Absorcion
Páginas: 38 (9479 palabras)
Publicado: 1 de septiembre de 2010
2. Conceptos Fundamentales
CONTENIDO
2. Conceptos Fundamentales 3
2. Conceptos Fundamentales
La absorción es una de las operaciones de transferencia de masa más importantes para la purificación de gases, se encuentra dentro de un gran número de procesos químicos y consiste en la transferencia de una substancia de una fase a otra, a través de una frontera de fases. En el caso deun gas que está siendo absorbido en un líquido, el material absorbido puede estar disuelto en el líquido o puede reaccionar químicamente con él.
La función principal del sistema de absorción en la planta de Reducción Directa MSLC es eliminar el CO2 y trazas H2S contenidos en el gas exhausto proveniente del reactor y reciclarlo nuevamente hacia el proceso, con esta operación se mejora elpotencial del gas reductor y el consumo total del gas reformado es reducido considerablemente.
Por otro lado tenemos la desabsorción o agotamiento que es la operación opuesta en la cual la substancia absorbida es liberada de la fase líquida volviendo a su fase gaseosa en otro ambiente en el cual pude ser eliminada del proceso.
Los equipos más comúnmente usados para la operación de absorción degases son: Las Torres con camas empacadas o las Torres de Charolas también llamadas de platos.
Generalmente las Torres Empacadas son preferidas para pequeñas instalaciones con flujos pequeños o variables y a que la corrosión esperada será menor que la de las Torres de Charolas; además, las torres empacadas son recomendadas para los líquidos con tendencia a formar espuma, altos rangos delíquido-gas, características del proceso como en aplicaciones donde una baja caída de presión es deseada y su rango de operación es más amplio.
Aunque muchas formas de empaque para estas torres están disponibles, los más comúnmente usados son empaques tipo cople, de montura o medio cople, anillos pall, empaque estructurado, etc. El material de estos empaques es principalmente de acero inoxidable y enalgunos casos de material cerámico.
Amina se define como los compuestos producidos a menudo en la descomposición de la materia orgánica, los cuales se forman por sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno del amoniaco por grupos orgánicos. El número de grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno determina que la molécula sea clasificada como amina primaria (un grupo orgánico),secundaria (dos grupos) o terciaria (tres grupos). Debido a lo anterior se deduce que cuando las aminas son terciarias, sus enlaces (grupos orgánicos) son más débiles y más propensos a sustituir sus radicales por moléculas de CO2.
Las principales reacciones que ocurren cuando el CO2 es absorbido en una solución de aminas como en el caso de la solución del UCARSOL (mezcla de aminas secundarias yterciarias, teniendo como constituyente principal metildietanolamina amina terciaria la) son representadas a continuación:
Equilibrio Ácido-base
2H2O ------------- H3O+ + OH-
R3N + H2O ------- R3NH+ + OH-
Equilibrio del CO2
CO2 + H2O --------H2CO3
CO2 + OH- ---------HCO-3
HCO-3+ OH- --------- CO2-3+ H2O
HCO-3 + H3O+ -------- H2 CO3 + H2O
Hidratación del CO2
CO2 + R3N+ H2O------- R3NH+ + HCO-3
CO2 + R3N+ OH- ---------- R3N + HCO-3
Donde R es una cadena de hidrocarburo.
La solución de UCARSOL es un liquido gris claro higroscópico, es una mezcla de aminas no agresivas siendo más débil comparada con otras alkanolaminas como por ejemplo la MEA monoetanolamina. Por lo tanto el UCARSOL es generalmente no corrosivo cuando es manejado apropiadamente.
La ventaja deusar aminas terciarias para absorber CO2, está situada en el hecho teórico de que por cada mol de CO2 absorbido se necesita un mol de amina, mientras que la capacidad de una amina primaria está limitada a 0.5 mol de CO2 por mol de amina, aún a relativamente altas presiones parciales de CO2 en el gas que va a ser tratado. Adicionalmente la solución UCARSOL contiene activadores que permiten...
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2. Conceptos Fundamentales 3
2. Conceptos Fundamentales
La absorción es una de las operaciones de transferencia de masa más importantes para la purificación de gases, se encuentra dentro de un gran número de procesos químicos y consiste en la transferencia de una substancia de una fase a otra, a través de una frontera de fases. En el caso deun gas que está siendo absorbido en un líquido, el material absorbido puede estar disuelto en el líquido o puede reaccionar químicamente con él.
La función principal del sistema de absorción en la planta de Reducción Directa MSLC es eliminar el CO2 y trazas H2S contenidos en el gas exhausto proveniente del reactor y reciclarlo nuevamente hacia el proceso, con esta operación se mejora elpotencial del gas reductor y el consumo total del gas reformado es reducido considerablemente.
Por otro lado tenemos la desabsorción o agotamiento que es la operación opuesta en la cual la substancia absorbida es liberada de la fase líquida volviendo a su fase gaseosa en otro ambiente en el cual pude ser eliminada del proceso.
Los equipos más comúnmente usados para la operación de absorción degases son: Las Torres con camas empacadas o las Torres de Charolas también llamadas de platos.
Generalmente las Torres Empacadas son preferidas para pequeñas instalaciones con flujos pequeños o variables y a que la corrosión esperada será menor que la de las Torres de Charolas; además, las torres empacadas son recomendadas para los líquidos con tendencia a formar espuma, altos rangos delíquido-gas, características del proceso como en aplicaciones donde una baja caída de presión es deseada y su rango de operación es más amplio.
Aunque muchas formas de empaque para estas torres están disponibles, los más comúnmente usados son empaques tipo cople, de montura o medio cople, anillos pall, empaque estructurado, etc. El material de estos empaques es principalmente de acero inoxidable y enalgunos casos de material cerámico.
Amina se define como los compuestos producidos a menudo en la descomposición de la materia orgánica, los cuales se forman por sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno del amoniaco por grupos orgánicos. El número de grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno determina que la molécula sea clasificada como amina primaria (un grupo orgánico),secundaria (dos grupos) o terciaria (tres grupos). Debido a lo anterior se deduce que cuando las aminas son terciarias, sus enlaces (grupos orgánicos) son más débiles y más propensos a sustituir sus radicales por moléculas de CO2.
Las principales reacciones que ocurren cuando el CO2 es absorbido en una solución de aminas como en el caso de la solución del UCARSOL (mezcla de aminas secundarias yterciarias, teniendo como constituyente principal metildietanolamina amina terciaria la) son representadas a continuación:
Equilibrio Ácido-base
2H2O ------------- H3O+ + OH-
R3N + H2O ------- R3NH+ + OH-
Equilibrio del CO2
CO2 + H2O --------H2CO3
CO2 + OH- ---------HCO-3
HCO-3+ OH- --------- CO2-3+ H2O
HCO-3 + H3O+ -------- H2 CO3 + H2O
Hidratación del CO2
CO2 + R3N+ H2O------- R3NH+ + HCO-3
CO2 + R3N+ OH- ---------- R3N + HCO-3
Donde R es una cadena de hidrocarburo.
La solución de UCARSOL es un liquido gris claro higroscópico, es una mezcla de aminas no agresivas siendo más débil comparada con otras alkanolaminas como por ejemplo la MEA monoetanolamina. Por lo tanto el UCARSOL es generalmente no corrosivo cuando es manejado apropiadamente.
La ventaja deusar aminas terciarias para absorber CO2, está situada en el hecho teórico de que por cada mol de CO2 absorbido se necesita un mol de amina, mientras que la capacidad de una amina primaria está limitada a 0.5 mol de CO2 por mol de amina, aún a relativamente altas presiones parciales de CO2 en el gas que va a ser tratado. Adicionalmente la solución UCARSOL contiene activadores que permiten...
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