PROCESAMIENTO DE HIDROCARBUROS

PROCESAMIENTO DE HIDROCARBUROSReduccin de prdidas en la planta de amina

Un sistema tcnicamente aproximado que identifica y cuantifica las prdidas en cinco categoras

Un sistema de aproximacin para reducir la perdida de solventes en una planta de amina comienza con una medicin exacta de las actuales perdidas en la planta. Para hacer esto, se debe mirar el inventario a largo plazo de las compras de alkalonamine y calcular las perdidas de amina diaria o cada hora versus la produccin de la planta. i.e.lb de amina, perdidas/MMscf de gas tratado.Si los datos a largo plazo no estn disponibles, hacer estimaciones y los niveles de los tanques pueden estar tendiendo a determinar diariamente las perdidas. Una vez que se ha encontrado una buena estimacin del total de la perdida, se tiene que categorizar individualmente las perdidas.Prximamente la reunin de datos de la planta para la caracterizacin de las prdidas en cada categora principal:.- Un anlisis completo del solvente en tratamiento incluyendo el ahorro estable de calor y el nivel de degradacin de los productos,

Planos de diseo de planta

Condiciones de operacin y procedimientos, i.e., Procedimiento de cambio de filtro, absorcin de temperaturas de recalentamiento, presin de absorcin, valor del flujo de gas/liquido tratado y concentraciones el solvente.

Se debera hacer una aproximacin para perdidas debido a la vaporizacin., solubilidad, entrada y degradacin. La diferencia entre las prdidas estimadas y las cantidades de prdidas actuales es atribuida a perdidas mecnicas. Las perdidas mecnicas individuales son identificadas por una minuciosa inspeccin de planta y un repaso de los procedimientos de operaciones. Las cinco categoras de pedidas deberan entonces ser colocadas en rangos desde el rea de perdida mas alto al mas bajo. Este rango establecido de orden de importancia para cambios de equipos y operaciones. El rango de categora de perdidas mas comn del mas alto al mas bajo en una planta de tratamiento de gas son : el mecnico, entrada, vaporizacin y degradacin.

De cualquier manera cuando el tratamiento de lquido es un proceso, el rango llega a ser mecnico, las extensiones de perdidas mas altas son lquidos de entrada y la solubilidad.

Las ms bajas son las entrada de los gases, vaporizacin y degradacin.

FIG. I MEA perdidas por vaporizacin

Una consideracin importante en la reduccin de prdidas es que los sistemas actuales de prdidas estn providing una purga para el sistema de amina.

Como las perdidas son reducidas, esta construccin de purga es quitada y aumenta los niveles de contaminacin. Manteniendo los anlisis peridicos del solvente, La acumulacin de contaminantes n un sistema de amina puede ser monitoreado y controlado mientras se reducen las perdidas.

VAPORIZACION.

Estas perdidas estn asociadas con el tratamiento de la corriente de gas con alkalonamina. Ellas son un resultado directo de la presin de vapor de alkalonamina en la solucin tratada sobre la corriente de gas contactado. La cantidad alkalonamina en la fase vapor esta gobernada por el recalentamiento de las condiciones de operacin de la absorcin , stripper y venteado en el tanque de flasheo. Estas son las tres zonas principales de perdida de vapor en el sistema de alkalonamina tratada.

Los parmetros que predominan en la cantidad de amina vaporizada son la temperatura, presin, y concentracin de amina. Estos parmetros establecen un equilibrio entre la presin de vapor de amina en solucin y la presin parcial de la amina en la corriente e gas. A medida que la temperatura aumenta y / o la presin decrece la cantidad de la fase gaseosa de la amina aumenta debido a las altas presiones de vapor ejercida por la alkalonamina en el gas. Porque el gas tratado esta siendo continuamente reemplazado por un nuevo gas que se mueve para arriba de la torre, adicionalmente la mina debe moverse dentro de la fase gas va vaporizacin para mantener el equilibrio.

La perdida de amina por vaporizacin puede ser calculada para cada solvente basado en los datos de la presin de vapor de la amina especificada y la presin y temperatura de gas Fig. 1A3 la perdida por vaporizacin de la amina demostrada es predecida para la monoethanolamine (MEA) , diethalonamina (DEA), y metildiethanolamina (MDA) estos fueron desarrollados para datos de presin de vapor para componentes puros asumiendo un comportamiento ideal de la solucin (Ley de Raoult) ya que las graficas estn basadas en equilibrio, las perdidas reales deben ser mas bajas que las previstas.

Las prdidas estimadas por MMscf de gas tratado por una operacin de absorcin en 700 psia y 120 F estn en la tabla 1. Las perdidas estn mostradas para cada solvente en concentracin de operaciones tpicas. Esto muestra que la MEA es mucho mas voltil que la DEA y MDA. Usando la grafica y las especificaciones de las condiciones de planta, un estimado de las perdidas de amina puede ser estimado por la absorcin y el venteo del tanque de flasheo. El flujo de gas de el tanque de flasheo puede ser estimado si no se puede hacer una medida directa.Porque el retorno del agua de reflujo al sistema contiene de 1% a 5% de amina, el gas acido existente en el striper es agua limpia. Adems, el flujo de gas acido es usualmente una pequea parte de la cantidad de gas absorbido. Por lo tanto las prdidas por vaporizacin del striper son usualmente pequeas. Una estimacin de la perdida de amina puede ser hecha de la tabla 2 para perdidas de vaporizacin de amina por stripper.

Para reducir las perdidas de vaporizacin en algn sistema de aminas , las condiciones de llevar en equilibrio el gas/solvente debe ser manipulado para volver a la amina a la fase liquida. Los principales parmetros para trabajar son la temperatura, presin y concentracin de amina. El enfriamiento del gas tratado es comnmente usado para volver el agua al sistema de amina y reducir la carga en las unidades de deshidratacin del gas. El gas fro retorna solamente una porcin de la vaporizacin de amina al sistema de circulacin principal. Sin embargo, utilizando un sistema de agua limpia la concentracin de amina es bajada y mucho ms de la vaporizacin de amina puede ser recuperado. El agua limpia tiene una baja concentracin de amina y una baja presin de vapor de amina.

La presin parcial de amina en el gas establece un nuevo equilibrio para forzar a la amina entrar en la fase agua.

Las dos principales diseos de agua limpia son un grupo de bandejas por encima de la alimentacin de la amina pobre en la absorcin mas una bandeja de separacin, o un separador de agua limpia aguas debajo de la contactora las Fig 4 y 5 nos muestran estos sistemas. Entonces el balance de agua del sistema de amina con frecuencia los limites del agua son compensados. El reflujo del stripper puede ser usado de una fuente interna de una baja relacin amina-agua limpia. Sin embargo en el sistema de H2S es usado con precaucin porque su refluxo de agua puede afectar las especificaciones del gas tratado.

Un investigacin de tratamiento de gas terminado en 1990 en las plantas de alkalonamina del oeste de texas nos muestra un promedio de la cantidad de perdida de amina de 3 lbs de amina/MMscfd de gas tratado por producto de MEA, DEA y MDEA. Casi todas esas plantas son operadas a elevadas presiones haciendo la perdida de evaporizacin una pequea fraccin de la cantidad total de perdida. Esto indica que aun a travs de estos, ocurrirn siempre algunas perdidas por evaporizacin. El volumen de perdida de amina ocurre en otras categoras de perdidas. Una cantidad de perdidas altas similar a la de vaporizacin es la solubilidad de la amina en HC lquidos.

SOLUBILIDAD Esta perdidas son asociadas con algunos HC lquidos tratados con alkalonamina. Similar a las perdidas de evaporizacin ay un equilibrio entre la amina en la fase de HC y la alkalonamina en una solucin acuosa a la cual esta establecido.La amina en la fase de HC liquido esta influenciada por la temperatura, presin y la concentracin de amina en la interfase existente de dos lquidos. Esos parmetros establecen el equilibrio de la amina entre las dos fases. En general as como la temperatura aumenta o la presin disminuye mas amina es arrastrada por el HC. A medida que el HC en la interfase es remplazada por un nuevo HC que se mueve a la parte superior de la torre, mas amina se mueve dentro del HC y es removido del sistema. Un tratamiento de la amina liquido/liquido la temperatura y presin normalmente opera con poco lmite para mantener los HC como un lquido. El parmetro ms importante para controlar esto es la concentracin de amina.

La solubilidad de la amina en HC puede ser estimada de las propiedades fsicas para determinar las cantidades de perdida de amina. La Fig 6 y 7 nos muestran la solubilidad de la amina en el propano y butano.

Estas grficas fueron desarrolladas utilizando la teora del equilibrio liquido/liquido basado en una funcin qumica de grupo (UNIFAC) las predicciones tericas son mas aproximadas a los datos de laboratorio.Estas graficas fueron desarrolladas con datos tpicos tratados a las condiciones de 300 psia y 77 F. La grafica muestra los fuertes efectos de la concentracin de amina teniendo sobre la solubilidad de la amina en los HC.

En un lquido en operaciones de tratamiento con un sistema de regeneracin comn con una unidad de tratamiento de gas, un muy bajo esfuerzo de la amina puede causar una alta carga o problemas con la circulacin al absorber el gas. Para solventes que operan tpicamente con un 50% de concentracin tales como el MDA y diglycolamine (DGA) recomendamos una concentracin de 40%. Operaciones de tratamiento de lquidos arriba del 40% resulta en una prdida sustancial de solubilidad.Adems de reducir la operacin de la concentracin de amina, perdida de solubilidad y sistema de tratamiento de lquido se pueden controlar por sistema de agua limpia. De esta manera con el sistema de agua limpia, en un tratamiento de gas la concentracin de amina en equilibrio con el HC tratado es reducida. La amina en la fase de HC establece equilibrio con la fase de agua limpia. El nuevo equilibrio mueve la amina de regreso dentro de la solucin para retornar al sistema principal. La corriente actual del tanque de agua limpia diseado en la Fig 8 y la contracorriente, agua inyectada, y en el mezclador esttico de lnea Fig 9 ambos son excelentes en reducir las prdidas por solubilidad. El tanque de la corriente de agua limpia tiene un tiempo de retencin de HC de 2 a 3 minutos la salida de la concentracin de amina en el agua es menor que el 3%. Una concentracin de amina similar puede ser recuperada en el sistema de mezclado esttico. El tipo de sistema escogido esta dependiendo del costo sobre el caudal de HC y presin del sistema de operacin. El costo del equipamiento inicial puede ser recuperado del ahorro de la amina. Con las perdidas de vaporizacin y solubilidad la cantidad es establecida por el tipo de amina y las condiciones de operacin de planta. Siempre se presentaran algunas perdidas en estas dos reas. La prdida por vaporizacin son relativamente bajas hasta que se presentan las condiciones de presin baja o alta temperatura. Sin embargo, las perdidas por solubilidad en tratamientos de lquidos son tpicamente altas. El sistema de control para ambas perdidas es el sistema de agua limpia. Mientras las prdidas de vaporizacin y solubilidad estn establecidas por las propiedades fsicas de la amina y las condiciones de operacin, entrada, degradacin y perdida mecnica centralizada alrededor del equipo, operaciones, condiciones y contaminantes.

ENTRADA (GAS TRATADO)

Estas prdidas pueden ser definidas como el acarreo fsico del solvente de amina dentro del tratamiento o corriente de gas acido, la entrada puede describirse como una niebla o spray, dependiendo del tamao de la gota para la dispersin del lquido en gas. Esto puede ser descrito como espuma para la dispersin gas en lquido. Esto esta estrictamente relacionada la hidrulica del gas y el liquido en la absorcin. La espuma resulta de la combinacin de contaminantes, slidos y gas hidrulico en la absorcin o stripper.DISPERSION DE LIQUIDO EN GAS (ENTRADA)

Esto resulta de la formacin de pequeas gotas de amina. Dimetros de 0.1 a 5000 micrones son formados y arrastrados por el gas a la parte superior de la columna. Fuerzas opuestas actan sobre la gota y estas son la gravedad vs la presin de subida del gas en contra de la superficie de la gota. Mientras el volumen de la gota de amina disminuye por el radio cbico (r3), el rea de superficie disminuye por el radio al cuadrado (r2). En algunos tamaos de gotas el peso es insuficiente para vencer la fuerza del gas que se esta moviendo hacia la parte superior de la torre, por lo tanto, en pequeas gotas de agua la velocidad del gas debe ser reducida para prevenir la entrada.Hay varios sntomas de perdida de peso a la entrada en un sistema de gas.

El primero es la sobrecarga del tanque knockout aguas abajo.Sin embargo el tanque knockout esta diseado para remover una cantidad normal de entrada de amina, altos niveles de entrada sobrealimentara el sistema knockout. En segundo lugar si el equipo del knockout esta daado o el tamao de la gota es pequeo, la entrada de amina se mover pasando el knockout y juntarse en el equipo de deshidratacin y en los lugares bajos de las lneas de transmisin de gas. La deshidratacin contaminada puede ser verificada en la unidad de glycol por el Ph y anlisis de solventes. Todos estos son sntomas comunes de una alta cantidad de entrada, pero es importante identificar la fuente.La TABLA 3 enumera la fuente de entrada en un tratamiento de gas.

Para controlar estas perdidas de entrada, mantener bajas velocidades de gas donde solamente pequeas gotas pueden ser acarreadas por el gas. Pequeas gotas pueden no remover un gran volumen de solucin del sistema. Altas perdidas de entrada son a menudo atribuibles a operar un absorbente sobre una cantidad de gas designado o debajo de la presin de diseo. La ecuacin de Sauders-Brown (ecuacin 1) puede ser usada para evaluar la velocidad superficial del gas para separacin de los lquidos de entrada en 5 ft de espacio de separacin sobre el plato superior o con un eliminador de niebla. El dimetro diseado de la (eq. 2) usa la velocidad superficial para evaluar la torre diseada

Aparte de la velocidad del gas, los platos de diseo deberan ser evaluados para determinar el porcentaje de torrente y velocidad. Las bandejas de operacin cerca o encima del torrente pueden causar un incremento en la formacin de gotas. La evaluacin del diseo de los platos son suministrados por el proveedor. El diseo de distribucin de amina debera ser tambin chekeada como una posible fuente de la formacin de niebla si el eliminador de niebla o equipo knockout esa presente su capacidad y diseo debera ser tambin verificado. La inspeccin de los equipos pueden ser mejor determinados si el dao o taponamiento a ocurrido en las bandejas o distribuidor causando la formacin de un spray o niebla. Adems algunos daos en el eliminador de niebla y en el equipo knockout puden causar una entrada normal para volverse un problema de perdida alta.Las soluciones normales de un equipo de dispersin de lquido en gas toman ventaja de la masa de la gota y la fuerza del flujo de gas en la torre. La solucin mas comn es insertar un eliminador de niebla en la parte superior de la torre e instalar un separador knockout aguas abajo. El principio bsico de ese cojinete (pad) es proveer un curso tortuoso para que el desplazamiento del gas y una gran rea de superficie para atrapar la gota. Momentos despus de la gota es usado para acarrearla sobre la superficie del eliminador de niebla a medida que el gas hace una curva. La amina recolectada en la superficie forma grandes gotas que caen sobre las bandejas o en el fondo del separador knockout.

unos pocos ejemplos de esa separacin son mostradas en la fig 10 un cojinete de malla de alambre para niebla son las mas comunes, pero son diseadas normalmente para un estrecho rango de flujo de gas. Si la cantidad de gas absorbido cambia se debe considerar cambiar la malla para niebla para el nuevo flujo de gas.

DISPERSION DE GAS EN LIQUIDO (ESPUMA)

Esto resulta de la formacin de burbuja que forman una espuma, el rea de superficie para pesar esas burbujas es alta permitiendo que el gas acarree la espuma a la parte superior. Una cierta cantidad de espuma o espuma en cada bandeja es normal en tratamiento de alkanolamine. Pero esta espuma no es estable y rpidamente se descompone dentro de la solucin. Un incidente de espuma sucede cuando una espuma estable es formada sobre una bandeja encima de la parte e debajo de la prxima bandeja. Esta espuma se mover hacia la parte superior de la torre y acarreara dentro del equipo aguas abajo.

La tabla 4 resume los sntomas que identifican un problema de espuma. Las espumas pueden ser verificadas por una prueba de agitacin en el sitio o por una rigurosa prueba de burbujeo con 200- ml de un solvente con metano/nitrgeno a travs de un bubbling stone. En ambas pruebas se mide la altura de la espuma y el tiempo requerido para que una espuma se desintegre en la solucin. La formacin de espuma puede ser atribuida a tres parmetros principales en el sistema de alkanolamina:

-Una accin de contaminacin tiene una formacin de espuma.

-Los slidos estabilizan la espuma.

-Las altas velocidades del gas forman la espuma.Uno o mas de estos parmetros son necesarios para que la espuma se forme.

La contaminaciones de espuma tales como HC condensados, cidos orgnicos, contaminaciones de agua y tratamientos qumicos de pozos, estos pueden ser chequeados por anlisis de laboratorio. Las partculas de sulfato de hierro y otros slidos son estabilizadores de la espuma, los remedios para la eliminacin de los focos de espuma identificados y prevenir la contaminacin de la solucin y filtracin para mantener la calidad de la solucin. La tabla 5 enumera algunos agentes en las espumas tpicas y sus fuentes.Algunas operaciones de unidades de proceso tienen una exitosa prevencin de contaminantes a la entrada del sistema de amina. Algunas refineras usan el sistema de agua limpia (water wash) a la entrada de la corriente de gas para remover los cidos orgnicos en la unidad de crackeo. La porosidad media de los filtros en la entrada de corriente de gas son usados para remover el sulfato de hierro en el sistema de gas agrio. Frecuentemente el proceso de contaminacin puede ser removido reparando o modificando los equipos existentes. El oxigeno puede entrar en una corriente de alimentacin de gas a travs de las unidades de recuperacin de vapor y a travs del almacenamiento de amina con un gas blanket. Modificando las operaciones o equipos la contaminacin de oxigeno puede reducirse grandemente.Adems de los sistemas de separacin para prevenir la contaminacin, la calidad de la solucin de la amina tambin se debe mantener por filtracin mecnica y de carbn. Un filtro de carbn activado remover muchos agentes espumigenos en un sistema de aminas como los HC condensados, productos de la degradacin de aminas y cidos orgnicos. Sin embargo los filtros de carbn pueden tambin introducir slidos al sistema en forma de carbn fino.

En un diseo normal se incluye un filtro mecnico en la salida para remover algunos finos antes de que estos entren en la solucin que esta circulando. Un diseo comn para un sistema de filtro de carbn se lo muestra en la Fig. 11 .

El sistema de filtro carbn puede ser colocado en cualquiera de las dos en la amina rica o pobre. Ellos usualmente manejan el 10% al 100% de la solucin en circulacin. La ubicacin del filtro de carbn en la amina rica es colocada para remover los contaminantes pesados antes que la amina pueda formar espumas en el stripper y degradarse en el reboiler. El filtro mecnico es usado para remover los slidos. Los slidos no son generalmente agentes espumigenos pero estabilizan una espuma una vez esta se encuentra formada. En un sistema de amina puede presentarse una iniciacin de espuma, pero la desintegracin de la espuma dentro de la solucin tambin puede causar problemas operacionales o problemas, de esta manera cuando los solidos se introducen en el sistema, la estabilizacin de la espuma causando tratamiento y problemas de perdidas. Un alto nivel de solid puede tambin causar dao de erosin al equipo en zonas de alta velocidad. Los filtros mecnicos de 0.5 a 25 micrones son usados para manejar 25% a 100% de la solucin de la circulacin. Estos filtros pueden ser colocados en reas de servicio de la amina pobre y amina rica.Algunos niveles altos de contaminacin en el sistema no pueden ser controlados completamente por filtracin mecnica o de carbn. Se usan agentes antiespumigenos para controlar la espuma. Los agentes ms comunes son los poliglycol o silicona base. Alcoholes de alto peso molecular son bien desarrollados en el sistema de amina. Los antiespumigenos cambian la tensin en la superficie de la amina para inhibir la formacin de burbuja. Tpicamente la antiespuma tiene dos diseos de terminaciones moleculares. Una terminacin es aplicable para la fase acuosa, la otro para la fase de HC. Asi la operacin de antiespumigeno se mantiene en la superficie de la solucin.

REDUCCION DE PERDIDAS DE SOLVENTES EN PLANTA DE AMINAUn sistema tcnico aproximado identificara y cuantificara las perdidas dentro de cinco categoras.

Un sistema aproximado para reducir los solventes en una planta de amina comienza midiendo las actuales perdidas y categorizandolas de acuerdo a las categoras de perdidas estas cinco reas de perdidas son: vaporizacin, solubilidad, degradacin, entrada y perdidas mecnicas. La parte uno discute el mtodo mas sistemtico para reducir las perdidas de alkalonamina.

Esto tambin incluye la seccin sobre como identificar y reducir perdidas debido a la entrada ( gas tratado), vaporizacin y solubilidad.

ENTRADA (LIQUIDOS TRATADOS) Tiene los mismos conceptos de la entrada de gas pero esta descrito como una emulsin. Porque el HC liquido de mas alta densidad puede ejercer una gran fuerza en las gotas de la amina, la formacin de grandes gotas puede causar perdidas muchas mas grandes en lquidos tratados. Consecuentemente estos tratamientos son diseados para bajas velocidades para ambas fases para evitar de pequeas gotas de aminas. Un Sntoma comn de perdida de entrada es la presencia de amina en los lugares bajos de las lneas de lquidos o aguas debajo de los equipos, tales como los filtros. Una emulsin obvia es la capa que se forma entre el HC y la fase de amina en el contacto de liquido esto es una identificacin de la formacin de pequeas gotas.La tabla 6 nos da una lista general de los parmetros de velocidad de los lquidos tratados.

Los parmetros importantes en la entrada de amina son las velocidades de distribucin de amina, las velocidades en el orificio de distribucin y la velocidad superficial para ambas fases. La prdida del solvente de entrada en un sistema de liquido tratado requiere una cuidadosa evaluacin de especificaciones de diseo del tratamiento y inspecciones internas. Deberan corregirse las altas velocidades de contacto debido a un diseo pobre o un dao. Si la entrada persiste se necesitara equipos de separacin aguas abajo para HC lquidos. Desde que la densidad del liquido esta cercana a la de la amina los mecanismos de impingement son efectivos solamente para gotas grandes. La separacin por gravedad de los lquidos de entrada es mucho mas exitosa.

La separacin por gravedad es comnmente usada con un 10 a 20 min. el tiempo de retencin de HC en bajas velocidades. Esto ocurre abajo de la interfase de la absorcin o en la parte inferior del separador. Una coalescencia puede trabajar bien cuando hay una baja velocidad dentro del separador para mejorar la separacin por gravedad de grandes gotas de amina. La coalecer pad provee un gran rea de superficie para colectar la gota de amina y separarla de la solucin. Los separadores coalecer con poco tiempo de retencin de HC no son tan eficiente porque el momento de la gota de amina recorre un tortuoso recorrido en el coalescer no difiere grandemente de los HC. Finalmente el sistema de agua limpia (water washes system) son usados para perdidas de solubilidad son muy tiles para remover muy bien las gotas de entrada. La fig8 y Fig. 9 nos muestra un buen esquema de separacin para remover la entrada y la amina soluble de un lquido tratado de una corriente de HC de lquidos tratados.La estimacin de prdidas de entrada en un sistema de gas y lquido es dificultoso. Si un equipo de knockout esta presente, el paso por el equipo puede ser determinado cerrando el sistema de vlvulas de drenaje y midiendo el nivel vs el tiempo. Los detalles de anlisis de campo para entrada de gas pueden ser hechos usando laboratorios porttiles de pruebas de gas, pero una corriente que se desliza en una corriente de agua limpia puede ser usada para estimar la rugosidad. Tomando una medida de la corriente deslizada de un gas tratado o liquido a travs de una agua limpia, la amina colectada por volumen de gas/liquido pude ser medido por titration. Este valor ser una combinacin de entrada y amina vaporizada/soluble. La razn de cada tipo de amina puede ser determinado usando las graficas previas.

DEGRADACION Las perdidas por degradacin de la amina son difciles de definir en la mayora de los sistemas de alkalonamiento. Una amplia definicin de degradacin es el cambio qumico de la alkalonamina activa. La amina no deja este sistema pero no esta con gran disponibilidad para remover o quitar el CO2 y H2S. Desde que en la degradacin se incluyo un rompimiento dentro de las molculas de amina que pueden y no acarrear gases cidos, no todas las degradaciones es una prdida de amina activa. Esas perdidas de degradacin son frecuentemente difciles de determinar porque la alkalinidad de titration para la concentracin de amina nos contea todo el material bsico en la solucin de amina. La formacin de sales estables en el calor (HSS) es otra forma de amina activa. La amina y un acido forman una sal que no puede ser regenerada en el stripper.

La determinacin del nivel exacto de degradacin y productos HSS requieren un anlisis de laboratorio de la solucin de operacin. Se pueden usar varios mtodos de pruebas. La cromatografa del gas puede determinar la degradacin de los productos de degradacin de la amina y concentraciones. El HSS titration con una cromatografa inica determinara la concentracin y tipo de amina involucrado como una sal no regenerable. Las reacciones qumicas de la formacin de HSS. han sido bien documentadas. El principio bsico es una reaccin de acido con amina para formar un amina con sal en solucin el cual no puede ser regenerado bajo operaciones normales del stripper. El H2S y el CO2 por comparacin forman aminas saladas en solucin que pueden ser regeneradas en el striper. La tabla 7 nos muestra un nmero de especies de HSS que son comnmente encontradas en los sistemas de aminas. Haciendo un balance en el sistema de aminas es suficiente para estimar cuan rpido la amina activa es degradada o compleja como un HSS. Con los niveles actuales de los productos y un HSS en la solucin de operacin, se asume que las perdidas recientes en el sistema son debido a una purga en la cantidad de formacin. Entonces del actual cantidad de perdida por un anlisis de inventario, la perdida de amina activa por degradacin es calculada de la cantidad de purga, por ejemplo si el 2% de HSS y los productos de degradacin se mantienen en el sistema con una cantidad de perdida de solucin de 1 libra/hr entonces una degradacin de 0.02 lb/hr ocurre en la amina activa.Las soluciones para degradaciones qumicas se focalizan en dos reas. La primera en la prevencin de contaminacin del contacto de la amina en la separacin aguas arribas o reduciendo la contaminacin en la fuente. Por ejemplo, los problemas mecnicos de la unidad de recuperacin de vapor, puede reducir significativamente los niveles de oxigeno en la corriente de alimentacin de gas. La contaminacin con oxigeno puede causar una gran degradacin en toda la alkalonamina. Otro ejemplo es remover los cidos orgnicos, un problema tpico de refinera, esto con unidades de agua limpia (water wash unit) en la entrada de la corriente de gas. Reduciendo los cidos orgnicos que estn en contacto con la amina, la formacin de HSS decrece.

Aun con tcnicas de separacin, alguna contaminacin de amina continan. La eleccin de la amina y las opciones de recuperacin llegan a ser importantes para cada aplicacin. El sistema MEA tpicamente requiere recuperacin trmica. Este hierve la amina por encima del punto de ebullicin y as se purgaran los iones concentrados de sal. Porque las aminas DEA y MDEA tienen un punto de ebullicin alto, no pueden ser de manera muy fcil trmicamente recuperadas sin tener degradacin de amina. Para solventes MDEA la manera mas preferente de remover el HSS del sistema de mina es hecho con tecnologas incluyendo resinas para el intercambio de iones, celdas electromecnicas y unidades de destilacin.

En cada caso, muchas de las aminas complejas son restauradas y retornadas al sistema. De esta manera en los servicios de limpieza el gas natural, no se requiere la recuperacin del DEA y MDEA .Tratamiento custico de la amina se ha usado para problemas e HSS, pero esta es una solucin temporal. Aadiendo una base mas fuerte que la amina, los custicos reemplazan en el HSS y las aminas libres. As este mtodo puede crear muchos problemas adicionales. El tratamiento custico puede formar sales de sodio, algunas con baja solubilidad, y algunas muy corrosivas. Estas sales podran ser depositadas como slidos a travs del sistema. Por lo tanto, solamente una de las dos aplicaciones de tratamiento custico se puede hacer antes que la solucin de amina pueda ser dispuesta o reemplazada.Adems la formacin de HSS y la degradacin qumica, degradacin trmica de alkanolamina puede reducir la capacidad de tratamiento. Porque todos los tratamientos con alkanolamina nos muestran una acelerada degradacin por encima de los 350 F, La degradacin trmica resulta de altas temperaturas en los tubos de re-boiler o tubos de recuperacin trmica. Nosotros recomendamos una operacin de reboiler con una temperatura de la amina por debajo de 260 F.Con aceite caliente y sistema de vapor caliente, el riesgos de degradacin trmica es mas bajo si la calentura media no es usualmente operada a altas temperaturas. De cualquier manera una operacin de reboiler con fuego, la temperatura de la amina en la superficie de los tubos puede fcilmente exceder los 350 F.

En los reboiler con fuego, la fuerza de la circulacin es a menudo usada para mantener bajo skin de temperatura. La regla de thumb es para mantener la temperatura de la amina entre los 300 F y 325 F. Para esta temperatura se recomienda un conservativo diseo de flujo de calor menor que 8,000 Btu/ft2 para el rea de tubo. Si se sospecha de una degradacin trmica en un reboiler de fuego, evaluar cuidadosamente los fluidos hidrulicos y el flujo caliente en el reboiler para determinar la causa y la ubicacin de las high skin temperaturas.

MECANICA En la muestra sacada de una planta de un gas natural recuperacin de lquidos, las prdidas mecnicas fueron a mas grande fuente de perdida de amina. Las prdidas mecnicas son definidas como una recuperacin fsica de solventes del ms cercano loop de circulacin en el sistema de amina. Esto ocurre en las concentraciones de operacin del solvente. As la operacin de la ms alta concentracin e solvente puede sufrir altas perdidas de amina a menos que el volumen de la perdida mecnica se reduzca. Los sntomas de perdidas mecnica son visibles como un goteo o un rociado del equipo.La tabla 8 nos muestra una lista de reas de los equipos donde pueden ocurrir las perdidas mecnicas.

La estimacin de perdidas en esta categora es la diferencia entre la perdida actual de la planta y la estimacin e vaporizacin, solubilidad, perdida de entrada y degradacin. Las perdidas mecnicas individuales deben ser identificadas por una inspeccin de planta o un repaso de procedimiento de operacin. Las mediciones de estas perdidas son hechas por baldes y cronometro o por mediciones del flujo al sumidero.Los remedios para las prdidas mecnicas focalizadas en correcciones en los equipos. Estas deben ser dirigidas por ingeniera y personal de planta o por el vendedor de los equipos. Los cambios operacionales incluyen volver a escribir los procedimientos para mtodos de retorno de amina al sistema principal. Por ejemplo para todo cambio de filtros debera incluir un drenaje del revestimiento del filtro para retornar la amina al sistema principal. La solucin que sale por el sello de la bomba debe tambin retornar al sistema de amina. Esto esta a menudo acompaado con un sumidero de amina especifico.

Caso de estudio 1. Este caso esta basado en un tratamiento de lquido en Canad, diseado para procesar 22,000bpd de Etano liquido. Las actuales perdidas de operacin son estimadas en 2.8 gpd sobre un 100 % de MDA como solvente bsico. Las perdidas bajas son debido a un sistema de agua limpia, aguas bajo para un tratamiento de corriente de liquido. Este sistema es similar en diseo a que muestra en la figura 9.Para terminar un balance de materia para el sistema de agua limpia, Se puede calcular la recuperacin de amina de entrada la solubilidad en el lquido contactor.

Las condiciones de operacin del agua limpia estn en la tabla 9.

La recuperacin de amina en los 22,000 bpd es cerca de 126.8 lb/d, ie., 14,4 gal al 100% de amina.Esta perdida en un buen diseo de una planta nueva, nos indica los altos niveles de entrada y perdidas por solubilidad que un tratamiento de liquido puede tener. Para una operacin de 27,000 bpd, la recuperacin de amina debe aumentar a 169.1 lb/d por que pasa una gran cantidad de entrada en las razones mas altas de hidrocarburos.La mayora de las 2.8 gpd de las perdidas sobrantes es atribuible a las perdidas mecnicas, tales como perdidas por el sello de la bomba. Anualmente, el sistema de agua limpia reduce las perdidas en las plantas de amina de 53,004 a 8,624 lb/yr. para una planta e tratamiento de liquido, este nivel de controlador de perdidas es excelente.

Caso de estudio 2Este caso compromete a una refinera de Louisiana. Esta refinara es un sistema integrado con mltiple absorcin de gas y unidad de tratamiento de liquido.La historica perdida de solventes con MDE y MDEA donde ambas con un exceso de 600,000 lb/yr. La conversin a MDEA aumenta el costo de operacin, asociado con estos niveles e perdida de amina.

El rango inicial de perdida identifica la entrada para ambos liquido y gas tratado como la mas grande categora de perdida. Eliminadores de niebla se colocaron en cada absorbedor y sistema de agua limpia, esto fue instalado en la corriente de liquido tratado.

La razn o cantidad de perdida fue reducida de 640,000 lb/yr a 175/000 lb/yr. El agua limpia recupero mucha de las prdidas de mina debido a la solubilidad en la corriente de hidrocarburos lquido.