Post on 11-Aug-2015
1. Concepto Absorción – Desorción
2. Calculo del equilibrio – Ley de Henry
3. Efecto al cambiar:
o La temperatura del sistema
o El solvente empleado
o La presión del sistema
4. Características del Solvente
5. Aplicaciones
6. Trazado de las etapas
7. Condiciones límites de operación
a) Cantidad mínima de solvente – ABSORCIÓN
b) Cantidad mínima de gas – DESORCIÓN
Absorción: es una operación unitaria de
transferencia de masa donde el objetivo
es separar uno o más componentes
(soluto) de una fase gaseosa, por medio
de una fase líquida no volátil (solvente)
en la que los componentes a eliminar son
solubles.
La absorción puede ser física o química.
G, yn
G, y0
L, xn+1
L, x1
1
n
• Absorción física: el gas soluto se elimina por tener
mayor solubilidad en el solvente que el resto de los
componentes del gas.
Ejemplo:
La eliminación del butano y pentano de una mezcla
gaseosa de refinería con un aceite pesado.
• Absorción química: el gas a eliminar reacciona con
el solvente y queda en solución.
Ejemplo:
La eliminación de CO2 o de H2S por reacciones con
NaOH o con monoetanolamina (MEA)
G, yn
G, y0
L,
xn+1
L, x1
1
n
Desorción (arrastre): es una operación
unitaria de transferencia de masa donde el
objetivo es separar uno o más componentes
(soluto) de una fase líquida, por medio de
una fase gaseosa insoluble en el líquido en
la que los componentes a eliminar son
solubles.
En una columna en la cual estén en
contacto un gas y un líquido que no
están en equilibrio, siempre se llevará a
cabo una transferencia de materia.
L, x’0
L, x’n
G, y’1
G, y’n+1
n
1
Pueden manejarse como operaciones de etapas de equilibrio con
contacto entre una fase líquida y una fase gaseosa.
Los equipos empleados son similares a los utilizados en
destilación tales como columnas empacadas y columnas de platos,
pero son más sencillas, ya que no requieren ni condensador ni
rehervidor.
Para el diseño de columnas de platos se hace una adaptación del
método de Mc Cabe Thiele.
Para el diseño de columnas empacadas estas se diseñan a partir
del concepto de HETP, lo cual implica consideraciones detalladas de
la transferencia de masa.
En ambos procesos se agrega un agente de separación másico.
Principio Fisicoquímico en el cual se basa la separación
por absorción (desorción)
Solubilidad preferencial
Agente de separación en el proceso de absorción-
desorción
Solvente (másico)
Solubilidad de algunos gases en agua
Condiciones que favorecen el proceso de
absorción
Temperatura: baja
Presión: alta
Condiciones que favorecen el proceso de
desorción
Temperatura: alta
Presión: baja
Características del solvente
• Alta solubilidad del soluto en el solvente
• Baja presión de vapor
• Químicamente estable
• No inflamable
• No tóxico
• Baja viscosidad
• Económico
APLICACIONES
1. Recuperación de productos en
corrientes gaseosas con fines de
producción.
2. Método de control de emisiones de
contaminantes a la atmósfera, como la
eliminación de SO2 de gases de
combustión con disoluciones acuosas
de NaOH.
3. Recuperación de gases ácidos (H2S,
mercaptanos y CO2) con disoluciones
de aminas.
Los equipos utilizados en absorción
Torre de relleno
• Sillas Bert
• Anillos Raschig
• Mellapak
Los equipos utilizados en absorción
Torre de platos
• Campanas de burbujeo
• Perforados
• Válvula
Los equipos utilizados en absorción
Dispersión hidráulica
Pulverización
Ciclón
Características del relleno
Proporcionar una superficie interfacial
elevada entre el líquido y el gas.
Poseer una fracción de espacios
vacíos grande (60 – 90 %).
Químicamente inerte y alta
resistencia mecánica.
Permitir un paso adecuado de ambas
corrientes sin originar problemas de
operación.
Económico.
Torre de absorción en el LOU
Componentes (solutos) a separar por absorción
* H2S * CO2 * NH3 * SO2 * NO * NOx * HCl
* HF * HBr * HCN * Benceno * Tolueno * Metanol
Principales soluciones utilizadas como solventes
* H2O * H2O-CaCO3 * H2O-Ca(OH)2
* TEG * H2O-NaOH * DEG * MEA
Balance de masa en Absorción
Emplea el método de Mc Cabe para el trazado de las
etapas
Supone
• Calor de absorción despreciable
• Operación Isotérmica
• El solvente tiene una presión de vapor muy baja
• El gas portador es insoluble en el solvente
Absorción física
Fuerza impulsora (yA-yAi); (xAi-xA)
La fuerza impulsora actuante es la diferencia entre las presiones
parciales del soluto en el líquido y el gas.
Líneas de equilibrio y de operación para un absorbedor
0
n
n+1
Líneas de operación
G, yn
G, y0
L, xn+1
L, x1
1
n
n+1
Yn
Y0
Línea de operación y trazado de etapas para el
absorbedor
L, x0
L, xn
G, y1
G, yn+1
1
nYn+1
Y1
Xn X0
Línea de operación y trazado de etapas para el
desorbedor
Relación (L/G)min para el absorbedor
G, yn
G, y0
L, xn+1
L, x1
(L/G)min
Xn+1
Yn
Y0
Relación (L/G)max para el desorbedor
L, x0
L, xn
G, y1
G, yn+1
(L/G)max
Yn+1
Y1
Xn X0
1
n
BIBLIOGRAFÍA
1. Henley & Seader
Operaciones de Separación por etapas de equilibrio en
Ingeniería Química.
2. Treybal
Operaciones de Transferencia de Masa.
3. Mc Cabe
Operaciones Unitarias en Ingeniería Química.
4. King
Procesos de Separación