Analisis Y Tratamiento De Espumas

TRATAMIENTO Y PROCESAMIENTO DEL CRUDO Y DEL GAS NATURAL

ANÁLISIS DE MECANISMOS DE ESPUMA EN PLANTAS DE AMINA

TAREA 3.

1. Defina "espuma" en plantas de amina y explique las consecuencias que produce su presencia.

Las espumas son como las emulsiones en que capas de absorción rodean la fase dispersa en ambos sistemas. Sin embargo, las espumas difieren de las emulsiones en dos aspectos: la fase dispersa es un gas en las espumas y un líquido en las emulsiones; las burbujas de gas de las espumas son mucho más grandes que los glóbulos en las emulsiones. Las espumas son sistemas coloidales por la delgadez de las capas que rodean las burbujas de gas, éstas son de dimensiones coloidales o las capas tienen propiedades coloidales

Para que una espuma pueda formarse, se requiere:

1. Trabajo mecánico (energía); es decir, agitación o burbujeo de gas; el cual se hace para incrementar el área interfacial entre el gas y el líquido y al mismo tiempo para

2. que las moléculas del agente espumante ocupen dicha área formada (Empuje de

Arquímedes).

3. La presencia de agente espumante; el agente espumante es un compuesto que se ubicará en la interfase gas-líquido, provocando una disminución en la tensión superficial del líquido a espumar.

4. Velocidad de formación de las burbujas mayor que la velocidad de colapso de las mismas, de manera que la espuma aumente su volumen a medida que transcurre el tiempo

Los factores que inciden en la formación de espuma en las plantas de aminas son: hidrocarburos, agua de producción, sales, inhibidores de corrosión, partículas, productos de degradación. Una operación deficiente es también, directa o indirectamente, causante de estabilizaciones del proceso.

El flujo turbulento del líquido dentro del proceso en las plantas de amina genera la formación de espuma. Esta espuma impide el contacto estrecho entre la amina y el gas, obteniéndose bajas producciones de gas con un aumento de los costos de operación y una reducción de la eficiencia del tratamiento. Cuando la formación de espuma se convierte engrave, a menudo se lleva más amina en el tratamiento de aguas abajo del equipo

2. Explique cada uno de los mecanismos de formación y estabilidad de espuma en los procesos de endulzamiento.

Una espuma es el resultado de la incorporación mecánica de gas dentro del líquido, la película de líquido rodea un volumen de gas creando una burbuja. La estabilidad de la burbuja es función de la temperatura y la presión y la física de la espuma depende de las características superficiales tales como elasticidad de film, formación de capas gelatinosas y viscosidad superficial.

Tensión Superficial: La tensión superficial es una indicación de la tendencia de una solución a formar espuma. La tensión superficial es una fuerza que actúa paralelamente a la superficie que se opone a cualquier intento de ampliar la superficie. Con este principio se puede concluir que los hidrocarburos líquidos tienen una baja tensión superficial y por ello su alta tendencia a formar espuma, mientras que soluciones polares acuosas de alcano - láminas tienen una alta tensión superficial y por ello no tienden a formar espuma.

- Elasticidad de la capa: La tensión de superficie no es la única característica que influye en la formación de espuma, la elasticidad de la capa que se forma en el proceso también influye. La elasticidad de esta capa se puede entender al momento de estirarse, de forma que se generen unas secciones más delgadas, en donde la tensión superficial es mayor (situación en la que no hay tendencia a formar espuma). Bajo este principio trabajan los antiespumantes, incrementando la elasticidad de esta capa, para aumentar las secciones donde haya mayor tensión superficial y así tener una formación de espuma muy débil e inestable.

- Formación de capa gelatinosa y solubilidad de hidrocarburos: El incremento en la formación de la capa gelatinosa provoca una estabilización de la espuma y la adición de hidrocarburos líquidos a las soluciones de amina puede ser una de las causas principales para la formación de espuma, debido que reducen la tención superficial de la solución, incrementando de esta manera su tención a formar la espuma. En conclusión, cualquier elemento que reduzca la tensión superficial o promueva la formación de capas gelatinosas puede generar un problema en el tratamiento de aminas.

3. Según los gráficos mostrados (Fig 3 y 4A) explique y compare el condicionamiento y la estabilidad de espuma para los diferentes tipos de amina y comente sobre la variación experimentada si existe la presencia de hidrocarburos líquidos en la mezcla.

En la figura 3 se puede ver que las Monoetanolamina (MEA) disminuyen en menor grado su tensión superficial respecto a las Dietanolamina (DEA) y N-Metildietanolamina (MDEA). Un caso más crítico se presenta en las MDEA’s formuladas, cuya tensión superficial es menor que las otras aminas. Se puede ver que las aminas primarias tienen menor tendencia a la formación de espuma que las aminas secundarias y terciarias.

La figura 4ª muestra la tendencia y estabilidad de la espuma en las aminas primarias, secundarias y terciarias que no tienen una tendencia de formar espuma apreciable y su formación es además inestable.

Al momento de introducir hidrocarburos líquidos a las soluciones, la tendencia de formación de espuma aumenta y la estabilidad de espuma si se incrementa drásticamente, lo que nos da una idea de las consecuencias de estas partículas en las soluciones de amina, aún en pequeñas proporciones: no solo aumenta su tendencia a la formación de espuma, sino que más crítico aun, las estabiliza.

4. Cómo pueden se clasificados los contaminantes en una planta de amina y cuáles son los más comunes.

Se consideran tres grupos de contaminantes:

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