Sistemas de tratamiento de gas e hidrocarburo con alcanoaminas

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RECOMENDACIONES PRÁCTICAS Y DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE GAS E HIDROCARBURO CON ALCANOAMINAS

















FUNDAMENTOS Y CONSIDERACIONES DE TRATAMIENTO DE GAS E HIDROCARBURO CON ALCANOAMINAS







ANTECEDENTES………………………………………………… ………..3

QUIMICA DEL PROCESO………………………………………………....4

DIETANOLAMINA…………………………………………………………...5CONSIDERACIONES……………………………………………………....5

CORROSION……………………………………………………….……… 7

ESPUMAMIENTO……………………………………………….………….11

PERDIDAS EXCESIVAS DE SOLUCIÓN……………………………….14

DEGRADACIÓN DE LA SOLUCIÓN/FORMACIÓN DE SALES
TERMICAMENTE ESTABLES……………………… ……………….….17

CARGA ERRATICA E INCONSISTENTE A PLANTA DE AZUFRE….19

PROBLEMAS DE FILTRADO………………………………………….…22

PRODUCTO FUERA DE ESPECIFICACIÓN……………………….….24











FUNDAMENTOS DEAMINA

Con la finalidad de contribuir a minimizar los diversos problemas en corrosión, espumamiento, pérdidas excesivas de solvente, etc., en los sistemas de tratamiento para gas e hidrocarburo con amina en los centros de trabajo, es importante saber diagnosticarlos y tomar acciones correctivas que ayudan a operar en óptimas condiciones en un breve periodo de tiempo; considerando loanteriormente expuesto se elabora el presente compendio con las siguientes consideraciones, esperando que les sirva como una guía rápida de detección:

TRATAMIENTO DE GAS AMARGO POR ALCANOAMINAS


ANTECEDENTES:


En la industria del petróleo se requiere la remoción de componentes de azufre o gas ácido, tales como sulfuro de hidrógeno (H2S), dióxido de carbono (CO2), sulfuro de carbonilo (COS) ymercaptanos (RSH), tanto del gas, como corrientes de hidrocarburos líquidos.
El proceso de solventes químicos utiliza las alcanoaminas de manera amplia en el tratamiento de gas ácido, lo que consiste en el uso de un solvente en una solución acuosa, la cual reacciona con los constituyentes ácidos del gas (H2S y CO2) para formar un complejo químico o una sal, dicho complejo es revertido en la torreregeneradora a elevada temperatura y reducida presión parcial del gas ácido, separando el mismo y regenerando el solvente para su recuperación.
Hace más de setenta años se otorgó la primera patente usando las alcanoaminas como un solvente para la remoción de gas ácido y prácticamente ha permanecido sin cambios, por lo que las innovaciones se han dado en el uso de diversos tipos de aminas para dichopropósito. Por primera vez se usó la trietanolamina (TEA) pero rápidamente fue desplazada por su baja capacidad (resultado de su alto peso molecular), baja reactividad (como amina terciaria) y relativamente pobre estabilidad. La monoetanolamina y dietanolamina son usadas de forma general, además de contar con otros solventes como la diglicolamina (DGA), metildietanolamina (MDEA), diisopropanolamina(DIPA), en los últimos años la MDEA ha tenido un interés comercial, para aprovechar las características únicas que posee como solvente para tratamiento de gas.


QUÍMICA DEL PROCESO


Cada amina tiene al menos un grupo hidróxido y un grupo amino, se considera que el grupo hidróxido sirve para reducir la presión de vapor e incrementar la solubilidad en agua, mientras que el grupo amino da laalcalinidad necesaria en solución acuosa para provocar la absorción de gases ácidos.
En los procesos de amina los componentes de gas ácido reaccionan reversiblemente con el solvente alcalino. Las reacciones de sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono con aminas se pueden representar como sigue:

Reacciones de amina y agua (protonación):

R1R2R3N + H2O R1R2R3NH+ + OH-

Formación desulfuros:

H2S + R1R2R3N R1R2R3NH+ + HS-

Formación de carbamatos:

CO2 + 2 R1R2R3N R1R2NCOO- + R1R2R3NH+

Formación de bicarbonatos:

CO2 + OH- HCO3-

El sulfuro de hidrógeno reacciona instantáneamente con todas las aminas para formar sulfuros, el dióxido de carbono solo reacciona con las aminas primarias y secundarias para formar carbamatos. La razón de...
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