Разместить информацию

Поддержание эффективной работы аминовых контуров НПЗ непрерывным удалением термостабильных солей.

В настоящее время основным способом извлечения Н2S и CO2 из газов крупнотоннажных процессов нефтепереработки, газоподготовки и химического синтеза является контурная хемосорбция кислых газов растворами алканоламинов (моноэтаноламин – МЭА, диэтаноламин – ДЭА, метилдиэтаноламин –МДЭА) с последующей регенерацией насыщенного  амина.

Процессы абсорбции кислых газов и регенерации аминов сопровождаются рядом малоизученных побочных реакций, приводящих к появлению в рабочей среде посторонних примесей (загрязнителей), дестабилизирующих процесс. К числу основных загрязнителей аминового контура относятся продукты коррозии оборудования (оксиды и сульфиды), термостабильные соли, продукты деградации амина, смолистые вещества, ароматические и алифатические углеводороды, поверхностно-активные вещества, продукты реакций с участием ингибиторов коррозии и антивспенивателей. Среди загрязнителей особое место занимают термостабильные соли (ТСС), образованные примесными  кислотными анионами и не разлагающиеся при термической регенерации аминов. В растворах МЭА, ДЭА и МДЭА выделены следующие ТСС,  образованные примесными  кислотными  анионами: формиаты, ацетаты, карбонаты, сульфаты, хлориды, оксалаты, фосфаты, тиосульфаты, тиоционаты и др. Особую проблему создают соединения класса аминокислот, среди которых в первую очередь следует выделить бицин, обладающий ярко выраженной коррозионной активностью.

Основными источниками образования  в контуре  примесных  кислотных анионов  ТСС  являются кислые компоненты  из очищаемого  газа  (кроме Н2S и CO2) и продукты взаимодействия Н2S и CO2 с абсорбентом. Свой вклад в появление кислотных анионов  вносят  плохо деионизированная вода, обработанные поверхностно-активными веществами картриджные фильтры, пеногасящие и антикоррозионные добавки и продукты их реакций,

Постоянное увеличение концентрации  кислотных  анионов  в аминовом растворе приводит к превышению критических пределов их содержания и вызывает следующие эксплуатационные проблемы:

  • связывание активного амина  с  образованием  ТСС  и исключение его из процесса абсорбции Н2S и CO2, что влечет за собой снижение силы аминового раствора и дополнительные материальные затраты на закупку свежего и утилизацию загрязненного абсорбента;
  • увеличение энергозатрат на циркуляцию в контуре нерегенерируемого и фактически балластного связанного амина, содержание которого в  больших  контурах  может измеряться тоннами;
  • коррозию оборудования, включая растрескивание конструкционных сталей (основная причина коррозионных процессов в аминовой контуре – образование и накопление ТСС);
  • образование механических примесей (известно, что образование 95% механических примесей в растворе амина являются следствием повышенного содержания ТСС);
  • частую замену картриджных фильтров для удаления механических примесей;
  • рост пенообразования (ТСС, а  также  механические примеси как продукт коррозионной активности ТСС  являются причиной пенообразования, а в случае пенообразования за счет тяжелых углеводородов – стабилизируют пену);
  • образование отложений в теплообменниках и трубах.

       В зависимости от процессов переработки углеводородного сырья скорость образования и накопления ТСС возрастает в ряду: гидрокрекинг (гидроочистка) ® подготовка попутного газа ® хвостовые газы процесса Клауса ® каталитический крекинг ® термический крекинг ® висбрекинг ® замедленное коксование. При подаче в контур на очистку кислых газов из разных процессов, включая газы ГФУ, факельного хозяйства и др., скорость нарастания ТСС и эксплуатационные проблемы возрастают.

       В настоящее время, к сожалению, преобладает стремление бороться с последствиями негативного влияния ТСС на контур, а не удалять соли. Большие средства направляются на закупку свежего амина, фильтров, антивспенивателей, ингибиторов коррозии и ремонт оборудования.

       Между тем известны три способа удаления ТСС из раствора амина: вакуумная дистилляция, электродиализ на ионообменных мембранах и ионный обмен на ионитах. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки, но с учетом сложившейся многолетней практики наиболее технологичным, экономичным, безопасным и экологичным  способом очистки аминов от ТСС показал себя ионный обмен на ионитах.

    Применение ионитов для удаления ТСС из аминов дополняет используемую в контурах штатную систему фильтрации. Штатная система фильтрации принципиально не может извлечь растворимые ТСС, а ионный обмен не может остановить нарастание в абсорбенте примесей, не связанных с ТСС (продукты деградации, тяжелые углеводороды, продукты осмоления, поверхностно-активные вещества).

      Удаление ТСС из аминов с применением ионитов может осуществляться в периодическом (разовом) и непрерывном режимах. Периодическая очистка целесообразна, например, для удаления ТСС из складского запаса грязного амина, в случае возникновения в контуре критических проблем, вызванных ТСС, или для демонстрации преимуществ ионного обмена. Основной недостаток периодических очисток – возобновление образования и непрерывного накопления ТСС в растворе амина сразу после завершения очистки. Очевидно, что только непрерывное  удаление ТСС позволяет  постоянно  поддерживать в контуре качественные показатели раствора амина и металлического оборудования.

      Подход к удалению ТСС  и  бицина из растворов МЭА, ДЭА и МДЭА ионитом в непрерывном  режиме реализован компанией  EСО-ТЕС Inc. (Канада) в форме   установки  АмиПюр®-Plus.   Это – компактный  автоматизированный  комплектный  модуль,  подсоединяемый  к  контуру  параллельно    линии  охлаждённого  обеднённого  амина   и  непрерывно  очищающий  отбираемые  из  потока  порции  амина  короткими  циклами.      

В основе технологии АмиПюр®  по  удалению  примесных  кислотных  анионов из растворов  аминов лежит ионообменный процесс Recoflo©  с использованием   сильно-основного монодисперсного гелевого анионита.  Применением  монодисперсной смолы, в отличие от обычной- расcевной,  полидисперсной смолы, обеспечиваются:  высокая осмотическая стабильность зерен ионита; большая рабочая ионообменная емкость в плотном слое ионита; существенно большая площадь поверхности межфазного контакта и быстрая кинетика  ионного  обмена; высокая стойкость против отравления органикой и другими загрязнителями; гораздо более быстрая и полная регенерируемость мелких зерен ионита и существенно меньший расход регенеранта NaOH.

    ТСС   удаляются  (разрушаются)  путём  ионного   обмена   образующих  соли  примесных   кислотных  анионов  на  подвижные  анионы  ОН-  ионообменной  смолы.  Очищенный  от  кислотных  анионов    амин  возвращается в контур.  Насыщенная   кислотными  анионами  смола  регенерируется  NaOH  путём  обмена  кислотных  анионов  в  ионите  на  группу ОН-  щёлочи.

    По окончании регенерации  установка  автоматически  возвращается  в режим очистки.

    Возможности процесса Recoflo© позволяют добиться эффективного удаления ТСС, существенно уменьшить массовую (объемную) загрузку  адсорбирующего слоя  смолы  и обеспечить компактность установки.

     Начиная с 1998 г.  63  установки  AmiPur®-PLUS  поставлено на действующие и самые современные строящиеся нефтеперерабатывающие и газоперерабатывающие производства  в США, Индию, Китай, Европу, Саудовскую Аравию, Россию. В России установки поставлены в ОАО «ТАНЕКО», ОАО «ТАИФ», ОАО «НК «Роснефть», на стадии контрактации находятся установки еще для нескольких НПЗ.

AmiPur®-PLUS поставляется в виде ряда стандартных моделей с производительностью, позволяющей удовлетворить любые эксплуатационные требования к удалению ТСС.

Установка требует  подвода технологической  и охлаждающей воды, сжатого воздуха КИП и регенеранта NaOH концентрацией 20–50%.

Проектная производительность АмиПюр®-Plus лимитируется только технологической и экономической целесообразностью. Установка обеспечивает автоматическое удаление ТСС до безопасного уровня 0,3–0,5% масс. амина; бицина – до безопасной концентрации 250 ppm, и постоянное поддержание этих уровней.

Применение установок АмиПюр®-Plus  в  аминовом  контуре  даёт следующие преимущества:

- исключаются   потери  активного  амина,  вызванные  связыванием  его  примесными кислотными  анионами  и  сократятся  затраты  на  по закупку  свежего  абсорбента

- скорость  коррозии  аппаратов  и  трубопроводов  не  превысит   0,05 мм/год

-  затраты  на  фильтрацию  взвешенных   продуктов  коррозии  сократятся    в  6-10 раз

-  показатели  пенообразования  за  счёт  ТСС   не  превысят   «25 мм / 10 сек»

- отпадёт  необходимость  закупки  антикоррозионных  и  пеногасящих  добавок 

-  снижаются  отложения  на  стенках  аппаратов  и  трубопроводов  за  счёт  ТСС

-  контур  работает  стабильно, извлечение   Н2S и CO2 соответствует  спецификации     

Для российских потребителей АмиПюр®-Plus важно отметить следующее:

  • оборудования соответствует требованиям промышленной безопасности России;
  • ООО «Лортэкс Эко» - официальный  представитель  компании   EСО-ТЕС Inc.  в  России, имеет большой  опыт работы с российскими проектными организациями, позволивший максимально адаптировать оборудование под требования НПЗ России;
  • типовая установка АмиПюр®-Plus имеет привлекательные габаритно-массовые показатели: 1,2 х 1,7 х 2,23 м, 900 кг;
  • установка обладает высокой степенью автоматизации и низкой стоимостью эксплуатации;
  • установка в комплекте поставки имеет переносной диагностический комплекс, позволяющий в течение 15…20 минут определять суммарный уровень ТСС в растворе амина и принимать оперативные решения по оптимизации работы  АмиПюр®-Plus;
  • имеется сертифицированная программа обучения и подготовки обслуживающего персонала, а также служба технической поддержка по телефону, действующая круглосуточно.

Компания Eco-Tec Inc. продолжает совершенствовать свою продукцию и ведет разработку новых процессов в собственном  научно-исследовательском подразделении.

Автор статьи:

ООО "Лортэкс Эко"

Один из ведущих поставщиков на российский рынок оборудования для нефтегазовой и химической промышленности. Представляем в России следующих производителей: "FSI International Services Ltd." - нефтепромысловое и фильтрационное оборудование; "Eco-Tec Inc." - системы установки и очистки аминов; Производство и продажа запорной арматуры и насосов.

+7-495-7753845, +7-499-1230506
117186 Россия Москва Нагорная, 20-1
Контактное лицо
Написать письмо Сохранить контакт Сообщить об ошибке