ABSORCION CON AMINAS

1. Coméntenos sobre la importancia de separación del agua de producción antes de entrar al proceso de absorción con amina.

El principal problema del agua de producción es la formación de sales térmicamente estables (HSAS). Los aniones de ácidos fuertes como el formiato, acetato, tiosulfato, tiocianato o el cloruro atacan a la molécula de amina para formar sales que no son susceptibles de ser regeneradas con la adición de calor, por esto se denominan térmicamente estables.

Sulfatos y tiosulfatos pueden formarse por la reacción de oxígeno y H2S. No solo arrancan la molécula de amina disminuyendo la capacidad de absorción de la disolución sino que además se consideran productos corrosivos. Muchas veces este término, que indica una sustancia formada indeseable, se utiliza para englobar todos los contaminantes, mientras que en la realidad solo es uno de ellos y generalmente el menos ofensivo.

La importancia de separación del agua de producción reside en la acumulación de estas sales en el circuito de aminas por contralavado del gas crudo en la torre Absorbedora. Valores obtenidos en condensados de agua de ingreso a la torre Absorbedora indican concentraciones de 10 mg/lt de iones cloruros, lo cual se traduce en un almacenamiento de iones cloruros en el circuito de aminas de 44 mg/lt después de 1 (un) año de operación de planta sin contar con el reclaimer en servicio.

2. ¿Cómo sería el perfil de temperaturas óptimo en una torre absorbedora que trabaja con amina?

El perfil de temperaturas es monitoreado y tendenciado mediante un sistema de adquisición de datos con transmisores colocados en distintos niveles de la torre. El perfil de temperaturas y las cargas de CO2 en la amina son variables claves que sirven para evaluar el perfil correcto de trabajo, siendo los datos cotejados con valores de simulaciones reportadas por un software apropiado.

La cantidad de hidrocarburos líquidos que pasa a la solución de amina, aumenta a medida que sube la presión de operación y/o disminuye la temperatura de contacto.

Se aconseja que la solución de amina entre a la torre con 10 ºF por encima de la temperatura a la cual entra el gas a la torre para evitar el arrastre de líquidos. El perfil de temperaturas óptimo indica que el caudal de circulación de amina debe ser lo suficientemente alto como para que la temperatura de tope de la torre Absorbedora sea prácticamente igual a la temperatura de entrada de amina, impulsando la absorción de la mayor cantidad de CO2 en los platos inferiores de la torre. De esta manera, se obtiene un perfil de temperaturas como el mostrado en la Figura de abajo, en donde se resalta el óptimo. Este perfil está en función del consumo energético por la necesidad de bombeo de cantidades importantes de líquido hacia la torre, y por la mayor exigencia de flujo calórico para regenerar la amina. A su vez, valores elevados de circulación de líquido, ocasionan problemas erosivos, comprometiendo principalmente codos, curvas, válvulas, impulsores, etc. A su vez, la tendencia a la formación de espuma aumenta en función de la turbulencia y por la generación de partículas erosivas.

3. ¿Qué consecuencias resultaría de un proceso con amina que trabaje con un perfil inadecuado y con presencia de CO2 en concentraciones relativamente altas?

En términos de procesos, un perfil inadecuado con presencia de CO2 en concentraciones relativamente altas en los platos superiores no asegura un endulzamiento total, pudiendo existir CO2 en el gas de salida de la torre Absorbedora. Además, las altas temperaturas resultantes en el gas de salida compensan negativamente con la necesidad de enfriar el gas en el proceso de ajuste de punto de rocío del gas, situado aguas abajo de la absorción.

La Figura de abajo indica el perfil de concentraciones de CO2 en la torre Absorbedora. Para el contenido de CO2 se establecen dos especificaciones: 3 % molar como máximo, para gas no deshidratado, Así mismo para un gas deshidratado (7 lb. de H2O/MMPCN), se establece una especificación de 8 % molar máximo.

4. ¿Qué conclusiones pueden surgir del análisis de la concentración de amina en el proceso de endulzamiento?

• Si bien las condiciones de diseño indican una concentración de amina igual a 60% peso con 0.40 mol CO2/mol DGA, se ha determinado que es posible operar en un rango de concentraciones comprendido entre 50-65 % peso.

• En términos de estabilidad del proceso, concentraciones inferiores a 55% peso aumentan la tendencia al espumamiento.

• Una solución diluida implica mayor consumo energético por altos caudales de circulación y mayores cargas molares para una determinada cantidad de CO2 separado.

• A mayor concentración de amina, la corrosión medida aumenta considerablemente.

• En función de los compromisos de venta de gas natural, se concluye que se consigue una operación estable, minimizando los costos totales, con una circulación de amina concentrada al 57-58 % peso, y cargas molares inferiores a 0.40 mol CO2/mol DGA.

5. ¿Cómo son empleados los sistemas de filtrado en una planta de endulzamiento y cuáles son los beneficios alcanzados con estos dispositivos?

La elección de los filtros de Carbón Activado y Partículas ha sido clave en el proceso de estabilización de planta. La temperatura de amina rica está en el rango 190-230°F (360-383°K), según se opere a altas cargas molares de CO2, o dependiendo también de la estación invierno o verano. Los diferentes filtros que se emplearon en las plantas de endulzamiento son:

• Filtros Partículas. El consumo de filtros de partículas fue de mayor a menor a medida que los contaminantes que ingresaban en el circuito fueron minimizados. Por otra parte, se probaron diferentes tipos de cartuchos, evaluando las distintas performances mediante análisis de total de sólidos en suspensión y analizando en un microscopio SEM el tamaño de partículas encontrado en la solución a la salida del filtro.

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