Adsorcion

ADSORCION.
Deshidratación por lecho sólido.

Los sistemas de deshidratación por lecho sólido trabajan basados en el principio de adsorción, que involucra una forma de adhesión entre la superficie del desecante sólido y el vapor de agua que está en el gas. El agua forma una película extremadamente fina que se adhiere a la superficie del desecante por las fuerzas de atracción, pero no hayinteracciones químicas. El medio secante es un sólido granulado con un área superficial efectiva extremadamente grande por unidad de peso, debido a una gran cantidad de poros microscópicos y aberturas capilares. Un desecante típico puede llegar a tener 4 millones de pies cuadrados de área superficial por libra.
Cuando el gas contacta las partículas sólidas del desecante el agua es adsorbida hasta quese alcanza un equilibrio, que está generalmente descrito en términos de tres variables: temperatura de contacto (ºF o ºC), contenido de agua del desecante, o capacidad estática (peso de H2O / peso de desecante seco), y contenido de agua del gas (presión parcial del agua - mmHg o punto de rocío al agua, en ºF o en ºC). Las presentaciones de estas variables se hacen a temperatura constante, comoisotermas, a presiones parciales constantes como isobaras, o a contenido de agua constante, como isosteras.

En general los procesos de adsorción son multicomponentes, es decir, además del agua hay otros compuestos que son adsorbidos. Hay un orden de preferencia, que en una escala de adsorbabilidad de mayor a menor son: agua, metanol, H2S, RSH, CO2, hexanos y C6+, luego pentanos, butanos,propanos, etano y por último el metano.
Los costos iniciales de una unidad de este tipo son mayores que para una unidad de glicol. Pero estos lechos tienen la ventaja de alcanzar puntos de rocío muy bajos, requeridos para plantas criogénicas, y además se adaptan a cambios muy grandes en las tasas de flujo. Las desventajas son: es un proceso de bacheo, caídas de presión altas a través del sistema, y losdesecantes pueden envenenarse con líquidos u otras impurezas del gas.

Descripción del proceso y equipos

Si el secado del gas debe ser hecho en una operación continua es necesario tener lechos de desecante múltiples, ya que estos operan en una forma cíclica. Hay tres ciclos que se ejecutan alternadamente en cada deshidratador. Hay un ciclo de adsorción, o deshidratado, un ciclo de calor oregeneración del lecho, y un ciclo de enfriamiento del mismo.
Los componentes típicos de cualquier unidad de desecante sólido son:
1. Separador del gas de entrada
2. Dos o más contactores de adsorción llenos con un desecante sólido.
3. Un calentador de alta temperatura para proveer el gas caliente de regeneración para reactivar el desecante en las torres.
4. Un enfriador del gas deregeneración para condensar el agua del gas de regeneración.
5. Un separador del gas de regeneración para quitar el agua que se ha condensado del gas de regeneración.
6. Tuberías, distribuidores, válvulas conmutadoras y controles para dirigir y controlar el flujo de los gases de acuerdo a los requerimientos del proceso.
En el ciclo de secado, el gas húmedo de entrada pasa primero por un separadorde entrada donde quedan retenidos los líquidos libres, que pueden dañar o destruir el lecho de desecante, humedad de acarreo, y partículas sólidas que pueden taponarlo. Este separador debe tener las alarmas y cierres correspondientes a niveles de líquido altos. Si la unidad de adsorción está aguas abajo de una unidad de amina, de glicol, o compresores, se prefiere un separador filtro o uncoalescedor. Todas las gotitas mayores de 10 mm, y un 99% de las comprendidas entre 0.5 a 10 mm, deberían ser sacadas.
La torre de adsorción es un recipiente cilíndrico con dos distribuidores de las corrientes de gas en ambos extremos, soportes para el lecho colocados en su parte inferior, una carga de adsorbente, conexiones para la remoción del mismo y un muestreador. El soporte del lecho debe...