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El agua amarga se refiere a la corriente de aguas residuales generada en muchos lugares dentro de una refinería, pero específicamente a partir de la destilación de crudo (CDU), el craqueo catalítico de fluidos (FCC), el reformado catalítico, el coquizador y las unidades de eliminación de gases ácidos [1]. Por lo tanto, esta corriente contiene contaminantes como el cianuro de hidrógeno (HCN) y el dióxido de carbono (CO2), pero, aún más importante, también contiene sulfuro de hidrógeno (H2S) y amoníaco (NH3). Estos contaminantes pueden ser altamente corrosivos y perjudiciales para los activos de la empresa; por lo tanto, es necesario eliminarlos en una planta de stripping de agua ácida (SWS, por sus siglas en inglés) antes de que el agua ácida pasada por el stripper (SSW) del efluente pueda reutilizarse en la refinería.

Esta Nota de aplicación del proceso detalla el análisis en línea simultáneo de H2S y NH3 en agua agria previamente tratada en el separador de agua agria (SWS). El método incluye la limpieza y la calibración automáticas. Se suministran continuamente resultados rápidos y precisos para el control del proceso. 

El «agua agria» es agua residual condensada producida durante muchos procesos de refinación aguas abajo que contiene sulfuro de hidrógeno, amoníaco y otros contaminantes. A menudo es de naturaleza ácida y puede causar problemas de corrosión dentro de las tuberías de la refinería, por lo que debe tratarse antes de que pueda reutilizarse o desecharse en la planta de tratamiento de desechos.

El agua agria se trata en un separador de agua agria (SWS) que utiliza un proceso de extracción con vapor para eliminar los sulfuros y el amoníaco como gases. El agua amarga se recibe directamente de la refinería al flash drum como parte del paso de «desgasificación» (Figura 1). Allí, los hidrocarburos ligeros restantes se eliminan o se "evaporan" del agua. Luego, el agua agria se estabiliza en un tanque antes de calentarse y enviarse a la columna de extracción.

Reaction 1. Reacción de descomposición química en una columna de separación

Con un pH óptimo, el agua agria se mezcla con el vapor y los gases de amoníaco y sulfuro de hidrógeno se ventilan a la parte superior de la columna de separación al azufre Unidad de Recuperación (SRU). Esta separación ocurre debido a la diferencia dentro de la ebullición de los componentes puntos. El agua depurada se utiliza para producir vapor en el rehervidor o bombeado dentro de los límites de control a la planta de tratamiento de aguas residuales para su posterior Procesando.

Figure 1. Esquema del proceso de stripping de aguas ácidas (SRU: Unidad de Recuperación de Azufre).

Monitoreo H2S y NH3 contenido en agua agria depurada es necesario para garantizar la eficiencia de depuración y verificar si las aguas residuales pueden reciclarse o liberarse al medio ambiente. 

Las condiciones venenosas de este proceso hacen que el muestreo manual para el análisis sea un desafío, ya que se necesita la intervención humana para adaptar las condiciones de operación actuales al proceso. Por lo tanto, se prefieren las soluciones de análisis en línea y en línea. 

Para asegurar una adecuada extracción de H2S de la transmisión, debe monitorearse constantemente en línea. De la misma manera, la optimización de la eficiencia de extracción de amoníaco debe monitorearse exhaustivamente para evitar la formación de amonio (NH4+), que no puede ser despojado como un gas. Por lo tanto, se inyecta sosa cáustica (NaOH) en la parte inferior de la torre para mantener el pH por encima de 8, facilitando el NH3 formación de gases El análisis en línea de amoníaco y sulfuros aumentará la "eficiencia del separador" del SWS, lo que conducirá a una reducción significativa de vapor y un mayor ahorro de energía. Eliminación y monitoreo efectivos de H2S y NH3 es también una operación esencial en el programa general de reducción de la contaminación de las refinerías. 

2060 Process Analyzer para el análisis en línea de amoníaco y sulfuro de hidrógeno en el proceso de extracción con agua agria.
Figure 2. 2060 Process Analyzer para el análisis en línea de amoníaco y sulfuro de hidrógeno en el proceso de extracción con agua agria.

El analizador de procesos 2060 puede analizar H2S y NH3 simultáneamente con limpieza automática y pasos de calibración utilizando técnicas químicas húmedas absolutas. sulfuro (S2-) se determina mediante una valoración por precipitación con nitrato de plata (AgNO3). El amoníaco se determina mediante la adición estándar dinámica (DSA). Los resultados rápidos y precisos se transmiten continuamente al controlador lógico programable (PLC) para el control del proceso. 

Tabla 1. Parámetros a monitorear en efluentes SWS.
Analito Concentración (mg/L)
NUEVA HAMPSHIRE3 0–200
H2S 0–50 

Otros contaminantes que aumentan la corrosividad del agua agria, como el fenol y el cianuro, también se pueden analizar con los analizadores de procesos de Metrohm. 

  • Protección de los activos de la empresa. con alarmas integradas en los límites de advertencia especificados para evitar la corrosión 
  • Entorno de trabajo más seguro para empleados (ambientes corrosivos)
  • Garantía de cumplimiento con las normas ambientales 
  • Menor costo de energía evitando la eliminación excesiva de amoníaco y sulfuro
  1. Decapado con agua agria (SWS) - Petróleo y amp; gasolina | Pall Corporation https://www.pall.com/en/oil-gas/refining/sour-water-stripping.html (consultado el 05-10-2021).
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