Instalação e operação de sistemas de separação e filtração adequados tornou-se um componente chave em praticamente todas as unidades de processo. Em especial em unidades de amina (e gás residual TGTU). Estes sistemas tem a função de evitar problemas de processo e equipamento e com isso poder alcançar os níveis de confiabilidade e capacidade esperados. Os sistemas de separação e filtração típicos em unidade de amina são os demisters/knock-out drums, filtros de sólidos suspensos, leitos de carvão ativado e coalescentes de líquidos para gás de alimentação. Equipamentos adicionais, tais como os coalescentes para correntes de amina rica para remoção de hidrocarbonetos emulsionados ou os sistemas de recuperação de amina arrastada em GLP tratado, são tecnologias que estão se tornando cada vez mais usadas para melhorar a confiabilidade e produtividade das unidades de gás. Estes sistemas permitem que cada unidade de amina, opere de forma estável e com uma maior tolerância a distúrbios e oscilações próprias do processo. Portanto, as tecnologias de separação não só funcionam como a única linha de defesa para eliminação de contaminantes, mas também podem chegar a ser a última linha de defesa. Sem estes sistemas, projetados, construídos e operados de forma correta, as unidades de amina podem sofrer de vários problemas de ineficiências, tais como os elevados custos operacionais, a baixa eficiência de separação de H₂S/CO₂, perdas de amina e excessiva manutenção. Em muitos casos as tecnologias de separação podem reduzir e minimizar os seguintes problemas frequentemente encontrados em plantas de amina:
1. Fouling (Deposições): Esta é a deposição de material (geralmente sólidos, sais e hidrocarbonetos) sobre as superfícies do equipamento, tipicamente em locais de altas temperaturas e/ou baixa velocidade de fluido, tais como trocadores de calor ou colunas com recheio. Deposições podem ter vários mecanismos de formação, mas geralmente se aceita que é uma reação de polimerização por Radical Livre ou condensação de componentes dissolvidos. A outra via está relacionada com sólidos em suspensão. Hoje em dia, alguns tipos de deposição por compostos dissolvidos podem ser minimizados por meios químicos (inibidores de radicais livres, ou de condensação tais como alguns fenóis). Os meios mecânicos tais como filtração ou adsorção com carvão ativado também podem ser usados para minimizar deposições em mecanismos tanto de precipitação como de polimerização/condensação. Ambos os métodos são eficazes, dependendo das condições do processo, do tipo de contaminante e do mecanismo de deposição. Deposições podem conduzir a perdas de energia e ineficiências de trocadores de calor, assim como entupimento de recheios. A fotografia 1 ilustra deposições em recheios de colunas.



2. Corrosão: Em unidades de amina, a corrosão é ocasionada de forma contínua como parte do processo de remoção de H₂S ou CO₂. Alternativamente, deposição também gera corrosão. Tipicamente, onde há acumulação de resíduos (fouling) sobre superfícies, a progressão natural é encontrar "corrosão sob depósitos" (under deposit corrosion). Isto ocorre pela elevada concentração localizada de iniciadores de corrosão e íons. Geralmente, se as deposições por sólidos em suspensão são minimizadas, as taxas de corrosão são reduzidas também. Um exemplo das consequências de deposições é o aumento da taxa de corrosão na regeneradora da unidade de aminas, se a temperatura de entrada da amina rica na regeneradora é mais baixa do que o recomendado (causado por deposições no trocador de calor amina rica/amina pobre). A fotografia 2 ilustra corrosão em tubos refervedores.



3. Sais termicamente estáveis e produtos de decomposição Amina: Sais termicamente estáveis são aqueles componentes que não se decompõem termicamente conforme as condições de regeneração normais na unidade de amina. Por esse motivo o nome "sais estáveis". Estes sais normalmente requerem tratamentos externos para removê-los (como a troca iônica, eletro diálises ou destilação a vácuo, por exemplo). Existem evidências que muitos destes sais causam uma taxa acelerada de corrosão. Por outro lado, as superfícies de sólidos em suspensão possuem atividade molecular elevada além de ser ricos em metais como o ferro. Estes podem catalisar reações químicas de formação de sais estáveis, aumentando sua concentração mais rapidamente. Também podem causar a decomposição da própria amina. Portanto, a redução de sólidos em suspensão na solução de amina pode reduzir (não eliminar) a taxa de formação de sais estáveis e prolongar a vida útil da solução de amina. Sais estáveis em geral é um problema mais comum em unidades de amina em refinarias. Em unidades de processamento de gás, estas são muito menos comuns.
4. Formação de espuma: Espuma é geralmente produzida pela associação de gases e líquidos com baixa tensão superficial que está estabilizada por materiais tensoativos ou surfactantes. Variação da tensão superficial por meio da adição de solventes tais como metanol, hidrocarbonetos ou componentes BTEX pode também contribuir para a formação e estabilização de espuma e surfactantes também estão presentes. Agentes tensioativos podem ser sólidos menores a 10 micra (sulfureto de ferro) ou também moléculas (componentes em óleos de lubrificação de compressores ou certos aditivos). Remoção de agentes tensioativos e hidrocarbonetos (inclusive BTEX) irá reduzir a formação de espuma e a utilização de aditivos antiespumantes. Formação de espuma, invariavelmente, leva a perdas de amina e de menor eficiência de reação com H₂S (em certos casos a absorção de CO₂ em condições de espumamento é maior). A fotografia 3 ilustra amostras de solução de amina (MDEA) com espumamento.



5. Proteção da etapa de regeneração e qualidade gás ácido: Os sistemas de separação no fluxo de amina rica são basicamente para proteger a secção de regeneração da unidade de amina. Estes sistemas também são projetados para proteger a URE (unidade de recuperação de enxofre), garantindo a entrega de gás de boa qualidade sem hidrocarboneto. A remoção de contaminantes na corrente de amina rica é também para evitar sujar o trocador de calor amina rica/amina pobre, causando excesso de trabalho do refervedor. O maior gasto energético de uma unidade de amina esta no refervedor. Atualmente, mais plantas estão adotando filtração da corrente de amina rica além de filtração amina pobre. Unidades de aminas com filtração na corrente de amina rica em geral operam de forma muito mais estável, com melhor rendimento, confiabilidade e menores custos de operação.

Sistemas de separação de filtração em plantas de Amina e gás residual (TGTU)
Em um plano geral os sistemas de separação de filtração em plantas de amina estão divididos em três grandes áreas: a) sistemas para as correntes de alimentação (gás ou hidrocarboneto líquido como o GLP), b) sistemas para a corrente circulante da solução de amina (rica e pobre) e c) sistemas para as correntes de saída da unidade como os produtos tratados e o gás ácido enriquecido que para tratamentos secundados como o processamento na URE, queima ou reinjeção. Os três grupos de métodos de controle de contaminação tem objetivos diferentes, funções diferentes e tecnologias em vários casos diferentes. Todos estes operam em combinação para poder facilitar o processo da unidade de amina e garantir bons e estáveis resultados no processo de eliminação de H₂S e CO₂.

Filtração Amina Pobre
A filtração da corrente de amina pobre é composta por três (3) etapas. Cada uma tem uma função específica. Nenhuma etapa deve ser substituída ou eliminada já que e todas elas são necessárias. O núcleo da filtração da corrente de amina pobre é o leito de carvão ativado. O leito de carvão ativado não é um filtro como tradicionalmente conhecemos. A definição correta de filtração é a separação de partículas sólidas usando um material poroso médio. Leitos de carvão ativado não devem funcionar como filtros, mas sim como leitos para adsorção de contaminantes dissolvidos (interação fraca dos contaminantes com os poros na superfície dos grãos de carvão ativado). Por conseguinte, sempre necessário manter a superfície do carvão ativado livre de sólidos. Para obter isso, os leitos de carvão ativado devem ser sempre protegidos com uma pré-filtração efetiva. Leitos de carvão ativado não devem sofrer aumento da pressão diferencial (DP). Se este for o caso, é muito provável que o sistema esteja saturado com os sólidos, e certamente a atividade do carvão ativado já tenha se esgotado. Leitos de carvão ativado são geralmente avaliados utilizando um método empírico simples de formação de espuma na entrada e saída do leito. Outros métodos mais sofisticados estão disponíveis, no entanto, estes são difíceis de executar enquanto o leito de carvão ativado estiver em operação.
Para a filtração da corrente de amina pobre, sempre e melhor a filtração total do fluxo. Especialmente nos casos em que a torre de absorção tenha recheio estruturado. Nesse caso é quase obrigatório ter uma filtração amina de vazão total. Com isso pode se minimizar as situações comuns de depósitos no recheio. Após a filtração total, uma percentagem do fluxo (de 25% a 50%) deve ser enviado ao leito de carvão ativado. É sempre melhor evitar altas temperaturas na filtração da amina, devido a limitada compatibilidade térmica e química de materiais em muitos filtros. O pós-filtro deve ser dimensionado de acordo com o fluxo que entra no leito de carvão ativado. No que se refere aos sistemas a serem utilizados, até agora os melhores dispositivos de filtragem são feitos de filtros de cartucho descartáveis. Estes também são os mais eficientes para a filtração de partículas deformáveis, especialmente quando tem presença de hidrocarbonetos. Por exemplo, os filtros automáticos (de materiais metálicos com retro-lavagem) não são adequados para fluxos com alta tendência de adesão do contaminante com a superfície metálica (além de ter presença de hidrocarbonetos) tais como as soluções de amina. A interação dos sólidos e os elementos metálicos do filtro são muito fortes e tanto os processos, retro lavagem como limpeza, não são capazes de limpar corretamente o sistema. Outros equipamentos, como centrifugadores têm sido usados com algum sucesso. Porém, ainda há alguns obstáculos técnicos a serem superados para que essa tecnologia possa ser usada em plantas de amina. Filtros com formação de pré-capa ou auxiliares de filtração também têm sido usados, mas são muito menos comuns, devido à excessiva geração de resíduos e seu complexo procedimento de manutenção e operação. Para a filtração de cartucho, numerosos meios de filtração têm sido utilizados em serviço de amina. Exemplos dos materiais mais comuns são: algodão, celulose impregnada, polipropileno, fibra de vidro e resina. Cuidados tem que ser adotados para somente utilizar meios filtrantes que não produzam espuma com a solução de amina (por reação ou extração). Isso pode ser tanto devido a componentes utilizados na elaboração do meio filtrante, ou do filtro, como também por incompatibilidades dos contaminantes presentes na solução de amina com o filtro. Meios filtrantes como por exemplo o polipropileno, não tem a melhor resistência térmica para ser usado com segurança em plantas de aminas. Também filtros para água e materiais como poliéster não são recomendáveis para plantas de amina. Em geral para unidades de amina e TGTU, e necessário contar com a maior área superficial "efetiva" de meio filtrante (exposta ao fluido).  Por tal motivo os filtros de superfície (tipo plissado, horizontal ou radial) são os mais adequados, com a melhor relação custo/beneficio.
O grau de filtração e eficiência é um tema bastante polêmico em discussões atuais sobre o tipo adequado de filtração para o serviço amina. Reunindo experiências a partir de uma grande variedade de fontes, especialmente nossa experiência em campo, temos observado que um filtro de 50 micra (Beta 5000) é um bom "ponto de partida" para a maioria das aplicações de filtração de amina. Isto é aplicável para um "ponto de partida" apenas, dado que a otimização do grau de filtração e eficiência deve ser quando o sistema estiver em operação e fazendo análises de gravimetria em linha no processo. Somente assim é possível para ajustar a eficiência e obter resultados acetáveis de custo de filtração e proteção ao sistema. Somete para os casos de proteção inicial do leito de carvão ativado, o grau de filtração poderia ser maior e mais eficiente para particulares menores. Também é recomendável uma taxa de vazão (Flux) de máxima de 0.5 galões por minuto/ft² de meio filtrante para obter níveis aceitáveis de custo de filtração.
Soluções de amina pobre com elevado teor de sólidos são menos eficientes e menos propensos a produzir  uma boa separação de H₂S/CO₂. Isto é causado pela formação de multi-camandas de sólidos na interface do gás (ou líquido) e a solução de amina, essencialmente reduzindo a transferência de massa. Uma alta concentração de sólidos na solução de amina é geralmente uma indicação que algo esta ocorrendo no processo e deve ser investigado. Soluções de amina de boa qualidade com mínima quantidade de contaminantes tem um desempenho muito melhor, produzindo um processo mais estáveis. Com isso se está evitando danos ao equipamento, economizando energia e reduzindo os custos operacionais da unidade. Em algumas unidades de amina, em geral em refinarias, existe a formação do chamado "shoe-polish". Este é um material muito parecido a um gel, de cor negra, praticamente solúvel em água. O material é uma mistura de sulfeto de ferro, sais estáveis, traços de hidrocarbonetos e amina polimerizada. Este material requer uma filtração muito mais cuidadosa e rigorosa. O material é um sólido amorfo, com partículas de sulfeto de ferro predominantemente entre 1 e 5 micra de tamanho. Este material também causa um rápido aumento da pressão diferencial do filtro e com isso uma rápida diminuição do tempo de vida do mesmo. A formação de "shoe-polish" deve ser investigada em relação à concentração de sólidos em suspensão e a alta porcentagem de sais termicamente estáveis.

Adsorção em Amina Pobre (leitos de carvão ativado)
O carvão ativado é fabricado a partir de várias matérias primas como a madeira, carvão, lignina, cascas de coco entre vários outras. A finalidade de adsorção de carvão ativado em processos químicos é remover componentes orgânicos dissolvidos. Estes em geral podem gerar espuma em unidades de amina. Outras funções do carvão ativado em outas unidades são o controle de odor e controle de cor. Contaminantes dissolvidos com tendência a formar espuma em plantas de amina devem ser removidos. Estes compostos são orgânicos, em geral tipo hidrocarbonetos, e são adsorvidos pelo carvão ativado, desde que a estrutura de poros do carvão ativado não esteja saturada com contaminantes.
Como media o carvão ativado remove 20-40% do seu peso em espécies orgânicas (de acordo com as isotermas de Freundlich). Dependendo do tipo de contaminantes e condições de operação (temperatura, velocidade de vazão e tipo de carvão ativado) estes valores podem variar. Leitos de carvão ativado são melhores empregados na corrente de amina pobre, após os trocadores de calor de amina pobre/amina rica, cuja vantagem está em uma temperatura mais baixa nesses pontos. O uso de leitos de carvão ativado na corrente de amina rica não é recomendável devido a difícil manutenção e tratamento dos resíduos impregnados com altos conteúdos de H₂S. Também o processo de adsorção em ambientes com menor temperatura e mais baixo teor de H₂S tem uma melhor eficiência. Por outo lado também não há riscos de gerar bolsões de H₂S dentro do leito.
O carvão ativado usado em correntes líquidas é geralmente granular e não em pó dado o menor arraste de finos de carvão como também o menor diferencial e pressão do leito. A eficiência poderia ser um pouco maior se comparado com os outros tipos de carvão ativado (granular ou extrudado). Todos os tipos de carvão ativados sofrem fraturas em sua estrutura e geram sólidos que são arrastrados com a corrente de saída do leito. O carvão granulado pode se fraturar durante sua instalação ou utilização, sendo então necessário separar estes sólidos antes que eles atinjam a torre absorvedora da unidade de aminas causando a formação de espuma (estabilização de espuma por sólidos em suspensão), incrustações, baixa eficiência do processo e perdas de amina entre outros problemas. Muitas vezes estas partículas encontram-se na corrente de amina rica, chegando até a torre regeneradora. Resíduos de carvão ativado podem causar corrosão por erosão em tubulações e outros equipamentos. Carvão ativado, que é ativado ou lavado com ácido fosfórico não deve ser utilizado em unidades de amina, já que o ácido presente e compostos de fósforo podem causar graves problemas de formação de espuma. Um sistema corretamente projetado de carvão ativado pode reduzir a necessidade de usar aditivos antiespumantes, reduzir consumo de amina, reduzir a corrosão, melhorar a eficiência de lavagem e qualidade do produto.
O leitos de carvão ativado são dimensionados geralmente para 25-50% da solução de amina circulante. Um tempo de contato mínimo de 15 minutos e uma velocidade superficial de 2 a 5 galões por minutos/ft² são consideradas adequados para o projeto de leitos de carvão ativado. Quando a solução de amina mudar de cor, tonalidade ou a tendência de formação de espuma na solução estiver aumentada, este deverá ser avaliado e trocado se necessário. Leitos de carvão ativado não devem ser trocados por queda de pressão, já que esse parâmetro é uma representação errada da eficiência de leito. Todos os leitos de carvão ativado devem ser protegidos de sólidos em suspensão para não causar desativação de poros por obstrução física causada pelos sólidos. Tipicamente um leito de carvão ativado projetado, operado de forma correta e com um pré-filtro correto, tem um tempo de vida de 9 a 12 meses.
Se a unidade de amina tem sistemas de coalescência na entrada da planta, o tipo de carvão ativado mais utilizado é o granular 8 x 30 (mesh) de origem betuminoso e ativado por vapor. Este tipo de carvão ativado é o mais adequado para a purificação de correntes de aminas e glicóis, cuja função é remover os contaminantes que contribuem para a formação de espuma. Este tipo de carvão ativado tem o melhor equilíbrio de tamanhos de poros capaz de adsorver uma vasta gama de contaminantes na solução de amina. No entanto, se a planta não tiver sistemas de separação de entrada por coalescência, o carvão ativado mais apropriado é o granular 4 x 10 (mesh) de Lignita. Este tipo de carvão ativado tem poros mais abertos permitindo uma melhor adsorção de possíveis hidrocarbonetos mais pesados e compostos maiores em tamanho. A origem de carvões ativados geralmente define o seu poder de adsorção bem como o tipo e tamanho das moléculas que irá preferencialmente separar. Eles são ativados de forma diferente, a fim de aumentar a sua área de superfície e eliminar as impurezas nos poros de sua estrutura. Alguns carvões ativados (impregnados) contêm aditivos para aumentar a sua resistência mecânica ou para separar contaminantes específicos como mercaptanos. O carvão ativado é a chave para a separação de componentes dissolvidos, tais como certos tipos de sais estáveis ao calor e os seus percursores, produtos de degradação de aminas, surfactantes e também hidrocarbonetos dissolvidos. Finalmente, leitos de carvão ativado não são projetados para separarem hidrocarbonetos emulsionados. A presença destes contaminantes pode saturar o leito de carvão e provocar uma falha total do sistema. A fotografia 4 ilustra um sistema de filtração de amina rica com o leito de carvão ativado ao centro.



Recomendações Filtração Amina Pobre
1. Leito de carvão ativado. A melhor opção do tipo de carvão ativado é um de origem betuminoso ou sub-betuminoso, granular de 8 x 30 ou 4 x 10 dependendo do desenho da planta de amina. O carvão ativado betuminoso tem o melhor equilíbrio de poros pequenos, médios e grandes. Esta distribuição tem mostrado ser a mais adequada para os processos de amina e para a adsorção de contaminantes com médio e baixo peso molecular. O dimensionamento de leitos de carvão é um cálculo relativamente simples, com base a uma velocidade transversal, e do tempo de residência, com a finalidade de proporcionar suficiente tempo de contato para a remoção de contaminação por adsorção. Leitos de carvão ativado não são recomendados quando uma unidade de amina está sendo inicializada devido a altas cargas de sólidos no sistema.
2. Pré-filtro de carvão ativado. O grau de filtração adequado a eficiência do pré-filtro têm de ser determinado enquanto o filtro está em operação. No entanto, uma boa recomendação é a utilização de elemento com 50 micra, Beta 5000 como um ponto de partida. Recomenda-se também usar um elemento mais aberto (150 micra, Beta 5000) se a unidade está sendo inicializada com o leito de carvão ativado em by-pass. Ao início da operação de uma unidade de aminas, as concentrações de contaminação tendem a ser extremamente elevadas. Como a unidade opera por certo tempo nessa modalidade, a eficiência do filtro pode ser gradualmente aumentada. Materiais do filtro devem ser compatíveis com a solução de amina, o processo e com contaminantes potenciais, tais como aminas e contaminantes de hidrocarbonetos. Perda de carga não pode ser facilmente avaliada, no entanto alguns programas de modelação estão disponíveis para avaliar esse efeito. Depois que a unidade estiver em operação é recomendável obter amostras da solução de amina para uma avaliação mais acertada da eficiência necessária.
3. Pós-filtro de carvão ativado. O grau de filtração e eficiência mais adequado tem que ser determinado quanto o filtro estiver em operação. As condições de processo afetam diretamente o projeto, tipo e resistência mecânica do leito de carvão ativado utilizado, assim como também o tamanho e concentração dos filtros de carvão que estarão presentes na saída do leito. Como já recomendado para o pré-filtro, uma boa recomendação para o pré-filtro e semelhante utilizando 50 micra (Beta 5000) como um ponto de partida somente.

Filtração Amina Rica
Em muitos casos, é necessário operar sistemas de filtração na corrente de amina rica. Principalmente, se regeneradora contém recheio estruturado, dado que este é propenso a deposições. De igual forma os trocadores de calos também são sensíveis a deposições por sólidos e hidrocarbonetos. Nesse contexto não se recomenda o uso de trocadores de calor tipo placas, dado que a geometria de fluxo nestes sistemas conduz a formação de depósitos de sólidos. Filtração de amina rica é recomendável para unidades extremamente contaminadas com partículas em suspensão devido à alimentação inadequada ou a corrosão excessiva, ou também se a entrada de gás relação CO₂/H₂S é elevada ou com altos níveis de partículas. Finalmente em casos onde a concentração de ferro solúvel na solução de amina rica a alto. Sólidos de FeS em suspensão na amina rica pode se reverter na regeneradora, em determinadas condições, produzindo de ferro solúvel, onde filtração não consegue separar. Este ferro solúvel pode, reagir com H₂S na torre absorvedora formando sólidos de FeS rapidamente. Este causa incrustações nas bandejas na torre ou no recheio. Por tanto filtração na amina rica é a única forma de controlar a concentração de ferro solúvel na solução de amina. Se os componentes do sistema de filtração são instalados no circuito de amina rica, atenção máxima deve ser adotada durante a manutenção para o controle do risco de exposição a H₂S.

Recomendações para filtração Amina Rica
1. Filtro de sólidos suspensos. O uso de filtração amina rica é justificado em alguns casos, especialmente com uma amina rica com consideráveis sólidos em suspensão (> 5 ppm). Plantas com 1 ppm de sólidos em suspensão são as que historicamente tem operado de forma mais estável e com menores gastos operacionais. Deve também ser utilizados em filtração de fluxo total se a regeneradora está desenhada com recheio interno. Todo recheio em torres de adsorção, destilação ou reação são sensíveis a incrustações. Além disso, se os trocadores de calor da unidade são a placas, estes podem sofrer deposições periódicas. Nesses casos na filtração amina rica a vazão total é praticamente obrigatória. O material do filtro deve ser compatível com a solução de amina rica, seus contaminantes, e ser livre de resíduos que podem produzir espuma. É sempre recomendável tomar precauções extras com a manutenção de filtros em correntes de amina rica. Esta é mais complexa e esta apresenta riscos mais elevados em comparação com a filtração amina pobres dados os níveis mais altos de H₂S (em menor caso de CO₂). Procedimentos especiais devem ser detalhadamente considerados antes de programar a manutenção.
O sistema de filtração deve ser instalado a jusante do Flash Tank. Filtros instalados na entrada do Flash Tank comumente sofrem de leituras de pressão inconsistentes e variáveis. Isso está relacionado com a formação de bolsões de gás dentro do equipamento (gerada pela queda de pressão). A seleção do meio filtrante pode ser um pouco mais difícil em comparação com filtração amina pobre, mas essencialmente as mesmas diretrizes se aplicam. É importante mencionar que certos tipos de meios de filtração podem ser instáveis em presença de contaminantes da amina como BTEX ou hidrocarbonetos. Um exemplo são os materiais que têm afinidade elevada com hidrocarbonetos, ou seja, tendem a se deformar pela absorção do hidrocarboneto, levando a alterações da eficiência do material. Esta propriedade, até certo ponto pode ter um lado positivo em remover parte dos hidrocarbonetos, no entanto, isso vem prejudicar a eficiência da filtração de sólidos suspensos. Em termos de grau de filtração e eficiência, é conveniente usar o mesmo ponto de partida, como indicado para os filtros de amina pobre (50 micra, Beta 5000 como ponto de partida). A eficiência final deve ser ajustada com o filtro em operação e fazendo medições gravimétricas na estrada e saída do sistema. É recomendável inspecionar os filtros a cada troca para determinar se a compatibilidade do material é adequada e que não exista degradação do meio filtrante ou de outras partes do filtro. A fotografia 5 ilustra uma amostra de água do refluxo de topo da torre regeneradora da seção de tratamento DEA.



2. Remoção de hidrocarbonetos. A presença de hidrocarbonetos em correntes de amina rica é associada com a contaminação de entrada à unidade (gás ou líquido) ou com a condensação de hidrocarbonetos dentro da absorvedora.  Em especial na corrente de gás (por exemplo, hidrocarbonetos pesados, óleos de lubrificação e outros). A melhor maneira de evitar isso é remover o contaminante na fonte (corrente acima da unidade de amina) ou proteger a entrada da unidade amina com sistemas de separação adequados como os Knock-out Drums e os separadores coalescentes de névoas ou aerossóis. No entanto, quando essas alternativas não são possíveis, somente a utilização Flash Tank permite remover hidrocarbonetos. No entanto, o tempo de residência no flash tank é geralmente pequeno (10-30 min) e o hidrocarboneto emulsionado não irá ser separado. Este hidrocarboneto está micro emulsionado com tamanhos de gota de 10 micra ou menores. Para estes casos é necessário usar coalescedores de líquido instalados na saída do Flash Tank, logo após os filtros de amina rica. Cuidado deve ser tomado para proteger adequadamente o coalescedor de líquidos para não ter muito alto teor de sólidos na entrada, caso contrário a eficiência do coalescedor irá ser reduzida assim como também o tempo de vida on-line do sistema gerando mais altos custos operacionais. Os pré-filtros em sistemas de coalescência são a melhor forma de minimizar os custos de separação de líquidos. A fotografia 6 ilustra um sistema de filtração e coalescência em corrente de amina rica (planta de Coker).



Separação de gás de alimentação a unidades de Amina
Separação na entrada da unidade de amina (antes da absorvedora) é muito mais comum para as correntes de gás que passa as de líquidos (como o GLP). Este é geralmente feito através de um vaso de Knock-out Drum com um Demister de malhas metálicas ou um Vane Pack de placas paralelas. Também alguns sistemas utilizam os filtros-separadores horizontais, ou também os separadores de ciclônicos. Estes sistemas não são totalmente adequados para remover contaminantes líquidos com forma de aerossóis amplamente encontrados em gases ácidos (especialmente depois de etapas de compressão). Estes sistemas são normalmente projetados para remoção de líquidos maiores ou possíveis bolsões de líquidos. Além disso, nenhum destes equipamentos esta projetado para separar sólidos (geralmente realizado por um filtro de partículas), com exceção de sistemas ciclônicos que podem remover partículas de sólidos de alta densidade ou grande tamanho. Os filtros-separadores em geral também são para separar líquidos maiores. Não sendo adequados para remover névoas ou aerossóis menores. É necessário indicar que um coalescente é um excelente filtro de partículas, mais este não deve operar como filtro e sim como separador de líquidos, caso contrário o custo operacional é geralmente muito alto.
Apenas uma minoria de unidades de amina têm sistemas adequados para a separação correta de contaminantes em gás de alimentação. Sistemas projetados corretamente são essenciais para plantas de aminas devido à natureza diversa de seus contaminantes. Um dos tipos mais difíceis de contaminantes em corrente de gás são aerossóis (0.1-1.0 micra). Estes líquidos são finamente divididos, com diâmetros que vão desde algumas centenas de micra até menos de 0.1 micron. A maioria dos sistemas de separação indicados anteriormente têm entre 20% (demisters/vane packs) ate 70-80% (ciclônico/filtros-separadores) de eficiência no campo, no máximo para a remoção de aerossóis líquidos. Basicamente, a razão está diretamente relacionada com a gotícula de aerossol, da distribuição do tamanho em combinação com geometria de fluxo no interior do equipamento. Os sistemas de coalescência devem ser capazes de interceptar, coalescer e drenar as pequenas gotas de líquidos na corrente de gás para obter um processo correto de separação.
A distribuição de aerossol de uma corrente gasosa é principalmente na faixa sub-micronica. Gotas maiores tendem a não ser persistente na corrente de gás à medida que estão sujeitos a separação gravitacional. Em certas condições, estes líquidos maiores poder ser rompidos devido a várias forças e impactos sobre a superfície dos líquidos. Quando gotas de líquidos maiores se rompem, estas geram progressivamente menores gotas até que a distribuição de gotículas é estabilizada pelo equilíbrio entre a energia superficial do líquido, a força gravitacional e forças de resistência (drag). Portanto, a distribuição de um aerossol em uma corrente de gás é maioritariamente sub-micronica (cerca de 50% em peso é menor do que 1.0 micron e cerca de 80% em peso são menores do que 10 micra).
Para a separação de aerossóis em correntes de gás, os dispositivos convencionais, tais como coalescedores de baixo desempenho (não sub-micronico), demisters, vanes paks, e sistemas ciclônicos são ineficazes. Demisters e/ou Vane Packs são especialmente ineficazes para a remoção de aerossóis líquidos. Uma vez que eles formam uma camada na interface nos pontos de acumulado de líquidos, estes impedem a acumulação de líquidos adicionais. Estas gotas de líquidos não podem contatar eficientemente as superfícies metálicas para serem separadas. No entanto, estes sistemas são aceitáveis para uma pré-separação de líquidos antes de sistemas de maior eficiência como os sistemas de coalescência sub-micronicos que usam microfibras.

Recomendações para condicionamento de gás de alimentação a unidades de Amina
Um sistema típico de separação gás ácido na entrada de uma absorvedora em uma unidade aminas é composto de um vaso Knock-Out Drum com um demister para a remoção de alguns líquidos maiores. Este também irá atuar como um slug catcher, se necessário para parar bolsões de líquidos. Este dispositivo é necessário e deve ser utilizado apenas para a remoção de líquidos livres. No entanto, há necessidade de sistemas de maior eficiência para separar os aerossóis sub-micrônicos. Estes sistemas são chamados de "Separador Sub-micronico Coalescente de Microfibra". Os vasos para estes sistemas têm desenhos especializados, com uma série de instrumentos, válvulas e meios coalescentes especialmente formulados. Estes dispositivos são projetados baseados na vazão, pressão, e temperatura de processo, e tem que ser instalados o mais próximo possível do ponto de uso do gás, ou do equipamento ou processo que necessita de proteção. Um separador sub-micrônico coalescente de microfibra em geral terá de ser capaz de remover, em média, um mínimo de 99,95% de aerossóis entre 0.1 a 1.0 micra de diâmetro ou maiores.
Os melhores separadores sub-micrônicos coalescentes de microfibra têm a entrada na parte inferior do vaso. O sistema possui normalmente duas etapas de separação dento de mesmo vaso. A etapa inferior e projetada para remover líquido em gotas maiores ou líquidos livres. Na etapa superior, e separação sub-micrônica ocorre. A secção inferior pode ser equipada com Demisters, Vane Packs ou projetados de tal forma a ter ação ciclônica. Mas nenhum destes conceitos aumenta de forma comprovada a eficiência total do sistema. A saída do gás ocorre na parte superior do sistema depois de passar através dos elementos coalescentes (de dentro para fora), isto é, onde o gás passa através dos meios de microfibra coalescentes. Os líquidos aerossóis são interceptados, coalescidos e finalmente drenados dos elementos por gravidade. A medida que as etapas do sistema (inferior e superior) apresentam níveis de líquidos, estes são detectados pela instrumentação (visores, boias, medidores de nível, etc) e drenados para fora do equipamento pela válvula de descarga.
Tempo de vida típico para a maioria dos elementos de coalescência pode variar entre 6 meses até 2 anos, dependendo da quantidade de sólidos que entram ao elemento coalescente e do tipos de líquidos separado. Muitos fabricantes anunciam sistemas coalescentes capazes de remover aerossóis líquidos na faixa sub-micrônica, mas a maioria não atende a essas expectativas de desempenho quando feito os testes de eficiência. Apenas um pequeno número de fabricantes possui a tecnologia para este tipo de separação de alto desempenho. A fotografia 7 ilustra um sistema coalescência em corrente de gás de carga (planta de gás).



Recuperação de Amina
Perdas de amina e uma área de grande interesse ultimamente devido aos consideráveis custos econômicos de substituição da mesma. Não só a amina tem que ser comprada, mas também armazenado e fisicamente adicionada à unidade. Além disso, o que é frequentemente negligenciado, é que a amina perdida vai para alguma unidade, processo, equipamento ou instalação de tratamento de resíduos. Isto também tem um impacto econômico significativo na confiabilidade dos equipamentos e estabilidade dos processos seguintes. Existem algumas alternativas para recuperar amina arrastrada com o gás ou líquido tratado, estes variam entre Knock-Out Drums com Demister ou Vanes Packs, lavagens de água e outras tecnologias especializadas. Remoção da amina em correntes de hidrocarbonetos líquidos é muito mais importante devido à emulsificação da solução de amina em adição a perdas por solubilidade (especialmente para MDEA e DIPA). Neste caso, as lavagens de água e os sistemas de separação por extração são os mais adequados. Lavagens convencionais com água tendem a usar grandes quantidades de água com uma baixa eficiência na recuperação da amina.

Observações finais
Uma das aprendizagens mais relevante que fizemos durante muitos anos de trabalho em várias unidades de amine e TGTU a nível global, é que o controle de contaminação é um passo crítico em qualquer processo de otimização. As maiorias das plantas que não consideram este passo devem lutar constantemente contra elevados custos operacionais e a baixa confiabilidade dos equipamentos, além de muitos incidentes técnicos adversos, impactos econômicos e ambientais. Também observamos que não há uma desvantagem significativa em termos de uma sobre filtração (ou separação melhorada), além de um incremento marginal do custo de capital. Poderia se pensar que o custo seria proibitivo, mas a experiência nos mostra que este geralmente não é o caso. Por outro lado, há problemas sérios e graves com processos e sistemas de separação deficientes, de baixo custo ou subdimensionados. Invariavelmente, qualquer poupança em custo de filtração e separação, acabará por gerar altos custos operacionais. Também é importante compreender que cada planta e cada processo tem seu próprio ponto de equilíbrio, onde o custo do controle contaminação é aceitável com níveis toleráveis de contaminação residual. É aqui onde usuários, empresas de engenharia e fornecedores têm a responsabilidade de estar envolvidos em encontrar esse ponto de equilíbrio com o objetivo de suprir sistemas de separação corretos para cada planta. E necessário também conhecer e compreender o funcionamento da unidade, já que os sistemas de separação são partes integrantes no processo.
Visitando e conhecendo unidades de aminas pelo Brasil, e também fora do pais, podemos notar que a análise dos filtrados, a utilização de sistemas coalescentes de alta eficiência na entrada do gás na unidade, a utilização de filtros de sólidos em locais adequados, a separação e recuperação de hidrocarbonetos, bem como as perdas de processo, tem sido pouco analisados e até negligenciados pelas engenharias de projeto e pelos usuários, isto normalmente remete a grandes perdas financeiras, paradas e falhas de equipamentos e queda na qualidade dos produtos finais.