במחמם צרור צינורות טיטניום הרתחה מחדש של תמיסת 10% דיאתנולמין (DEA) ב-110 מעלות להמתקת גז, כיצד העמסת מימן גופרתי (H₂S) (0.1 לעומת . 0.5 מול/שומה) משנה את קצב היווצרות טיטניום גופרתי (TiS) של היווצרות מימן?

ב-10% דיאתנולמין ב-110 C עם טעינת H 2 S, טיטניום יוצר שכבת טיטניום גופרתי (TiS) על פני השטח. עם העמסה של 0.1 מול/מול H2S, שכבת TiS דקה (0.1-0.5 מיקרומטר) ואינה מונעת ספיגת מימן. קצב ספיגת המימן הוא 20-50 ppm/1,000 שעות. שכבת ה-TiS עבה יותר (1-3 מיקרומטר) ומגינה יותר ב-0.5 מול/מול של טעינת H2S. קצב ספיגת המימן יורד ל-5-15 ppm לאחר 1,000 שעות. שכבת הגופרית משמשת מחסום בפני חדירת מימן. אבל עבור סדוקים (על ידי מחזור חום) ספיגת המימן בשכבה עולה.

מנגנון הגנה על שכבת סולפיד

Ti + H 2 S → Ti S + H 2 מימן גופרתי יוצר אינטראקציה עם טיטניום. שכבת ה-TiS היא מוליך למחצה ועשויה להגן כאשר היא צפופה ונצמדת. קצב הייצור עולה עם ריכוז H₂S. שכבת TiS הצפופה והרציפה פועלת כמחסום של אתרי ריקומבינציה של מימן אטומי ומגבילה את חדירת המימן.

ספיגת מימן כמותית של H2S

H₂S טעינת (שומה/שומה) עובי שכבת TiS (מיקרומטר) H ספיגה (ppm/1,000 h) זמן עד H 200 ppm (שעות)
0.05 0.05-0.1 50-100 2,000-4,000
0.1 0.1-0.5 20-50 4,000-10,000 0.25 0.5-1.0 10-20 10,000-20,000 0.5 1.0-3.0 5-15 13,000-40,000 1.0 2.0-5.0 3-8 25,000-65,000
H 2 S מדריך טעינה לדודי DEA

H 2 S טעינה (שומה/שומה) סיכון התפרקות מימן דרגה מומלצת<0.1 High Grade 7 0.1-0.3 Moderate Grade 7 0.3-0.7 Low Grade 2 or Grade 7 >0.7 כיתה 2 נמוך מאוד
המפרט בידע

The greater H 2 S loading (0.3-0.7) is for DEA/H 2 S service titanium reboilers and enhances the creation of a protective TiS layer that minimizes hydrogen absorption. The benefit of sulfide passivation can be taken keeping H 2 S loading >0.3. המהנדס שולט בהעמסת H2S כדי למנוע התפרקות מימן.