AVPG XVI Conferencia Internacional de Gas Mayo 25-27, 2004 Randy Kuroda & Ulises Cruz GAS/SPEC Technology Group

Transcripción

1 MDEA elimina problemas de corrosión en plantas endulzadoras AVPG XVI Conferencia Internacional de Gas Mayo 25-27, 2004 Randy Kuroda & Ulises Cruz GAS/SPEC Technology Group

2 2 Agenda La Refinería Tesoro Hawaii Historia de la planta de aminas Cambios operacionales y químicos Operación actual Resumen

3 Refinería Tesoro Kapolei 3 20 millas al oeste de Honolulu 1972 as PIR Capacidad: 95,000 BPD Productos: Gasolina, Diesel, Jet Fuel, Nafta ligera, Asfalto, Propano Operaciones: Destilación, Hidrocracker, Destilación al vacío, Reformación Catalítica, Visbreaker

4 4 Sistemas de aminas en Kapolei Sistema principal de aminas Retirar H2S del de gas combustible y LPG, recuperar azufre en una unidad Claus Unidad de Gas de Cola. Recircular el H2S hacia la unidad Claus Planta de Hidrógeno Retirar el CO2 de la corriente de Hidrógeno. El CO2 es usado en tanques de almacenamiento

5 PRODUCT H2 to METHANATOR Sistema de Endulzamiento de la corriente de H2 5 CO 2 SWEET GAS CONDENSER LEAN SOLVENT LEVEL CONTROL VALVE OUTLET SEPARATOR ABSORBER LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER STRIPPER REFLUX ACCUMULATOR SYN GAS RICH SOLVENT STEAM REBOILER SYNGAS REBOILER INLET SEPARATOR CARBON FILTER LEAN SOLVENT SYN GAS SYN GAS from LTS

6 PRODUCT H2 to METHANATOR Sistema de Endulzamiento de la corriente de H2 6 CO 2 SWEET GAS CONDENSER LEAN SOLVENT LEVEL CONTROL VALVE OUTLET SEPARATOR ABSORBER LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER STRIPPER REFLUX ACCUMULATOR SYN GAS RICH SOLVENT STEAM REBOILER SYNGAS REBOILER INLET SEPARATOR CARBON FILTER LEAN SOLVENT SYN GAS SYN GAS from LTS

7 1. Historia de la planta de aminas, en la unidad de H : 30 Wt% MEA inhibida 18 MMPCSD Hidrógeno (Requerimientos) 700 GPM flujo de amina (Requerimientos) Inhibidor de corrosión base Vanadio Recuperador de amina reclaimer Seguridad / Operación cuestionables Altas perdidas de amina Empleo de vapor

8 2. Historia de la planta de aminas, en la unidad de H : Solvente formulado base MDEA Eliminación del uso de inhibidor de corrosión Eliminar el uso del recuperador reclaimer 1991: GAS/SPEC CS-Plus Reducción de corrosión / incrustamiento : Proyecto para resolver Corrosión / Incrustamiento

9 PRODUCT H2 to METHANATOR Problemas de Corrosión/Incrustamiento 9 CO 2 SWEET GAS CONDENSER OUTLET SEPARATOR ABSORBER LEAN SOLVENT LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER LEVEL CONTROL VALVE STRIPPER REFLUX ACCUMULATOR SYN GAS RICH SOLVENT STEAM REBOILER SYNGAS REBOILER INLET SEPARATOR CARBON FILTER LEAN SOLVENT SYN GAS SYN GAS from LTS

10 Intercambiador Amina / Amina 10 Amina Pobre (coraza) corrosión

11 PRODUCT H2 to METHANATOR Problemas de Corrosión/Incrustamiento 11 CO 2 SWEET GAS CONDENSER LEAN SOLVENT LEVEL CONTROL VALVE OUTLET SEPARATOR ABSORBER LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER STRIPPER REFLUX ACCUMULATOR SYN GAS RICH SOLVENT STEAM REBOILER SYNGAS REBOILER INLET SEPARATOR CARBON FILTER LEAN SOLVENT SYN GAS SYN GAS from LTS

12 Intercambiador Amina / Amina 12 Amina Rica (tubos) incrustación carbonato de hierro

13 PRODUCT H2 to METHANATOR Problemas de Corrosión/Incrustamiento 13 CO 2 SWEET GAS CONDENSER OUTLET SEPARATOR SYN GAS ABSORBER LEAN SOLVENT LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER LEVEL CONTROL VALVE STRIPPER REFLUX ACCUMULATOR RICH SOLVENT STEAM REBOILER SYNGAS REBOILER INLET SEPARATOR CARBON FILTER LEAN SOLVENT SYN GAS SYN GAS from LTS

14 Torre Regeneradora 14 Incrustación en el domo, platos de lavado y empaque.

15 PRODUCT H2 to METHANATOR Problemas de Corrosión/Incrustamiento 15 CO 2 OUTLET SEPARATOR SWEET GAS ABSORBER LEAN SOLVENT LEAN AMINE COOLER LEAN/RICH EXCHANGER LEVEL CONTROL VALVE STRIPPER CONDENSER REFLUX ACCUMULATOR SYN GAS INLET SEPARATOR RICH SOLVENT SYN GAS CARBON FILTER Booster Pump STEAM REBOILER LEAN SOLVENT SYN GAS from LTS SYNGAS REBOILER

16 16 Acciones para atender la corrosión Metalúrgicas Empleo de acero 316L en el intercambiador amina/amina 2/3 de la superficie total de acero al carbón Química de la solución Filtración con carbón activado Retirar productos de degradación Solo 5% del flujo se filtraba, (10-25% Recomendado) Altas perdidas de amina baja eficiencia de regeneración por incrustamiento Solo dilución de los productos de degradación.

17 Química de la solución - Fe soluble Avg = Fe [ppmw] Jan-91 Jan-92 Jan-93 Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97

18 600 Resultados de los cambios - Fe Fe [ppmw] 300 Avg = L Cross Exchanger Bundle Installed Jan-91 Jan-92 Jan-93 Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Avg = 46

19 Monitoreo de la corrosión - Cupones Lean Rich Altas velocidades de corrosión Corrosion Rate [mpy] 4/14/97 6/10/97 7/10/97 8/1/97 9/2/97 10/8/97 11/14/97 1/6/98 2/4/98 3/3/98 4/1/98

20 Resultados de los cambios - intercambiador amina / amina 20 No Corrosión en Tubos 316LSS Corrosion por pitting en la cara

21 21 Proyecto - cambio de solvente Estabilidad en el aditivo Baja degradación Baja corrosión Bajas perdidas de amina GAS/SPEC CS-2020 desarrollo para remoción de CO2

22 22 Pruebas de corrosion Laboratory Autoclave Testing mpy 50 Corrosion Rate st MDEA-Based CS-Plus CS-2020 Solvent 5 mpy 1 mpy

23 23 Cambio de producto a CS-2020 Pros para el cambio de la solución Reducción en la corrosión. No inversión en compra de equipo o modificaciones. No cambios en metalurgia o recubrimientos Incremento de producción Atención del incrustamiento (regenerador) Reducción de perdidas de amina Contras para el cambio de la solución Costo de disponer de la solución anterior La planta se convirtió en Agosto de 1999

24 24 Resultados - cambio de solvente Lecturas de corrosión en cero Hierro en solución < 10 ppmw No existe incrustación Mayor capacidad de producción CS-Plus = 16.7 MMSCFD/Day CS-2020 = 19.5 MMSCFD/Day

25 Resultados - probetas de corrosión Conversion to CS Corrosion Rate [mpy] Jan-99 Apr-99 Jul-99 Oct-99 Jan-00 Apr-00 Jul-00 Oct-00 Jan-01 Apr-01 Jul-01

26 Resultados - Fe Soluble Avg = 164 Avg = 46 CS-2020 Avg = 21 Avg = Fe [ppmw] Jan-91 May-92 Sep-93 Feb-95 Jun-96 Nov-97 Mar-99 Aug-00 Dec-01 May-03 Sep-04

27 Resultados - Empaque, Regenerador 27 Antes

28 Resultados - Empaque, Regenerador 28 Despues

29 CO2 Lean Loading [mol/mol] Cargas pobres de CO2 - Antes Históricamente difícil de alcanzar el objetivo 29 Jan-91 Jan-92 Jan-93 Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Target < 0.015

30 Results - CO2 Loading Change to CS-2020 Target < / 30 CO2 Lean Loading [mol/mol] Jan-91 May-92 Sep-93 Feb-95 Jun-96 Nov-97 Mar-99 Aug-00 Dec-01 May-03 Sep-04

31 Lbs per MMscf Gas Processed Resultados - Perdidas de Amina Theoretical Additive Vaporization Losses at 120 F Absorber Temp Piperazine CS-Plus Additive CS-2020 Additive Absorber Pressure, psia

32 Resultados - Perdidas de amina Total Solvent and Additive Make-Up 32 Make-Up [Lbs/MMSCF] lbs/mm 10 lbs/mm CS-Plus 2.9 lbs/mm CS-2020 Additive Solvent 0.3 lbs/mm

33 33 Resumen de productos empleados La corrosión es una preocupación grande en servicios de CO2 (sin H2S) Metalurgia recomendada Acero Inoxidable en áreas clave Filtracion es critica Remover los productos de degradación 10-25% corriente Importante mantener setpoints amina pobre cargas de amina pobre < m/m Altas perdidas de amina

34 34 Resumen de la operación, CS-2020 MEA (Diseño) 2 a Generación Solvente GAS/SPEC CS Gas de Entrada MMSCFD PSIA F Mole % CO Condiciones del Solvente Concentración de Amina GPM F Pobre, mol/mol CO

35 35 Resumen de la operación, CS-2020 Cambio de producto a GAS/SPEC CS-2020 Aditivo muy estable Corrosión / incrustación fue eliminada no mas paros de planta no planeados disminución en mantenimiento e inversion Disminución en perdidas de amina Aditivo = 8% del consumo anterior Total producto = 23% del producto anterior

36 Gracias Ulises Cruz & Randy Kuroda GAS/SPEC Technology Group INEOS LLC Bob McKaig & Jon Taketa Tesoro Kapolei Refinery Tesoro Corp.

37 Preguntas 37