МОНОЭТАНОЛАМИН – практика применения и экспресс-метод индикации
Моноэтаноламин и подводный флот
До второй мировой войны для поглощения СО2 на подводных лодках пользовались натронной известью, наносимой тонким слоем на пластины, сквозь которые пропускали воздух.
Позже появилось более эффективное вещество — гидроокись лития. В присутствии влаги, которая всегда есть в воздухе, LiOH активно реагирует с двуокисью углерода:
2LiOH + CO2 = Li2CO3 + H2O.
Метод прост и надежен, но имеет существенный недостаток - каждую молекулу гидроокиси лития на борту подводной лодки можно использовать лишь однажды - реакция необратима, а запасы гидроокиси лития на подводной лодке (как и любые запасы) ограничены.
Радикальное решение проблемы мог бы дать непрерывный регенеративный процесс, и такой процесс существует. Главную роль в нем играет жидкое органическое вещество - моноэтаноламин.
Водный раствор моноэтаноламина обладает уникальным свойством. При нормальной температуре он проявляет себя как щелочь и связывает углекислоту, но если этот раствор нагреть, то он утрачивает свои щелочные свойства, и углекислый газ из него выделяется. После охлаждения моноэтаноламин вновь приобретает способность связывать двуокись углерода.
Известно, что на всех зарубежных атомных подводных лодках устанавливаются системы улавливания СО2 с помощью моноэтаноламина, и эти системы связывают и удаляют весь углекислый газ, выдыхаемый командой в сто и более человек.
Области применения моноэтаноламина
Абсорбционные свойства водных растворов моноэтаноламина широко используются и в современной промышленности, в частности, на нефтегазовых предприятиях для абсорбции попутных газов (например, CO2 и H2S).
Моноэтаноламин высшего и первого сорта применяется также в фармацевтической, текстильной, лакокрасочной промышленности, в производстве пластмасс, применяется при производстве косметической продукции, бытовой химии, в качестве сырья для получения шампуня, эмульгаторов, стабилизаторов пен, моющих и чистящих средств, ПАВ и других средств.
Моноэтаноламин используется в органическом синтезе, в частности, для получения этилендиамина, N-винилпирролидона и некоторые другие вещества.
Свойства моноэтаноламина
У моноэтаноламина есть и существенный недостаток: он сам относится к категории довольно вредных веществ, и его утечка может создать определенную опасность для человека. По степени воздействия на организм человека он относится ко 2-му классу опасности, предельно допустимая концентрация паров моноэтаноламина в воздухе рабочей зоны - 0,5 мг/м3.
Моноэтаноламин C2H7ON (синонимы: 2-аминоэтанол, этаноламин, 2-гидроксиэтиламин, коламин, МЭА, аминоэтиловый спирт) по внешнему виду представляет собой прозрачную жидкость с резким аммиачным запахом, не содержащую механических примесей.
Моноэтаноламин - простейший стабильный аминоспирт, вязкая маслянистая жидкость. Моноэтаноламин является наиболее сильным основанием по сравнению с другими этаноламинами и поэтому имеет наибольшую поглотительную способность. МЭА смешивается с водой и спиртами во всех отношениях, хорошо растворим в CHCl3, плохо в углеводородах и эфире.
МЭА вступает в реакции, характерные для аминов и спиртов. Моноэтаноламин окисляется, дегидрируется, взаимодействует с гидробромидом, сложными эфирами, минеральными и карбоновыми кислотами, их ангидридами, хлорангидридами, альдегидами, кетонами, сероуглеродом, мочевиной, диоксидом углерода, металлическим натрием. МЭА вызывает коррозию у соединений и сплавов меди.
Методы определения моноэтаноламина
Широкое использование моноэтаноламина и его токсичность обусловливают необходимость повсеместный мониторинга содержания моноэтаноламина в атмосфере.
Известны газожидкостной и фотометрический (Методические указания по фотометрическому определению первичных алифатических аминов в воздухе рабочей зоны № 2568, утвержденные 12.07.82) методы контроля содержания моноэтаноламина в окружающей среде, однако их сложно отнести к разряду экспресс-методов.
Экспресс-метод индикации моноэтаноламина
В настоящее время в России производится отечественное простейшее средство экспресс определения концентрации моноэтаноламина в анализируемом воздухе рабочей зоны - колористическая индикаторная трубка ИТ-C2H7NO/0,05. Диапазон обнаруживаемых этой индикаторной трубкой концентраций моноэтаноламина составляет от 0,5 до 50 мг/м3 с погрешностью до 25% при отборе проб воздуха объемом от 200 до 700 мл.
На стеклянную трубку диаметром 4,5 мм нанесена шкала, с помощью которой проводят измерение концентрации моноэтаноламина по длине слоя индикатора, изменившего цвет под воздействием МЭА с бежевого на серо-синий.
Индикаторная трубка внесена в Государственный реестр средств измерений.