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La refinería del Medio Oeste resuelve problemas de exceso de H2S de la FGRU con el tratamiento de depuración fuera de línea

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Introducción

Durante un cambio planificado, una refinería en el Medio Oeste experimentó una carga significativa de sulfuro de hidrógeno (H2S) en la antorcha mientras la unidad de recuperación de gas de la antorcha (FGRU) estaba fuera de servicio.

Históricamente, la instalación purgó el sistema con gas natural, pero durante las altas oscilaciones de H2S, los operadores no pudieron mantener constantemente las cargas promedio de tres horas por debajo del objetivo del permiso de 162 ppm. Durante las interrupciones de la FGRU, el H2S subió a niveles de hasta 1,5 a 2,0 % (15.000 a 20.000 ppm).

El personal de la refinería consideró el uso de triazina MEA a pesar de los altos costos de tratamiento previstos. Sin embargo, la triazina no podría reducir de manera confiable el H2S por debajo del límite de detección del analizador de 300 ppm hasta que la FGRU estuviera nuevamente en servicio durante un período prolongado.

En cambio, la refinería le pidió a ChemTreat que desarrollara un programa de tratamiento para ayudar a la instalación a mantener los niveles de H2S por debajo del objetivo y aliviar los excesos ambientales que pueden conducir a multas y una menor rentabilidad.

Metodología y aplicación del tratamiento

Un enfoque de dos fases para el tratamiento del H2S

Los ingenieros de campo de ChemTreat diseñaron un enfoque de dos fases para proporcionar una resolución inmediata al problema, así como mejorar la aplicación de la inyección depuradora permanente.

  1. Aplicar tratamiento depurador al agua del tambor de sellado, esencialmente operarla como una torre de tratamiento de burbujas de H2S.
  2. Atomizar el depurador en la línea de gas de combustión con bombas especializadas de alta presión y boquillas de inyección.

Selección de tecnología de tratamiento

El equipo de ChemTreat seleccionó CT9156, un depurador de nitrógeno patentado para el tratamiento.

Los ensayos comparativos han demostrado que CT9156 proporciona varias ventajas sobre el tratamiento tradicional con triazina MEA:

  • Convierte el H2S en bisulfuro y utiliza un catalizador para acelerar las reacciones posteriores, creando compuestos solubles en agua.
  • Mejora el rendimiento de costos en función de una menor proporción de dosis de tratamiento requerida y no revertirá el H2S durante el procesamiento posterior, a diferencia de la triazina MEA.
  • Mitiga el ensuciamiento de la sal del proceso y la corrosión por depósitos insuficientes cuando el gas residual de la antorcha se envía a residuos o se vuelve a utilizar en las operaciones.

Además, la triazina MEA crea subproductos de reacción que pueden inhibir la actividad microbiana en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y sobrecargar los biotratadores. La implementación de CT9156 ayudará a las instalaciones a evitar estos posibles problemas.

Fase 1: Tratamiento del tambor de sellado

Cuando comenzó la interrupción de la FGRU, el H2S en el quemador superó instantáneamente los límites superiores del analizador. ChemTreat trabajó con los ingenieros y operadores de la refinería para tratar el agua del tambor de sellado con CT9156. Los niveles de H2S disminuyeron rápidamente y permanecieron por debajo del objetivo de tres horas de 162 ppm.

Los niveles de H2S se redujeron rápidamente en el tambor de vapor de la antorcha 1 después de aplicar el tratamiento con CT9156.

Cuando se volvió a poner en línea el segundo sistema de antorcha, los operadores volvieron a luchar por cumplir con los límites de los permisos. CT9156 también se aplicó a este tambor de sellado, y los niveles de H2S se redujeron a muy por debajo del límite de 162 ppm de tres horas.

El tambor de sellado del quemador 2 también observó una rápida reducción en la carga de H2S después del tratamiento con CT9156. 

Fase 2: Atomización de la línea de ensanchamiento

En paralelo con el programa de tratamiento de respuesta, ChemTreat se asoció con los proveedores de equipos para diseñar un sistema de atomización depurador utilizando bombas de alta presión y boquillas de inyección diseñadas para cargas variables de H2S y demandas de tratamiento. El objetivo de esta estrategia de tratamiento fue optimizar la demanda del depurador para controlar los costos y mejorar la confiabilidad del sistema.

Después de que se desarrolló el programa, la refinería puso la FGRU fuera de línea para un trabajo de quema activa. Para probar el nuevo sistema de inyección, el depurador se atomizó proactivamente en la línea de antorcha para reducir el potencial de exceso de permisos ambientales.

Con una carga de H2S entrante de aproximadamente 2 %, el programa de tratamiento de CT9156 mantuvo con éxito el H2S en la exacerbación por debajo del límite de tres horas de 162 ppm. La carga promedió a 44 ppm durante el corte.

Incluso cuando el flujo de gas se disparó a casi 50,000 pies cúbicos estándar (MSCFH), el tratamiento con CT9156 mantuvo con éxito el cumplimiento del objetivo.

Con el tratamiento con CT9156, la FGRU mantuvo los niveles de H2S dentro del rango objetivo durante un trabajo de exacerbación en vivo.

Conclusión

Resultados del programa

Gracias al éxito del tratamiento con CT9156 en condiciones extremas de interrupción, la refinería decidió implementar completamente la estrategia de tratamiento de ChemTreat para mejorar el cumplimiento ambiental confiable del H2S.

Beneficios de la tecnología CT9156

La aplicación del tratamiento con CT9156 para el manejo del H2S en sistemas de FGRU ofrece múltiples ventajas sobre el tratamiento tradicional con triazina MEA, que incluyen:

  • Menores requisitos de dosis subestoiquiométrica para un mejor rendimiento de los costos del tratamiento depurador de H2S.
  • Mejor rendimiento del sistema microbiológico aeróbico y menor carga de aminas/amoniaco en plantas de tratamiento de aguas residuales.
  • Disminución de las preocupaciones de sal/corrosión de la torre en refinerías que procesan el gas residual de la antorcha a través del sistema de reprocesamiento de residuos o reutilizan el agua del tambor de sellado de la antorcha en otros procesos.
  • Capacidades automatizadas del sistema de monitoreo y control de inyecciones habilitadas por tiempos de respuesta rápidos.
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