Фильтрация АМИНОВ

Переработка кислых газов

• Фильтрация Аминов используется для очистки амина в процессе аминовой очистки газов
• Цель аминовой очистки газа – удаление кислых газовых компонентов : Сероводорода (H2S) и углекислого газа (CO2) из сырого природного газа и технологических газов гидрогенизационных каталитических процессов (водородсодержащего газа, легкого углеводородного газа)
• Амины используются в качестве растворителя для абсорбции H2S and CO2 в контактной абсорбционной колонне.

Схема процесса аминовой очистки


 


 

Амины

Аминами называется целый ряд химических соединений. Амины, используемые в аминовой очистке:

• Моноэтанол амин (MЭA) [высокая реакционная способность]
• МетилДиэтаноламин (MДЭA)
• Дигликольамин (ДГA)
• Ди-изопропанолами (ДИПA)
• Диэтаноламин (ДЭA) В процессе аминовой очистки обычно используется водный раствор амина (например 20% MЭA или 50% МДЭА)

Эксплуатационные проблемы

Присутствие частиц и загрязнений в амине может приводить к следующим проблемам в работе:

Проблема Последствия
Вспенивание Потеря в площади массообмена (высокий перепад давления в абсорбере)
Плохое удаление H2S and CO2
Вынос жидкости в газовый продукт
Ухудшение качества продукта
Расходы на дорогостоящие антивспениватели
Деградация Амина Расходы на добавление свежего амина
Образование термостабильных солей амина Расходы на добавление свежего амина
Закупоривание абсорбера Плохое удаление H2S and CO2

Эксплуатационные проблемы

Проблема Последствия
Износ механического уплотнения насосов Протечки
Отложения в теплообменниках Ухудшение эффективности теплообмена
Присутствие ароматики (бензол, толуол, ксилол) Вынос на установку производства серы. Дезактивация катализаторного слоя.
Неэффективная фильтрация мелких частиц Забивка слоя активированного угля. Дорогостоящая регенерация/замена
Повышенная коррозия Увеличение расходов на ремонт и замену оборудования.

Загрязнения

• Продукты коррозии (оксиды)
• Сульфид железа
• Термостабильные соли амина
• Ароматические углеводороды (ксилол, толуол, бензол...)
• Частицы эмульгатора
• Меркаптаны
• Высокомолекулярные полимеры
• Продукты реакции (из антивспенивателей и ингибиторов коррозии)

Требования к фильтрации

• Разнообразие загрязнений, имеющих различные свойства, размеры и форму
• Характер, тип и размер частиц непостоянны и могут меняться вследствие изменения условий производства
• Нужен правильный выбор намывного агента
• Нужно наилучшее решение для пользователя

Пример:

В аминовом растворе с низким содержанием H2S, сульфид железа превращается обратно в растворимое железо в регенераторе. Когда растворимое железа попадает в абсорбер, оно взаимодействует с сероводородом H2S с образованием сульфида, который откладывается на внутренних устройствах и забивает абсорбер.

Фильтрационные технологии

Системы:

• Намывная фильтрация: (99% <1микрона, br="">• Регенерируемые элементы (длительная работа, низкие затраты)
• Картриджные фильтры (низкие инвестиции, низкое содержание загрязнений)

Фильтрация на активированном угле – удаляет ароматику, ПАВы и сульфид железа (обычно используется активированный уголь с временем удерживания 15-30)

Факторы, влияющие на выбор

• Производительность (поток)
• Содержание загрязнений
• Стоимость промывной воды
• Стоимость утилизации отходов
• Капитальные или текущие затраты?
• Существующее оборудование?
• Что покупатель хочет?

Пример: небольшой завод = картриджный фильтр на весь поток большой завод = намывная фильтрация на часть потока (10-30%)

Горизонтальный пластинчатый фильтр с намывной фильтрацией


   


 

Намывной Крикет-фильтр


Картриджные фильтры

• Картриджные фильтры обычно используются для небольших потоков с низким содержанием загрязнений
• Картриджные фильтры обычно устанавливаются на финальной стадии после фильтров с активированным углем для удаления угольной крошки и пыли

Изготовление

Растворенный H2S приводит к разрушению углеродистой стали от стрессовой коррозии

Сосуды – стрессоустойчивая углеродистая сталь (послесварная термообработка) - нержавеющая сталь (316L или 304)

Намывной агент - целлюлоза
Фильтрующая среда - полипропилен

Выбор картриджей

• H2S токсичен. Обслуживание картриджных фильтров вредно, поэтому производители стараются сделать так, чтобы фильтр был в рабочем режиме как можно дольше
• Поскольку в аминовых системах используются различные химические композиции, непросто подобрать идеальный фильтрующий материал. Обычно подходит полипропилен
• Легкий способ увеличить срок службы картриджей – перейти с глубинных фильтров (намотанных) на поверхностные (складчатые)
• Оптимальная тонкость фильтрации 5 микрон