Investigar los siguientes procesos de endulzamiento: Flexsorb; Benfield; Purisol. Para cada uno de los procesos desarrollar los siguientes puntos: La tarea consiste en realizar los siguientes puntos: 1. Breve Descripcin del Proceso !.Diagrama de Proceso "elaborado por uds indicando algunas variables de proceso# $.%plicacin "selectividad# &.'enta(as ) Desventa(as *.%plicar+a alguna de estas tecnolog+as al gas de los campos de ,an %ntonioaza/0stan- encionados en las l2minas- 3espalde su respuesta..
Proceso de Endulzamiento por el proceso Flexsorb 1. Descripción del proceso
4s un proceso regenerativo continuo de solventes f+sicos la cual es una mezcla de aminas modificadas ) un solvente org2nico. F+sicamente es similar al sulfinol5 es mu) mu) esta establ ble e ) resi resist sten ente te a la degr degrad adac aci in n 6u+m 6u+mic ica. a. ,e pued puede e logr lograr ar una una composicin de gas de menos de *7 ppm para el 89 ! ) de & ppm de !,. Proceso Flexsorb HP
4s un proce proceso so 0ot 0ot potas potasium ium cabo cabonat nate e desarr desarroll ollado ado ) licen licencia ciado do por por 4xxo 4xxon n 3esearc0 and 4ngineering 8ompan). 8uatro plantas comerciales se reportaron en operacin en 1!. 4l proceso es similar5 en lo 6ue respecta a es6uemas de flu(o ) apli aplica caci cion ones es gene genera rale les5 s5 a los los proc proces esos os Benf Benfie ield ld acti activa vado do ) 8ata 8ataca carb rb.. ,e caracteriza por 0acer uso de stericall) 0indered amine como activador. %lta transferencia de masa ) alta capacidad capacidad de e6uilibrio se atribu)en atribu)en a la ba(a estabilidad de carbamatos formados por la reaccin de dixido de carbono con 0indered 0indered amines. amines. Los carbama carbamatos tos se forman forman en la interfac interface e gas
!. Diagrama del proceso
3. Aplicación (selectividad)
4stas soluciones mixtas "mezclas de una amina5 un solvente f+sico ) agua#5 como el proceso Flexsorb. Pueden tratar grandes cargas de gas 2cido ) puede ser aplicado en plantas. . !enta"as
3emocin completa de gases 2cidos desde concentraciones medias a altas5 a=n a caudales de gas altos5 con consumos despreciables del reactante. #. Desventa"as.
Los costos de operación y mantenimiento son signifcativos $. Aplicación a los campos %an Antonio& 'azastan&
Debido a su costo ) mantenimiento no se podr+a implantar este tipo de proceso si se trata de reducir costos actualmente el campo ,an %ntonio usa la tecnolog+a con unidad de %mina.
Proceso de Endulzamiento por el proceso Purisol Proceso de Endulzamiento por el proceso *en+ield 1. Descripción del proceso Proceso ot potassiun carbonate (*en+ield)
4l proceso fue desarrollado por U.S. Bureau of Mines en bruceton5 pensilvania5 como parte de un programa para s+ntesis de combustible l+6uido del carbn "coal#. 4l proceso fue desarrollado aun mas en los setentas por benson ) field5 basados en el traba(o original de U.S. Bureau of Mines 5 0aciendo muc0as me(oras. 4ntre esas ) probablemente la m2s importante5 el desarrollo de un amino activador "D4%# para la solucin de carbonato de potasio5 resultando en un sustancial ba(o
costo capital5 costo de operacin ) alta pureza del gas tratado. a)ores me(oras fueron realizadas en la econom+a de energ+a a trav>s de la recuperacin de calor interno5 ) el proceso 0a demostrado ser apropiado para remocin parcialmente selectiva de sulfuro de 0idrgeno en presencia de dixido de carbono. 4n el proceso split-stream una porcin de la solucin pobre del regenerador es enfriada ) alimentada a lo alto del absorbedor5 mientras 6ue la ma)or porcin es agregada caliente en un punto a una distancia deba(o del tope. 4sta simple modificacin aumenta la pureza del gas disminu)endo el e6uilibrio de la presin de vapor del 89! sobre la =ltima porcin de la solucin contactada por el gas. ?n es6uema m2s comple(o de dos etapas tambi>n 0a sido usado para situaciones en la 6ue se re6uiere una remocin m2s completa del 89!. 4n esta modificacin la solucin principal es extra+da del despo(ador en un punto arriba del re0ervidor para 6ue solo una porcin de la solucin ba(e por el fondo de despo(ador 0acia el re0ervidor5 )a 6ue esta porcin de la solucin es regenerada por el vapor total suministrado a la columna despo(adora5 es minuciosamente regenerado ) es capaz de reducir el contenido de 89!
del gas a un ba(o valor. La solucin
principal es alimentada al punto medio del absorbedor5 mientras 6ue la porcin m2s regenerada es alimentada por el tope. 4l diagrama de flu(o b2sico de Benfield5 sin ninguna conservacin de calor5 t+picamente tiene un re6uerimiento de calor en el rango de &*.777 a *7.777 Btu@Lb
4l proceso
Benfield ALoeat5 ilustrado en la Fi,ura 15 usa ba(o nivel de calor5 el cual de otra forma podr+a perderse en un enfriador de solucin o un condensador5 para satisfacer parte del re6uerimiento de regeneracin de calor. La solucin pobre caliente 6ue sale del regenerador es reducida en presin para producir vapor. uc0as de las unidades ALoeat usan m=ltiples etapas para incrementar la eficiencia de energ+a general por 17 a 1*C. 8ada etapa opera alrededor de ! psi
por deba(o de la etapa anterior. La corriente despresurizada en forma s=bita es recomprimida usando un e)ector de vapor o un recompresor mec2nico ) rein)ectado al regenerador. 4l vapor recuperado de las corrientes de gas ) l+6uido puede reducir los re6uerimientos de energ+a externa tanto como 7C. ?na opcin importante para Loeat es el es6uema ibrido Benfield Loeat. 8omo se muestra en la Fi,ura 5 este sistema usa una combinacin de e)ectores de vapor ) recompresor mec2nico de vapor "'3#. E+picamente un tan6ue multietapa de venteo es empleado en las primeras etapas operando en e)ectores de vapor ) una etapa final usando un '3. 4l '3 permite tasas grandes de compresin permitiendo de esta forma una descompresin s=bita m2s profunda ) por ende incrementando el a0orro de energ+a. ?na modificacin descrita por Benson ) Parris0 "1 es el AiPure Process el cual es capaz de producir un gas tratado conteniendo menos de un ppm de , ) menos de *7 ppm de 89!. La 0abilidad de remover estos compuestos a tan ba(o nivel 0acen a este proceso excelente para purificacin de gas natural5 el proceso tambi>n se 0a usado en gas natural licuado "LGH# donde se re6uiere extremadamente ba(a especificacin de productos como 89!5 ,5 89, ) mercaptanos. 4ste proceso5 como se muestra en la Fi,ura 35 usa dos soluciones circulando en serie5 independientes pero compatibles5 para alcanzar alta pureza combinada con alta eficiencia. 4l gas de proceso contacta primero con el A0ot potassium carbonate seguido por un contacto con una solucin de amina. 4l A0ot potassium carbonate sirve para remover la ma)or parte de los gases 2cidos5 mientras 6ue la purificacin final se alcanza con la segunda solucin. Las dos soluciones son regeneradas separadamente en dos secciones de un regenerador con el vapor 6ue de(a la parte ba(a del regenerador siendo reusada en la seccin superior. Los dos sistemas est2n t>rmicamente integrados usando el calor desec0ado del circuito de aminas ) proveer una porcin de regeneracin de calor en el circuito de carbonato. 4l calor re6uerido por las dos soluciones combinadas es generalmente m2s ba(o 6ue la de un sistema convencional de 0ot carbonate. ,in embargo el
costo capital de una unidad iPure es algo m2s alta 6ue una unidad normal Benfield debido al e6uipo adicional 6ue re6uiere5 la econom+a en energ+a calrica ) la 0abilidad de producir gas de alta pureza lo 0ace un proceso atractivo.
!. Diagrama del proceso
Fi,ura 3 Dia,rama de +lu"o para el proceso *e nfeld “LoHeat”
Fi,ura 3 Dia,rama de +lu"o para el proceso *en+ield 0Hipure con sistema 2oHeat
Fi,ura Dia,rama de +lu"o para el proceso *en+ield 02oHeat me"orado con una etapa +las de solución rica.
3. Aplicación (selectividad)
4stas soluciones mixtas "mezclas de una amina5 un solvente f+sico ) agua#5 como el proceso Benfield. Pueden tratar grandes cargas de gas 2cido ) puede ser aplicado en plantas. . !enta"as
4l proceso de Benfield5 no tiene ninguna conservacin de calor5 la cual t+picamente tiene un re6uerimiento calor en el rango de &*.777 a *7.777 Btu@Lb
3egeneracin a ba(a temperatura. ,electivo al ,. 3emueve 89,5 8,! Go presenta reacciones 6u+micas. 3emocin global de gases 2cidos.
Desventa"as.
Limitacin para ba(as presiones parciales del gas acido "Pp *7 psi#. •
Limitado a ba(as cantidades de 0idrocarburos pesados.
•
Go siempre cumple especificacin re6uerida.
•
%lta afinidad de los 0idrocarburos pesados ) su recuperacin no es econmicamente viable.
•
,olventes m2s costosos 6ue las aminas.
•
9pera a temperaturas mu) ba(as.
#. Aplicación a los campos %an Antonio& 'azastan&
Proceso de Endulzamiento por el proceso Purisol
1. Descripción del proceso
4ste proceso remueve gases 2cidos del gas natural5 gas combustible ) gas de s+ntesis por accin f+sica con G
abla Datos comparativos de solventes
. Dia,rama del proceso
3. Aplicación (selectividad)
J 3emocin de 89! desde contenidos mu) altos 0asta valores residuales. J 3emocin con(unta de componentes 2cidos o remocin 0asta una pureza moderada de las corrientes por regeneracin flas0. J 3emocin selectiva de !,
4stas soluciones mixtas "mezclas de una amina5 un solvente f+sico ) agua#5 como el proceso Flexsorb. Pueden tratar grandes cargas de gas 2cido ) puede ser aplicado en plantas. . !enta"as
8apacidad para remover todos los gases 2cidos5 89!5 !,5 89,; 8,
)
mercaptanos. Ku+mica a(ustable ) partes de la f+sica.
Ba(as tasas de corrosin.
Ba(a tendencias en formacin de espuma.
Pocos solventes en el re0ervidor.
Funciones generales del condensador.
Degradacin m+nima en la formacin del producto.
3emocin completa de gases 2cidos desde concentraciones medias a altas5 a=n a caudales de gas altos5 con consumos despreciables del reactante. #. Desventa"as.
2s bande(as en el contactor "$7<&7#. a)ores vol=menes de gas de flas0. ,olubilidad de los 0idrocarburos de alto peso molecular.
Eabla $ 8omparacin del proceso de %bsorcin
Eabla & 4valuacin predictiva de acuerdo a la remocin de contaminantes de cada solvente.
6. Aplicación a los campos %an Antonio& 'azastan&