Пенообразование в аминовых растворах и борьба с ним

Вспенивание растворов аминов - одна из серьезных проблем при эксплуатации установок очистки газа. Вспенивание приводит к нарушению режима работы установок, ухудшению качества очищенного газа и, как следствие этого, к необходимости снижения производительности установок по газу. При вспенивании возрастают потери аминов в результате уноса с газом.

Вспенивание возникает, как правило, в абсорберах, но бывают случаи, когда начавшееся вспенивание раствора переносится и в десорбер. Признаками вспенивания являются увеличение объема пены на тарелках, резкое увеличение перепада давления в аппарате, появление значительного уровня жидкости в сепараторах очищенного (после абсорбера) и кислого (после десорбера) газов.

Основная причина вспенивания - это примеси, поступающие в систему установки вместе с очищаемым газом и постепенно накапливающиеся в растворе абсорбента (жидкие углеводороды, пластовая вода, механические примеси, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные и смолистые вещества и др.). Пенообразователями являются также смазочные масла (попадают в амин, например, через систему смазки насосов), продукты коррозии и деградации амина.

Для предотвращения вспенивания на промышленных установках используют следующие способы:

- глубоко очищают исходный газ от механических примесей и др. в сепараторах и каплеотбойниках;

- регенерированный раствор абсорбента подают на верхнюю тарелку абсорбера с температурой на 2-5⁰С выше температуры уходящего из абсорбера газа для предупреждения конденсации из него углеводородов;

- регулярная очистка и промывка аппаратов установки от накопившегося при эксплуатации шлама;

- постоянная фильтрация раствора амина;

- применение антивспенивателей (силиконовые композиции, высококипящие спирты и др.).

Фильтрации подвергается часть раствора абсорбента, при этом может подвергаться фильтрации как регенерированный раствор (более часто), так и насыщенный. Вначале раствор проходит механический фильтр (целлюлозный, сетчатый, дисковый и др.) для удаления механических примесей, а затем поступает в адсорбер с активированным углем для улавливания углеводородов, продуктов деградации амина и других адсорбируемых примесей. После угольного адсорбера на установке обычно устанавливают фильтр для улавливания частиц угля, выносимого с потоком абсорбента из адсорбера. Фильтрации на угольных адсорберах подвергается 5-20% раствора от его общего количества в системе установки, а на механических фильтрах - его большее количество, вплоть до 100%. Скорость прохождения раствора через угольный адсорбер составляет около 10 л/(мин: м²), но в ряде случаев она может достигать 20-60 л/(мин: м²). Высота фильтруемого слоя в одном адсорбере находится на уровне 3-4 м. Из опыта эксплуатации установок аминной очистки газов содержание примесей в растворе абсорбента не должно превышать 2 г/л во избежание его вспенивания.

Концентрация пеногасителя в растворе абсорбента не должна превышать 0,001-0,001% масс., так как его большее количество может привести к обратному явлению - стабилизации пены. Пеногасители вводят в систему установки постоянно небольшими порциями, либо кратковременно непорседственно в момент вспенивания раствора абсорбента. Пеногасители перед вводом в систему растворяют в аминах или других растворителях, не содержащих углеводороды, вызывающие вспенивание раствора абсорбента.