Procesos

Tomando en cuenta el diagrama de flujo bajo estudio, evalue la opción de diseño que incluye un separador de hidrogeno y metano para la corriente gaseosa que sale por el domo del flash. Centre su atención únicamente en esa sección y utilice los datos de balance de materia, presión y temperatura de esa corriente reportados por Douglas.
Proponiendo un sistema de separación para la corriente S19.A depósito de combustible.
Flash
Sep.- membranas
Recirculación

Los balances de materia se muestran a continuación en la siguiente pagina.

A) ¿Qué tecnologías de separación están disponibles comercialmente para separar hidrogeno del metano? ¿Cuál de ellas es la mas recomendable?

Hay cuatro tecnologías que se utilizan comúnmente en la industria para la purificación de de hidrogeno:absorción (química y física), la adsorción, la membrana y procesos criogénicos. A continuación se da una breve explicación de algunos de ellos.

Procesos de adsorción.

Adsorción por cambio de presión (PSA): Las propiedades más importantes de los adsorbentes son:
1) Su capacidad de adsorción correspondiente a la cantidad de cada componente que es retenido por el adsorbente.
2) Lacinética de adsorción, lo que representa la velocidad que los componentes se retienen.
3) La selectividad en el equilibrio representado por la relación entre la capacidad de adsorción del componente más adsorbido y la capacidad de los menos adsorbidos.
4) Estabilidad mecánica, expresa la resistencia del adsorbente ( la formación de polvo genera daño en las válvulas y contamina el producto)y los límites de la altura de la columna.
5) Estabilidad térmica refleja la resistencia del adsorbente al aumento de la temperatura ya que algunos adsorbentes son dañados con los aumentos de temperatura.
6) Estabilidad química, es la resistencia del adsorbente con contaminantes (es importante saber si existen contaminantes en la corriente de entrada tomar las medidas necesarias paraevitar la degradación del adsorbente.
Existen métodos de regeneración de adsorbente aquí solo mencionaremos algunos.
1) La regeneración se puede hacer a través de una presión de modulación, en la que el adsorbente es regenerado por una disminución en la presión (la disminución de presión reduce la cantidad de adsorbidos).
2) Adsorción por cambio de temperatura, el adsorbente es regeneradomediante un aumento de temperatura y esto reduce la cantidad adsorbida.
3) Concentración de adsorción oscilante, al disminuir la concentración se disminuye la cantidad adsorbida.
Uno de los procesos utilizados en la industria para la purificación de hidrogeno tiene su configuración en base a la patente Batta, la cual comprende tres o cuatro columnas con multilechos basado en la patente Fuderery Rudelstofer ya que este resulto más económico. Ambos proceso permiten la producción de hidrogeno con purezas superiores a 99.999%, con una recuperación de 70-75% para el proceso de tres o cuatro columnas y 80-85% para el proceso de multilecho, estos procesos consisten en los siguientes pasos, adsorción, despresurización isocorriente, despresurización en contracorriente, purga y represurizacion;la diferencia entre los rendimientos se origina en el numero de etapas.
Las velocidades de producción de estos métodos oscila, por ejemplo en el método de lecho multiple tiene salidas superiores a 0.4 M Nm3/dia , de la misma manera oscilan las presiones de salida como por ejemplo de 6.5 bar.
La presión óptima de alimentación de una unidad de PSA es entre 14,9 y 27,6 bar. Produce hidrógeno dealta pureza (99,999%) a una presión de salida 6,5 bar.
Proceso por permeabilidad de membrana
La separación con membranas es considerada corrientemente como uno de los métodos
Más promisorios, debido a su bajo consumo de energía, a su operación fácil y continua y
a los menores costos de inversión.
Una membrana selectiva es una película delgada que puede selectivamente dejar pasar (permear) un...