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• Wiler Daltón Arenas Iturry

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REGENERACION DE AMINA

Los factores que se consideran en la Selección de un proceso son:         

Regulaciones ambientales Impurezas en el gas de alimentación, Contenidos de gases ácidos, Presión total del gas y presión parcial de Los componentes ácidos, relación H2s/co2, Temperatura, Corrosión, Materiales de construcción.

Regeneración de la solución absorbente es el complemento del proceso donde se lleva acabo la desorción de los compuestos ácidos, diluidos en la solución mediante la adición de calor a baja presión, reutilizando la solución en el mismo proceso.

El proceso de endulzamiento de gas consiste en remover los contaminantes (gases ácidos), H2S (ácido sulfhídrico) y CO2 (bióxido de carbono). Del gas húmedo amargo recibido de los pozos productores. EFECTO DE LOS GASES ACIDOS H2 S TOXICIDAD CORROSION (CON O SIN AGUA) CO2 CORROSION (CON AGUA) DISMINUCION DE PODER CALORIFICO CONGELAMIENTO

EL PROCESO DE LA AMINA El Proceso de Amina consiste básicamente en dos partes: una Torre Contactora y una Torre Regeneradora.

ABSORBEDOR O CONTACTOR El gas acido sale del separador entra al absorvedor por el fondo de la torre y fluye hacia arriba para entrar en contacto con una solución de amina (amina pobre) que baja desde el tope de la torre. La Solución de Amina absorbe el H2S y el CO2 y deja el fondo como Amina Rica o contaminada. Se llama amina pobre a la amina que no tiene contenido de componentes ácidos como ser: CO2 Dióxido de Carbono (anhídrido carbónico)

H2S Sulfuro de Hidrógeno (ácido sulfhídrico) RSH Mercaptanos CS2 Disulfuro de Carbono COS Sulfuro de Carbonilo. Y amina rica se llama a la amina que pasó por la torre (absorvedor o contactor) y sale por el fondo con un alto contenido de componentes ácidos. El gas tratado, que deja el tope, debe salir con muy poca cantidad de componentes ácidos. El contenido de impurezas en el gas residual dependerá de las condiciones de diseño y de la operación del sistema. La cantidad de hidrocarburo liquido que pasa a la solución de amina aumenta a medida que sube la presión de operación o disminuye la temperatura de contacto. Se aconseja que la solución de amina llegue a la torre con 10 F (5.56 C) por encima de la temperatura que entra el gas a la torre, para evitar la condensación de los hidrocarburos, lo cual conduce a la generación de espuma que a su vez genera arrastre.

La solución de amina pobre fluye hacia el tanque de venteo donde se mantiene la altura del liquido requerida con un controlador del nivel, el cual abre o cierra la válvula para garantizar la altura constante en el fondo del absorvedor.

REGENERACION DE AMINA El propósito del regenerador es remover el gas acido contenido en la solución rica. En una planta de amina, la torre de regeneración, contiene entre 18 a 24 bandejas; el de la planta típica tiene 22. A medida que la solución desciende, entra en contacto con los vapores del rehervidor que suben dentro de la torre. Cada plato retira gases ácidos y los transportan a la parte superior de la torre.

Los vapores que salen por el tope de la torre de regeneración son una mezcla de vapor de agua y gas acido. Al pasar por el condensador, el vapor de agua se condensa y los gases ácidos también conocidos como ácidos de cola salen de la planta.

Tanque de Flasheo:

Este recipiente se emplea para separar el gas que ser disuelve en la solución en el contactor. Normalmente el tanque de venteo se instala cuando la presión del absorvedor es mayor a

500 psia y se opera con una presión aproximadamente de 75 psia, obstante, esta factibilidad debe analizarse con cuidado. El propósito de este tanque es recuperar los hidrocarburos disueltos en la solución, los cuales se envían al mechero o se utilizan como gas combustible. De esta manera se evita la formación de espuma y se logra una mejor operación dela planta. Es utilizado para flashear hidrocarburos que estan disueltos en la solución de amina. Los hidrocarburos producidos se usa como combustible o se manda a quemar. Normalmente opera a 5.3 kg/cm2 (75 psig) o menos cuando la presión de la contactora es ariba de 35.2 kg/cm2 (500 psig) Puede tener una contactora de amina en el flujo de gas para remover a H2S de los hidrocarburos flasheados (Puede resultar el altas perdidas de amina) Normalmente se localiza entre el contactor y el intercambiador de amina rica/pobre Puede ser de 2-fases (gas-amina) o 3-fases (gas-HC liquido-amine)

Tanque de Flasheo con Contactora de Amina

Intercambiador de Calor Amina Rica/Pobre

Reduce la temperatura de la amina pobre saliendo de la Regeneradora y aumenta la temperatura de la amina rica entrando a la Regeneradora. Normalmente es de tubo/carcasa pero intercambiadores de tubo/platos tambien son utilizados. Amina rica pasa por los tubos y la amina pobre por la carcasa. El diseño debe minimizar el flasheo de gases ácidos (tomas la baja de presión lo mas cerca posible a la regeneradora). Los requerimientos de la reherbidora sera 50% mas alto si no se diseña asi. Una problema comun es la corrosión/erosión Es causado por la liberación de gases ácidos a la salida de la amina rica. Es importante mantener suficiente flujo de amina y presión para mantener un fase en el flujo. El potencial de corrosión se aumenta cuando la carga de los gases ácidos se aumenta por una redución en el flujo de amina o en la concentración de amina.

Monitoreo: –

Deposición se puede detectar con el monitoreo de las temperaturas alredor del intercambiador.

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Deposición en un intercabiador de placas se puede detectar por el incremento en la diferencial de presión.

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Fugas se pueden detectar por el muestreo de la amina pobre entrando y saliendo del intercambiador.

Regeneradora/Reherbidora

Regenera la solución de amina por la adición de calor para: –

aumentar la temperatura de la amina rica entrando a la regenerador. Calor sensible (1/3 ).

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Calor es necesario para cambiar la reacción y remover el H2S y/o CO2 de la solución. Calor de reacción (1/3 ).

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Calor es necesario para mantener el radio de reflujo en la parte superior de la regeneradora. Calor de vaporización (1/3 ).

90-95% de los gases ácidos son removidos de la solución en la regeneradora. El residual es removido en la reherbidora. El punto de herbir de la solución depende solamente de la composicion de la amina, la concentracion de amina y la presión que se mantiene en la regeneradora/reherbidora. Un incremento de presión a una temperatura constante resulta en temperaturas mas altas pero produce menos vapor por el incremento de la demanda de calor sensible Para optimizar el uso de energeticos mientras manteniendo las especificaciones del gas dulce, el flujo de aceite caliente entrando a la reherbidora debe ser controlado por la temperatura en la parte superior de la regeneradora La temperatura de la reherbidora no esta efectada por el volumen de vapor generado. Los tubos de la reherbidora siempre deben ser cubierto de liquido. Esto es para prevenir corrosión y la degradación del solvente. Para prevenir degradación termica del amina traten de mantener la temperatura del aceite caliente a menos de 177 oC (350 °F). La temperatura maxima de la amina en la regeneradora debe ser menos de 127 oC (260 °F) para prevenir la degradacion termica de la amina.

Reflujo: La función del condensador de gases ácidos es para condensar y enfríar el agua de vapor a liquido. Los gases ácidos y la agua se separan el en tanque de reflujo. El agua regresa a la parte superior de la regeneradora como reflujo. La razon del reflujo es para minimizar la concentración de amina el la parte superior de la regeneradora.

Normalmente hay de 1 a 1.5 % amina en el reflujo El Radio de Reflujo se defina: mol agua / mol gases ácidos saliendo de la regeneradora antes del condensador. El radio de reflujo optimo puede variar de tan bajo como 0.5 m/m a tan alto como 6.0 m/m. –

Lo normal para solventes GAS/SPEC es de 1.0 a 1.8

–

El Radio recommendado es de 1.2

El balance del agua se puede mantener por la purga de parte del agua de reflujo o por la adición de agua a la linea de reflujo regresando a la regeneradora.

Hay tres maneras de determinar el Radio de Reflujo –

Por la temperatura y presión de la parte superior de la regeneradora.

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Flujo de agua de reflujo a la regeneradora - agua de adición + agua perdida con los gases ácidos.

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Demanda del calor de la reherbidora - el calor sensible de la amina - el clor de reaccion de la amina

Otros Equipos:

Enfríador de Amina Pobre Tanque de Surge Tanque de Almacenamiento

Enfríador de Amina Pobre: Enfría la amina pobre del intercambiador a la temperatura apropiada para uso en el contactor.

Las condiciónes ambientales determina que temperaturas se pueden lograr con la amina pobre.

Tanque Surge

Debe ser lo suficiente grande para mantener el flujo a las bombas durante problemas con la sistema. Normalmente es un tanque de almacenamiento tipo API.

Tanque de Almacenamiento Operación: –

Almacenamiento de amina de adición

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La concentracion de Amina normalmente es de 99.9 % Peso

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Normalmente tieno una purga de nitrogeno o gas natural para prevenir el contacto con oxigeno.

Problemas Típicos

No alcanzar las especificaciónes. Espuma miento Perdida de Amina Corrosión Degradación y contaminación del equipo Exceso uso de energéticos. Lechos no regenerativos:

Algunos gases contienen lo que equivale a sólo cantidades de rastros de sulfuro de hidrógeno, pero la concentración puede exceder en varias veces la especificada en el contrato

de gas para la venta. La esponja de hierro consiste en óxido de hierro depositado sobre trocitos de madera o viruta. El óxido de hierro es convertido en sulfuro de hierro al endulzar el gas y posee una vida relativamente corta. Las principales desventajas de estos procesos son con amina son:    

La demanda de energía La naturaleza corrosiva de lassoluciones. Limitada carga de gas ácido en la solución, debido a la estequiometria de las reacciones. Altos costos de inversión y operativos