L'acqua acida si riferisce al flusso di acque reflue generato in molti punti all'interno di una raffineria, ma in particolare da unità di distillazione del grezzo (CDU), cracking catalitico fluido (FCC), reforming catalitico, coker e unità di rimozione dei gas acidi [1]. Pertanto, questo flusso contiene contaminanti come acido cianidrico (HCN) e anidride carbonica (CO2), ma soprattutto acido solfidrico (H2S) e ammoniaca (NH3). Questi contaminanti possono essere altamente corrosivi e dannosi per i beni aziendali; pertanto, devono essere rimossi in un impianto di stripping dell'acqua acida (SWS) prima che l'acqua acida spogliata (SSW) dell'effluente possa essere riutilizzata nella raffineria.
Questa Application Note del processo descrive in dettaglio l'analisi in linea simultanea di H2S e NH3 nell'acqua acida che era stata precedentemente trattata nello stripper dell'acqua acida (SWS). Il metodo include la pulizia e la calibrazione automatiche. Risultati rapidi e accurati vengono forniti continuamente per il controllo del processo.
L'«acqua acida» è l'acqua di scarico condensata prodotta durante molti processi di raffinazione a valle contenenti acido solfidrico, ammoniaca e altri contaminanti. È spesso di natura acida e può causare problemi di corrosione all'interno delle tubazioni della raffineria, quindi deve essere trattata prima di poter essere riutilizzato o smaltito nell'impianto di trattamento dei rifiuti.
L'acqua acida viene trattata in uno stripper di acqua acida (SWS) che utilizza un processo di stripping a vapore per rimuovere i solfuri e l'ammoniaca come gas. L'acqua acida viene ricevuta direttamente dalla raffineria al flash drum come parte della fase di «degassificazione» (Figura 1). Al suo interno, i restanti idrocarburi leggeri vengono rimossi dall'acqua. L'acqua acida viene quindi stabilizzata in un serbatoio prima di essere riscaldata e inviata alla colonna di stripper.
A pH ottimale, l'acqua acida si mescola con il vapore e i gas di ammoniaca e idrogeno solforato sfociano nella parte superiore della colonna di stripper verso l'Unità di recupero dello zolfo (SRU). Questa separazione avviene a causa della differenza all'interno dei punti di ebollizione dei componenti. L'acqua di stripping viene utilizzata per produrre vapore nel ribollitore o pompata entro i limiti di controllo all'impianto di trattamento delle acque reflue per l'ulteriore elaborazione.
Il monitoraggio del contenuto di H2S e NH3 nell'acqua acida di stripping è necessario per garantire l'efficienza dello stripping e verificare se le acque reflue possono essere riciclate o rilasciate nell'ambiente.
Le condizioni velenose di questo processo rendono il campionamento manuale per l'analisi una sfida poiché è necessario l'intervento umano per adattare le attuali condizioni operative al processo. Pertanto, sono preferite soluzioni di analisi online e inline.
Al fine di garantire un'adeguata estrazione di H2S dal flusso, dovrebbe essere costantemente monitorato online. Allo stesso modo, l'ottimizzazione dell'efficienza di stripping dell'ammoniaca dovrebbe essere ampiamente monitorata per evitare la formazione di ammonio (NH4+), che non può essere strippato come gas. Pertanto, viene iniettato del caustico (NaOH) nella parte inferiore della torre per mantenere il pH al di sopra di 8, facilitando la formazione di gas NH3. L'analisi online di ammoniaca e solfuri aumenterà l'«efficienza dello stripper» del SWS, portando a una significativa riduzione del vapore e a un maggiore risparmio energetico. Anche lo stripping e il monitoraggio efficaci di H2S e NH3 sono un'operazione essenziale nel programma complessivo di riduzione dell'inquinamento delle raffinerie.
Il 2060 Process Analyzer può analizzare contemporaneamente H2S e NH3 con fasi di pulizia e calibrazione automatiche utilizzando tecniche chimiche umide assolute. Il solfuro (S2-) viene determinato mediante titolazione per precipitazione con nitrato d'argento (AgNO3). L'ammoniaca è determinata dalla Dynamic Standard Addition (DSA). Risultati rapidi e accurati vengono continuamente trasmessi al controllore logico programmabile (PLC) per il controllo del processo.
| Analita | Concentrazione (mg/L) |
|---|---|
| NH3 | 0–200 |
| H2S | 0–50 |
Altri contaminanti che aumentano la corrosività dell'acqua acida come fenolo e cianuro possono anche essere analizzati con gli analizzatori di processo Metrohm.
- Protezione delle risorse aziendali con allarmi integrati a limiti di avviso specificati per prevenire la corrosione
- Ambiente di lavoro più sicuro per i dipendenti (ambienti corrosivi)
- Garantire il rispetto degli standard ambientali
- Ridurre il costo dell'energia evitando lo stripping eccessivo di ammoniaca e solfuro
- Sour Water Stripping (SWS) - Oil & Gas | Pall Corporation https://www.pall.com/en/oil-gas/refining/sour-water-stripping.html (accessed 2021-10-05).
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