membranes intended for use

review of membrane wetting // Energy and Fuels. 2018.

as contactors // J. Memb. Sci. 2004. V. 229. № 1-2.

V. 32. № 2. P. 963-978. https://doi.org/10.1021/acs.

P. 147-157. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2003.10.022

energyfuels.7b03493

94.

Franco J.A., Kentish S.E., Perera J.M., Stevens G.W.

Poly(tetrafluoroethylene) sputtered polypropylene

101.

Franco J.A., deMontigny D., Kentish S.E., Perera J.M.,

membranes for carbon dioxide separation in membrane

Stevens G.W. Effect of amine degradation products on

gas absorption // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50.

the membrane gas absorption process // Chem. Eng.

№ 7. P. 4011-4020. https://doi.org/10.1021/ie102019u

95.

Bottino A., Comite A., Costa C., Di Felice R., Varosio E.

Sci. 2009. V. 64. № 18. P. 4016-4023. https://doi.

Wetting of polypropylene membranes by aqueous solu-

org/10.1016/j.ces.2009.06.012

tions in CO₂ absorbing devices // Sep. Sci. Technol.

102.

Scholes C.A., Qader A., Stevens G.W., Kentish S.E.

2015. V. 50. № 12. P. 1860-1869. https://doi.org/10.10

Membrane Gas-solvent contactor pilot plant trials of

80/01496395.2014.996654

96.

Xu Y., Malde C., Wang R. Correlating physicochemical

CO₂ absorption from flue gas // Separation Science and

properties of commercial membranes with CO₂ absorp-

Technology. 2014. V. 49. № 16. P. 2449-2458. https://

tion performance in gas-liquid membrane contactor // J.

doi.org/10.1080/01496395.2014.937499

Membr. Sci. Res. 2020. V. 6. № 1. P. 30-9. https://doi.

org/10.22079/JMSR.2019.107096.1262

103.

Scholes C.A., Simioni M., Qader A., Stevens G.W.,

97.

Lv Y., Yu X., Tu S.T., Yan J., Dahlquist E. Wetting of

Kentish S.E. Membrane gas-solvent contactor tri-

polypropylene hollow fiber membrane contactors // J.

als of CO₂ absorption from syngas // Chem. Eng. J.

Memb. Sci. 2010. V. 362. № 1-2. P. 444-452. https://

2012. V. 195. P. 188-197. https://doi.org/10.1016/J.

doi.org/10.1016/j.memsci.2010.06.067

98.

Scholes C.A., Kentish S.E., Stevens G.W., deMontigny D.

CEJ.2012.04.034.

НЕФТЕХИМИЯ том 62 № 4 2022