Laugenwäsche

Antifouling-Programme für die Behandlung von Laugenwäschern.

Die Pyrolyse von flüssigen und gasförmigen Ausgangsstoffen zur Ethylenherstellung wird in Steamcracker-Anlagen erreicht. Die Spaltgase enthalten Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff; diese müssen aus den Spaltgasen entfernt werden. Schwefelwasserstoff ist für Hydrogenierungsreaktoren ein Katalysatorgift. Kohlendioxid kann bei niedrigen Temperaturen in Wärmetauschern und Fraktionierungsgeräten gefrieren. Es kann auch in Ethylen absorbiert werden, was die Produktqualität und die Weiterverarbeitung beeinflusst. Diese sauren Gase werden mit Lauge (NaOH) in Lauge-Waschtürmen gewaschen. Der Laugenturm (Laugenwäscher) ist typischerweise vor der letzten Verdichterstufe integriert.

Laugenwäschersysteme unterliegen häufig dem Polymer-Fouling. Fouling der Laugenwäscher-Innenteile und feuchtes alkalisches Oxidationsmittel  sind bekannte Probleme. Sie werden von den Betreibern als "Red-Tide -Fouling" oder "Rotöl" bezeichnet. Eine Natriumverschleppung in die nächste Verdichterstufe ist nicht ungewöhnlich und führt zu Problemen mit den nachgeschalteten Einheiten. Aldol-Kondensationsprodukte und hohe Konzentrationen an C4- und C5-Diolefinen werden gebildet. Die Aldol-Kondensationspolymerisation ist eine basenkatalysierte Reaktion. Das Spaltgas enthält Carbonyle wie Aldehyde und Ketone. Auch die Anwesenheit von Acetaldehyd ist in Spaltgasströmen ziemlich normal.

Basen entfernen unter Bildung eines Carbanions ein Proton aus dem Aldehydmolekül. Dieses Carbanion reagiert mit einem anderen Aldehydmolekül zu einer Aldolgruppe. Es enthält immer noch einen reaktiven Aldehyd, der weiter reagieren kann. In dem Laugenwäscher wächst die Kettenlänge der Polymere, die in der Lauge suspendiert bleiben. Aldol-Kondensationsprodukte werden wegen ihrer orangen bis roten oder braunroten Farbe oft als "Rotöl" bezeichnet. Die Polymere können andere organische Materialien aus Spaltgas absorbieren. Dies erhöht den Druckabfall und die Bildung von Fouling. Darüber hinaus sind ungesättigte Verbindungen wie 1,3-Butadien leicht in Lauge löslich. Zusammen mit Metalloxiden und oxygenierten Verbindungen werden mehr Polymere gebildet, und die Produktion von Rotöl steigt.

Kurita hat leistungsstarke Antifouling-Konzepte entwickelt, welche die Aldolkondensation hemmen. Die Entstehung von Rotöl-Polymermaterialien wird vermieden. Antifoulingmittel mit Dispergiermitteleigenschaften halten die Polymerpartikel klein genug, um eine Agglomeration der Polymere zu vermeiden. Antifoulingmittel mit Radikalfängereigenschaften stoppen den radikalischen Polymerisationsmechanismus. Das Behandlungsprogramm kann durch Analyse der gebrauchten Lauge überwacht werden. Eine erfolgreiche Behandlung macht die teure Benzinwäsche überflüssig. Sie reduziert die Belastung der Oxidationseinheit für gebrauchte Lauge. Dies vermindert die CSB-Fracht der Abwasseranlage. Eine Natriumverunreinigung im DSG-System durch Rückführung des gebrauchten Benzins wird vermieden.

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