آمین

آمین چیست ؟

آمین‌ها مشتقاتی از آمونیاک هستند که در آن‌ها یک یا چند اتم هیدروژن با یک گروه آلکیل یا آریل جایگزین شده است. بنابراین به ترتیب به عنوان آلکیلامین و آریل آمین شناخته می‌شوند. به عبارت دیگر آمین‌ها از نظر ساختاری شبیه آمونیاک هستند که در آن نیتروژن می‌تواند تا 3 اتم هیدروژن را پیوند دهد. ترکیبات نیتروژن متصل به یک گروه کربونیل آمید نامیده می‌شوند و دارای ساختار هستند و از نظر خواص با آمین‌ها متفاوت هستند.

آمین‌ها مشتقاتی از آمونیاک هستند که در آن‌ها یک یا چند اتم هیدروژن با یک گروه آلکیل یا آریل جایگزین شده است. بنابراین به ترتیب به عنوان آلکیلامین و آریل آمین شناخته می‌شوند. به عبارت دیگر آمین‌ها از نظر ساختاری شبیه آمونیاک هستند که در آن نیتروژن می‌تواند تا 3 اتم هیدروژن را پیوند دهد. ترکیبات نیتروژن متصل به یک گروه کربونیل آمید نامیده می‌شوند و دارای ساختار هستند و از نظر خواص با آمین‌ها متفاوت هستند .

مشابه آمونیاک، آمین‌های اولیه و ثانویه دارای هیدروژن پروتیک هستند و بنابراین درجه‌ای از اسیدیته را نشان می‌دهند. در حالی که آمین‌های نوع سوم هیچ هیدروژن پروتیکی ندارند و بنابراین دارای درجه‌ای از اسیدیته نیستند.

مقدار pKa برای آمین‌‎های نوع اول و دوم حدود 38 است که آن‌ها را به یک اسید ضعیف تبدیل می‌کند. در حالی که اگر pKb را بگیریم حدود 4 می‌شود. این امر باعث می‌شود آمین‌ها بیشتر بازی باشند. بنابراین، محلول آبی یک آمین به شدت قلیایی است.

Amen یکی از مهم‌ترین دسته‌های ترکیبات آلی هستند. آمین‌ها را می‌توان در بسیاری از ماتریس‌ها، از نمونه‌های محیطی گرفته تا مواد خام صنعتی، فاضلاب و پسماندها یافت. شناسایی آمین‌ها یک کار چالش برانگیز است و معمولا از تکنیک‌های کروماتوگرافی بدین منظور استفاده می‌شود.

برای آمین های فرار، کروماتوگرافی گازی یک روش مناسب است. برای جداسازی و تشخیص، Amen ابتدا آن را به مشتقات آمین تبدیل می‌کنند. روش میکرواستخراج فاز جامد نیز به طور فزاینده‌ای برای شناسایی آمین‌های فرار کاربرد دارد.

کاربرد آمین

آمین‌ها کاربرد گسترده‌ای در زندگی روزمره ما دارند که از جمله آن می‌توان به تصفیه آب، تولید دارو و توسعه حشره کش‌ها و آفت‌کش‌ها اشاره کرد. آمین در تولید اسیدهای آمینه که بلوک ساختمانی پروتئین در موجودات زنده هستند، نقش دارد. بسیاری از انواع ویتامین‌ها نیز توسط آمین‌ها ساخته می‌شوند.

سروتونین یک آمین مهم است که به عنوان یکی از انتقال دهنده‌های عصبی اولیه عمل می‌کند. این آمین در بدن احساس گرسنگی را کنترل می‌کند و برای سرعت عملکرد مغز بسیار مهم است. داروهای تسکین دهنده درد مانند مورفین و دمرول که به عنوان مسکن نیز شناخته می‌شوند از آمین‌ها ساخته می‌شوند.

کاربرد در صنعت گاز

از اتانول آمین‌ها در صنعت گاز برای حذف CO2 و H2S از گاز طبیعی در پالایشگاه‌ها استفاده می‌شود.

خواص فیزیکی آمین‌ ها

پیوندهای هیدروژنی بر ویژگی های آمین‌ های اولیه و ثانویه تاثیر دارند.
نقطه جوش آمین ‌ها از فسفین ‌های مانند خود بیشتر بوده و از الکل‌ ها کمتر است.
آمین‌ ها بویی مثل آمونیاک داشته ولی آمین ‌های مایع بویی مثل بوی ماهی دارند.
آمین ‌ها در آب انحلال پذیرند.
انحلال ‌پذیری با زیاد شدن اتم کربن کم شده، زیرا ویژگی آبگریزی با افزایش تعداد اتم کربن، زیاد می شود.
آمین‌ های آلیفاتیک در حلال‌ های آلی قطبی، حل می‌ شوند.
آمین‌ های آروماتیک، به علت داشتن جفت‌ الکترون‌ های ناپیوندی که به حلقه داده شده باعث کاهش پیوندهای هیدروژنی در آن می شود.
در آمین های آروماتیک حلال ‌پذیری در آب کم بوده ولی نقطه جوش بالایی دارند.

خواص اسیدی و بازی آمین ‌ها
این مواد نسبت به هیدروکسید فلزات قلیایی، بازهای ضعیف ‌تری هستند.
گروه‌ های آلکیلی موجب افزایش خصلت بازی و انرژی جفت ‌الکترون ناپیوندی می شوند.
گروه ‌های آریلی باعث تضعیف خصلت بازی می شوند.
حلقه‌ های آروماتیک جفت‌ الکترون ‌های ناپیوندی را از نیتروژن به حلقه بنزنی منتقل کرده که سبب کاهش خصلت بازی می شود.

کاربردهای آمین‌ها

رنگ
آمین‌ های آروماتیک نوع اول جهت تولید «رنگ‌های آزو» (Azo Dyes) بکار گرفته می‌شوند. این مواد با نیترو اسید واکنش و نمک‌های دی‌آزونیوم را تشکیل می‌دهند. این نمک‌ها در نهایت در واکنش‌های جفت‌شدن شرکت می‌کنند و «ترکیبات آزو» (Azo Compounds) را بوجود می‌آورند. از آنجایی که ترکیبات آزو رنگی هستند،‌ به طور گسترده در صنایع رنگرزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این ترکیبات عبارتند از:

داروها
بسیاری از داروها به منظور مداخله در عملکرد پیام‌رسان‌های عصبی یا تقلید از آن‌ها طراحی می‌شوند که برخی از آن‌ها در زیر آورده شده‌اند:
کلرفنامین، نوعی آنتی هیستامین است که در صورت بروز اختلالات آلرژیک ناشی از سرماخوردگی، تب، حساسیت پوستی و نیش حشرات تجویز می‌شود.
افدرین و «فنیل افرین» (Phenylephrine) به عنوان ضد احتقان بکار می‌روند.
برخی از مسکن‌ها همچون مورفین و کدئین از جمله آمین‌های نوع سوم هستند.

فرآوری گاز
از مواد زیر به طور صنعتی برای حذف دی‌اکسید کربن و «سولفید هیدروژن» (H2S)(H2S) از گاز طبیعی استفاده می‌کنند:
اتانول‌آمین MEA
دی‌گلایگول‌آمین (DGA)
دی‌اتانول آمین (DEA)
دی‌ایزوپروپانول‌ آمین (DIPA)
متیل دی‌اتانول آمین (MDEA)

mdea چیست؟

mdea انتخاب‌پذیری نسبتاً بالایی برای H2S در مقابل CO2 را داراست که در صنعت گاز حلالی محبوب به شمار می‌رود. سرعت واکنش MDEA با دی هیدروژن سولفید بسیار بالا می‌باشد. این در حالی است که سرعت واکنش آن با کربن دی اکسید پایین‌تر می‌باشد. حلال MDEA در از بین بردن H2S قوی عمل خواهد کرد که بیشتر برای افزایش قدرت حذف کربن دی اکسید مقداری دی اتانول آمین در مخلوط‌های حلال استفاده می‌کنند.

آمين های بر پايه متيل دی اتانول آمين

همانطور که در بالا به آن اشاره شد متيل دی اتانول آمين با وجود همه مزايای مهمی که دارد، يک نقطه ضعف اصلی دارد که آن سرعت پايين واکنش با دی اکسيد کربن و در نتيجه ميزان کم جذب دی اکسيد کربن توسط اين حلال می‌باشد.

برای حل اين مشکل و استفاده از مزايای اين حلال، در سال‌های ياخير استفاده از حلال‌ها يا آمين های بر پايه متیل دی اتانول آمین (MDEA- based Amines) شامل آمین‌های فرموله شده (Formulated Amines) و مخلوط آمین‌ها (Mixed Amines) گسترش یافته است. در این آمین‌ها به متیل دی اتانول آمین، یک ماده فعالساز یا یک آمین نوع اول یا دوم، افزوده می‌شود.

در مخلوط آمين‌ها، يک آمين نوع دوم (دی اتانول آمين) يا يک آمين نوع اول (مونو اتانول آمين) به متيل دی اتانول آمين افزوده می‌شود و در نتيجه با حفظ مزايای متيل دی اتانول آمين، سرعت و ميزان جذب دی اکسيد کربن توسط اين حلال افزايش می‌يابد.

در واقع در مخلوط آمين‌ها، با تلفيق مزايای هر دو آمين موجود در مخلوط، يعنی ظرفيت بالای جذب گازهای اسيدی توسط متيل دی اتانول آمين و سرعت بالای واکنش آمين‌های نوع اول يا دوم با گازهای اسيدی، هم سرعت و ميزان جذب گازهای اسيدی (بخصوص دی اکسيد کربن) افزايش می‌يابد و هم ميزان انرژی مورد نياز برای احياء حلال به صورت قابل توجهی کاهش می‌یابد. ضمن اينکه اين حلال‌ها توانايی جداسازی گزينش پذير سولفيد هيدروژن در حضور دی اکسيد کربن را به صورت بسيار مطلوبی دارا هستند.

همچنين خورندگی کمتر و دبی کمتر حلال در گردش مزيت ديگر استفاده از مخلوط آمين‌ها می‌باشند. همين عوامل سبب شده است تا استفاده از مخلوط آمين‌ها بخصوص در طول دهه اخير، گسترش قابل توجهی در صنعت گاز جهان پيدا نمايد.

​​​​​​

مزیت های آمین

پالایشگاه‌های گاز برای مخازن گازی مختلف طراحی می‌شوند و پالایشگاه را بر مبنای مشخصات درصد ترکیبات موجود در خوراک طراحی می‌کنند.

مزیتی که آمین های ساخته شده در قالب طرح حاضر دارند، این است که می توان فرمولاسیون آن را براساس میزان گاز ورودی به پالایشگاه تغییر داد. یعنی این فرمولاسیون، متناسب با نوع و مشخصات خوراک پالایشگاه های گاز قابل تعیین خواهد بود.

مزیت دیگر فرمولاسیون داخلی این است که خودش را می‌تواند با خوراک گاز پالایشگاه تطبیق دهد؛ بنابر این فرمولاسیون، واحدی نیست و محدوده ای از غلظت ها را شامل می شود و می‌تواند تغییر کند.

این فرمولاسیون به نوع خوراک پالایشگاه و مشخصات گاز خروجی بستگی دارد، همچنین فرمولاسیون آمین بر اساس خوراک ورودی پالایشگاه، برای دستیابی به راندمان موردنظر تنظیم می‏شود

فرایند شیرین سازی گاز ترش در پالایشگاه ها
در واحد شیرین سازی, گاز ترش ورودی با 0.55 و 2.06 درصد مولی سولفید هیدروژن و دی اکسیدکربن, توسط محلول متیل دی اتانول آمین رقیق شده با آب تا 45 درصد وزنی (45% آمین و 55% آب), شیرین می گردد. این غلظت باید در طول فرایند شیرین سازی و گردش آمین در سیستم, حفظ شود. از طرفی گرمازابودن واکنش در برج جذب باعث بالا رفتن دمای گاز شیرین شده و همچنین وجود برج دفع با دمای بالا باعث افزایش دمای گاز اسیدی خارج شده از آن گردیده و این دو عامل از دلایل مهم هدر رفت آب همراه با جریان های خروجی و افزایش بیش از حد غلظت آمین می باشند. به همین دلیل جهت حفظ و تنظیم غلظت مورد نظر آمین, آب جبرانی به سیستم تزریق می گردد. در مواردی نیز که غلظت آمین گردشی در سیستم دچار افت می گردد, می توان دبی جریان آب جبرانی تزریقی به سیستم را تا زمان رسیدن آمین به غلظت مطلوب کاهش داد و یا قطع کرد. در این تحقیق, روش ها و فایل های محاسباتی جهت مشخص شدن مقدار آب تزریقی به سیستم در شرایط مختلف عملیاتی و مدت زمان قطع جریان آب جبرانی در حالت افت غلظت آمین ارائه گردیده است که به کمک این محاسبات, می توان جهت رسیدن به محصول با مشخصات استاندارد, غلظت آمین را با دقت بالا بدون صرف وقت اضافی جهت نمونه گیری های مکرر از محلول آمین گردشی, تست غلظت آن و آزمایش سعی و خطا, تنظیم کرد.