The Dow Chemical Company

Dow Oil & Gas Soluciones para la industria del

Petróleo y Gas

Agenda

The Dow Chemical Company• Panorama general de la compañía• Aplicaciones en Refinación y Procesamiento de Gas

Contenido de la Capacitación• Sistema de Endulzamiento con Aminas• Tipos de Aminas, ventajas y desventajas• Control de Calidad / Operación• Control de Calidad / Analítico• Detección y Solución de Problemas• Contaminantes de Aminas• Degradación de Aminas• Métodos para solucionar sistemas de aminas contaminados• SeguridadPreguntas y Respuestas

Panorama general de la compañía:¿Quién es Dow?

• Fundada en 1897 por Herbert H. Dow enMidland, Michigan

• Provee una amplia variedad de productos y servicios a sus clientes en aproximadamente 160 países

• Más de 5,000 productos manufacturadosen 188 sitios en 35 países

• Da empleo a más de 50,000 personas a nivel mundial

DO&G Modelo de Negocio

Exploración Producción Transporte Refinación Procesamiento

• Aminas básicas– MEA– DEA– MDEA– DIPA

• Solventes UCARSOL™ – Programa de Manejo con Aminas (Amine ManagementSM Program)

• Fluidos de Transferencia de Calor DOWTHERM™• Lubricantes Sintéticos UCON™• PERC ISOFORM™

Refinación

• Glicoles• Aminas básicas

– MEA– DEA– MDEA– DIPA

• Solventes UCARSOL™ – Programa de Manejo conAminas

• Fluidos de Transferencia de Calor DOWTHERM™• Lubricantes Sintéticos UCON™• Refrigerantes NORKOOL™ y AMBITROL™

Procesamiento de Gas

Capacitación

29 y 30 de Septiembre 2016

Unidad de tratamiento de gas en sistemas de amina

El endulzamiento con aminas es una tecnología probada, enfocada enla remoción de contaminantes como CO2 y H2S, presentes en lacomposición del gas de entrada. Dicha remoción se lleva a cabo porabsorción y reacción química.

Tipos de Aminas

Monoetanolamina(MEA)

Dietanolamina(DEA)

Metildietanolamina(MDEA)

Solventes FormuladosUCARSOL™

Amina Primaria

Ventajas:•Solvente de bajo costo•Buena Estabilidad Térmica•Remoción parcial de COS yCS2 (para lo que se requiereun reclaimer)•Alta reactividad, especificaciones de 4ppm para H2S y 100ppm para CO2, operando a presiones bajas a moderadas.Desventajas:•Presión de vapor alta, implicando mayores pérdidas de solvente que otras aminas.•Elevado potencial de corrosión•Alto calor de reacción con H2S y CO2, requiriendo mayor energía•No es selectiva•Formación de productos de degradación irreversibles.Concentración•15-20%peso

Amina Secundaria

Ventajas:•Solvente de bajo costo•Solvente de presión de vapor baja, menor pérdida en el sistema.•Menos corrosivo que la MEA•Resistente a la degradación por COS y CS2

Desventajas:•Menor reactividad que una amina primaria•No es selectiva•Mayor requerimiento de recirculación•No es “reclamable”

Concentración:•25-30% peso

• Amina Terciaria

Ventajas:•Selectiva H2S sobre CO2•Solvente de menor presión de vapor, menos pérdidas en el sistema.•Mayor resistencia a la degradación•Menor calor de reacción, mayor eficiencia energética,

Desventajas:•Solvente de mayor costo•Menos reactiva•No es “reclamable”•Remoción mínima de COS y CS2.

Concentración:%

•Mezcla de Aminas a base de aminas terciarias

Ventajas:•Diseñados acorde a las necesidades•Menor energía requerida para regeneración•Menor tendencia a la corrosión.•Selectivos•Incremento de capacidad utilizando el mismo equipo•Servicio Técnico

Desventajas:•Solvente de mayor costo que la MEA•No es “reclamable”

Concentración:45 55%

Selectividad

Control de Calidad / Operación

• Una solución en buenas condiciones les dará una buenaremoción de gas ácido por tiempo prolongado

– Apariencia– Carga ácida total dentro de rango– Sales Termo Estables controladas– Contenido de Aniones Controlado

• También reduce la frecuencia de problemas operacionalescomo: corrosión, tendencia a formación de espuma,generación de productos de degradación, y pérdida desolvente

Control de Calidad / Operación

• Un solvente mal regenerado puede resultar en gas tratado fuera deespecificación y causar corrosión en el circuito de amina pobre

MEA• Amina Rica

– Carga ácida total: 0.30 -0.35 mol ácido/mol amina.• Amina Pobre

– Carga ácida total: 0.10 – 0.15 mol ácido/mol amina.DEA• Amina Rica

– Carga ácida total: 0.50 -0.80 mol ácido/mol amina.• Amina Pobre

– Carga ácida total: 0.05 – 0.07 mol ácido/mol amina.MDEA• Amina Rica

– Carga ácida total: 0.45 mol ácido/mol amina.• Amina Pobre

– Carga ácida total: 0.004 – 0.010 mol ácido/mol amina.

Control de Calidad / Operación

• Los contaminantes ácidos que entran con el gas amargo, agua de reposición oen la amina re usada pueden reaccionar y formar sales térmicamente estables

• La sales desactivan la amina para la remoción de gas ácido e incrementan la energía requerida de regeneración; estas sales pueden incrementar la corrosión en la planta.

• El nivel de sales térmicamente estables no debe ser mayor de 2.0% (en peso) en la solución.

• El nivel recomendado de aniones en la solución debe ser menor a 30.000 ppmw, esto basados en corrosión a cupones de acero al carbono con valores entre 5-10 mpy (mils per year)

• Cuando se supera este límite, se debe prestar atención a síntomas de los problemas que causan estas sales.

Control de Calidad / Operación

La clave para mantener la buena operación de la unidad es:

1. Minimizar los contaminantes que entran al sistema;– Químicos de tratamiento: inhibidores de corrosión,antiespumantes– Oxígeno– Ácidos Carboxílicos

2. Use agua de reposición de buena calidad:Calidad Mínima:

– Total de sólidos disueltos– Dureza total– Cloruros (Cl)– Sodio (Na)– Potasio (K)– Hierro (Fe)

< 100 ppm< 50 ppm< 2 ppm< 3 ppm< 3 ppm< 10 ppm

Control de Calidad / OperaciónFiltración

• Filtros Mecánicos– Remueven sólidos de la solución.

• Filtros de Carbón– Remueven contaminantes químicos como

surfactantes, hidrocarburos de grandes moléculas y productos de degradación.

AMINA RICA

AMINAPOBRE HACIA TORRE

ABSORBEDORA

FILTRO DE CARBON

ACTIVADO

INTERCAMBIADORDE CALOR

5 µ FILTRO

MECANICO

ENFRIADOR DEAMINA POBRE

10 µ FILTRO

MECANICO

Control de Calidad / OperaciónFiltración

Filtros Mecánicos:

• Para remover sólidos efectivamente, los filtros deben recibir un mínimo de 10% del flujo de circulación

• Una medida de presión diferencial confiable debe ser usada para analizar la vida útil del filtro y cuando éste debe ser reemplazado.

• Los filtros de algodón pueden contener aceite y otros aditivos químicos que pueden causar espumación.

• Las fibras sintéticas pueden perder la integridad estructural.

Control de Calidad / OperaciónFiltración

Filtro de Carbón Activado:

• Remueve hidrocarburos, productos de degradación, algunas sales térmicamente estables, hierro, y sólidos grandes.

• También puede reducir los componentes corrosivos de la solución deamina.

• Debe recibir del 10 al 30% de la circulación total, dependiendo delnivel de contaminantes y el diseño.

• Si el filtro de carbón no está limpio, significa que el carbón esta gastado y necesita ser reemplazado.

• Regenerar el carbón no es práctico

• Como determinar si el carbón esta gastado:– Prueba de color de la solución deamina– Empieza o sube la tendencia deespuma– Sube la presión sobre el filtro– Alta presión diferencial

Control de Calidad / OperaciónFiltración

• Generalmente se utiliza una configuración horizontal de un reboiler kettle.

• Es recomendable considerar un flujo de circulación por el reclaimer entre un 1-3% de la solución de MEA.

• La temperatura óptima de operación debe estar entre 133~140°C, con una máxima absoluta de 155°C.

• Típicamente se opera con vapor saturado entre 150-175 psig

Control de Calidad / OperaciónReclaimer

Control de Calidad / Analítico

• El análisis del solvente es crítico para mantener la mejor operación posible

• La información analítica puede ayudar a detectar problemas antes de que sean graves y determinar las causas

• El análisis puede ayudar a los operadores a evaluar el comportamiento de la planta y plantear soluciones a varios problemas

Control de Calidad / Analítico

• Inspección visual de la solución:

– Color: sales o metales, pueden indicar corrosión– Fases múltiples: antiespumante o hidrocarburos– Sólidos suspendidos: pueden ser carbonato de

hierro, sólidos de carbón o sulfuro de hierro– Olor, normalmente tiene olor a amoniaco, en

presencia de hidrocarburos el olor cambia mucho

La apariencia de la amina puede proveer elementos clave parala detección de problemas:

•La solución de amina debe ser incolora o ligeramente amarilla.•La solución debe ser traslúcida, sin capa de hidrocarburos osólidos suspendidos.•Colores oscuros presentes pueden estar relacionados con degradación o contaminación con sales termoestables•La presencia de sólidos suspendidos puede ser un indicador de corrosión o problemas de filtración.•Coloración verde indica posible corrosión en acero al carbono•Coloración “café con leche” indica corrosión e hidrocarburos•Coloración azul indica corrosión de acero inoxidable

Control de Calidad / Analítico

Control de Calidad / Analitico

• La concentración del solvente debe ser verificada diariamente por titulación: los cambios drásticos son indicadores de problemas en el proceso.

• Las cargas ácidas deben ser verificadas una vez al día para determinar si la regeneración es adecuada o se está sobrecargando la amina rica.

• Los métodos de determinación deben estar incluidos en elmanual de laboratorio

• Alto contenido de CO2 en el gas tratado, verificar:– Circulación de la amina pobre. Puede ser muy baja– Espumación en las torres– Cambios en la composición del gas de entrada– Temperatura de la amina pobre, revisar si está por

debajo de (< 20°C)– Volumen del gas amargo, capacidad sobrepasada– Insuficiente regeneración de la solución de amina

Detección y Solución de Problemas

• Bajo contenido de CO2 en el gas tratado verificar:– Circulación de amina pobre. Puede ser muy alta– Temperatura de la amina pobre y/o el gas están muy

calientes causando que el perfil de la temperatura dereacción suba en la columna

– Cambios en la calidad de gas amargo, requiriendo cambios de proceso

Detección y Solución de Problemas

• Consumo o pérdidas excesivas de amina, verificar:– Hay fugas– Hay cambios frecuentes de filtros

tratado por causa de alta velocidad del gas

– Hay arrastre con el gasespumación, emulsiones, otratado

– Hay baja eficiencia en los platos de lavado en la torre Regeneradora.

– El diseño del distribuidor de amina es adecuado– Hay degradación de amina

Detección y Solución de Problemas

• Consumo excesivo de energía, verificar:– Recirculación excesiva de amina pobre– Baja temperatura de la amina pobre– Baja temperatura del reflujo– Intercambiadores de calor sucios o sobrecargados– El aislamiento térmico del regenerador es inadecuado– Cambio del contenido del gas amargo

Detección y Solución de Problemas

• Solvente mal regenerado, verificar:– Flujo de vapor en la torre regeneradora, medir el

caudal de reflujo– Alta presión en la torre regeneradora o baja

temperatura en los rehervidores– Flujo de circulación está bajo del mínimo “turndown”

para la torre regeneradora– Espumación en la torre regeneradora– Baja temperatura del agua de reflujo

Detección y Solución de Problemas

Corrosión/Erosión

La corrosión es causada normalmente por falta de buena operación, mal diseño y contaminantes en la solución

Como reducir/controlar la corrosión en el sistema:• Limitar la carga ácida total en la amina rica a menos de 0.35 moles

ácido/mol amina• Mantener los niveles de concentración recomendados (15-20 %peso)• Mantener el sistema libre de sólidos, realizar una buena filtración

mecánicade gas• Mantener el oxígeno fuera del sistema, use atmósfera

combustible o nitrógeno.• Usar el filtro de carbón activado para reducir los productos de

degradación

Contaminantes de amina

• Sales térmicamente estables (HSAS, por sus siglas eninglés)

• Productos de degradación• Contaminantes Químicos• Hidrocarburos• Partículas/sólidos suspendidos

Contaminantes de amina

Anión FuenteCloruro Agua de reposición

Salmuera en gas de entradaQuimicos para tratamiento de pozo en el gas de entrada

Nitrato, nitrito Agua de reposiciónInhibidores de corrosión

Sulfato, sulfito y tiosulfato Productos de oxidación de compuetsos de sulfuroComponente del gas

Formato, oxalato, acetato Acido en el gas de alimentaciónDegradación con oxígeno Degradación térmicaOxígeno por una inadecuada cama de Nitrógeno en el almacen/sumidero

Tiocianato Producto de la reacción de H2S y CNCokerCracker catalítico fluidizadoHidrotratador

Fosfato Inhibidores de corrosionCarbon activada por acido fosforico Filtros de algodón

Fluoruro Quimicos para tratamiento de pozo en el gas de entrada

Degradación de la amina causada por contaminantes

Contaminante

AminaH2S CO2 COS O2

MEA

DEA

DGA

DIPA

MDEA

Degradación de la amina causada por contaminantes

Productos de Degradación de AminasAminas + O2 Acidos carboxilicos HSAS

Imidazolinas

MEA +

CO2

COS

Oxazolidona OZDHidroxi etil imidazolidona HEIHidroxi etil etilendiamina HEEDDietanolurea

DGA + CO2

COSBis hidroxietil etoxiurea BHEEUBis hidroxietil etoxytiourea

DEA +

CO2

COS

Hidroxietil oxazolidona HEODBis hidroxietil piperazina BHEPTris hidroxietil etilendiamina THEEDMonoetanolamina MEAHidroxietil imidazolidona HEIBis hidroxietil etilendiamina BHEED

DIPA + CO2 Hidroximetil propil oxazolidona HMPO

MDEA

Etilenglicol EGHidroximetil piperazina HMPODietanolamina DEATrietanolamina TEABis hidroxietil piperazina BHEP

Métodos para manejar sistemas de amina contaminados

• Eliminación total y reemplazo (Paro Total)• Eliminación continua y reemplazo (purga y alimentación)• Filtración de Partículas• Neutralización de sales térmicamente estables• Electrodiálisis• Intercambio de iones• Recuperación por destilación al vacío.

Estrategias de Control• Tecnología de Neutralización

– UCARSOL™ DHM Neutralizer• Remoción

– UCARSEP™ Amine Reclamation System

Métodos para manejar sistemas de amina contaminados

Métodos para manejar sistemas de amina contaminados

SEGURIDAD

Hoja de Seguridad (MSDS)

Formato estandarizado que permite describir las característicasde uso y manejo seguro de un producto químico, además decontener información de emergencia para primeros auxilios yprimera reacción en caso de contacto, perdida de contenciónprimaria, incendios, etc.

LocalObligatorioPúblico

Hoja de Seguridad (MSDS)

CONTENIDO1. Identificación del Producto y Compañía2. Información sobre la composición3. Identificación de Peligros4. Procedimientos para Primeros Auxilios5. Medidas de Lucha contra Incendios6. Medidas en caso de vertido accidental7. Manipulación y Almacenamiento8. Controles de exposición / Protección Personal9. Propiedades Físicas y Químicas10. Estabilidad y Reactividad11. Información Toxicológica12. Información Ecológica13. Consideraciones relativas a la eliminación14. Información relativa al Transporte15. Información Reglamentaria16. Otra información

Preguntas y Respuestas

Agradecemos su atención