Aguas agrias

Aguas agrias

Son aquellas tipo aguas residuales que contienen H2S, NH3 y/o mercaptanos de bajo peso molecular, los cuales producen normalmente olores y pueden generar severos problemas en las plantas de tratamientos de aguas residuales, aun en pequeñas cantidades, pueden contener cantidades importantes de fenoles y cianuros. En la refinería las aguas agrias  se originan a partir de columnas atmosféricas, torres de vacío, unidades de hidrodesulfuración (HDS), unidades de craqueo catalítico (FCC).

Características que presentan las aguas agrias

Valores de pH por debajo de 7 hasta 1,5.

Alcalinidad decreciente y acidez creciente.

Concentraciones elevadas de sulfato.

Concentraciones elevadas de metales (disueltos o totales).

Concentraciones elevadas de solidos disueltos totales.

El pH ideal para sulfuro de hidrogeno de extracción  es menor a 5,5. La eliminación de amoniaco requiere un pH más alto y lo mejor es despojado a pH mayores a 10.

Métodos de tratamientos de aguas agrias

Existen diferentes métodos para el tratamiento de aguas agrias

Oxidación con aire en torres a temperaturas mayores de 200 °F.

Intercambio iónico.

Despojo con gas combustible en torre de platos o torres empacadas.

Despojo de con vapor en torres de platos o torres empacadas.

Unidad despojadora de aguas agrias.

Esta unidad es capaz de despejar el sulfuro de hidrogeno (H2S) y amoniaco (NH3) del agua agria generada en el mejorador para llevarla a un nivel aceptable.

Generalidades operacionales de la torre despojadora, el  agua  gastada  de  los  procesos  es  tratada  para  ser  reutilizada  o  enviada  a  la  unidad  de  Tratamientos  de  efluentes  (plantas de tratamientos de aguas residuales) para ser utilizada como agua de lavado. En el  mejorador  existen  tres  trenes  de  tratamiento  de  agua,  en  donde  el  agua  fenólica  es procesada separadamente de la no-fenólica.

Elementos que presenta una torre despojadora.

Tanque recolector de agua agria.

Pre-calentador de carga.

Columna despojadora con hervidor y reflujo de cima o pumparound.

Enfriador de fondo.

Los sistemas de recolección de aguas agrias  deben ser sistemas cerrados de manera que se minimice la fuga de vapores. La temperatura de agua agria en el tambor de almacenamiento usualmente debe estar en el rango de 100 a 150 °F con un pH entre 7 y 9. La mayoría de los tambores de carga de agua agria están equipados con algún medio de separación de HC.

Problemas típicos en las unidades despojadoras.

Corrosión

La condensación de productos despojados forma NH4SH (sulfuro de amonio) el cual es muy corrosivo. Muchas refinerías usan metalúrgica especial en los sistemas de cima como stainless Steel o titanium y mantienen temperaturas de cima tan altas como 200 °F.

Taponamiento

El taponamiento de las líneas y sistemas de cima pueden ocurrir debido a la formación de  NH4SH. Una solución para este problema es mantener la temperatura de cima sobre los 200 °F.

Formación de depósitos

El dióxido de carbono se presenta normalmente en el agua agria y si hay presencia de calcio en la alimentación de la torre despojadora pueden formarse depósitos de CaCO3 en los fondos de la torre afectando al re-hervidor, tubería y equipos posteriores.

Plantas de tratamientos de aguas residuales

Las  aguas  residuales  incluyen  el  agua  de  proceso,  así  como  también  los  drenajes de agua de lluvia  recolectora  dentro  del  mejorador. La planta está diseñada  para  tratar  tres  tipos de  aguas  de  desecho: aguas  accidentalmente  contaminadas  con  aceites, aguas aceitosas y aguas con alta demanda bioquímica de oxígeno. Esta planta también incluye una instalación  para  tratar  residuos sanitarios.  

Recolección de aguas agria

Las aguas agrias no fenólicas provenientes del Hidrotratamiento de aceite ligero e hidrocraqueo de aceite pesado, alimentan a un tambor de vaporización instantánea, a una temperatura aproximada de 116 °F.

Trenes de despojamiento de aguas agrias.

El tren de despojamiento sirve para procesar agua agria no fenólica. Proveniente de un tambor el cual es movido por diversas bombas.

Reacción química de las aguas agrias

El agua agria producida en un mejorador contiene electrolitos volátiles y débiles incluyendo el sulfuro de hidrogeno, amoniaco, fenoles, cianuro de hidrogeno, mercaptanos y ácidos orgánicos.

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Contaminantes

Amonio

El amonio puede generarse de tres fuentes principales:

Nitrógeno contenido en la carga de las unidades de craqueo catalítico.

Combustión del aire que reacciona con el hidrogeno presentes en las unidades de craqueo catalítico formado por amonio.

Amonio inyectado para el control de pH en las unidades de destilación primaria, atmosférica y de vacío.

Sulfuro de hidrogeno

Es formado a partir de compuestos complejos de sulfuro que en la carga se rompen formando H2S catalizados por calor. Es muy tóxico para sistemas vivos en concentraciones superiores a 15ppm.

Fenoles y cianuro

Son formados en menor grado durante las operaciones de craqueo catalítico, estos compuestos también son muy tóxicos pero su remoción no es la razón de ser de las despojadoras por lo tanto deben ser removidos en tratamientos posteriores.

Descripción del proceso

La extracción de agua agria se utiliza para eliminar el amoníaco (NH3) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) de las corrientes de agua agria provenientes de muchas operaciones de la unidad para acondicionarlo para su descarga o reutilización dentro de la refinería. Las diferentes corrientes se recogen en un tanque de compensación para el procesamiento centralizado a través de un intercambiador de calor y una sola columna de extracción, o dos en serie.

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