7/24/2019 Tratamiento de Gases Usando MDEA Versio 97-2003
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NUCLEO ANZOATEGUI
ESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS
POSTGRADO ESPECIALIZACION EN INGENIERIA DE GAS
COHORTE XI 2012ACONDICIONAMIENTO Y TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL
PUERTO LA CRUZ, 18 DE ABRIL DE 2012
Prof !"#$%"&' Mo&('#', M)(REALIZADO POR*-I&+ M&"(' Z'-'%' CI 1-I&+ A%$))'ro G'o&$ CI 1/0
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
ContenidoIntroduccinGeneralidadesRemocin de CO2con aminas terciarias
Caractersticas de la absorcin de CO2con MDEASimulacin de Transferencia de Masa Calor con
!ROTREATCasos de estudio"
- Caso #
- Caso 2Conclusiones
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Introduccin
$a MDEA %a sido utili&ada com'nmente como sol(ente selecti(o de
)2S de*ando en el +as altos ni(eles de CO2,
Muc%as lantas de endul&amiento %an sido dise.adas ara remo(er
altas cantidades de CO2 con MDEA/ sin embar+o0 cuando'nicamente se desea remo(er este comuesto la MDEA no %a
ro(isto los resultados eserados0 traduci1ndose esto en
modicaciones a las facilidades e3istentes cambios en el sol(ente
utili&ado0 resecto a lo estiulado en el dise.o ori+inal de lasmismas,
!ara usar la MDEA como sol(ente ara la remocin de CO2 se
re4uiere de un modela*e ri+uroso de rocesos,
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Generalidades
4Por 567 $) "9or:'&:$ %' r$o("& #$ CO2$& 6&' (orr"$&:$#$ G') N':6r'%;
Disminue el oder calorco del +as natural
Ocua un (olumen0 el cual uede ser utili&ado ara almacenarmaor cantidad de +as,
Es 5cido en consecuencias corrosi(o en resencia de a+ua libredebido a 4ue a alta resin se disuel(e en el a+ua la acidica,
CO26 )2O 7--8 )6 6 )CO9-
)CO9-7--8 )66 CO9:
)66 R9; 7--8 R9;)6
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Generalidades
$as alcanolaminas se %an con(ertido en los sol(entes
maormente utili&ados ara la remocin de +ases 5cidos de
corrientes del +as natural, $a TEA
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$a MDEA es una amina terciaria cuo +ruo amino carece
del rotn simle ara reaccionar directamente con el CO20
como sucede con las aminas rimarias secundarias"
CO26 )2O 7--8 )6 6 )CO9-
)CO9-7--8 )66 CO9:
)6
6 R9; 7--8 R9;)6
Remocin de CO2 con aminas terciarias
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
$a MDEA ro(ee un sumidero ara los iones %idr+eno roducidos
cuando el CO2se %idroli&a lentamente en a+ua,
;o reacciona directamente con el CO2a 4ue no uede formar un
roducto de reaccin, Se dice 4ue slo catali&a la %idrlisis del
CO2,
Contrario a las aminas rimarias secundarias0 la cin1tica de la
reaccin aarente de la MDEA no tiene muc%o imacto en la
(elocidad de absorcin,
Se caracteri&a or su ba*a solubilidad fsica alta solubilidad
4umica,
Caractersticas de la remocin deCO
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con MDEA
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
$a absorcin de CO2ocurre en una serie de asos"
a= Difusin del +as a la interfase +as-li4uido
b= Disolucin del +as en el li4uido en la interfase
c= !osible reaccin 4umica con la amina
d= Difusin del +as disuelto en su forma reacti(a libre0
le*os de la interfase en el seno de li4uido,
Caractersticas de la remocin deCO
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con MDEA
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!erles de concentracin ticos ara el CO2 en las fases +as l4uida0 cuandono %a reaccin cuando la reaccin es relati(amente r5ida,
Caractersticas de la remocin deCO
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con MDEA
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
$a solubilidad 4umica es usada como la base ara disminuir el n'mero
de etaas tericas, Cuando se reali&a el c5lculo ara latos actuales o
(ol'menes de lec%o emacado sur+en los incon(enientes,
Entonces0 se tiene un sol(ente con +ran caacidad0 ero la fuer&aimulsora ara absorcin es mu ba*a or la oca solubilidad fsica,
Con esto0 se obtendr5n ba*as eciencias de latos0 +randes (alores de
altura e4ui(alente a latos tericos
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!ROTREAT es un simulador ri+uroso4ue se basa en la combinacin de"
-@alances de masa ener+aalrededor de las fases indi(iduales
en latos o ema4ues,-E4uilibrio termodin5mico de fases,
-E4uilibrio a tra(1s de la interfase,
-Efecto de la cin1tica-4umica en las(elocidades de transferencia de
masa0 eseccamente en la fasel4uida,
-Modelos de transferencia de masa calor ara transorte a tra(1s dela interfase,
Simulacin de Transferencia deMasa Calor con !ROTREAT
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Caso #
?na lanta se dise.a ara tratar una corriente de ,B de CO 2en metano
con Bt de MDEA +en1rica a ni(eles deseados de ,B, $os dise.os se
fundamentan en los c5lculos reali&ados en un simulador comercial
basado en e4uilibrio de etaas0 de reaccin modicada/ el mismo indica
4ue una torre de 22 latos serian el dise.o m5s con(eniente, El +as
tratado sera me&clado con otras corrientes de +as natural ara alcan&ar
las esecicaciones de tubera de 2 de CO2, $os e4uios estaban listosara ser instalados la lanta estaba lanicada ara arrancar cuando se
le re4uiri a la emresa I;EOS (alidar el dise.o de la lanta el uso de la
MDEA en el roceso de endul&amiento,
Casos de Estudio
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Caso #Dia+rama de Flu*o de !rocesos de la !lanta
Casos de Estudio
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Caso #
?na e(aluacin utili&ando simulacin basada en (elocidad de
transferencia de masa mostr 4ue la lanta sera incaa& de
alcan&ar si4uiera las esecicaciones del 2 de CO2 re4uerida
ara el +as residual0 muc%o menos el ,B de CO2 deseado ara
el roio +as tratado, Se re4ueriran B latos ara alcan&ar ,B
CO2 en el +as de salida utili&ando MDEA,
Casos de Estudio
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Caso #
Comaracin de los datos obtenidos con el modelo de simulacin de etaas dee4uilibrio con el modelo de transferencia de masa !ROTREAT ara dos
alturas de rebosadero en latos
Casos de Estudio
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Caso #
Comortamiento de lanta al oco tiemo de su arran4ue comarado consimulacin a tra(1s de !ROTREAT
Casos de Estudio
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Casos de Estudio
Caso # Resultados"
- Se recomend reali&ar modicaciones a los rebosaderos de latos de 2 a B ul+adas0 a
n de +aranti&ar un de CO2 a la salida 4ue alcance al menos el #,H ,
- Se recomend cambiar de MDEA a un sol(ente de la serie Gas>Sec CS-2 una (e&4ue la lanta oerase a la caacidad de dise.o estiulada0 4ue remo(era maor
cantidad de CO2 4ue la MDEA con(encional,
- Comarando las columnas de latos con las emacadas0 se reere las columnas de
latos cuando se re4uiere remocin de CO20 esto debido a 4ue las caractersticas del
fenmeno de transferencia de masa en los ema4ues no fa(orecen la (elocidad de
absorcin de CO2 en la amina,
- !ara el dise.o de sistemas de endul&amiento 4ue re4uieren remocin selecti(a de CO20
es necesario desarrollar modela*e de simulacin de (elocidad de transferencia de calor
masa simult5nea0 4ue ermita determinar el n'mero de etaas reales de una columna
alcan&ar las esecicaciones deseadas,
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Caso 2
Se desea tratar inicialmente una corriente de +as de #HH
MM!CED0 con una concentracin de CO2 de ,B con B de
MDEA +en1rica ara lle(ar a ni(eles deseados menor a # molar,
Se simul la misma corriente a diferentes condiciones de Ju*o0
resin temeratura, ?na (e& obtenidos los resultados0 se
rocedi a reali&ar otra rueba utili&ando un sol(ente 4umico de
la emresa I;EOS OKIDE de la cual se obtu(ieron e3celentes
resultados,
Casos de Estudio
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Casos de Estudio
Caso 2
So%6-"%"#'# #$% CO2
S : L !
Donde"
L : Constante de )enr0 distinta ara cada +as deende de la
temeratura
! : !resin !arcial del +as en la corriente,
A maor resin incrementa la solubilidad de un +as en el
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Casos de Estudio
Caso 2I&for'("& #$ D")$?o I&"("'%*
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Casos de Estudio
Caso 2
Datos de oeracin del simulador !ROTREAT utili&ando MDEA con diferentesalimentaciones de Gas ;atural
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Tratamiento de gases con alto contenido de CO2usando MD
Casos de EstudioCaso 2
Datos de oeracin utili&ando un sol(ente 4umico S!EC CS-2= comarando con el simulador !roTreat,
- Gas>Sec CSN2" es un sol(ente 4umico fabricado atentado or la emresa Ineos O3ide ara tratamientode Gas ;atural con concentraciones de CO2
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Casos de Estudio
Caso 2Gr5cos de temeratura de CO2(s, n'mero total de latos desde 22
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Casos de Estudio
Caso 2Diferencial de resin del absorbedor con MDEA con Gas Sec CS>22
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Casos de Estudio
Caso 2 Resultados"
- El uso de MDEA re4uiere maor resin temeratura ara obtener la maorabsorcin de CO2
- $as Juctuaciones de resin disminuen en un 2 desu1s de la con(ersin con
el uso del sol(ente 4umico,- De acuerdo a los datos oeracionales se reduce un H9 anual el consumo deamina,
- Incremento en un 2 la remocin de CO2utili&ando el sol(ente 4umico no la
MDEA +en1rica,
- Si se instalan maor cantidad de latos en la torre de absorcin 4ue losconsiderados en el dise.o
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Conclusiones
Ambos casos demuestran las limitaciones de la MDEA +en1rica
como a+ente de remocin ara altas concentraciones de CO2,
$a absorcin de CO2 con MDEA es m5s lenta comarada con las
aminas rimarias secundarias,$a adicin de sol(entes 4umicos
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GRACIAS@
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