Petróleo e gás: foco da aplicação
A adequação do coalescedor da Pall gera mais de US$ 300.000 em economias anuais em amina
Cenário
Uma planta de processamento de gás do Oriente Médio opera duas linhas paralelas, cada linha possui uma unidade de remoção de gás ácido e processa cerca de 400 MMSCFD a 72 barg. Na Unidade de remoção de gás ácido (AGRU), o absorvedor é protegido por 3 cartuchos coalescedores verticais 33% com diâmetro de 44 pol. cada, cada carcaça contendo 48 cartuchos coalescedores de fibra de vidro convencionais. As especificações originais do processo exigiam uma eficiência de remoção de líquidos e sólidos de 99,98% a pelo menos 0,3 micron.
A eliminação eficiente de líquidos e sólidos do gás de alimentação é essencial para evitar incidentes com espuma e outros problemas operacionais na unidade de remoção de gás ácido. Os cartuchos coalescedores verticais para líquido/gás são comumente vistos como tendo melhores capacidades de remoção de líquido comparados aos filtros-separadores horizontais, redes metálicas, ciclones ou pacotes de aletas. Entretanto, uma configuração vertical de cartucho coalescedor não é suficiente para evitar o transporte de líquido e os cartuchos coalescedores convencionais não são exceção. Na verdade, as características do cartucho do coalescedor, ou seja, seu tratamento químico de superfície que melhora os líquidos coalescidos para drenar mais rapidamente, são essenciais para atingir o conteúdo mínimo de líquido na saída do coalescedor.
O que causa a formação de espuma em contatores de amina?
A planta presenciou incidentes de formação de espuma nas duas unidades, o que os forçou a injetar antiespumante continuamente. Como parte da sua campanha de resolução do problema, havia suspeita de transporte de líquido do separador do gás de alimentação, apesar das especificações de alto desempenho assumidas. Isso era altamente provável, uma vez que os cartuchos existentes não tinham passado por qualquer tratamento de superfície. O transporte de líquido foi investigado com o apoio da Pall Corporation, conectando unidades de teste do coalescedor em um fluxo de ar à linha principal, na entrada e na saída do separador de gás de alimentação. Os resultados são mostrados na Tabela 1. O teste revelou que o desempenho da remoção de líquido era de cerca de apenas 50%, na melhor das hipóteses, nas duas linhas. Isso resultou em conteúdo de líquido na saída de 58 ppmw e 95 ppmw, em média.
Ficou óbvio que as características do cartucho não permitiriam uma melhoria no desempenho da separação.
Solução da Pall
Novos cartuchos coalescedores líquido/gás, altamente eficientes e com as mesmas dimensões e estilo de adaptação foram projetados e fabricados pela Pall Corporation para instalação, em vez dos cartuchos convencionais existentes. Para melhorar a coalescência e a drenagem dos líquidos, os coalescedores adaptados usaram o mesmo elemento totalmente oleofóbico e hidrofóbico, tratamento de superfície baseado em fluoropolímero usado nos coalescedores SepraSolTM Plus padrão.
Um conjunto foi instalado na linha 2 para um teste em escala total. Um teste de desempenho foi realizado usando a mesma unidade de teste do coalescedor. Os resultados são mostrados na Tabela 2. O coalescedor adaptado alcançou conteúdo de líquido na saída significativamente menor, 2,9 ppmw.
Benefícios
Devido à redução significativa na entrada de líquido no absorvedor, a planta foi capaz de reduzir gradualmente seu consumo de antiespumante, de contínuo para menos de três injeções por dia, e um consumo total de 0,38 barris por dia. Isso representou uma queda de 75% no consumo de antiespumante e economias do projeto concretas de mais de US$ 300.000 por ano para uma linha, presumindo-se um custo de US$ 5 por litro. Economias adicionais relacionadas a uma produção mais estável, frequência de troca do filtro de solvente e do leito de carvão reduzida estão sendo quantificadas.
No geral, essa solução adaptada se tornou muito econômica, uma vez que não exigiu despesas de capital, somente a compra de cartuchos coalescedores e uma nova placa de suporte, financiados pelo orçamento da manutenção. A despesa geral da planta foi de US$ 35.000 para uma linha. Olhando somente para as economias no consumo de antiespumante, o retorno é de cerca de dois meses, presumindo-se uma substituição anual de cartucho.
A planta ficou muito satisfeita com os resultados e duplicou a atualização do separador do gás de alimentação na outra linha.
Conclusão
Coalescedores líquido/gás altamente eficientes apresentam um tratamento de superfície à base de fluoropolímero para o elemento completo, que melhora sua capacidade de drenagem de líquido. Isso resulta na quantidade de líquido mínima deixada no gás de saída. Este tratamento de superfície provou fazer uma diferença significativa no campo, em comparação a cartuchos coalescedores convencionais sem tratamento de superfície.