La metildietanolamina , también conocida como N -metildietanolamina y más comúnmente como MDEA, es un compuesto orgánico con la fórmula CH3N ( C2H4OH ) 2 . Es un líquido incoloro con olor a amoniaco . Es miscible con agua, etanol y benceno . Es una amina terciaria , ampliamente utilizada como agente edulcorante en productos químicos, refinerías de petróleo , producción de gas de síntesis y gas natural . [1]
Compuestos similares son la monoetanolamina (MEA), una amina primaria, y la dietanolamina (DEA), una amina secundaria, ambas también utilizadas para el tratamiento de gases agrios . La característica definitoria de la MDEA en comparación con estas otras aminas es su capacidad para eliminar preferentemente el H2S ( y eliminar el CO2 ) de las corrientes de gas agrio . [1]
La popularidad de MDEA como disolvente para el tratamiento de gases se debe a varias ventajas que tiene en comparación con otras alcanolaminas. Una de estas ventajas es una presión de vapor baja, que permite composiciones con alto contenido de amina sin pérdidas apreciables a través del absorbedor y el regenerador. MDEA también es resistente a la degradación térmica y química y es en gran medida inmiscible con hidrocarburos. MDEA es una nota base común en perfumes para permitir que la fragancia perdure. Por último, MDEA tiene un calor de reacción relativamente bajo con sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, lo que permite menores tareas del recalentador y, por lo tanto, menores costos operativos.
La MDEA es menos reactiva con el CO2 , pero tiene una capacidad de carga de equilibrio cercana a 1 mol de CO2 por mol de amina. [2] También requiere menos energía para regenerarse. [2] Para combinar las ventajas de la MDEA y las aminas más pequeñas, la MDEA se suele mezclar con un promotor catalítico como la piperazina, PZ o una amina de reacción rápida como la MEA para conservar la reactividad, pero reducir los costes de regeneración. La MDEA activada o aMDEA utiliza piperazina como catalizador para aumentar la velocidad de la reacción con el CO2 . Ha tenido éxito comercial. [3] Se han realizado muchas pruebas sobre el rendimiento de las mezclas de MDEA/MEA o MDEA/piperazina en comparación con las aminas individuales. Las tasas de producción de CO2 fueron superiores a las de la MEA para el mismo trabajo térmico y concentración molar total cuando se realizaron experimentos en la planta piloto de la Universidad de Regina, que está modelada a partir de una planta de gas natural. También se detectaron trazas insignificantes de productos de degradación. [2] Sin embargo, cuando se llevaron a cabo las mismas variables de control y pruebas en la planta de la central eléctrica Boundary Dam , la tasa de producción de CO2 para el disolvente mixto fue menor que la de MEA. [2] Esto fue resultado de la reducción de la capacidad del disolvente para absorber CO2 después de la degradación. Debido a que la planta Boundary Dam es una central eléctrica a carbón, opera en entornos más duros y produce un gas de combustión impuro que contiene cenizas volantes, SO2 y NO2 que se alimentan a la captura de carbono. Incluso con el pretratamiento de los gases de combustión, todavía hay suficiente para producir productos de degradación como aminas de cadena lineal y compuestos de azufre, que se acumulan, por lo que ya no es posible regenerar MEA y MDEA. [2] Para que estas mezclas tengan éxito en la reducción del trabajo térmico, se deben mantener sus estabilidades químicas.
Los principales productos de degradación oxidativa de MDEA incluyen monoetanolamina (MEA), metilaminoetanol (MAE), dietanolamina (DEA), aminoácidos bicina, glicina e hidroxietil sarcosina (HES), formilamidas de MAE y DEA, amoníaco y sales estables formato, glicolato, acetato y oxalato. [4] En una planta industrial que utiliza MDEA, es más probable que la degradación oxidativa se desplace al intercambiador cruzado donde las temperaturas son superiores a 70 °C. [4] Las temperaturas más altas y la mayor carga de CO2 aceleran la tasa de degradación, lo que resulta en un aumento de la pérdida de alcalinidad, así como de la producción total de formato. Si bien MDEA es más resistente a la degradación como independiente en comparación con MEA, MDEA se degrada preferentemente cuando está en una mezcla MDEA/MEA. [4] Debido a la formación de DEA y MAE, que podrían formar compuestos nitrosos o dietilnitrosamina y dietilnitraina, la mezcla podría tener un impacto adverso en términos de admisiones atmosféricas. [4] En la planta de Boundary Dam, las emisiones aumentaron cuando la carga de CO2 de amina pobre aumentó para la mezcla y MEA. [4] Sin embargo, la disminución de la carga pobre aumenta el trabajo térmico del rehervidor, lo que resulta en una compensación obvia entre las emisiones y el trabajo térmico o los costos de energía.
Este compuesto no debe confundirse con la droga recreativa metilendioxietilanfetamina , también abreviada como MDEA.
La MDEA se produce mediante etoxilación de metilamina utilizando óxido de etileno : [1]
Otra ruta implica la hidroximetilación de dietanolamina seguida de hidrogenólisis.