Tratamiento De Gas

República Bolivariana De Venezuela.

Ministerio del Poder Popular Para la Defensa.

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada.

UNEFA.

Núcleo-San Tome.

Tratamiento de Gas

Prof. Dajhana Patiño.

San Tome; Enero de 2012

República Bolivariana De Venezuela.

Ministerio del Poder Popular Para la Defensa.

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada.

UNEFA.

Núcleo-San Tome.

Integrantes:

Roso; Josean. C.I: 18.679.336

Ruiz; Angelina. C.I: 18.981.528

C.I:

C.I

C.I:

C.I:

6to Semestre; sección BN

San Tome; Enero de 2012.

Índice.

 Tipos de procesos para eliminar el co2 y h2s de hidrogeno.

o Procesos de absorción química.

o Procesos con aminas.

o Procesos con carbonato.

o Procesos de Absorción Física.

o Proceso Selexol.

o Ventajas y desventajas del selexol

o Proceso de Lavado con Agua.

o Procesos Híbridos.

 Procedimiento Preliminar para Seleccionar un Proceso de Endulzamiento.

o Selección de Procesos Aplicables

o Capacidad de Remoción de Ácidos

 Conclusiones………………………………………………………………………….

Introducción

Como se sabe el H2S y el CO2 son gases que pueden estar presentes en el gas natural y pueden en algunos casos, especialmente el H2S, ocasionar problemas en el manejo y procesamiento del gas; por esto hay que eliminarlos para llevar el contenido de estos gases ácidos a los niveles exigidos por los consumidores del gas.

Entre los tipos de procesos para eliminar el CO2 y h2s de hidrogeno existen el de absorción química, absorción física y híbridos estos pueden ser sencillos y hasta complejos.

 Tipos de procesos para eliminar el co2 y h2s de hidrogeno.

Los procesos que se aplican para eliminar H2S y CO2 pueden ser desde demasiado sencillos hasta complejos dependiendo de si es necesario recuperar o no los gases removidos y el material usado para eliminarlos. Entre ellos tenemos:

• Absorción química. (Procesos con aminas y carbonato de potasio). La regeneración se hace con incremento de temperatura y decremento de presión.

• Absorción Física. La regeneración no requiere calor.

• Híbridos. Utiliza una mezcla de solventes químicos y físicos. El objetivo es aprovechar las ventajas de los absorbentes químicos en cuanto a capacidad para remover los gases ácidos y de los absorbentes físicos en cuanto a bajos requerimientos de calor para regeneración.

 Procesos de absorción química

Este proceso se caracteriza porque el gas agrio se pone en contacto en contracorriente con una solución en la cual hay una sustancia que reacciona con los gases ácidos. El contacto se realiza en una torre conocida como contactora en la cual la solución entra por la parte superior y el gas entra por la parte inferior. Las reacciones que se presentan entre la solución y los gases ácidos son reversibles y por lo tanto la solución al salir de la torre se envía a regeneración. Los procesos con aminas son los más conocidos de esta categoría y luego los procesos con carbonato.

El punto clave en los procesos de absorción química es que la contactora sea operada a condiciones que fuercen la reacción entre los componentes ácidos del gas y el solvente (bajas temperaturas y altas presiones), y que el regenerador sea operado a condiciones que fuercen la reacción para liberar los gases ácidos (bajas presiones y altas temperaturas).

• Procesos con aminas

Los procesos con aminas son los más usados por su buena capacidad de remoción, bajo costo y flexibilidad en el diseño y operación. Las alcanol-aminas más usadas son: Monoetanolamina (MEA), Dietanolamina (DEA), Trietanolamina (TEA), Diglicolamina (DGA), Diisopropano-lamina (DIPA) y Metildietanolamina (MDEA).

Los procesos con aminas son aplicables cuando los gases ácidos tienen baja presión parcial y se requieren bajas concentraciones del gas ácido en el gas de salida ( gas residual).

Las reacciones de algunas aminas son las siguientes:

RNH4S + calor (5.3)RNH2 + H2S

RNHCO2- + RNH3+ + Calor (5.4)2RNH2 + CO2

RNH3HCO3 + Calor (5.5)RNH2 + H2O + CO2

Como se puede apreciar las tres reacciones se pueden dar en un sentido o en otro. Cuando es de izquierda a derecha se tiene el proceso de endulzamiento y hay producción de calor, o sea que la torre contactora se calienta. Para regenerar la amina se debe tener la reacción de derecha a izquierda o sea que a la solución de amina que sale de la torre contactora se le aplica calor para recuperar la amina.

• La capacidad relativa se toma con respecto a la de MEA para absorber H2S.

La MEA tiene la reactividad más alta y por lo tanto la mayor capacidad para eliminar H2S, además como tiene el menor peso molecular ofrece la mayor capacidad para remover H2S por unidad de masa, lo que implica menores tasas de circulación en una planta de endulzamiento; de acuerdo con la reacción estequiométrica para quitar un mol de H2S o CO2 se requiere una mol de MEA pero en la práctica se usa alrededor de 0.4 moles de MEA por mol de H2S por razones de control de corrosión. La MEA es estable químicamente y aunque la rata de reacción con H2S es mayor que con CO2 el proceso de endulzamiento no se considera selectivo pues también remueve el CO2. La MEA normalmente es capaz de llevar las concentraciones de CO2 y H2S a los valores exigidos por el gasoducto.

Ventajas adicionales de la MEA

Son baja absorción de hidrocarburos lo cual es importante si hay unidad recuperadora de azufre pues estos hidrocarburos absorbidos se quedan con el gas agrio y ocasionan problemas en la unidad recuperadora, y su buena afinidad por el H2S y el CO2 pero baja por los otros compuestos sulfurados.

La MEA tiene una desventaja importante y es la alta pérdida de solución debido a lo siguiente: posee una presión de vapor relativamente alta lo que ocasiona altas pérdidas por vaporización, y reacciona irreversiblemente con algunos compuestos de azufre y carbono, absorbe hidrocarburos y su corrosividad.

La DEA no es tan reactiva con el H2S como la MEA, por lo tanto en algunas ocasiones es incapaz de llevar el contenido de H2S hasta los niveles requeridos; pero tiene una ventaja importante con respecto a la MEA y es que las pérdidas de solución no son tan altas pues tiene una presión de vapor menor al igual que su velocidad de reacción con los compuestos de carbono y azufre. Tiene capacidad adecuada para eliminar COS, CS2 y RSR. Es degradable por el CO2, y los productos de la reacción no se puede descomponer en la regeneración.

La TEA prácticamente ha sido reemplazada por la DEA y la MEA debido a su baja capacidad relativa para quitar H2S; igual situación se presenta con las demás etanol-aminas.

Las concentraciones en que se usan las aminas para los procesos de endulzamiento son generalmente del 15% para la MEA, en cantidades de 0.3 - 0.4 moles por cada mol de H2S a quitar, y del 20-30 o más para la DEA; tales concentraciones están dadas por peso.

Algunas plantas usan mezclas de glicol y aminas para deshidratación y desulfurización simultáneas.

Los tanques de almacenamiento y compensación de la MEA, deben tener un colchón de gas para evitar que establezca contacto con el aire porque se oxida.

• Procesos con carbonato

También conocidos como procesos de carbonato caliente porque usan soluciones de carbonato de potasio al 25 – 35% por peso y a temperaturas de unos 230 °F. En el proceso de regeneración el KHCO3 reacciona consigo mismo o con KHS, pero prefiere hacerlo con el KHCO3 y por tanto se va acumulando el KHS, lo cual le va quitando capacidad de absorción.

La mayoría de los procesos con carbonato caliente contienen un activador el cual actúa como catalizador para acelerar las reacciones de absorción y reducir así el tamaño de la contactora y el regenerador; estos activadores son del tipo aminas (normalmente DEA) o ácido bórico.

 Procesos de Absorción Física

La absorción física depende de la presión parcial del contaminante y estos procesos son aplicables cuando la presión del gas es alta y hay cantidades apreciables de contaminantes. Los solventes se regeneran con disminución de presión y aplicación baja o moderada de calor o uso de pequeñas cantidades de gas de despojamiento. En estos procesos el solvente absorbe el contaminante pero como gas en solución y sin que se presenten reacciones químicas; obviamente que mientras más alta sea la presión y la cantidad de gas mayor es la posibilidad de que se disuelva el gas en la solución.

Los procesos físicos tienen alta afinidad por los hidrocarburos pesados. Si el gas a tratar tiene un alto contenido de propano y compuestos más pesados el uso de un solvente físico puede

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