Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 8

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ

УДК 66.074.5.081.3+66.048.1+66.081.312+66.087.97

ТЕРМОСТАБИЛЬНЫЕ СОЛИ И МЕТОДЫ ИХ ВЫДЕЛЕНИЯ

ИЗ АЛКАНОЛАМИНОВЫХ АБСОРБЕНТОВ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА (обзор)

Е. А. Грушевенко¹, А. А. Биенко², А. В. Волков¹

¹ Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН,

119991, Российская Федерация, г. Москва, Ленинский пр., д. 29

² ПАО «ВНИПИгаздобыча»,

119415, Российская Федерация, г. Москва, пр. Вернадского, д. 41, к. 1

Е-mail: sbazhenov@ips.ac.ru

Поступила в Редакцию 6 августа 2018 г.

После доработки 23 мая 2019 г.

Принята к публикации 19 июня 2019 г.

Абсорбционная очистка с применением водных растворов алканоламинов является наиболее рас-

пространенной технологией выделения диоксида углерода из природного газа, дымовых газов энер-

гогенерирующих производств и других смесей. Основным ее недостатком является деструкция и

дезактивация алканоламина в условиях процесса (высокие температуры, наличие кислорода и других

примесей) с образованием термостабильных солей, состоящих из катиона алканоламмония и анионов

органических и неорганических кислот. В обзоре рассмотрены основные эксплуатационные пробле-

мы, вызываемые термостабильными солями. Подробно описаны три основных метода извлечения

термостабильных солей из алканоламиновых абсорбентов: дистилляционная очистка, ионный обмен

и электродиализ. Даны основные характеристики этих методов и их достоинства и недостатки,

проведен сравнительный анализ. Приведена историческая ретроспектива, описано современное со-

стояние исследований в рамках каждого метода.

Ключевые слова: алканоламин; термостабильные соли; абсорбция; дистилляция; ионный обмен;

электродиализ; диоксид углерода

DOI: 10.1134/S0044461819080024

Задача выделения диоксида углерода из газовых

водствах традиционных химических продуктов (мо-

смесей обусловлена не только возросшей эколо-

чевина, метанол, сода, салициловая и гидроксикар-

гической нагрузкой на окружающую среду в виде

боновые кислоты, органические карбонаты и т. д.)

парникового эффекта [1], но и перспективностью

[4-9]. Немаловажно его применение для решения

использования СО₂ в различных производственных

различных металлургических задач [10], в пищевой

циклах. В частности, СО₂ может быть использован

промышленности для газирования напитков [11] и

для закачки в нефтегазоносные пласты месторожде-

создания регулируемых атмосфер в упаковках для

ний углеводородов с целью увеличения их нефте- [2]

увеличения срока хранения продуктов [12]. Диоксид

и газоотдачи [3]. CO₂ является ценным химическим

углерода применяют в водоподготовке и обработке

сырьем и используется в крупнотоннажных произ-

сточных вод для понижения рН среды как безопас-

957

958

Баженов С. Д. и др.

ную альтернативу неорганическим кислотам [13, 14].

Абсорбционное извлечение СО₂

Аналогичную роль этот газ играет и в целлюлоз-

из газовых смесей

но-бумажной промышленности [15]. СО₂ активно

с применением алканоламинов

используют в здравоохранении для инсуфляции [16],

Выделение СО₂ из различных газовых смесей с

а в смеси кислородом или воздухом — для стимуля-

применением в качестве абсорбентов водных раство-

ции глубокого дыхания пациента [17]. В сравнитель-

ров алканоламинов известно уже почти столетие —

но новых перспективных областях применения СО₂

первый патент на их применение для этих целей был

(синтез муравьиной и других карбоновых кислот,

опубликован в 1930 г. [27, 28]. С тех пор они успешно

производство синтетических топлив, криогенный

применяются в процессах очистки природного газа,

бластинг — очистка поверхностей гранулированным

очистки синтез-газа при получении аммиака, получе-

сухим льдом) также наблюдается бурный рост [4, 5,

ния продуктового СО₂ из дымовых газов электрогене-

18, 19]. Перспективно использование диоксида угле-

рирующих и цементных производств [29-32].

рода в сверхкритическом состоянии в качестве рас-

Химическая структура алканоламинов включает

творителя (компонент красок для окраски различных

две полярные функциональные группы, разделенные

поверхностей) или экстрагента (например, в процессе

цепочкой метиленовых групп. Аминогруппа хими-

удаления кофеина из кофе) [19-21]. Особенно важно

чески взаимодействует с молекулой СО₂, в то время

применение такой формы СО₂ в фармацевтической

как гидроксигруппа -ОН обеспечивает достаточно

промышленности для микронизации и капсулиро-

сильные межмолекулярные связи и низкое давле-

вания соединений с низкой растворимостью в воде,

ние насыщенных паров. В настоящее время взаи-

для получения не содержащих растворителей микро-

модействие СО₂ с водными растворами первичных

метровых и субмикрометровых частиц препаратов,

[моноэтаноламин (МЭА), стерически затрудненный

тонких волокон и пленок [22]. Высокотехнологичные

2-амино-2-метил-1-пропанол (АМП), дигликоль-

производства (например, производство углекислот-

амин (ДГА), циклический диамин пиперазин (ПЗ)]

ных лазеров [23], обработка поверхностей в полупро-

и вторичных алканоламинов [диэтаноламин (ДЭА),

водниковой и микроэлектронной промышленности

диизопропаноламин (ДИПА)] может быть описано

[24]) также требуют больших объемов высокочистого

двумя разными механизмами: 1) цвиттер-ионным

диоксида углерода. Подробная информация о приме-

механизмом, впервые предложенным Caplow [33] и

нении CО₂ для каталитического получения продуктов

Dankwerts [34]; 2) «трехмолекулярным» механизмом,

с высокой добавленной стоимостью дана в обзорах

предложенным Crooks и Donnellan [35]. Согласно

[25, 26].

цвиттер-ионному механизму удаление СО₂ происхо-

дит в результате протекания следующих химических

реакций:

CO₂ + R₁R₂NH

R₁R₂NCOOH,

(1)

R₁R₂NCOOH + R₁R₂NH

R₁R₂NCOO^-R₁R₂H₂N⁺,

(2)

где R₁ — группа -CH₂CH₂OH, R₂ — группа -H (мо-

Согласно «трехмолекулярному» механизму реак-

ноэтаноламин), -CH₂CH₂OH (диэтаноламин) и др.

ция протекает при одновременном взаимодействии

Стадия образования карбамата алканоламмония

СО₂, амина и основания В:

R₁R₂NCOO^-R₁R₂N₂N⁺ (2) протекает через промежу-

CO₂ + R₁R₂NH +B R₁R₂NCOO^- + BH⁺.

(5)

точную стадию образования цвиттер-иона (3), кото-

рый далее депротонируется основанием B (4):

Карбаматы являются нестойкими соединениями,

CO₂ + R₁R₂NH R₁R₂NH⁺ - COO^-,

(3)

их разложение происходит при нагревании до сравни-

тельно высоких температур (>100°С) либо в кислой

R₁R₂NH⁺ - COO^- + B R₁R₂NCOO^- + BH⁺. (4)

или сильнощелочной средах. В слабощелочных сре-

дах карбаматы разлагаются относительно медленно

В качестве основания B помимо молекул этанол-

с образованием гидрокарбонатов:

амина могут выступать молекулы воды и гидрок-

сид-ионы.

R₁R₂NCOO^-R₁R₂H₂N⁺ + H₂O R₁R₂NH + R₁R₂H₂NHCO₃.

(6)

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

959

Третичные алканоламины [соединения, у которых

Самым распространенным и наиболее исследо-

все свободные атомы водорода при азоте замеще-

ванным является первичный алканоламин — моно-

ны на этанольные группы, -N-метилдиэтаноламин

этаноламин (МЭА) [39-41], стандартный, «репер-

(МДЭА), триэтаноламин (ТЭА)] характеризуются

ный» абсорбент для очистки газовых смесей.

высокой реакционной способностью по отношению

Например, в области выделения СО₂ из дымовых

к СО₂, хотя кинетика их взаимодействия значительно

газов [30] относительно МЭА определяют эффектив-

медленнее в сравнении с первичными и вторичными

ность тех или иных альтернативных хемосорбцион-

алканоламинами [36]. В этом случае образования

ных жидкостей. МЭА — наиболее дешевый алкано-

карбаматов не происходит, а взаимодействие с СО₂

ламин, продукт крупнотоннажного синтеза аммиака

является результатом гидратации по механизму ос-

и этиленоксида, позволяющий достигать высокой

новного катализа [37]:

степени очистки (80-99%) в широком интервале кон-

центраций СО₂ (0.1-20 об%) в газовой смеси. Это

обеспечивается крайне быстрой кинетикой абсорбции

R₁R₂R₃N + CO₂ + H₂O R₁R₂R₃HN⁺ + HCO_3-.

(7)

СО₂, сравнительно высокой абсорбционной емкостью

и селективностью по СО₂, низкой вязкостью водного

Выбор абсорбционной жидкости осуществляется

раствора МЭА [30, 40]. Тем не менее МЭА не лишен

исходя из следующих критериев [38]: 1) высокая

недостатков (что и обусловливает поиск альтернатив-

абсорбционная емкость по СО₂, от которой зависят

ных абсорбентов): большая энтальпия реакции с СО₂

циркуляция и условия регенерации абсорбента; 2) бы-

приводит к высоким энергозатратам на регенерацию

страя кинетика абсорбции; 3) высокая селективность

абсорбента; МЭА подвержен процессам деструкции

поглощения СО₂; 4) низкое давление насыщенных

и дезактивации (явление деградации) в побочных

паров, а также термическая и химическая устойчи-

реакциях с активными компонентами газа; растворы

вость к побочным реакциям, что обусловливает ми-

МЭА, содержащие СО₂, достаточно коррозионноак-

нимальные потери абсорбента; 5) минимальная вяз-

тивны, что накладывает ограничение на концентра-

кость, которая увеличивает эффективность тепло- и

цию МЭА в абсорбенте <40 мас% [30, 40]. Последнее

массопередачи; 6) низкая коррозионная активность;

приводит к тому, что наиболее распространенное

7) низкая стоимость.

значение концентрации, например принятое за стан-

Рис. 1. Принципиальная схема процесса абсорбционного выделения диоксида углерода.

1 — абсорбер, 2 — десорбер-регенератор, 3 — рекуперативный теплообменник, 4 — фильтр, 5 — кипятильник, 6 —

аппарат для очистки абсорбента, 7 — сепаратор, 8 — холодильник тощего абсорбента, 9 — конденсатор, 10 — насос,

11 — компрессор.

960

Баженов С. Д. и др.

дарт в технологии выделения СО₂ из дымовых газов,

Деградация алканоламинов и образование

составляет 30 мас% [31, 40, 42-45]. Однако, несмотря

термостабильных солей

на указанные недостатки, МЭА широко распростра-

Одной из основных проблем абсорбционного вы-

нен: в мире водные растворы МЭА используются в

деления диоксида углерода с применением водных

большей части пилотных [32, 40] и крупнотоннажных

растворов алканоламинов является деструкция абсор-

демонстрационных установок по очистке дымовых

бента и утрата им сорбционных свойств в условиях

газов [30, 32].

процесса за счет побочных химических реакций. Эти

Типичная схема абсорбционного процесса выде-

реакции возникают и протекают на стадии регенера-

ления СО₂ из газовых смесей приведена на рис. 1

ции в десорбере (рис. 1) под действием высоких тем-

[29-31, 46].

ператур (100-130°С в присутствии кислорода дымо-

Очищаемый газ поступает в нижнюю часть абсор-

вых газов (его содержание может достигать 10 об%)

бера, где в противотоке контактирует с регенериро-

[49, 50]. Протеканию деструкции способствуют также

ванным («тощим») жидким раствором алканоламина,

присутствие в очищаемом газе активных компонен-

подаваемым в верхнюю часть абсорбера. При этом

тов, реагирующих с алканоламинами; наличие при-

происходит селективная абсорбция СО₂, и очищен-

месей в самом абсорбенте, образующихся в системе

ный газ удаляется с установки. Насыщенный диокси-

в результате коррозии оборудования либо внесенных

дом углерода абсорбент поступает в рекуперативный

с подпиточной водой.

теплообменник, где подогревается потоком горячего

В современной литературе сложилось разделение

«тощего» раствора из десорбера. Далее нагретый

этих явлений на термическую и термохимическую

насыщенный абсорбент направляется в верхнюю

(термоокислительную) деградацию [49-51]. Первый

часть десорбера, подогреваемого кипятильником до

тип заключается в циклизации карбамат-анионов с

сравнительно высоких температур (>100°C). Большая

получением оксазолидона, который далее реагирует

часть СО₂ сразу выделяется в газовую фазу, а ча-

с исходным алканоламином, в результате чего об-

стично регенерированный абсорбент в противотоке

разуются аминные димеры и тримеры [52, 53] (см.

контактирует с парами абсорбента из кипятильни-

например, рис. 2), N,N′-ди(2-гидроксиэтил)-мочевина,

ка, что приводит к десорбции остаточного диоксида

1-(2-гидроксиэтил)-имидазол, N-(2-гидроксиэтил)-

углерода. Смесь СО₂ и паров абсорбента удаляется

этилендиамин и др. [54], которые при дальнейшей

с верха десорбера, охлаждается в конденсаторе и

полимеризации при высоких температурах приводят

поступает в сепаратор, где газообразный СО₂ отделя-

к образованию так называемых смолистых соедине-

ется от конденсата паров абсорбента, возвращаемых

ний. Термическая деградация алканоламинов обу-

на орошение десорбера. Тощий абсорбент отбирается

словлена повышенными температурами и высокими

из нижней части десорбера, поступает в рекуператив-

парциальными давлениями СО₂ и локализована в

ный теплообменник, доохлаждается в холодильнике

кипятильнике десорбционной колонны [52]. В целом

тощего абсорбента и возвращается в абсорбер, замы-

специалисты полагают, что данный тип вносит мень-

кая таким образом цикл. В качестве разделительного

ший вклад в потери амина [50, 55, 56]. Проблемы на-

оборудования применяются тарельчатые и насадоч-

копления смолистых соединений в растворах аминов

ные колонны, в качестве альтернативы перспективны

решаются в основном методами фильтрации на акти-

мембранные контакторы газ-жидкость [47, 48].

вированных углях и термической отгонкой раствора

Рис. 2. Схема реакций термохимической деградации диэтаноламина (адаптировано из [53]).

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

961

амина, которая более подробно рассмотрена в разделе

как карбоновые кислоты, амиды, амины, альдегиды,

«Термическая регенерация». Весьма перспективны

аммиак и др. [59]. Карбоновые кислоты (муравьиная,

методы мембранной фильтрации, в частности, с при-

уксусная, гликолевая, щавелевая и т. д.) являются до-

менением промышленных щелоче-/кислотоустойчи-

минирующей составляющей продуктов окислитель-

вых композиционных нанофильтрационных мембран

ной деградации, поскольку являются устойчивыми

компании Koch Membrane Systems (Великобритания)

соединениями, образующимися на финальном этапе

[57] и нанофильтрационных мембран из химически

целого ряда химических превращений алканолами-

сшитого полибензимидазола [58]. Альтернативой

нов [49, 59, 60]. Они являются причиной образова-

могут стать мембраны из сравнительно недорогих

ния термостабильных солей (ТСС), образующихся

базовых промышленных полимерных мембранных

при взаимодействии алканоламина с продуктами его

материалов (полиакрилонитрил, полисульфон и др.),

деструкции либо с компонентами очищаемого ды-

физически либо химически модифицированных с

мового газа, обладающими кислотными свойствами

целью повышения химической стойкости в исполь-

[61, 62]. Эти соединения являются устойчивыми и не

зуемых органических средах.

разлагаются в типичных условиях регенерации алка-

Наибольший вклад в потери амина вносит вто-

ноламиновых абсорбентов при подводе тепла [30, 49].

рой тип — окислительная деградация, связанная с

С течением времени накапливаясь в системе и связы-

присутствием кислорода в очищаемом газе. Потери

вая активный амин, ТСС приводят к значительному

от окисления алканоламинов составляют 0.28-1.4 кг

снижению ее производительности. Следует отметить,

амина/т поглощенного СО₂ [50]. При этом образу-

что все без исключения алканоламины, применяемые

ется широкий спектр продуктов деструкции, таких

для извлечения СО₂ из дымовых газов, деградируют

Рис. 3. Схема термохимической деградации моноэтаноламина с образованием карбоновых кислот

(основана на данных работ [59, 60]).

962

Баженов С. Д. и др.

с образованием карбоновых кислот и ТСС [59]. На

следствием чего может стать эффект вспенивания

рис. 3 приведена cхема реакций деградации МЭА с

абсорбента.

образованием карбоновых кислот.

Вспенивание абсорбента. ТСС играют не послед-

Накопление ТСС в абсорбенте приводит к следу-

нюю роль в пенообразовании: наличие гидрофильных

ющим эксплуатационным проблемам.

карбоксильных и сульфогрупп в анионах ТСС может

Снижение сорбционной емкости амина по диок-

приводить к образованию анионных ПАВ, понижаю-

сиду углерода. Анализ приведенных на рис. 3 реак-

щих поверхностное натяжение раствора и стабилизи-

ций позволяет констатировать, что при образовании

рующих пену [77-79]. Вспенивание абсорбционного

1 моль аниона органической кислоты расходуется по

раствора приводит к ряду негативных последствий:

крайней мере 1 моль амина. Образовавшиеся анионы

площадь контакта газа и жидкости уменьшается,

связывают активный амин в соотношении как ми-

снижая эффективность массопередачи и уменьшая

нимум 1:1. Это приводит к снижению сорбционной

степень извлечения СО₂; брызгоунос, следовательно,

емкости абсорбента по углекислому газу и общему

и потери абсорбента возрастают; увеличивается пере-

ухудшению производительности системы. Авторы

пад давления и возрастает вероятность захлебывания

работы [63] отмечают, что в этом случае технологи

абсорбционной колонны [29, 80]. Традиционно для

газоперерабатывающих производств увеличивают

предотвращения вспенивания абсорбента применяют

скорость циркуляции абсорбента и повышают расход

антивспениватели — силиконовые масла (смесь по-

пара в десорбционной колонне [64].

лиметилсилоксановой и полиэтилсилоксановой жид-

Коррозионная активность термостабильных со-

костей) [75] или высококипящие спирты (олеиловый

лей. Коррозия оборудования является одной из основ-

спирт или октилфеноксиэтанол) [29]. Однако даже в

ных эксплуатационных проблем как при аминовой

этом случае некоторые антивспениватели эффектив-

очистке природного газа [29, 65, 66], так и в про-

ны лишь в момент образования пены. Добавление

цессе улавливания СО₂ из дымовых газов [67, 68].

антивспенивателя в раствор до образования пены

Нарастание концентрации ТСС усиливает коррозион-

может приводить к ее стабилизации. К вспениванию

ную активность аминовых абсорбентов: понижается

также может приводить чрезмерное количество ан-

значение pH и увеличивается электропроводность

тивспенивателя в растворе.

раствора, за счет комплексообразующего эффекта

Эрозия, загрязнение оборудования. Избыток ани-

анионов ТСС разрушается защитная пленка на по-

онов ТСС в растворе может стать причиной кристал-

верхности металла [69-71]. При этом было показано,

лизации и выпадения в осадок солей различного типа

что продукты коррозионной деструкции оборудо-

[81]. Процесс коррозии, усиленный присутствием

вания (такие как ионы железа, хрома, никеля и др.)

ТСС, также вызывает образование мелкодисперсных

являются катализаторами дальнейшей окислитель-

твердых частиц и осадков [76]. Присутствие твердых

ной деградации амина [72-74] и как следствие спо-

частиц в растворе приводит к эрозионной деструкции

собствуют развитию автокаталитического процесса

материалов оборудования, загрязнению и забивке

образования ТСС. Для ослабления последствий кор-

аппаратуры, осадкообразованию в застойных зонах

розионных процессов на производствах используют

во всей системе газоочистки. Отложение осадков в

различные ингибиторы коррозии — полисульфиды

теплообменниках и на трубах кипятильника снижает

аммония и дихромат калия [29], метаванадат натрия и

эффективность теплопередачи, повышая энергоем-

оксид ванадия(V) [75]. Для борьбы с коррозией, выз-

кость всего процесса [29]. Традиционные вариан-

ванной окислительной деструкцией алканоламинов,

ты решения проблемы — отстаивание достаточной

часто используют сульфит натрия и формальдегид

длительности либо адсорбционное фильтрование

[73].

растворов на активированных углях или фильтрах из

Изменение физико-химических свойств абсорбен-

диатомовой земли [75].

та. Оборудование процессов рассчитано на опре-

Таким образом, содержание ТСС и других про-

деленный диапазон физико-химических свойств

дуктов деградации должно поддерживаться на

абсорбционных жидкостей. По мере увеличения

определенном уровне, не вызывающем ухудшения

содержания ТСС и других продуктов деградации

производительности системы. Опыт многолетней экс-

плотность и вязкость абсорбентов увеличиваются [61,

плуатации систем алканоламиновой очистки привел

76], снижая эффективность тепло- и массопереноса

к пониманию того, что концентрация ТСС в растворе

в существующих аппаратах и приводя к росту затрат

абсорбента не должна превышать 10% от содержания

на циркуляцию раствора в системе. Поверхностное

алканоламина [29]. Rooney и Bacon [69] полагают,

натяжение алканоламина также может изменяться,

что общий уровень ТСС не должен превышать 0.5%

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

963

всего раствора. Специалисты компании MPR Services

ра. В настоящий момент происходит адаптация этих

Inc. рекомендуют величину допустимого содержания

методов для абсорбционных систем выделения СО₂

ТСС <5000 ppm [76].

из дымовых газов.

Простейшими примерами борьбы с влиянием ТСС

являются полная замена абсорбента и подщелачи-

Методы очистки алканоламинов

вание амина сильным основанием. Полная замена

от термостабильных солей

раствора в системе является наименее эффективным

На данный момент в промышленности существует

методом борьбы с накоплением ТСС. Добавление ще-

ряд технологических решений для выделения ТСС из

лочи повышает рН системы, при этом ион ОН^- отще-

алканоламиновых абсорбентов. Данные методы были

пляет протон от катиона алканоламмония, а катион

разработаны в 70-90-х годах прошлого века для задач

щелочного металла связывает анион ТСС. В каче-

очистки абсорбентов, применяемых в переработке

стве основания используют гидроксиды, карбонаты

природного газа, что отражено далее в тексте обзо-

и гидрокарбонаты щелочных металлов [76]:

R₁R₂R₃HN⁺HCOO^- + NaOH R₁R₂R₃N + NCOONa + H₂O,

(8)

R₁R₂R₃HN⁺HCOO^- + Na₂CO₃ R₁R₂R₃N + NCOONa + NaHCO₃,

(9)

R₁R₂R₃HN⁺HCOO^- + NaHCO₃ R₁R₂R₃N + NCOONa + H₂O + CO₂,

(10)

где R1 = -CH2CH2OH, R2, R3 = -H, -CH3,

ческих свойств абсорбента. ТСС остаются в растворе

–CH₂CH₂OH.

в виде солей, полученных рекомбинацией анионов

Использование щелочи (KОН или NaOH в коли-

карбоновых кислот с катионами щелочного металла.

честве 5-30%) для нейтрализации ТСС в раство-

Поэтому в настоящее время этот метод используется

рах ДЭА было предложено в патенте H. C. Paulsen с

в качестве предварительной обработки загрязненного

сотр. [82]. Тем не менее авторы отмечали, что соли,

абсорбционного раствора в комбинации с другими

накапливаясь в системе, приводили к увеличению

методами очистки.

вязкости раствора. Метод подщелачивания широко

распространился в практике очистки природного

Термическая регенерация (дистилляция)

газа абсорбентами на основе ДЭА и МДЭА. Так,

сообщалось [29, 83], что карбонат натрия должен

Термическая регенерация представляет собой

быть добавлен при достижении концентрации ТСС

процесс разгонки отработанного алканоламинового

0.5 мас%, при этом содержание нейтрализованных

абсорбента при подведении тепла. По традиционной

солей в растворе может достигать 20 мас% без выпа-

схеме раствор, подаваемый на разгонку, подвергается

дения осадка. Авторы рекомендовали соединения ка-

предварительному подщелачиванию для высвобо-

лия, поскольку их растворимость в ДЭА-абсорбентах

ждения связанного амина, фильтруется для удаления

оказалась на 25% выше соответствующих натриевых

твердых осадков и кристаллизовавшихся частиц и

соединений [29, 83]. Позже метод подщелачивания

подается в специальный дистиллятор (перегонный

KОН был запатентован компанией The Dow Chemical

куб), где происходит процесс разгонки. Очищенный

Company как подход, значительно уменьшающий

амин и воду отбирают в виде паров, а ТСС и низко-

кристаллизацию и осадкообразование в системе [84].

летучие продукты деградации концентрируются в

Эта компания также поддержала проведение иссле-

дистилляторе.

дований влияния подщелачивания ТСС на коррози-

Условия проведения процесса дистилляции зави-

онные процессы [85, 86]. Был отмечено снижение

сят от типа алканоламинов, устойчивость к термоде-

коррозии при нейтрализации формиата метилдиэта-

струкции которых различается. Показано, что МЭА

ноламмония [86]. Тем не менее этот факт оспаривает-

и ДЭА термически устойчивы при температурах

ся A. Cummings с сотр. [76, 87], который утверждает,

до 150 и 175°С соответственно [88], в то время как

что присутствие щелочи не влияет, а в некоторых

третичный МДЭА не разлагается при температурах

случаях и усиливает процесс коррозии.

до 182°С [89]. Тем не менее температуры кипения

Несмотря на очевидную простоту использования

вторичных и третичных алканоламинов при атмо-

и эффективность подщелачивания абсорбента, этот

сферном давлении превышают температуры их тер-

подход всего лишь высвобождает дезактивированный

модеструкции, следовательно, в этом случае должна

амин и не решает проблем изменения физико-хими-

применяться дистилляция в вакууме.

964

Баженов С. Д. и др.

Рис. 4. Схема дистилляционной очистки алканоламинов (адаптировано из [62]) (а), схема перегонного куба для

разгонки алканоламинов при давлении регенерации (адаптировано из [75]) (б).

Классическая схема дистилляции. Традиционный

первоначальной загрузки перегонного куба система

вариант процесса широко используется в процессах

переводится на медленную подачу раствора. Затем

очистки природного газа и достаточно подробно опи-

при введении и постепенном увеличении расхода

сан в ряде источников [29, 61, 62, 75, 88]. Согласно

пара систему выводят на рабочий режим, при котором

[75, 88], протекание дистилляции обусловливается

достигается одинаковое содержание амина в посту-

режимом давления процесса: повышенное давление

пающем в куб загрязненном растворе и в равновес-

приводит к повышенной температуре процесса, более

ной паровой фазе. В рабочем режиме температура

короткому циклу регенерации, но большим отходам и

процесса и содержание амина могут варьироваться

потерям амина. Процесс разгонки при рабочем дав-

путем разбавления очищаемого раствора водой [29].

лении, равном давлению в десорбционной колонне,

По мере разгонки загрязненного раствора вслед-

позволяет практически не затрачивать тепло на дис-

ствие увеличения содержания ТСС и других высоко-

тилляцию: пары из перегонного куба направляются

кипящих продуктов деградации температура в дис-

на подогрев куба десорбционной колонны, что значи-

тилляторе возрастает. По достижении определенного

тельно упрощает аппаратурное оформление процесса

ее значения (для МЭА порядка 140°С [75]) подачу

[30, 75]. В случае первичных аминов, в частности

абсорбента в перегонный куб прекращают. Тем не

МЭА, применяется перегонка при атмосферном дав-

менее процесс перегонки продолжают в течение не-

лении [29]. Распространены непрерывный, полуне-

которого времени при добавлении воды или остро-

прерывный и периодический варианты проведения

го пара для максимального извлечения остаточного

разгонки [88].

амина. На данной стадии важен контроль содержания

На рис. 4, а представлена схема традиционного

целевого компонента в паровой фазе: при достижении

варианта дистилляционной регенерации амина при

содержания амина 1 мас% и менее цикл регенерации

давлении, равном давлению в десорбционной колон-

следует прекратить [29, 61, 88]. По окончании цикла

не, а также изображен классический перегонный куб

кубовый остаток удаляется промывкой водой, абсор-

(б). На дистилляцию в перегонный куб поступает

бент загружается снова и цикл повторяется.

малая часть (0.5-3%) от объема циркулирующего

Вакуумная дистилляция. Вакуумная дистилляци-

раствора. Раствор отбирается из куба десорбционной

онная очистка вторичных (ДЭА), третичных алкано-

колонны. Количество выводимого раствора может

ламинов (МДЭА) либо их смесей достаточно сложна и

варьироваться в зависимости от скорости накопления

специфична в технологических решениях для отдель-

ТСС, а также от общего количества раствора в систе-

ных видов алканоламинов, однако является основной

ме [61, 62, 75]. При заполнении перегонного куба за-

технологией выделения ТСС. Лидирующие позиции

грязненный абсорбент подщелачивается в количестве

в продвижении этой технологии занимает компа-

1 моль на 1 моль связанного в ТСС амина. Как отме-

ния Canadian Chemical Reclaiming (CCR) Ltd* [61].

чено [75], следует избегать избыточного содержания

щелочи, которое может приводить к кристаллизации

* USA-CCR Technologies Inc. https://www.reclaim.com

солей и повышению температуры раствора. После

(дата обращения: 05.07.2019).

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

965

CCR начала активные исследования вакуумной

ется разработка новых конструкций регенераторов.

дистилляции аминов в конце 80-х годов прошлого

Например, в регенераторе Mitsubishi Heavy Industries

века, и в 1992 г. впервые описала и запатентовала

[101] резервуар типичного перегонного куба допол-

процесс [90] и конструкцию вакуумного перегонного

нен слоем насадки в верхней части с целью повы-

куба, работающего при низком давлении (55-85 кПа)

шения глубины извлечения амина. Это позволяет

[91]. Позднее, в 1995 г., ССR предложила модифика-

снизить потери амина с кубовым остатком до 1 мас%

цию процесса [92, 93] с использованием новой систе-

против 7.3 мас% при традиционном решении [101].

мы подогрева абсорбента, перегонного куба, а также

Компания HTC CO₂ Systems Corp. разработала ва-

новых методов утилизации отходов и извлечения

куумный дистиллятор запатентованной конструкции

воды. Процесс был разработан для очистки раствора

ΔReclaimer™, который был испытан на крупнейшем

ДЭА, но также позволяет очищать растворы МДЭА,

на данный момент заводе по улавливанию СО₂ из

а также комбинированные абсорбенты типа сульфи-

дымовых газов (800 т СО₂/сут), расположенном в

нола, этиленгликолей и т. д. [61]. Особое внимание

г. Трона, США. Авторы работ [102, 103] отмечают,

компания ССR обращает на конструкцию перегон-

что при очистке 20%-ного водного раствора МЭА

ного куба [94], в котором для повышения извлечения

количество образующихся ТСС удается снизить на

воды, амина и снижения пенообразования кубовый

85-95%, в то время как общая степень очистки абсор-

остаток распыляют специальной форсункой, а сепа-

бента может составлять 91-98%. Наконец, Aker Clean

ратор фазового разделения заменен на небольшую

Carbon AS разработала схему очистки без примене-

насадочную колонну для разделения смеси паров

ния системы вакуумирующих насосов [104]: часть

амина и воды. Воду из дистилляционной колонны

загрязненного абсорбента из десорбционной колонны

рекомендуется смешивать с исходным загрязненным

испаряется в кипятильнике, другая часть поступает

раствором для увеличения степени извлечения амина,

в перегонный куб, в котором происходит дистилля-

в то время как максимальная очистка амина достига-

ционная очистка амина. Пары из перегонного куба

ется в дополнительной насадочной колонне [95].

смешиваются с парами кипятильника, компримиру-

В Российской Федерации основным разработчи-

ются и подаются обратно в десорбционную колонну.

ком вакуумной дистилляции является ООО «Газпром

При этом в перегонном кубе создается необходимое

ВНИИГАЗ». Технология ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

пониженное давление. Данная схема позволила уда-

связана с очисткой ДЭА, применяемого при очистке

лить более 80% ТСС из алканоламиновых абсорбен-

природного газа на площадках Астраханского ГПЗ, и

тов СС6 [105], S21 и S26 [106] (состав абсорбентов

направлена на повышение степени его извлечения и

не раскрывается) в режиме пилотных испытаний

уменьшение потерь с кубовым остатком путем дву-

технологии.

стадийной перегонки. Метод использует концентри-

рование ДЭА путем отгонки воды при атмосферном

Ионный обмен

давлении и температуре 175-180°С и дальнейшую

вакуумную (1-3 кПа) перегонку остатка при повы-

Процесс ионного обмена основан на взаимодей-

шенной температуре (180-185°С) [53, 96]. Процесс

ствии компонентов жидкой (раствор алканоламина)

запатентован [97, 98].

и твердой (сильноосновная ионообменная смола, со-

В настоящее время многие исследовательские

держащая гидроксид-ионы) фаз. В процессе раствор

центры и компании адаптируют термическую ди-

алканоламина пропускается через слой ионообмен-

стилляцию для аминовой очистки дымовых газов.

ной смолы, предварительно обработанной сильным

Ведется разработка многостадийных схем, по кото-

основанием (NaOH или KOH). При этом происходит

рым абсорбционная жидкость подвергается дистил-

обмен анионов ТСС из раствора на гидроксид-ионы

ляции в нескольких аппаратах. Например, Shell [99]

смолы, и сорбционные свойства раствора восста-

использует цепь из двух пленочных испарителей,

навливаются. Типичный процесс ионного обмена

позволяющую снизить содержание ТСС в аминовом

состоит из двух стадий, которые представлены следу-

растворе более чем в 2 раза. Praxair, Inc. предлагает

ющими реакциями (на примере формиата третичного

процесс перегонки в две стадии в регенераторах,

алканоламмония):

действующих при одной температуре, но при разных

первая стадия — рабочий цикл, в процессе кото-

давлениях [100]. Альтернативным подходом явля-

рого ТСС удаляются из абсорбента:

R₁R₂R₃HN⁺HCOO^- + [R]⁺OH^-

R₁R₂R₃N + [R]⁺HCOO^- + H₂O;

(11)

966

Баженов С. Д. и др.

вторая стадия — цикл регенерации ионообменной

катионов из раствора Veatch с сотр. [116] предложи-

смолы:

ли обрабатывать смолу слабым раствором NH₄OH

для удаления ионов алканоламмония, направляю-

[R]⁺HCOO^- + Na⁺OH^-

[R]⁺OH^- + Na⁺HCOO^-, (12)

щегося обратно в систему газоочистки. Такая схема

позволила удалить из раствора МДЭА по крайней

где R₁ = -CH₂CH₂OH, R₂, R₃ = -H, -CH₃, -CH₂CH₂OH,

мере 75% всех ионных примесей (как ионов ТСС,

[R]⁺ — матрица ионита с фиксированными зарядами.

так и натрия) при потерях МДЭА <0.01 мас% [116].

Стадия регенерации заключается в обработке ио-

Контроль истощения ионообменной емкости аниони-

нообменной смолы сильным основанием с целью

тов [114] и катионитов [117] осуществлялся по элек-

обмена анионов ТСС на гидроксид-ионы c последу-

тропроводности обработанного абсорбента. Процесс

ющей отмывкой смолы деминерализованной водой.

HSSX® широко представлен на рынке и в настоящее

При этом образовавшиеся простые соли в виде рас-

время. Ряд работ [63, 87, 118, 119] показывает, что в

творов направляются на утилизацию.

результате применения данного процесса содержание

Впервые этот метод был предложен Taylor с

ТСС падает до концентрации <1 мас% в растворах

сотр. [107]: были апробированы иониты сетчатой

ДЭА, МДЭА при одновременном удалении катионов

структуры на основе сополимеров стирола и этил-

металлов, резком уменьшении осадкообразования и

винилбензола/дивинилбензола, функционализи-

вспенивания абсорбента. Компания Eco-Tec являет-

рованные четвертичными аммониевыми осно-

ся вторым основным вендором ионного обмена для

ваниями и устойчивые в сильноосновных средах.

очистки аминов и с 1998 г. предлагает свой процесс

В патентах Mobil Oil Corporation [108, 109] расши-

под маркой AmiPur®.** Данный подход стал адапта-

рен спектр ионитов: использованы стирол-дивинил-

цией технологии Recoflo™ [120], в рамках которой

бензольные иониты типа I, функционализирован-

рабочий цикл и цикл регенерации смолы осущест-

ные группами -CH₂-N⁺(CH₃)₃, типа II — группами

вляли в возвратно-поступательном режиме движения

-CH₂-N⁺(CH₃)₂(C₂H₄OH). Регенерацию таких ио-

растворов через уплотненный слой монодисперс-

нитов предложено проводить поэтапно с исполь-

ных частиц ионообменной смолы малого размера

зованием NaCl [110]. Впервые в схему добавлена

(120 мкм) под давлением. Это приводит к снижению

стадия удаления растворенных катионов (Na⁺, K⁺,

массогабаритных характеристик аппаратуры за счет

Fe³⁺) специальными катионообменными смолами со

повышения рабочей обменной емкости и площади

стирол-дивинилбензольной матрицей и привитыми

контакта фаз и ускорению циклов процесса за счет

сульфо- или карбоксильными группами. Как показали

быстрой кинетики ионного обмена (до15-20 мин)

Audeh с сотр. [111], слабокислотные карбоксилсо-

[121]. Технология позволила снизить содержание

держащие катиониты превосходят по своим рабочим

ТСС в растворе с 2.4 до 0.4% (в мас% от содержания

характеристикам сильноосновные, но являются менее

МДЭА) при значительном снижении скорости кор-

стабильными [109].

розии аппаратуры [122], а также уменьшила затраты

Первый коммерческий процесс очистки алканол-

на фильтрацию раствора, периодическую чистку и

аминов на ионитах был реализован компанией MPR

замену аппаратуры и продувку раствора [123, 124].

Services, Inc. под маркой HSSX®* [112-114], в кото-

Указанные компании также имеют собственные ре-

ром для извлечения легко сорбирующихся анионов

шения в области очистки аминовых абсорбентов

ТСС (тиоцианат-анион) на первой стадии исполь-

для очистки дымовых газов. Так, MPR Servises, Inc.

зуется анионит типа I, для менее сорбирующихся

разработала процесс MPR CCAR™ (Carbon Capture

(формиат-анион) — анионит типа II. Впервые были

Amine Reclamation). Eco-Tec предлагает процесс

приведены расходные коэффициенты регенерирую-

AmiPur®-CCS. Несмотря на это, в открытой лите-

щих агентов анионита типа I: 1500 кг 13-17 мас%

ратуре отсутствуют результаты по их испытанию в

H₂SO₄ и 500 кг 10-15 мас% NaOH на 1 м³ смолы

реальных системах выделения СО₂ из дымовых газов.

[114]. Для анионита типа II, характеризующегося

В Российской Федерации совместные исследо-

меньшей обменной емкостью и относительной лег-

вания ионного обмена для очистки аминовых аб-

костью регенерации [115], расход регенеранта со-

сорбентов ведутся ФГБОУ ВПО «Уфимский го-

ставил 350 кг 10-15 мас% NaOH на 1 м³ [114]. Для

сударственный нефтяной университет» и ООО

снижения потерь алканоламина на стадии удаления

** Eco-Tec. Advanced Resource recovery and Purification

* MPR Services, Inc. https://www.mprservices.com/en/

Solution. https://www.eco-tec.com/products/amine-

services/hssx (дата обращения: 05.07.2019).

purification/ (дата обращения: 05.07.2019).

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

967

«Научно-технический центр Салаватнефтеоргсин-

тез». В качестве ионита используется анионит АН-31

с вторичными и третичными алифатическими ами-

ногруппами в качестве ионообменных центров.

Применение этого ионита позволило снизить элек-

тропроводность растворов МДЭА (31-33 мас%) уста-

новок гидроочистки «Газпром нефтехим Салават» в

2-4 раза, содержание ТСС в 12-17 раз, содержание

ионов хлора в 25-26 раз [125].

В целом метод ионного обмена наряду с дистил-

ляцией является хорошо проработанной технологи-

ей для удаления ТСС, поэтому современных работ

в данном направлении сравнительно мало. Стоит

Рис. 5. Принцип электродиализа.

отметить исследования Pal с сотр. [126], в которых

АМ — анионообменная мембрана, КМ — катионообмен-

была изучена кинетика и определены термодина-

ная мембрана.

мические параметры процесса удаления ТСС на ти-

пичных анионитах. Авторы указывают, что теория

мономолекулярной адсорбции Ленгмюра наиболее

катодом). Чередование мембран и использование

хорошо описывает результаты. Также перспективна

специальных прокладок позволяет создать камеры

разработка нового поколения ионитов на основе био-

концентрирования и обессоливания. При создании

полимеров — нетоксичных биоразлагаемых дешевых

градиента внешнего электрического потенциала воз-

природных материалов [127-130]. Например, в работе

никающий электрический ток переносит катионы

[127] предложен метод функционализации биопо-

из камеры обессоливания через катионообменную

лимера четвертичными аммониевыми основаниями

мембрану в камеру концентрата (рассола) со стороны

с его последующей сшивкой с целью повышения

катода. Удаленные катионы при этом удерживаются

эксплуатационных характеристик и показана высо-

в этой камере анионообменной мембраной со сторо-

кая степень извлечения ТСС (до 80% для формиата).

ны катода. В то же время анионы ТСС проникают в

В работах Pal с сотр. [128-130] подчеркивается, что

противоположном направлении через анионообмен-

для этих целей подходят хитозан и альгинат натрия.

ную мембрану в камеру рассола со стороны анода и

За счет химической структуры альгината ионит на

удерживаются в ней катионообменной мембраной со

его основе позволяет удалять из растворов алканол-

стороны катода. Очищенный от ионов раствор (дилю-

аминов не только анионы ТСС (до 36%), но и кати-

ат) покидает аппарат.

оны тяжелых металлов (до 40%), что делает данный

Первоначально метод электродиализа рассматри-

материал крайне перспективным.

вался как замена термической десорбции кислых га-

зов CO₂ из алканоламиновых абсорбентов. Наиболее

детально эта альтернатива была исследована в ра-

Электродиализ

ботах Заболоцкого с сотр. [131-133]. На примере

Электродиализ представляет собой процесс раз-

ряда алканоламинов МЭА, ДЭА, ТЭА, ПЭПА (поли-

деления, в котором осуществляется перенос ионов

этиленполиамин) было показано, что удаление СО₂

через ионообменные мембраны под действием гра-

малоэффективно (малый выход по току в расчете на

диента электрического потенциала* в специальных

выделяющийся СО₂), что обусловлено электроосмо-

аппаратах — электродиализаторах (рис. 5). В ти-

тическим переносом в концентрат большей части СО₂

пичном электродиализаторе применяют два типа

в связанном состоянии в виде карбамат-анионов. Для

мембран: анионообменные мембраны, селективно

снижения электроосмотического переноса раствори-

проницаемые для анионов, чередуются с катионо-

теля и смещения углекислотного равновесия в сторо-

обменными мембранами, селективно проницаемы-

ну выделения СО₂ было предложено использование

ми для катионов, и образуют мембранный пакет,

электродиализатора с чередующимися биполярными

заключенный между двумя электродами (анодом и

и анионообменными мембранами [132, 133].

Применительно к задаче выделения ТСС электро-

мембранный метод был использован Shapiro [134]

* Российское мембранное общество. Терминология.

http://www.memtech.ru/index.php/ru/glavnaya/terms/ (дата

с применением полупроницаемых перегородок на

обращения: 05.07.2019).

основе тонких пластин из крупнозернистой высо-

968

Баженов С. Д. и др.

копроницаемой керамики. Первые анионообменные

шивания с очищаемым потоком позволяют не толь-

мембраны из аминированного полистирола были ис-

ко удалять анионы ТСС, но и значительно снизить

пользованы в лабораторных и пилотных испытаниях

потери алканоламина. Схема процесса ElectroSep®

по удалению ТСС из растворов МДЭА [135, 136].

приведена на рис. 6, б. Лабораторные исследования

При этом ввиду достаточно агрессивных условий

подобной схемы показали [144], что при исходном

процесса особое внимание было уделено подбору

добавлении небольшого количества МДЭА в линию

материала электродов и было показано, что элект-

концентрата общие его потери снижаются в 2 раза

роды на основе титана с покрытием из платины или

при неизменной эффективности извлечения ТСС.

оксида иридия позволяют снизить содержание ТСС

Наконец, совсем недавно было показано, что элект-

на 8% за один проход раствора через пилотную элек-

родиализный метод перспективен и для извлечения

тродиализную ячейку. Дальнейшее развитие получил

ТСС и остатков алканоламина из сточных вод газо-

комбинированный подход с применением предвари-

перерабатывающих производств [145].

тельного подщелачивания абсорбента с последую-

Работ по электродиализной очистке алканолами-

щим удалением соответствующих неорганических

нов в системах выделения СО₂ из дымовых газов

солей. Этот подход был реализован компанией Union

крайне мало. Например, в работе [146] представ-

Carbide в начале 90-х годов на пилотном уровне при

лены результаты очистки абсорбента UCARSOL™

очистке МДЭА [137] и в дальнейшем запатентован

FGC 3000 (смесь третичных аминов) компании Dow

[138]. В ходе промышленных испытаний мобиль-

Chemical Company в электродиализном блоке и обо-

ной установки содержание ТСС в аминной линии

значен факт снижения концентрация ТСС с 4.5 до

завода удалось снизить на 85% [137] при заявленной

<0.5 мас%. Недавно группа S. Kentish опубликова-

степени удаления 60-90% [138]. Были проведены

ла ряд работ [57, 147, 148], в которых предложена

работы по выбору материала мембран и показано,

система очистки деградированного раствора МЭА,

что оптимальными свойствами обладают мембраны

состоящая из стадий предконцентрирования ТСС

на основе политетрафторэтилена, модифицирован-

методом нанофильтрации и последующего их выде-

ного сшивающими агентами и соответствующими

ления методом электродиализа.

ионогенными группами [138]. Процесс был коммер-

В Российской Федерации основные исследования

циализирован под рабочей маркой UCARSEP® [139],

в данной области ведутся в ИНХС РАН. Например, в

схема которого приведена на рис. 6, а. Компанией

статье [149] представлены результаты лабораторных

Union Carbide (сейчас Dow Chemicals) также пред-

и пилотных испытаний на Астраханском ГПЗ элек-

ложен иной подход к конфигурации процесса без

тромембранного выделения ТСС из растворов ДЭА.

добавления щелочи [140]: разработана конструкция

В противоположность работе [138] особенностью

электродиализатора, позволяющая преобразовывать

предложенной схемы является отсутствие предва-

термостабильные соли амина в терморегенерируемые

рительной стадии нейтрализации амина щелочью,

за счет обмена анионов ТСС на карбонат-ионы через

при этом авторы отмечают высокую степень извле-

мембраны между потоками амина и конденсата отхо-

чения ТСС (89%) при сравнительно низких потерях

дящих из десорбера паров. Подача конденсата проис-

ДЭА (<6%) [149]. Широкий спектр работ проведен

ходит в специальные камеры аппарата без смешения с

по исследованию выделения ТСС из растворов МЭА

исходным раствором, что приводит к значительному

в процессе извлечения СО₂ из дымовых газов ТЭЦ

снижению потерь алканоламина в сравнении с [138].

г. Хайльбронн, Германия [150-154]. Лабораторные

Технические решения патентов [138] и [140] были

исследования с применением синтетического аб-

использованы в работе [141], в которой предложе-

сорбента МЭА [152] выявили сильное влияние на

но использовать электродиализатор [140] с подачей

эффективность процесса остаточного содержания

раствора щелочи вместо конденсата. На базе патента

СО₂ в связанном состоянии в очищаемом растворе.

[141] компания ElectroSep модифицировала процесс

Для пилотных испытаний процесса был разрабо-

UCARSEP® и на данный момент представляет его

тан специальный двустадийный электродиализный

на рынке технологий очистки алканоламинов под

аппарат на основе катионообменной и анионооб-

маркой ElectroSep®.* Разработчики технологии в

менной мембран МК-40 и МА-41, представляющих

работах [142, 143] отмечают, что подача щелочи непо-

собой гетерогенные композиты, содержащие до 65%

средственно в мембранный пакет и отсутствие ее сме-

катионита КУ-2 и анионита АВ-17 (стирол-дивинил-

бензольные матрицы с сульфо- или аминогруппами

* ElectroSep Inc. http://www.electrosep.com (дата обра-

соответственно), в которых в качестве связующего

щения: 05.07.2019).

использован полиэтилен, армированный капроно-

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

969

Рис. 6. Схема электродиализной очистки алканоламинов от термостабильных солей: процесс UCARSEP® (а),

процесс ElectroSep® (б).

ЭД — электродиализный аппарат, АМ — анионообменная мембрана, КМ — катионообменная мембрана.

вой сеткой. В ходе пилотных испытаний процесса

достатком данной технологии является высокая энер-

[151] была показана эффективность выделения как

гоемкость процесса, особенно при использовании

органических (формиат, ацетат, оксалат, гликолят),

систем вакуумирования абсорбционных растворов.

так и неорганических анионов ТСС (хлорид, нитрат,

Повышенные температуры и агрессивная природа

нитрит, сульфат), содержание которых было снижено

кубового остатка термической регенерации приводят

в 2 раза в абсорбентах различной степени деградации

к коррозионному растрескиванию и быстрому выходу

(200, 400, 535 и 972 ч эксплуатации раствора МЭА).

из строя дистилляционного оборудования даже из

В продолжение работы было установлено [150], что

нержавеющей стали [155, 156]. Наконец, немалова-

используемые мембраны устойчивы в среде МЭА и

жен тот факт, что отходы процесса (кубовый остаток)

способны обеспечивать проведение процесса в тече-

представляют собой смесь опасных с экологической

ние длительного времени, однако продукты коррозии

точки зрения веществ и требуют специальной доро-

(ионы тяжелых металлов) не участвуют в переносе и

гостоящей утилизации [157-159].

остаются на поверхности мембран в виде нераствори-

В сравнении с термической регенерацией метод

мых соединений. На основании пилотных испытаний

ионного обмена позволяет получать высокие степе-

была предложена схема двустадийной очистки МЭА

ни извлечения ТСС (более 90%) при малых потерях

от ТСС, характеризующаяся сниженными на 30%

алканоламина (до 1%) [160] в условиях сравнительно

потерями МЭА в концентрат [153].

низких энергозатрат из-за отсутствия в системе фа-

зовых переходов. Кроме того, процесс протекает при

комнатных температурах, что исключает дополни-

Достоинства и недостатки методов выделения

тельную деградацию алканоламинов. Промышленная

термостабильных солей

реализация процесса отличается простотой автома-

Сравнение характеристик методов очистки алка-

тизации и минимальным контролем со стороны опе-

ноламинов от ТСС, их достоинства и недостатки при-

раторов [160]. Существенным недостатком данной

ведены в таблице. Из информации, представленной в

технологии является высокий расход химических

таблице, видно, что основными преимуществами тер-

реагентов на регенерацию ионитов, объемы которых,

мической регенерации аминов являются возможность

даже несмотря на современные успехи в области

очистки алканоламинов от всего спектра продуктов

снижения потребления химикатов [76], по-прежнему

деструкции (не только от ТСС, но и высококипящих

велики, что приводит к большому количеству разбав-

продуктов деградации), а также высокая степень кон-

ленных водных кислых и щелочных отходов, требую-

центрирования отходов. Наиболее существенным не-

щих специальных мер по утилизации [103]. Ионный

970

Баженов С. Д. и др.

Сравнительные характеристики процессов удаления термостабильных солей [60-62, 76, 139]

Характеристика

Дистилляция

Ионный обмен

Электродиализ

Лицензиары

CCR Technologies, ООО

Eco-Tec, MPR Services

UCARSEP, ElectroSep

процесса

«Газпром ВНИИГАЗ»

Тип отходов

Токсичные, неводные

Водные

Безвредные, водные

Объем отходов

Низкий (5-15% от общего ко-

Высокий (40-50% от общего

Средний

личества)

количества)

Химические

NaOH в стехиометрическом

NaOH и H₂SO₄ для регенера-

NaOH в стехиометрическом

реагенты

соотношении

ции смолы

соотношении или его отсут-

ствие

Требования

Подщелачивание исходного

Охлаждение (до 40-60°С)

Охлаждение (до 40-60°С), под-

к исходному

раствора основаниями

щелачивание основаниями

раствору

Степень

>85%

99%

98%

восстановле-

ния амина

Энергозатраты

Высокие

Низкие

Средние

на процесс

Общая

Высокая

Средняя

стоимость

процесса

Достоинства

Высокая степень концентри-

Эффективен для обработки

Эффективен для растворов,

рования отходов; выделение

растворов с малым содер-

содержащих ионы; низкое

всех продуктов деградации

жанием ТСС — достигается

потребление химических

алканоламина

очень низкая концентрация

реагентов; компактность и

солей в очищенном амине;

модульность, характерные

низкие энергозатраты

для мембранной технологии

Недостатки

Высокая энергоемкость и сто-

Процесс затратен при больших

Сравнительно большое количе-

имость; дополнительная тер-

масштабах процессов улав-

ство отходов; ограниченный

мическая деструкция; боль-

ливания СО₂; отравление,

срок эксплуатации мембран

шие потери алканоламина в

загрязнение и термическая

из-за высоких значений рН

отход; токсичность отходов

деградация ионообменных

аминовых абсорбентов;

смол; большой расход реа-

загрязнение и термическая де-

гентов на их регенерацию

градация мембран

обмен не позволяет удалять незаряженные продукты

По сравнению с ионным обменом электродиализ-

деградации и эффективен лишь при сравнительно

ный метод более энергозатратен, при этом количество

низких содержаниях ТСС [60], поскольку высокие

отходов этого метода выше, чем при термической

их концентрации приводят к увеличению частоты

дистилляции. Некоторые ограничения данного метода

рабочих и регенерирующих циклов и пропорциональ-

связаны с высокими затратами на разработку и полу-

ному возрастанию отходов процесса. Стоит также

чение новых селективных ионообменных мембран,

отметить, что некоторые иониты уязвимы по отноше-

устойчивых к высоким значениям рН алканоламино-

нию к другим компонентам раствора (засорение вы-

вых абсорбентов [60], поскольку многие существую-

сокомолекулярными продуктами, осадками, ионами

щие мембраны изменяют свои свойства при контакте

тяжелых металлов и др.), что приводит к снижению

со щелочными средами в условиях повышенных тем-

их сорбционной емкости [103, 112].

ператур [161]. Кроме того, новые мембраны должны

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

971

обладать устойчивостью к загрязнению и повышен-

или дистилляционная очистка абсорционного рас-

ными транспортными характеристиками в запредель-

твора либо самый дорогостоящий вариант — полная

ных токовых режимах [162]. Тем не менее обозна-

его замена. Альтернативными методами выделения

ченные ограничения могут быть сняты, поскольку

ТСС являются ионный обмен на ионитах и электро-

это направление активно разрабатывается, получены

диализная обработка раствора. Дистилляционный

перспективные образцы как катионообменных, так и

метод позволяет очистить алканоламин не только от

анионообменных мембран с гидрофобизированной

ТСС, но и от незаряженных олигомерных продуктов

поверхностью. Например, в первом случае нанесени-

деструкции с высокой температурой кипения. Тем не

ем фторуглеродного ионообменного полимера типа

менее он энергозатратен и генерирует большое коли-

Nafion^тм117 на промышленные гетерогенные катио-

чество токсичных отходов. Дистилляционная очистка

нообменные мембраны МК-40 могут быть получены

применяется в основном для очистки растворов в

новые композиты с улучшенными гидрофобными

процессах переработки природного газа. В то же

свойствами [163]. В случае анионообменных мембран

время ионный обмен и электродиализ менее энерго-

коммерческие гомогенные мембраны Neosepta AMX

затратны, оборудование для их реализации более ком-

(Astom, Япония) гидрофобизированы фторполимером

пактно, а отходы — менее или нетоксичны. Однако

методом электрораспыления на поверхность [164].

эти методы не позволяют извлекать незаряженные

Несмотря на указанные недостатки, электродиализ

продукты деструкции алканоламинов. Ионный об-

считается перспективным направлением, поскольку

мен и электродиализ перспективны в технологии

этому процессу присущи характерные для мембран-

абсорбционного выделения СО₂ из дымовых газов, в

ной технологии компактность, модульность, легкость

рамках которой из-за высокого содержания кислорода

проектирования и простота масштабирования. Также

образуется большое количество заряженных частиц

он характеризуется меньшим потреблением воды и

малого размера (анионов карбоксильных кислот).

реагентов в сравнении с процессом ионного обмена,

При сравнении ионного обмена и электродиализа

а его отходы в отличие от термической очистки ма-

очевидна перспективность последнего, поскольку

лотоксичны [76, 139].

ионный обмен требует химикатов для регенерации

ионитов и приводит к образованию большого коли-

чества разбавленных водных отходов. Таким образом,

Заключение

каждая технология обладает своими достоинствами и

Процесс абсорбционной очистки различных

недостатками, и окончательный выбор того или иного

технологических газовых смесей от диоксида угле-

подхода зависит от конкретного процесса абсорбци-

рода с применением водных растворов различных

онного выделения СО₂, его условий, а также состава

алканоламинов (в первую очередь моноэтанол-

разделяемой газовой смеси.

амина) является самым распространенным методом

уже на протяжении почти 90 лет. Однако этот про-

Благодарности

цесс имеет существенный недостаток — в резуль-

тате взаимодействия алканоламина с кислородом

Работа выполнена в рамках государственного за-

либо кислотными компонентами газа, усиленного

дания ИНХС РАН.

высокими температурами стадии регенерации кар-

бонизированного амина (110-140°С), происходит

Конфликт интересов

его термохимическая или термоокислительная де-

струкция с образованием термостабильных солей.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

Накопление ТСС в абсорбенте ведет к постепенно-

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

му снижению содержания активного алканоламина

и утрате его поглотительных свойств, инициирует

Информация об авторах

процессы коррозии оборудования и трубопроводов.

Практический опыт эксплуатации систем очистки

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

природного газа показывает, что содержание про-

https://orcid.org/0000-0002-2010-5294; ResearcherID:

дуктов деструкции в абсорбенте не должно превы-

E-6558-2017; Scopus Author ID: 55672782400;

шать 10% от содержания активного алканоламина.

Scholar Google: Stepan Bazhenov; SPIN: 2441-3338;

Наиболее распространенными методами борьбы с

IstinaResearcherID (IRID): 55471185

негативным влиянием термостабильных солей и дру-

Новицкий Эдуард Григорьевич, к.х.н., в.н.с.,

гих продуктов деструкции являются подщелачивание

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9009-2073

972

Баженов С. Д. и др.

Василевский Владимир Павлович, к.т.н., в.н.с.,

J. Appl. Chem. 2007. V. 80. N 11. P. 1883-1887. DOI:

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3837-6930

https://doi.org/10.1134/S1070427207110201].

Грушевенко Евгения Александровна, м.н.с., ORCID:

[8] Радман Р., Аюсси А., Катани А. А., Мехамер В.

Влияние углекислого газа на окисление цикло-

https://orcid.org/0000-0002-6643-3736; ResearcherID:

гексена пероксидом водорода на катализаторе

J-8017-2014; Scopus Author ID: 56503842000; Scholar

СО_1.5PW₁₂O₄₀ // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 1.

Google: Evgenia Grushevenko; SPIN: 2683-3075;

С. 82-87. DOI: 10.7868/S0028242117010105 [Rad-

IstinaResearcherID (IRID): 54062242

man R., Aouissi A., Al Kahtani A., Mekhamer W. Effect

Биенко Андрей Андреевич, гл. спец., ORCID:

of CO₂ on the oxidation of cyclohexene by H₂O₂

https://orcid.org/0000-0002-2039-6239

using СО_1.5PW₁₂O₄₀ catalyst // Petrol. Chem. 2017.

Волков Алексей Владимирович, д.х.н., зам. дирек-

V. 57. N 1. P. 79-84. DOI: https://doi.org/10.1134/

тора ИНХС РАН, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-

S0965544117010108].

4524-4597; ResearcherID: G-5301-2014; Scopus Author

[9] Герзелиев И. М., Усачев Н. Я., Попов А. Ю.,

ID: 55959940700; Scholar Google: Alexey Volkov;

Хаджиев С. Н. Парциальное окисление низших

SPIN: 3264-2100; IstinaResearcherID (IRID): 58991571

алканов активным решеточным кислородом оксид-

но-металлических систем: 1. Экспериментальные

методы и установки // Нефтехимия. 2011. Т. 51.

№ 6. С. 420-426 [Gerzeliev I. M., Usachev N. Ya.,

Список литературы

Popov A. Yu., Khadzhiev S. N. Partial oxidation of

[1] IPCC. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contri-

lower alkanes by active lattice oxygen of metal oxide

bution of Working Groups I, II and III to the Fifth

systems: 1. Experimental methods and equipment

Assessment Report of the Intergovernmental Panel on

// Petrol. Chem. 2011. V. 51. N 6. P. 411-417. DOI:

Climate Change / Ed. by R. Pachauri and L. Meyer.

https://doi.org/10.1134/S0965544111060168].

Geneva, Switzerland: IPCC, 2014. 151 p.

[10]

Wang H., Zhu R., Wang X., Li Z. Utilization of CO₂

[2] Gozalpour F., Ren S. R., Tohidi B. CO₂ EOR and

in metallurgical processes in China // Miner. Process.

Storage in Oil Reservoirs // Oil & Gas Sci. Technol.

Extr. Metall. 2017. V. 126. N 1-2. P. 47-53. DOI:

2005. V. 60. N 3. P. 537-546. DOI: https://doi.

https://doi.org/10.1080/03719553.2016.1255401

org/10.2516/ogst:2005036

[11]

Chemistry and technology of soft drinks and fruit

[3] Shi J. Q., Durucan S. CO₂ Storage in Deep Unminable

juices. 3rd Ed. / Ed. P. R. Ashhurst. Chichester, West

Coal Seams // Oil & Gas Sci.Technol. 2005. V. 60.

Sussex, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2016. P. 146-

N 3. P. 547-558. DOI: https://doi.org/10.2516/

173.

ogst:2005037

[12]

Singh P., Wani A. A., Karim A. A., Langowski H. C.

[4] Aresta M., Dibenedetto A., Angelini A. The changing

The use of carbon dioxide in the processing and

paradigm in CO₂ utilization // J. CO₂ Util. 2013.

packaging of milk and dairy products: A review // Int.

V. 3-4. P. 65-73. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

J. Dairy Technol. 2012. V. 65. N 2. P. 161-177. DOI:

jcou.2013.08.001

https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2011.00744.x

[5] Carbon Dioxide Utilisation: Closing the Carbon

[13]

Al-Mutaz I. S., Al-Ghunaimi M. A. pH Control in Water

Cycle / Eds P. Styring, E. A. Quadrelli, K. Armstrong.

Treatment Plant by the Addition of Carbon Dioxide //

Amsterdam: Elsevier B.V., 2015. P. 97-113.

Proc. of the IDA World Congress on Desalination and

[6] Лядов А. С., Хаджиев С. Н. Биоглицерин — аль-

Water Reuse, October 26-31, Bahrain. 2001. P. 1-12.

тернативное сырье для основного органического

[14]

Joss A., Baenninger C., Foa P., Koepke S., Krauss M.,

синтеза (Обзор) // ЖПХ. 2017. Т. 90. № 11. С. 1417-

McArdell C., Rottermann K., Wei Yu., Zapata A.,

1428 [Lyadov A. S., Khadzhiev S. N. Bioglycerol as an

Siegrist H. Water reuse: >90% water yield in MBR/

Alternative Raw Material for Basic Organic Synthesis //

RO through concentrate recycling and CO₂ addition

Russ. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. N 11. P. 1727-1737.

as scaling control // Water Res. 2011. V. 45. N 18.

DOI: https://doi.org/10.1134/S1070427217110015].

P. 6141-6151. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.

[7] Соловьев С. А., Зателепа Р. Н., Губарен Е. В., Стри-

2011.09.011

жак П. Е., Мороз Э. М. Влияние добавок оксидов

[15]

Ogston M., Young J., Jansson A.-C., Steel K.

щелочных металлов (K₂O, Na₂O, Li₂O) на актив-

Experiences in CO₂ pH control at the Visy VPP9 and

ность и стабильность работы Ni/Al₂O₃ катализато-

VPP10 pulp and paper mills // Proc. of the 64th Appita

ров в процессе углекислотной конверсии метана //

Annual Conf. and Exibition. April 18-21, Melbourne,

ЖПХ. 2007. Т. 80. № 11. С. 1858-1863 [Solov′ev S. A.,

Australia, 2010. P. 215-219.

Zatelepa R. N., Gubaren E. V., Strizhak P. E., Mo-

[16]

Sajid M. S., Caswell J., Bhatti M. I., Baig M. K., Mi-

roz E. M. Activity and stability of Ni/Al₂O₃ catalysts in

les W. F. A. Carbon dioxide insufflation vs conventional

carbon dioxide conversion of methane as influenced by

air insufflation for colonoscopy: a systematic review

alkali metal oxide additives (K₂O, Na₂O, Li₂O) // Russ.

and meta-analysis of published randomized controlled

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

973

trials // Colorect. Disease. 2015. V. 17. N 2. P. 111-

[27] Pat. US 1783901 (publ.1930). Process for separating

123. DOI: https://doi.org/10.1111/codi.12837

acid gases.

[17]

Julu P. O. O., Shah M., Monro J. A., Puri B. K. Carbon

[28] Rochelle G. T. Amine scrubbing for CO₂ capture //

dioxide therapy in hypocapnic respiratory failure //

Science. 2009. V. 325. N 5948. P. 1652-1654. DOI:

Med. Hypoth. 2018. V. 110. P. 101-104. DOI: https://

https://doi.org/10.1126/science.1176731

doi.org/10.1016/j.mehy.2017.11.010

[29] Kohl A., Nielsen R. Gas Purification / Huston, TX,

[18]

Carbon Dioxide Recovery and Utilization / Ed.

USA: Gulf Publ. Co., 1997. P. 40–269.

M. Aresta. Luxemburg: Springer Science & Business

[30] Absorption-based Post-Combustion Capture of

Media B.V., 2013. P. 293–312.

Carbon dioxide. 1st Ed. / Ed. P. H. M. Feron. Duxford:

[19]

Авилов А. Э., Лейтес И. Л., Кондырев Б. И., Бе-

Woodhead Publ., Elsevier, 2016. P. 757-778.

лов А. В. Новые области применения диоксида

[31] Liang Z., Rongwong W., Liu H., Fu K., Gao H., Cao F.,

углерода (углекислоты) и модернизация техноло-

Zhang R., Sema T., Henni A., Sumon K., Nath D.,

гии его выделения из газовых смесей // Хим. пром-

Gelowitz D., Srisang W., Saiwan C., Benamor A.,

сть сегодня. 2010. Т. 5. C. 51-56.

Al-Marri M., Shi H., Supap T., Chan C., Zhou Q.,

[20]

Кумеева Т. Ю., Пророкова Н. П., Холодков И. В.,

Abu-Zahra M., Wilson M., Olson W., Idem R.,

Пророков В. Н., Буяновская А. Г., Кабаева Н. М.,

Tontiwachwuthikul P. Recent progress and new

Гумилева Л. В., Бараковская Л. Г., Таказова Р. У.

developments in post-combustion carbon-capture

Исследование покрытия полиэфирных волокон

technology with amine based solvents // Int. J. Greenh.

политетрафторэтиленом в сверхкритическом ди-

Gas Control. 2015. V. 40. P. 26-54. DOI: https://doi.

оксиде углерода // ЖПХ. 2012. Т. 85. № 1. С. 151-

org/10.1016/j.ijggc.2015.06.017

156 [Kumeeva T. Y., Prorokova N. P., Kholodkov I. V.,

[32] Idem R., Supap T., Shi H., Gelowitz D., Ball M.,

Prorokov V. N., Buyanovskaya A. G., Kabayeva N. M.,

Campbell C., Tontiwachwuthikul P. Practical

Gumileva L. V., Barakovskaya L. G., Takazova R. U.

experience in post-combustion CO₂ capture using

Analysis of a polytetrafluoroethylene coating deposited

reactive solvents in large pilot and demonstration plants

onto polyester fibers from supercritical carbon dioxide

// Int. J. Greenh. Gas Control. 2015. V. 40. P. 6-25.

// Russ. J. Appl. Chem. 2012. V. 85. N 1. P. 144-149.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.06.005

DOI: https://doi.org/10.1134/S1070427212010284].

[33] Caplow M. Kinetics of carbamate formation and break-

[21]

Sovizi M. R., Dehghani H. Supercritical carbon

down // J. Am. Chem. Soc. 1968. V. 90. N 24. P. 6795-

dioxide extraction of Sm⁺³ and Nd⁺³ from solid matrix

6803. DOI: https://doi.org/0.1021/ja01026a041

using Cyanex 921 // Russ. J. Appl. Chem. 2016. V. 89.

[34] Danckwerts P. V. The reaction of CO₂ with ethano-

N 12. P. 2084-2090. DOI: https://doi.org/10.1134/

lamines // Chem. Eng. Sci. 1979. V. 34. N 4.

S1070427216120223

P. 443-446. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-

[22]

Dense Phase Carbon Dioxide: Food and Pharma-

2509(79)85087-3

ceutical Applications / Eds M. O. Balaban, G. Fer-

[35] Crooks J. E., Donnellan J. P. Kinetics and mechanism

rentino. Chichester, West Sussex, UK: Wiley-Black-

of the reaction between carbon dioxide and amines in

well Publ., 2012. P. 199-226.

aqueous solution // J. Chem. Soc. Perkin Transac. 2.

[23]

Handbook of Laser Technology and Applications.

1989. V. 4. P. 331-333. DOI: https://doi.org/10.1039/

V. II: Laser design and laser systems / Eds C. E. Webb,

P29890000331

J. D. C. Jones. Bristol, Philadelphia, PA, USA:

[36] Ma′mun S., Svendsen H. F., Hoff K. A., Juliussen O.

Institute of Physics Publ., 2012. P. 751-790.

Selection of new absorbents for carbon dioxide

[24]

Jones C. A., Zweber A., DeYoung J. P., McClain J. B.,

capture // Energy Convers. Manag. 2007. V. 48.

Carbonell R., DeSimone J. M. Applications of «Dry»

N 1. P. 251-258. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

Processing in the Microelectronics Industry Using

enconman.2006.04.007

Carbon Dioxide // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci.

[37] Versteeg G. F., van Swaaj W. P. M. On the kinetics

2004. V. 29. N 3-4. P. 97-109. DOI: https://doi.

between CO₂ and alkanolamines both in aqueous

org/10.1080/10408430490888968

and non-aqueous solutions — I. Primary and

[25]

Yaashikaa P. R., Kumar P. S., Varjani S. J., Sarava-

secondary amines // Chem. Eng. Sci. 1988. V. 43.

nan A. A review on photochemical, biochemical

N 3. P. 587-591. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-

and electrochemical transformation of CO₂ into

2509(88)87017-9

value-added products // J. CO₂ Util. 2019. V. 33.

[38] Sreenivasulu B., Gayatri D. V., Sreedhar I., Ragha-

P. 131-147. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

van K. V. A journey into the process and engineering

jcou.2019.05.017

aspects of carbon capture technologies // Renew.

[26]

Olajire A. A. Valorization of greenhouse carbon

Sustain. Energy Rev. 2015. V. 41. P. 1324-1350. DOI:

dioxide emissions into value-added products by

https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.09.029

catalytic processes // J. CO₂ Util. 2013. V. 3-4. P. 74-

[39] Leung D. Y. C., Caramanna G., Maroto-Valer M. M.

92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcou.2013.10.004

An overview of current status of carbon dioxide

974

Баженов С. Д. и др.

capture and storage technologies // Renew. Sustain.

Manag. 2011. V. 2. N 5. P. 551-566. DOI: https://doi.

Energy Rev. 2014. V. 39. P. 426-443. DOI: https://doi.

org/10.4155/cmt.11.55

org/10.1016/j.rser.2014.07.093

[50]

Reynolds A.J., Verheyen T. V., Adeloju S. B. Meule-

[40] Materials and processes for energy: communicating

man E., Feron P. Towards Commercial Scale Postcom-

current research and technological developments / Ed.

bustion Capture of CO₂ with Monoethanolamine

A. Mendez-Vilas. Badajoz: Formatex Research Center,

Solvent: Key Considerations for Solvent Management

2013. P. 923–934.

and Environmental Impacts // Environ. Sci. Technol.

[41] Wang M., Lawal A., Stephenson P., Sidders J., Ram-

2012. V. 46. N 7. P. 3643-3654. DOI: https://doi.

shaw C. Post-combustion CO₂ capture with chemical

org/10.1021/es204051s

absorption: A state-of-the-art review // Chem. Eng.

[51]

Dutcher B., Fan M., Russell A. G. Amine-Based CO₂

Res. Des. 2011. V. 89. N 9. P. 1609-1624. DOI: https://

Capture Technology Development from the Beginning

doi.org/10.1016/j.cherd.2010.11.005

of 2013 — A Review // ACS Appl. Mater. Interfaces.

[42] Bailey B. W., Feron P. H. M. Post-Combustion

2015. V. 7. N 4. P. 2137-2148. DOI: https://doi.

Decarbonisation Processes // Oil & Gas Sci. Technol.

org/10.1021/am507465f

2005. V. 60. N 3. P. 461-474. DOI: https://doi.

[52]

Rochelle G. T. Thermal degradation of amines for

org/10.2516/ogst:2005028

CO₂ capture // Curr. Opin. Chem. Eng. 2012. V. 1.

[43] Mangalapally H. P., Notz R., Asprion N., Sieder G.,

N 2. P. 183-190. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

Garcia H., Hasse H. Pilot plant study of four new

coche.2012.02.004

solvents for post combustion carbon dioxide capture

[53]

Набоков С. В., Шкляр Р. Л., Петкина Н. П. Разра-

by reactive absorption and comparison to MEA // Int.

ботка технологии вакуумной перегонки растворов

J. Greenh. Gas Control. 2012. V. 8. P. 205-216. DOI:

диэтаноламина // Вести газовой науки. 2015. № 1

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2012.02.014

(21). C. 22-28.

[44] Liang Z.H., Sanpasertparnich T., Tontiwachwuthi-

[54]

Davis J., Rochelle G. Thermal degradation of

kul P., Gelowitz D., Idem R. Part 1: Design, modeling

monoethanolamine at stripper conditions // Energy

and simulation of post-combustion CO₂ capture

Procedia. 2009. V. 1. N 1. P. 327-333. DOI: https://

systems using reactive solvents // Carbon Manag.

doi.org/10.1016/j.egypro.2009.01.045

2011. V. 2. N 3. P. 265-288. DOI: https://doi.

[55]

Léonard G., Crosset C., Toye D., Heyen G. Influence

org/10.4155/cmt.11.19

of process operating conditions on solvent thermal and

[45] Abu-Zahra M. R. M., Niederer J. P. M., Feron P. H. M.,

oxidative degradation in post-combustion CO₂ capture

Versteeg G. F. CO₂ capture from power plants: Part II.

// Comput. Chem. Eng. 2015. V. 83. P. 121-130.

A parametric study of the economical performance

DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.

based on mono-ethanolamine // Int. J. Greenh. Gas

2015.05.003

Control. 2007. V. 1. N 2. P. 135-142. DOI: https://doi.

[56]

Veltman K., Singh B., Hertwich E. G. Human and

org/10.1016/S1750-5836(07)00032-1

Environmental Impact Assessment of Postcombustion

[46] Wang M., Joel A. S., Ramshaw C., Eimer D., Mu-

CO₂ Capture Focusing on Emissions from Amine-

sa N. M. Process intensification for post-combustion

Based Scrubbing Solvents to Air // Environ. Sci.

CO₂ capture with chemical absorption: A critical

Technol. 2010. V. 44. N 4. P. 1496-1502. DOI: https://

review // Appl. Energy. 2015. V. 158. P. 275-291.

doi.org/10.1021/es902116r

DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.08.083

[57]

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

[47] Баженов С. Д., Любимова Е. С. Мембранные кон-

Nanofiltration for the concentration of heat stable

такторы газ-жидкость для выделения диоксида

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

углерода из газовых сред // Мембраны и мем-

Gas Control. 2014. V. 30. P. 34-41. DOI: https://doi.

бран. технологии. 2016. Т. 6. № 3. С. 213-242.

org/10.1016/j.ijggc.2014.08.020

DOI: https://doi.org/10.1134/S2218117216030020

[58]

Valtcheva I. B., Kumbharkar S. C., Kim J. F., Bhole Yo.,

[Bazhenov S. D., Lyubimova E. S. Gas-liquid

Livingston A. G. Beyond polyimide: Crosslinked

membrane contactors for carbon dioxide capture

polybenzimidazole membranes for organic solvent

from gaseous streams // Petrol. Chem. 2016. V. 56.

nanofiltration (OSN) in harsh environments // J.

N 10. P. 889-914. DOI: https://doi.org/10.1134/

Membr. Sci. 2014. V. 457. P. 62-72. DOI: https://doi.

S0965544116100029].

org/10.1016/j.memsci.2013.12.069

[48] Bazhenov S., Bildyukevich A., Volkov A. Gas-Liquid

[59]

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

Hollow Fiber Membrane Contactors for Different

Amine degradation in CO₂ capture. I. A review // Int.

Applications // Fibers. 2018. V. 6. N 4. P. 76. DOI:

J. Greenh. Gas Control. 2012. V. 10. P. 244-270. DOI:

https://doi.org/10.3390/fib6040076

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2012.06.015

[49] Supap T., Saiwan C., Idem R., Tontiwachwuthikul P.

[60]

Dumée L., Scholes C., Stevens G., Kentish S. Purifi-

Part 2: Solvent management: solvent stability and

cation of aqueous amine solvents used in post combus-

amine degradation in CO₂ capture processes // Carbon

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

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

975

Control. 2012. V. 10. P. 443-455. DOI: https://doi.

Res. 2006. V. 45. N 8. P. 2513-2521. DOI: https://doi.

org/10.1016/j.ijggc.2012.07.005

org/10.1021/ie0490031

[61]

ElMoudir W., Supap T., Saiwan C., Idem R., Tonti-

[74] Sexton A., Rochelle G. T. Catalysts and inhibitors for

wachwuthikul P. Part 6: Solvent recycling and reclai-

oxidative degradation of monoethanolamine // Int.

ming issues // Carbon Manag. 2012. V. 3. N 5. P. 485-

J. Greenh. Gas Control. 2009. V. 3. N 6. P. 704-711.

509. DOI: https://doi.org/10.4155/cmt.12.55

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

[62]

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

[75] Вакк Э. Г., Шуклин Г. В., Лейтес И. Л. Получение

technologies in post-combustion carbon dioxide

технологического газа для получения аммиака,

capture // J. Environ. Sci. 2015. V. 27. P. 276-289.

метанола, водорода и высших углеводородов.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jes.2014.06.037

Теоретические основы, технология, катализато-

[63]

Cummings A. L., Mecum S. M. Increasing Profitability

ры, оборудование, системы управления. М.: ООО

And Improving Environmental Performance by Main-

«Галлея-Принт», 2011. C. 288-308.

taining Amine Solvent Purity // Proc. of the 50th

[76] Cummings A. L., Smith G. D., Nielsen D. K. Advances

Laurance Reid Gas Conditioning Conf. Norman, OK,

in amine reclaiming — why there′s no excuse to

USA, 2000. P. 9-20.

operate a dirty amine system // Proc. of the 57th

[64]

Hatcher N. A., Keller A. E., Weiland R. H., Sivasubra-

Laurance Reid Gas Conditioning Conf. Norman, OK,

manian M. S. Are Your Simulation Amines Too Clean?

USA, 2007. P. 227–244.

// Proc. of the 56th Laurance Reid Gas Conditioning

[77] Thitakamol B., Veawab A. Foaming Behavior in CO₂

Conf. Norman, OK, USA, 2006. P. 259–274.

Absorption Process Using Aqueous Solutions of

[65]

Du Part M. S., Bacon T. R., Edwards D. J. Under-

Single and Blended Alkanolamines // Ind. Eng. Chem.

standing corrosion in alkanolamine gas treating plants:

Res. 2008. V. 47. N 1. P. 216-225. DOI: https://doi.

Part 2 // Hydrocarb. Process. 1993. V. 72. N 5. P. 89-94.

org/10.1021/ie070366l

[66]

Harston J., Ropital F. Amine unit corrosion in

[78] Thitakamol B., Veawab B., Aroonwilas A. Foaming

refineries. Amsterdam: Elsevier, 2007. P. 3-8.

in amine-based CO₂ capture process: Experiment,

[67]

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

modeling and simulation // Energy Procedia.

Part 3: Corrosion and prevention in post-combustion

2009. V. 1. N 1. P. 1381-1386. DOI: https://doi.

CO₂ capture systems // Carbon Manag. 2011. V. 2.

org/10.1016/j.egypro.2009.01.181

N 6. P. 659-675. DOI: https://doi.org/10.4155/

[79] Von Phul S. A. Sweetening process foaming and

cmt.11.63

abatement part II: Case studies // Proc. of the 52nd

[68]

Kittel J., Gonzalez S. Corrosion in CO₂ Post-Com-

Laurance Reid Gas Conditioning Conf. Norman, OK,

bustion Capture with Alkanolamines — A Review //

USA, 2002. P. 9-42.

Oil & Gas Sci. Technol. 2014. V. 65. N 5. Р. 915-929.

[80] Von Phul S. A. Sweetening process foaming and

DOI: https://doi.org/10.2516/ogst/2013161

abatement part I // Proc. of the 51st Laurance Reid

[69]

Rooney P. C., Bacon T. R., DuPart M. S. Effect of heat

Gas Conditioning Conf. Norman, OK, USA, 2001.

stable salts on MDEA solution corrosivity: Part 2 //

P. 251–280.

Hydrocarb. Process. 1997. V. 76. N 4. P. 65-70.

[81] Baumeister E. R., Souza R. C., Rusque C. I. Amine

[70]

Tanthapanichakoon W., Veawab A., McGarvey B.

Contamination and Associated Problems in the Gas

Electrochemical Investigation on the Effect of Heat-

Treating Units // Proc. of the XIX Int. Gas Convention

stable Salts on Corrosion in CO₂ Capture Plants Using

AVPG 2010. Caracas, Venezuela, 2010. P. 1-7.

Aqueous Solution of MEA // Ind. Eng. Chem. Res.

[82] Pat. US 2701750 (publ. 1955). Recovery of diethano-

2006. V. 45. N 8. P. 2586-2593. DOI: https://doi.

lamine and salts.

org/10.1021/ie050575a

[83] Scheirman W. L. Filter DEA treating solution //

[71]

Davoudi M., Safadoust A. R., Akbar Mansoori S. A.,

Hydrocarb. Process. 1973. V. 52. N 8. P. 95-96.

Mottaghi H. R. The impurities effect on thermal degra-

[84] Pat. US 5912387 (publ. 1999). Amine heat stable salt

dation and corrosivity of amine solution in South Pars

neutralization having reduced solids.

gas sweetening plants // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2014.

[85] Asperger R. G., Liu H. J., Dean J. W. Accurate,

V. 19. P. 116-124. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

Reproducible Measurement of Reduced Corrosion

jngse.2014.05.001

in Gas Treating Amine Systems After Application

[72]

Goff G. S., Rochelle G. T. Monoethanolamine

of Judicious Neutralization Techniques // Proc. of

Degradation: O₂ Mass Transfer Effects under

the Am. Inst. of Chem. Eng. 1995 Spring Meeting.

CO₂ Capture Conditions // Ind. Eng. Chem. Res.

Houston, TX, USA, 1995. P. 1-21.

2004. V. 43. N 20. P. 6400-6408. DOI: https://doi.

[86] Liu H. J., Dean J. W., Bosen S. F. Neutralization

org/10.1021/ie0400245

Technology to Reduce Corrosion from Heat Stable

[73]

Goff G. S., Rochelle G. T. Oxidation Inhibitors for

Amine Salts // Proc. of the Corrosion — National

Copper and Iron Catalyzed Degradation of Monoetha-

Association of Corrosion Engineers Annual Conf.

nolamine in CO₂ Capture Processes // Ind. Eng. Chem.

Orlando, Florida, USA, 1995. P. 1–13.

976

Баженов С. Д. и др.

[87] Cummings A. L., Mecum S. M. Remove heat stable

[105] Gorset O., Andersson V. Amine Thermal Reclama-

salts for better amine plant performance // Hydrocarb.

tion; Technology Development from Lab to Large-

Process. 1998. V. 77. N 8. P. 63-67.

Scale Pilot Testing // Energy Procedia. 2013. V. 37.

[88] The Dow Chemical Company. Gas Conditioning

P. 6357-6364. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

Fact Book / Midland, Michigan, USA: The Dow

egypro.2013.06.565

Chemical Co., 1962. P. 145–234.

[106] Gorset O., Knudsen J. N., Bade O. M., Askestad I.

[89] Bedell S. A., Worley C. M., Darst K., Simmons K.

Results from Testing of Aker Solutions Advanced

Thermal and oxidative disproportionation in amine

Amine Solvents at CO₂ Technology Centre Mongstad

degradation — O₂ stoichiometry and mechanistic

// Energy Procedia. 2014. V. 63. P. 6267-6280. DOI:

implications // Int. J. Greenh. Gas Control. 2011.

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.658

V. 5. N 3. P. 401-404. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

[107] Pat. US 2797188 (publ. 1957). Refining petroleum

ijggc.2010.03.005

with an alkanolamine absorbent and reactivation of

[90] Pat. US 5152887 (publ. 1992). Process for reclaiming

the spent alkanolamine.

waste gas treatment chemical.

[108] Pat. US 4795565 (publ. 1989). Clean up of ethanol-

[91] Pat. US 5158649 (publ. 1992). Apparatus for reclai-

amine to improve performance and control corrosion

ming waste gas treating chemical.

of ethanolamine units.

[92] Pat. US 5389208 (publ. 1995). Process for reclaiming

[109] Pat. US 5268155 (publ. 1993). Clean up of ethanol-

and-or concentrating waste aqueous solutions of gas

amine to improve performance and control corrosion

treating chemicals.

of ethanolamine units.

[93] Pat. US 5441605 (publ. 1995). Apparatus for reclai-

[110] Pat. US 6245128 B1 (publ. 1991). Process for the

ming waste gas treating chemical.

reclamation of spent alkanolamine solution.

[94] Pat. US 5993608 (publ. 1999). Process for recovering

[111] Pat. US 5292493 (publ. 1994). Clean up of ethanol-

processing liquids.

amine solution by treating with weak ion exchange

[95] Pat. US 6508916 (publ. 2003). Process for recovering

resins.

processing liquids.

[112] Pat. US 4970344 (publ. 1990). Reactivation of spent

[96] Шкляр Р. Л., Набоков С. В., Петкина Н. П. Созда-

alkanolamine.

ние установки вакуумной перегонки растворов

[113] Pat. US 5045291 (publ. 1991). Reactivation of spent

ДЭА на АГПЗ // Газ. пром-сть. 2012. № 5. С. 87-89

alkanolamine.

[Shklyar R. L., Nabokov S. V., Petkina N. P. Creation

[114] Pat. US 5162084 (publ. 1992). Process for monitoring

of a system for vacuum rectification of diethanol-

and controlling an alkanolamine reaction process.

amine solutions at the Astrakhan Gas-Processing

[115] Pat. US 5788864 (publ. 1998). Amine heat stable salt

Plant // Gazovaya Promyshlennost′. 2012. V. 5.

removal from type II anion exchange resin.

Р. 87-89].

[116] Pat. US 5006258 (publ. 1991). Regeneration of acidic

[97] Пат. РФ 2491981 (опубл. 2013). Способ очистки

cationic exchange resin used in the reactivation of

раствора диэтаноламина от примесей.

spent alkanolamine.

[98] Пат. РФ 2487113 (опубл. 2013). Способ очистки

[117] Pat. US 5368818 (publ. 1994). Monitoring and control

раствора диэтаноламина от примесей.

system for selective regeneration of alkanolamine

[99] Pat. US 6152994 (publ. 2000). Process for the

from cation ion exchange resin with sodium hydroxide.

purification of an alkanolamine.

[118] Cummings A.L., Mecum S.M., Veatch F.C. Control-

[100] Pat. US 2007/0148068 А1 (publ. 2007). Reclaiming

ling Corrosion in Gas Treating Solutions // Proc. of

amines in carbon dioxide recovery.

the Gas Processors Association′ European Chapter

[101] Pat. US 8425849 B2 (publ. 2013). Reclaiming

Conf. 2000. P. 1-13.

apparatus.

[119] Cummings A. L., Street D., Lawson G. Contaminants

[102] ElMoudir W., Fairchild J., Aboudheir A. HTC

and Their Effects on Operations — Yes! You can

Solvent Reclaimer System at Searles Valley Mine-

have better operating amine and glycol systems! //

rals Facility in Trona, California // Energy Procedia.

Proc. of the Brimestone Sulfur Conf. Banff, Alberta,

2014. V. 63. P. 6156-6165. DOI: https://doi.

Canada, 2000. P.1-24.

org/10.1016/j.egypro.2014.11.647

[120] Pat. US 3385788 (publ. 1968). Processes for opera-

[103] Ju H., ElMoudir W., Aboudheir A., Mahinpey N.

ting fixed beds of active media.

Development of a facile reclaiming process for

[121] Pat. US 4673507 (publ. 1987). Fluid treatment pro-

degraded alkanolamine and glycol solvents used

cess and apparatus.

for CO₂ capture systems // Int. J. Greenh. Gas

[122] Jouravleva D., Davy P., Sheedy M. Impact of Conti-

Control. 2018. V. 74. P. 174-181. DOI: https://doi.

nuous Removal of Heat Stable Salts on Amine

org/10.1016/j.ijggc.2018.05.004

Plant Operation // Proc. of the 50th Laurance Reid

[104] Pat. US 2012/0125196 A1 (publ. 2012). Method for

Gas Conditioning Conf. Norman, OK, USA, 2000.

reclaiming of CO₂ absorbent and a reclaimer.

P. 281–298.

Термостабильные соли и методы их выделения из алканоламиновых абсорбентов диоксида углерода (обзор)

977

[123] Shao J., Vaz L. Effectiveness of Continuous Removal

[134]

Pat. US 2768945 (publ. 1956). Method of separating

of Heat Stable Salts from Contaminated Amine

acidic gases from fluid mixtures.

Scrubbing Solutions // Chem. Ind. Digest. 2007.

[135]

Pat. US 4814051 (publ. 1989). Process for the

V. 20. N 11. P. 53-61.

recovery of alkanolamines from their heat-stable

[124] Dandekar S., Shao J. Continuous Removal of Conta-

salts formed in alkanolamine sorbent solutions.

minants from Amine Solutions // Petrol. Technol.

[136]

Pat. US 4808284 (publ. 1989). Process for the reco-

Quarterly. 2011. V. 16. N 5. P. 81-87.

very of alkanolamines from their heat-stable salts

[125] Петров И. В., Павлов М. Л., Спащенко А. Ю.,

formed during absorbent thermal regenerative step

Гуськов Б. О. Совершенствование технологии

of gas conditioning processes.

аминовой сероочистки газов // Нефтегаз. дело.

[137]

Price J., Burns D. Clean amine solvents economically

2013. Т. 11. № 4. C. 145–149.

and online // Hydrocarb. Process. 1995. V. 74. N 8.

[126] Pal P., Banat F., AlShoaibi A. Adsorptive removal

P. 140–141.

of heat stable salt anions from industrial lean

[138]

Pat. US 5910611 (publ. 1999). Aqueous alkanol-

amine solvent using anion exchange resins from

amines using an electrodialysis cell with an ion

gas sweetening unit // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2013.

exchange membrane.

V. 15. P. 14-21. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

[139]

Burns D., Gregory R. A. The UCARSEP® Process

jngse.2013.08.001

for On-Line Removal of Non-Regenerable Salts

[127] Seelarak C., Saiwan C., Supap T., Idem R.,

from Amine Units // Proc. of the 45th Laurance Reid

Tontiwachwuthikul P., Wongpanit P. Studies of

Gas Conditioning Conf. Norman, OK, USA, 1995.

Crosslinked Quaternized Biopolymer for Separation

P. 213–228.

of Heat Stable Salts in Amine Absorption Solution for

[140]

Pat. US 5292407 (publ. 1994). Process for converting

Carbon Dioxide Capture // Energy Procedia. 2013.

heat stable amine salts to heat regenerable amine

V. 37. P. 1202-1208. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

salts.

egypro.2013.05.218

[141]

Pat. US 6517600 B2 (publ. 2003). Process for the

[128] Pal P., Banat F. Contaminants in Industrial Lean

removal of heat stable amine salts.

Amine Solvent and their Removal using Bio-

[142]

Parisi P., Bosen S. Electrodialysis-Effective Amine

polymers: A New Aspect // J. Phys. Chem.

Reclamation with Minimal Operational Impact //

Biophys. 2014. V. 4. N 1. P. 1-5. DOI: https://doi.

Proc. of the 85th Gas Processors Associations′s

org/10.4172/2161-0398.1000135

Annual Convention. Grapevine, TX, USA, 2006.

[129] Pal P., Edathil A. A., Banat F. Calcium alginate gel

P. 1-15.

and hard beads for the removal of total organic acid

[143]

Parisi P., Bosen S. Amine reclamation with minimal

anions and heavy metal ions from industrial lean

operational impact through electrodialysis // Proc.

methyldiethanolamine solvent // Polym. Bull. 2019.

of the 56th Laurance Reid Gas Conditioning Conf.

V. 76. N 1. P. 103-118. DOI: https://doi.org/10.1007/

Norman, OK, USA, 2006. P. 301–315.

s00289-018-2376-0

[144]

Meng H., Zhang S., Li C., Li L. Removal of heat

[130] Edathil A. A., Pal P., Banat F. Alginate clay hyb-

stable salts from aqueous solutions of N-methyldi-

rid composite adsorbents for the reclamation of

ethanolamine using a specially designed three-

industrial lean methyldiethanolamine solutions //

compartment configuration electrodialyzer // J.

Appl. Clay Sci. 2018. V. 156. P. 213-223. DOI:

Membr. Sci. 2008. V. 322. P. 436-440. DOI: https://

https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.02.015

doi.org/10.1016/j.memsci.2008.05.072

[131] Заболоцкий В. И., Гнусин Н. П., Письмен-

[145]

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

ский В. Ф., Омельченко Ю. Н., Стрелец Ю. Г.,

salts (HSS) from spent alkanolamine wastewater

Ковалев А. С. Электродиализное концентрирова-

using electrodialysis // J. Ind. Eng. Chem. 2018.

ние углексилого газа с использованием в качестве

V. 57. P. 356-362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

сорбентов алканоламинов // ЖПХ. 1982. Т. 55.

jiec.2017.08.043

№ 5. С. 1105-1110.

[146]

Vitse F., Baburao B., Dugas R., Czarnecki L.,

[132] Заболоцкий В. И., Гнусин Н. П., Ельникова Л. Ф.,

Schubert C. Technology and pilot plant results of the

Омельченко Ю. Н. Исследование процесса реге-

advanced amine process // Energy Procedia. 2011.

нерации сорбентов углекислого газа на основе

V. 4. P. 5527-5533. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

моноэтаноламина электродиализом с биполяр-

egypro.2011.02.539

ными мембранами // ЖПХ. 1985. Т. 58. № 10.

[147]

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

С. 2396-2399.

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

[133] Zabolotskii V., Sheldeshov N., Melnikov S. Hetero-

reclamation using electrodialysis // Ind. Eng. Chem.

geneous bipolar membranes and their appli-

Res. 2014. V. 53. N 49. P. 19313-19321. DOI:

cation in electrodialysis // Desalination. 2014.

https://doi.org/10.1021/ie503506b

V. 342. P. 183-203. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

[148]

Lim J., Aguiar A., Reynolds A., Pearson P., Ken-

desal.2013.11.043

tish S. E., Meuleman E. Remediation of mono-

978

Баженов С. Д. и др.

ethanolamine after exposure to brown coal flue

[155] Radgen P., Rode H., Reddy S., Yonkoski J. Lessons

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

Learned from the Operation of a 70 Tonne per

P. 545-553. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.

Day Post Combustion Pilot Plant at the Coal Fired

2015.09.004

Power Plant in Wilhelmshaven, Germany // Energy

[149]

Василевский В. П., Волков В. В., Новицкий Э. Г.

Procedia. 2014. V. 63. P. 1585-1594. DOI: https://

Электромембранная регенерация аминных рас-

doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.168

творов газоперерабатывающих производств //

[156] Reddy S., Scherffius J.F., Yonkoski J., Ragden P.,

Критические технологии. Мембраны. 2009. Т. 44.

Rode H. Initial Results from Fluor′s CO₂ Capture

№ 4. С. 14-17.

Demonstration Plant Using Econamine FG Plus^SM

[150]

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

Technology at E.ON Kraftwerke′s Wilhelmshaven

Unterberger S., Grushevenko E., Volkov V., Vol-

Power Plant // Energy Procedia. 2013. V. 37.

kov A. Reclaiming of degraded MEA solutions by

P. 6216-6225. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

electrodialysis: Results of ED pilot campaign at post-

egypro.2013.06.550

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

[157] Thitakamol B., Veawab A., Aroonwilas A. Environ-

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

mental impacts of absorption-based CO₂ capture unit

doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.09.015

for post-combustion treatment of flue gas from coal-

[151]

Bazhenov S., Vasilevsky V., Rieder A., Unterberger S.,

fired power plant // Int. J. Greenh. Gas Control. 2007.

Grushevenko E., Volkov V., .Schallert B., Volkov A.

V. 1. N 3. P. 318-342. DOI: https://doi.org/10.1016/

Heat Stable Salts (HSS) Removal by Electrodialysis:

S1750-5836(07)00042-4

Reclaiming of MEA Used in Post-combustion

[158] Nurrokhmah L., Mezher T., Abu-Zahra M. R. M.

CO₂-Capture // Energy Procedia. 2014. V. 63.

Evaluation of Handling and Reuse Approaches for

P. 6349-6356. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

the Waste Generated from MEA-based CO₂ Capture

egypro.2014.11.668

with the Consideration of Regulations in the UAE //

[152]

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

Environ. Sci. Technol. 2013. V. 47. N 23. P. 13644-

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

13651. DOI: https://doi.org/10.1021/es4027198

Monoethanolamine (MEA) Used in Post-Combustion

[159] Nurrokhmah L., Mezher T., Abu-Zahra M. R. M.

CO₂-capture with Electrodialysis // Energy Pro-

The evaluation of monoethanolamine-based CO₂

cedia. 2014. V. 51. P. 148-153. DOI: https://doi.

post-combustion capture process waste handling

org/10.1016/j.egypro.2014.07.016

approaches considering the regulations in UAE //

[153]

Грушевенко Е. А., Баженов С. Д., Василев-

Energy Procedia. 2013. V. 37. P. 751-758. DOI:

ский В. П., Новицкий Э. Г., Волков А. В. Иссле-

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.164

дование двухступенчатой электродиализной

[160] Sexton A., Dombrowski K., Nielsen P., Rochelle G.,

очистки моноэтаноламина от термостабиль-

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

ных солей // ЖПХ. 2018. Т. 91. № 4. С. 533-541

Davison J. Evaluation of Reclaimer Sludge Disposal

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

from Post-combustion CO₂ Capture // Energy

Novitskii E. G., Volkov A. V. Two-step electrodialysis

Procedia. 2014. V. 63. P. 926-939. DOI: https://doi.

treatment of monoethanolamine to remove heat

org/10.1016/j.egypro.2014.11.102

stable salts // Russ. J. Appl. Chem. 2018. V. 91.

[161] Васильева В. И., Письменская Н. Д., Акберо-

N 4. P. 602-610. DOI: https://doi.org/10.1134/

ва Э. М., Небавская К. А. Влияние термохими-

S1070427218040110].

ческого воздействия на морфологию и степень

[154]

Новицкий Э. Г., Василевский В. П., Баженов С. Д.,

гидрофобности поверхности гетерогенных

Грушевенко Е. А., Васильева В. И., Волков А. В.

ионообменных мембран // ЖФХ. 2014. Т. 88.

Влияние состава растворов секций концентри-

№ 8. С. 1114-1120. DOI: https://doi.org/10.7868/

рования на эффективность выделения диоксида

S0044453714080329 [Vasil′eva V. I., Pismenskaya

углерода из водного раствора моноэтанолами-

N. D., Akberova E. M., Nebavskaya K. A. Effect of

на методом электродиализа // Мембраны и мем-

thermochemical treatment on the surface morphology

бран. технологии. 2014. Т. 4. № 4. С. 280-286.

and hydrophobicity of heterogeneous ion-exchange

DOI: https://doi.org/10.1134/S2218117214040063

membranes // Russ. J. Phys. Chem. A. 2014. V. 88.

[Novitsky E. G., Vasilevsky V. P., Bazhenov S. D.,

N 8. P. 1293-1299. DOI: https://doi.org/10.1134/

Grushevenko E. A., Vasilyeva V. I., Volkov A. V.

S0036024414080317].

Influence of the composition of concentrate solu-

[162] Nikonenko V. V., Kovalenko A. V., Urtenov M. K.,

tions on the efficiency of carbon dioxide remo-

Pismenskaya N. D., Han J., Sistat P., Pourcelly G.

val from monoethanolamine aqueous solution

Desalination at overlimiting currents: State-of-

by electrodialysis // Petrol. Chem. 2014. V. 54.

the-art and perspectives // Desalination. 2014.

N 8. P. 680-685. DOI: https://doi.org/10.1134/

V. 342. P. 85-106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.

S0965544114080118].

desal.2014.01.008