Sauergasabscheidung bei Amin

Eine nahöstliche Raffinerie betreibt eine große Aminentschwefelungsanlage mit einem Gesamtvolumen von 3000 m3. Die Filtrationsflussrate des bestehenden Filters für dünne Lösungsmittel beträgt 200 m3/h. Das Filtergehäuse hat einen Durchmesser36–inchvon   und enthält drei Filterkerzen mit großem Durchmesser und einer Feinheit von 5 μm aber ohne ausgewiesene Abscheideeffizienz. Die ursprünglichen Prozessvorgaben sahen einen Feststoffgehalt unter 10 ppm vor.

Effiziente Filtration des Lösungsmittelkreislaufs ist entscheidend, um die Feststoffe abzuscheiden, die zu Schaumbildung, Fouling und anderen Problemen beitragen. Bewährten Verfahren zur Aminentschwefelung zufolge sollte der Lösemittelfilter eine absolute Abscheiderate aufweisen. Die Einstufung und Abscheideeffizienz eines Filters mit absoluter Abscheiderate basieren auf einem Teststandard. So wird effiziente und konstante Abscheidung von Feststoffen sichergestellt. Im Gegensatz dazu bieten gewöhnliche Filter ohne absolute Abscheiderate, die auch als „Nennwert“ definiert wird, eine willkürliche Filtereinstufung und unkontrollierte Abscheideeffizienz.

Die Pall Corporation schlug eine Nachrüstung des bestehenden Filters mit Filterkerzen mit absoluter Abscheiderate vor, um eine graduelle Reinigung unter Verwendung des vorhandenen Filtergehäuses durchzuführen. Adaptergestelle wurden von Pall entworfen und gefertigt, um die vorhandenen Filterkerzen durch standardmäßige Filterkerzen mit absoluter Abscheiderate ersetzen zu können.

Vorabtests mit Filter mit einer absoluten Abscheiderate von 70, 10 und 5 μm zeigten, dass sich die Lösungsmittelqualität deutlich verbessern würde. Der TSS-Gehalt (Total Suspended Solid, Gesamtfeststoffgehalt) sank unter 5 mg/l, was selbst die TSS-Vorgaben übertraf. Trotz der ursprünglich schwarzen Färbung des Lösungsmittels war das mit 10 und 5 μm absolut gefilterte Lösungsmittel farblos und klar (siehe Abbildung). Der Filter mit einer absoluten Abscheiderate von 70 μm erzielte bessere Ergebnisse als der vorhandene 5-Mikrometer-Filter, was für den Vergleich von Absolutfiltern und herkömmlichen Filtern typisch ist.

Die Raffinerie war überzeugt und erwarb mehrere Sätze an Filterkerzen mit Porengrößen von 100, 70, 40, 20 und 10 μm, um den Lösungsmittelkreislauf nach und nach zu reinigen. Innerhalb von rund 8 Wochen sank der Feststoffgehalt im Volumen auf unter 5 mg/l. Zudem trat keine Schaumbildung mehr auf und die Produktion kehrte zum Normalzustand zurück.

Die Acid Gas Removal Unit (AGRU, Einheit zum Entfernen von Sauergas) lief zunächst ordnungsgemäß, aber nach der ersten Charge kam es zu Schaumbildung und Lösungsmittelverlusten. Die Schaumprobleme erwiesen sich als hartnäckig und führten zu einem AGRU-Kapazitätsabfall von 15 %, was die Produktion bei Prozessen, die Sauergas erzeugen, verlangsamte. Die Raffinerie meldete, dass das Lösungsmittel schwarz gefärbt war und durchschnittlich 100 mg/l Feststoffe enthielt. Aufgrund des hohen Feststoffgehalts faulte der Filter jede Woche.

Insgesamt erwies sich diese Nachrüstung für die Raffinerie als äußert kosteneffizient, da neben dem Kauf der Filterelemente keine Investitionen erforderlich waren. Das Problem bestand etwa sechs Monate, bevor die Lösung erkannt und implementiert wurde. In diesem Zeitraum schrumpfte die Gewinnspanne der Raffinerie geschätzt um mehrere Millionen Dollar. Die Nachrüstung wird sich laut Schätzungen in unter einem Monat amortisieren.

Bis heute verbleibt der Feststoffgehalt bei ca. 10 mg/l und die Filter werden wöchentlich gewechselt. Das ist ungefähr so häufig wie zuvor, aber da der Stückpreis der Pall Filter um etwa 30 % geringer ist, erzielt diese Nachrüstung weitere 47.000 $ an jährlichen Einsparungen.

Herkömmliche Filter mit Mikrometer-Einstufung ohne ausgewiesene Abscheideeffizienz erzielen meist unzureichende Filtrationsleistung. Im Gegensatz dazu bieten Filter mit absoluter Abscheiderate eine konstante Filterleistung.

Für die Aminfiltration sind Filterkerzen mit einer absoluten Abscheiderate von mindestens 10 μm und einer Abscheideeffizienz von 99,98 % (Betawert 5000) zu verwenden, um den Feststoffgehalt von Lösungsmitteln auf ≤ 1–5 ppm zu senken.