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• Jhonmary Luzandry Salazar Acevedo

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• Absorción (Química)

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ENDULZAMIENTO DEL GAS CON AMINA El uso de las aminas es uno de los procesos más endulzamiento de gas natural, para la eliminación de absorción química con soluciones acuosas, para remover corriente de gas natural, las aminas son generalmente las mayormente usadas.

importantes en el gases ácidos por H 2S y CO2 de una más aceptadas y

El objetivo del sistema de tratamiento de gas, es remover el exceso del dióxido de carbono, a través de su tratamiento con una solución de amina. La remoción del dióxido de carbono, es sumamente importante, porque el dióxido de carbono reduce el poder calorífico del gas natural. El dióxido de carbono, también es ácido y en consecuencia corrosivo en presencia de agua libre. AMINA Son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados de amoniaco (NH3) y resultan de la sustitución de los hidrógenos. Propiedades físicas Al ser compuestos polares son solubles en agua. Compuestos que se oxidan con facilidad. Tienen un olor similar al amoniaco. Son compuestos altamente tóxicos. Las aminas han sido los solventes más utilizados para remover gases ácidos del gas natural. Debido a su reactividad y disponibilidad a bajos costos, las aminas, entre ellas la monoetanolamina (MEA) y dietanolamina (DEA) estas han alcanzado una posición prominente en la industria del endulzamiento del gas natural. TIPOS DE AMINA Monoetanolamina (MEA) Es químicamente estable pero tiene una alta presión de vapor. Fácilmente reduce las concentraciones de gas acido hasta las especificaciones requeridas. Base de las diferentes aminas, reacciona más rápidamente con los gases ácidos. Remueve tanto el H2S y como el CO2 y se considera que no es selectiva con alguno de estos dos compuestos.

Dietanolamina (DEA) Es mucho menos volátil que la MEA. Después del proceso de regeneración la DEA tiene una mayor pureza que la MEA. Las velocidades de reacción son menores que las que se obtienen con la MEA. No es selectiva y remueve tanto el CO2 y el H2S. Ocasionalmente se encuentran dificultades para llevar la concentración de H2S a las especificaciones requeridas. Trietanolamina (TEA) Fue la primer alcano amina usado para el proceso de endulzamiento del gas, pero fue rápidamente desplazada por la MEA y la DEA debido a su baja reactividad con el H2S y el CO2. Diglicolamina (DGA) Es una amina primaria y tiene ventajas de alta reactividad y presión de vapor un poco mayor que las otras. Básicamente es una etanolamina pero mantiene bajas concentraciones de residuos de gases ácidos en la solución regenerada. La tasa de circulación requerida para el proceso es más baja que en la MEA y DEA. Diisopropanolamina (DIPA) También usado para remover H2S y llevarlo a muy bajas concentraciones. Es solo aplicable en plantas y procesos en donde intervienen ingenieros de Shell Proceso planteado por Shell. Metildietanolamina (MDEA) Es una amina terciaria la cual puede ser usada para remover selectivamente el hasta llevarlo a especificaciones de transporte en las tuberías. Se puede regenerar parcialmente con un simple flasheo. EQUIPOS DE UNA PLANTA DE AMINA Separador de entrada

H2S

Recipiente colocado a la entrada de la planta, encargado de separar los contaminantes de la corriente de gas, tales como hidrocarburo líquido, agua y partículas sólidas. Torre contactora o absorbedora Equipo donde se produce el contacto en contracorriente entre el gas acido que sube desde el fondo y la solución de MDEA que baja desde el tope de la torre. Tanque de venteo o Flash Tank: Utilizado para separar el gas que se disuelve en la solución de MDEA, en la torre contactora. Intercambiador de calor amina-amina Utilizado para aprovechar la energía de la amina pobre (sin contenido de CO2 y H2S) que sale de la torre regeneradora. Torre regeneradora El objetivo de la torre regeneradora, es remover el gas ácido que contiene la solución de amina rica. La mayoría tienen entre 18 a 24 platos, siendo un diseño típico el que contiene 22 platos. Tanque de abastecimiento / surge tank / pulmón Empleado para almacenar la amina regenerada y suministrar, como pulmón, a las bombas principales. En este equipo es donde se detecta mediante seguimiento de nivel, el consumo ò pérdidas de amina en el circuito ya sea por consumo normal del proceso y/ò pérdidas en equipos (bombas, internos de válvulas controladoras). Bomba de solución pobre Encargada de tomar la solución de amina del tanque de abastecimiento, elevar la presión y enviarla al tope de la torre contactora. Generalmente este tipo de bomba es de desplazamiento positivo (multi-etapas). el control de caudal requerido para inyectar a la torre contactora, se realiza mediante una válvula controladora automática dispuesta en la línea de descarga de dicha bomba. Filtros

La solución de aminas al recorrer el circuito acumula partículas, ya sean productos de la corrosión y/ò contaminantes que ingresan con el gas. Entonces en la planta de aminas, es necesario disponer de un sistema de filtración conformados por dos tipos de filtros: 

Mecánicos: estos filtros se utilizan para eliminar sólidos en suspensión de la solución. en un proceso generalmente están dispuestos antes y después del filtro de carbón activado, para atrapar los sólidos (carbonilla) que pudiera desprender el carbón activado. el micronaje de estos filtros puede ser desde 1 hasta 50 micrones.



Carbón activado: el material filtrante es carbón mineral, de origen "lignito ò bitumen". no se recomienda utilizar carbón de madera. la función de este filtro es captar vestigios de hidrocarburo que circulan con la solución de amina.

Enfriador de la soluciòn pobre La solución que sale de la torre regeneradora, es la que tiene mayor temperatura en el circuito. si esta solución se la envía directamente a la torre contactora, la amina pierde la capacidad de retener los gases ácidos. para ello se utiliza este tipo de intercambiador de calor con aire del ambiente. También existen intercambiadores de calor carcaza-tubo, donde el medio refrigerante es agua que circula por los tubos. Concentrador o recuperador de la amina A medida que la solución de amina circula en el sistema, ocurren ciertas reacciones laterales que forman productos termoestables y a su vez degradan la solución perdiendo la capacidad de absorción. Estos productos pueden ser removidos en el recuperador. Esta unidad es en realidad un regenerador; en el cual se separa la amina del material deteriorado. La amina se vaporiza y pasa hacia el tope de la unidad. Los productos de la degradación quedan en el recuperador, de donde se drenan periódicamente.

Problemas operacionales en el proceso de endulzamiento del gas 

Pérdidas de amina

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Formación de espuma



Corrosion

Pérdidas de amina Las pérdidas de amina pueden ser un problema operacional serio y costoso. Estas pérdidas normalmente se deben a: 

Arrastre de solución tanto en el absorbedor como en el vapor del tanque de venteo.

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Cuando el extractor de niebla está tapado.

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Cuando se forma espuma.

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Vaporización de la amina en el regenerador. Degradación en productos termoestables en el caso de las aminas primarias.

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Derrames operacionales.

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Trabajos de limpieza mal hechos.

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Disposición de productos del reconcentrador.

Formación de espuma La formación de espuma puede generar dificultades de todo tipo: 

Aumenta las pérdidas de amina.

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Hace más difícil el tratamiento del gas natural.

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Ocasiona corrosión.



Aumenta el consumo de energía.

La formación de espuma es causada por los contaminantes presentes en la solución de amina. La formación mecánica de la espuma normalmente es causada por la velocidad muy alta del gas y de los líquidos a través de los equipos. Corrosión Las alcanolaminas no son más corrosivas que el agua. Sin embargo, en presencia de gases ácidos presentan un comportamiento corrosivo que, si bien es inherente a la especie química en cuestión, puede ser controlado o limitado mediante un diseño y operación adecuados. La corrosión tenderá a ser más severa en los sitios de mayor temperatura y concentración de gases ácidos. La

experiencia demuestra que operar a las más bajas temperaturas y concentraciones compatibles con la economía del proceso minimiza la corrosión. El adecuado control de la limpieza y acidez de la solución también minimiza el riesgo de corrosión. El cobre y sus aleaciones no deben ser usados en las plantas de aminas. Además de la corrosión química indicada, se puede producir stress corrosión, asociada a las tensiones residuales que producen las altas temperaturas localizadas durante la fabricación de equipos y cañerías debidas a las soldaduras. Por este motivo, se recomienda aliviar de tensiones los equipos y cañerías más importantes, antes de comenzar la operación. Algunas empresas han desarrollado compuestos químicos, que se emplean exitosamente como aditivos anti-corrosión. Estos compuestos son efectivos aun cuando se empleen en soluciones con altas concentraciones de amina.

Fundamentos de los procesos de absorción/ desorción 

Absorción

Durante la absorción, la molécula de gas ácido (CO2/H2S) se desplaza desde el interior del gas hasta el líquido. Para ello, debe superar una serie de resistencias: 1) Resistencias en la fase vapor por interferencia de otros gases. 2) Resistencia al atravesar la interfase vapor-líquido y al penetrar en la fase líquida 3) Resistencia en el desplazamiento en la fase líquida por interferencia del solvente, hasta encontrarse con una molécula de amina. Los gases ácidos reaccionan con las aminas para dar sales orgánicas. Desaparecen como tales de la solución, y permiten a que otras moléculas ocupen su lugar. En consecuencia, por efecto de la reacción, si hay amina sin reaccionar, la tercera resistencia no cuenta. Quedan, entonces, como resistencias controlantes las dos primeras. La fuerza impulsora (necesaria para superar estas resistencias a una determinada altura del contactor) es la diferencia entre la concentración de los gases ácidos en el seno del gas y la concentración de saturación en esa altura. La concentración de gases ácidos que saturan a la amina depende fundamentalmente de la temperatura y la concentración de la amina en la solución.

A medida que la amina se va saturando, las moléculas tardan en reaccionar y quedan disueltas en el líquido, ocupando un lugar. Así, se impide el ingreso de otras moléculas a la fase líquida. Una vez que la amina se ha saturado, cesa la transferencia de gas ácido a la solución.  Desorción En la desorción, la fuerza impulsora cambia de signo y el fenómeno descripto arriba se invierte. La fuerza impulsora se invierte debido a que, por efecto de la temperatura, las sales se descomponen y liberan las moléculas de gases ácidos que tienden a escapar de la fase líquida, ayudados también por la expansión de la solución a presión casi atmosférica. Por otra parte, la concentración de gases ácidos en la fase vapor disminuye, diluidos por efecto del vapor generado en el fondo de la torre despojadora (stripper).

DESCRIPCION DEL PROCESO DE ENDULZAMIENTO (YESSICA LO COPIA ES LARGO)

CONCLUSION (YESSICA LA HACE) EL DIBUJO EN LA LAMINA (YESSICA LO HACE)