Espuma Problema Operacional

Defina "espuma" en plantas de amina y explique las consecuencias que produce su

presencia.

Cualquier líquido producirá espuma si se le introduce gas más rápido que la

desconexión de las dos fases (líquido/gaseoso). Esta desconexión diferencia

claramente la aglutinación de burbujas normales de la espuma indeseable en una

planta de proceso de aminas.

La espuma es el resultado de la incorporación mecánica de un gas en un líquido. La

película del líquido rodea un volumen de gas creando una burbuja. La formación y

estabilidad de la burbuja depende de las condiciones físicas tales como temperatura y

presión. La espuma depende principalmente de las características superficiales como la

elasticidad del film, formación de capas gelatinosas, drenaje, y la viscosidad superficial.

La formación de espuma en plantas de amina aumenta los costos de operación y

reduce la eficiencia del tratamiento. Cuando la formación de espuma se convierte

engrave, a menudo se lleva más amina en el tratamiento de aguas abajo del equipo. Se

sostiene comúnmente que los hidrocarburos líquidos y sulfuro de hierro puede producir

espuma.

La mayoría de los tratamientos dependen en gran medida de la filtración de carbono y

la adición de agentes anti-espuma para las soluciones de circulación. Por desgracia, la

mayoría de los agentes antiespumantes son activos de superficie, y son eliminados por

el carbón activado. Muy a menudo, después de una breve mejora el problema se

agrava.

La espuma es uno de los efectos indeseables durante el proceso de extracción de CO2,

lo que causa paradas de planta, se elevan los costos de operación por probables

perdidas de amina por el arrastre que podría causar la corriente del gas tratado aguas

abajo del proceso, causando a su vez la perdida de eficiencia del sistema de

deshidratación de glicol y las Cribas moleculares en el caso de tratamiento en una

planta criogénica, también tenemos como resultado negativo el alto poder corrosivo de

la amina que podría ser arrastrada con la corriente de gas, causando daños

irreversibles en la estructura metálica. Otras consecuencias son la reducción en la

capacidad de la unidad para procesar, no alcanzar las especificaciones para el gas a la

salida, y excesiva pérdida de amina por arrastre, sucede que la espuma hace un tapón

para el paso delgas, por lo que esté aumenta su presión paulatinamente hasta que

rompe con la espuma arrastrando a su paso amina.

2. Explique cada uno de los mecanismos de formación y estabilidad de espuma en los

procesos de endulzamiento.

La formación y estabilidad de la espuma dependen de algunos factores como

temperatura y presión, así como características superficiales como la elasticidad del

film, formación de capas gelatinosas, drenaje, y la viscosidad superficial.

- Tensión Superficial: La tensión superficial es una indicación de la tendencia de una

solución a formar espuma. La tensión superficial es una fuerza que actúa paralelamente

a la superficie que se opone a cualquier intento de ampliar la superficie. Con este

principio se puede concluir que los hidrocarburos líquidos tienen una baja tensión

superficial y por ello su alta tendencia a formar espuma, mientras que soluciones

polares acuosas de alcano - láminas tienen una alta tensión superficial y por ello no

tienden a formar espuma.

- Elasticidad de la capa: La tensión de superficie no es la única característica que

influye en la formación de espuma, la elasticidad de la capa que se forma en el proceso

también influye. La elasticidad de esta capa se puede entender al momento de

estirarse, de forma que se generen unas secciones más delgadas, en donde la tensión

superficial es mayor (situación en la que no hay tendencia a formar espuma). Bajo este

principio trabajan los antiespumantes, incrementando la elasticidad de esta capa, para

aumentar las secciones donde haya mayor tensión superficial y así tener una formación

de espuma muy débil e inestable.

- Formación de capa gelatinosa y solubilidad de hidrocarburos: El incremento en la

formación de la capa gelatinosa provoca una estabilización de la espuma y la adición de

hidrocarburos líquidos a las soluciones de amina puede ser una de las causas

principales para la formación de espuma, debido que reducen la tención superficial de

la solución, incrementando de esta manera su tención a formar la espuma. En

conclusión, cualquier elemento que reduzca la tensión superficial o promueva la

formación de capas gelatinosas puede generar un problema en el tratamiento de

aminas.

3. Según los gráficos mostrados (Fig 3 y 4A) explique y compare el condicionamiento y la

estabilidad de espuma para los diferentes tipos de amina y comente sobre la variación

experimentada si existe la presencia de hidrocarburos líquidos en la mezcla.

En la figura 3, la fórmula 2 de la amina MDEA es la que provee la menor tensión

superficial y la MEA es la que mayor tensión superficial ofrece. Igualmente de la grafica

4A se observa que la misma fórmula 2 de la MDEA es la que da mayor tendencia a la

formación de espuma (por su baja tensión superficial) y a su vez la mayor estabilidad de

espuma ( por su mayor viscosidad superficial y bajas velocidades de drenaje de pared

de burbuja). La de menor tendencia a la espuma y menor estabilidad de la misma sigue

siendo la MEA pues la correlación entre estas características y la tensión superficial es

directamente proporcional.

En presencia de hidrocarburos líquidos la tensión superficial aumenta y por lo mismo su

tendencia a la formación de espuma en la solución; sin embargo, cuando a la MDEA se

le agrega un acido orgánico, la estabilidad de la espuma aumenta dramáticamente en

soluciones contaminadas con hidrocarburos líquidos

Al momento de introducir hidrocarburos líquidos a las soluciones, la tendencia de

formación de espuma se ve un poco afectada (incremento), y la estabilidad de espuma

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