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DFT Studies on Thermal and Oxidative Degradation of Monoethanolamine

化学 降级(电信) 氨基甲酸 乙二胺 密度泛函理论 反应机理 氧化磷酸化 戒指(化学) 有机化学 计算化学 催化作用 计算机科学 生物化学 电信
作者
Christopher M. Parks,Ehsan Alborzi,Muhammad Akram,Mohamed Pourkashanian
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:59 (34): 15214-15225 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.0c03003
摘要

Thermal and oxidative degradation of monoethanolamine (MEA) represents a major problem for modern day carbon capture technologies. Here, we report on a series of density functional theory (DFT) calculations investigating the possible chemical pathways leading to the formation of the most commonly observed degradation products. 2-Oxyzolidinone (OZD) can be formed from ring closure reactions of carbamates, carbamic acids, or isocyanates. The latter, itself, formed by dehydration of MEA. N-(2-hydroxethyl)ethylenediamine (HEEDA), 1-(2-hydroxyethyl)imidazolidone (HEIA), and N-(2-aminoethyl)-N′-(2-hydroxyethyl)imidazolidin-2-one (AHEIA) are all hypothesized to form favorably from degradation reactions of OZD. MEA can undergo oxidative degradation to form imines and hydroperoxides. This work details the mechanistic steps leading to the formation of these species that could help in the location of new compounds that aim to prevent their formation in future systems. Moreover, the thermochemical data will aid in the construction of a chemical kinetic mechanism to rationalize the rate of formation of all the species in real systems.
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