Plantas de amina (endulzamiento de gas amargo con aminas)

Una refinería de Medio Oriente opera una unidad de endulzamiento con aminas grande, con un inventario total de 3000 m³ y el caudal de filtración a través del filtro de disolvente de amina pobre actual es de 200 m³/h. La carcasa de filtro tiene 36 pulgadas de diámetro y sostiene tres cartuchos de diámetro grande con una calificación de 5 μm sin especificación de la eficiencia de remoción. Las especificaciones del proceso original requerían un contenido sólidos suspendidos totales inferior a 10 ppm.

Una filtración eficiente en el circuito de disolvente es crucial para capturar las partículas sólidas que contribuyen a la formación de espuma, la contaminación y otros desafíos operativos. La buena práctica del sistema de endulzamiento de aminas recomienda que el filtro de disolvente cuente con una calificación de filtro absoluta. La calificación y eficiencia de remoción de un filtro con calificación absoluta toman como base un estándar de prueba. Esto garantiza una eliminación eficiente y constante de las partículas sólidas. Por el contrario, los filtros comoditizados sin calificación absoluta, también denominados “nominales”, cuentan con una calificación de filtro arbitraria y una eficiencia de remoción no controlada.

Pall Corporation propuso reacondicionar el filtro existente con elementos filtrantes con calificación absoluta, para realizar una limpieza gradual usando la carcasa de filtro existente. Pall diseñó y fabricó adaptadores para reacondicionar los cartuchos filtrantes existentes e instalar los nuevos cartuchos filtrantes con calificación absoluta en su lugar.

Las pruebas preliminares usando filtros con calificación absoluta de 70, 10 y 5 μm demostraron que la calidad de la amina mejoró en gran medida con un contenido de sólidos totales en suspensión inferior a 5 mg/L, que incluso superaba la especificación de sólidos totales en suspensión requerida. Si bien la apariencia visual de la amina tenía un color negro, el solvente filtrado con 10 y 5 μm era incoloro y transparente, tal como se muestra en las siguientes fotografías. El filtro absoluto de 70 μm tuvo un rendimiento mejor que el filtro con calificación de 5 micrones existente, lo que suele observarse cuando se comparan los filtros de calificación absoluta con los filtros comoditizados.

La refinería quedó convencida y compró varios conjuntos de elementos filtrantes con calificación absoluta de 100, 70, 40, 20 y 10 μm para limpiar el circuito de disolvente de forma gradual. Alrededor de ocho semanas después, el contenido de sólidos del inventario se redujo a menos de 5 mg/l. Al mismo tiempo, los incidentes de formación de espuma se detuvieron y la producción volvió a la normalidad. Evitando también que la amina se degrada al punto de que se formaran sales termoestables.

La AGRU (unidad de eliminación de gas ácido) había estado funcionando bien al comienzo, pero después de la primera entrega, empezó a presentar problemas de formación de espuma y pérdidas de disolvente. Los problemas de formación de espuma eran constantes y generaron una caída del 15 % de la capacidad de la AGRU, lo cual forzó a que la producción de las operaciones en unidades generara gas amargo. La refinería informó que el disolvente tenía un color negro y un contenido de sólidos promedio de 100 mg/l. Dado este elevado contenido de sólidos suspendidos y deformables, el filtro de bajo desempeño, se contaminaba en menos de una semana.

En líneas generales, esta solución de reacondicionamiento resultó ser muy rentable para la refinería, ya que no implicó gastos de capital, sino tan solo la compra de elementos filtrantes. El problema se prolongó aproximadamente seis meses, hasta que se identificó e implementó la solución. Se asume que esto le ha costado a la refinería pérdidas de márgenes multimillonarias. Se estima que la recuperación de la inversión en la solución de reacondicionamiento será en menos de un mes.

Al día de hoy, el contenido de sólidos se mantiene en torno a los 10 mg/l y el filtro se reemplaza de forma semanal. La frecuencia de reemplazo del filtro es similar que el anterior, pero dado que el precio unitario de los filtros Pall es alrededor de un 30 % más bajo, este reacondicionamiento dio lugar a un ahorro anual adicional de $47,000.

Los filtros convencionales con una calificación de micrones sin especificación de la eficiencia de remoción (nominales), suelen presentar un mal desempeño en términos de filtración. Por el contrario, los filtros con calificación absoluta tienen un rendimiento de filtración constante, predecible y homogéneo.

En el caso de la filtración de aminas, la mejor práctica consiste en usar elementos filtrantes con una calificación absoluta de 10 μm o menos y una eficiencia de remoción del 99,98 % (relación beta de 5000), para producir un solvente con un contenido de sólidos en suspensión de ≤1-5 ppm.