Polimeros

Procesos con aminas

El proceso con aminas más antiguo y conocido es el MEA. En general 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). La Tabla 19 muestra algunas de las propiedades más importantes de ellas.

Capacidad Comparativa de Varias Categorías de Procesos de Endulzamiento de Acuerdo con la Presión Parcial del H2S

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:

RNH2 + H2S  RNH4S + calor (5.3)

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

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

Como se puede apreciar las tres reacciones anteriores 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. Las aminas tienen en general afinidad por todos los compuestos sulfurados pero por unos más que por otros; la afinidad de mayor a menor es la siguiente:

Tabla 19. Algunas Características de las Etanolaminas (2)

Tipo Fórmula Química Peso Molecular Presión de Vapor a 100 °F mmHg Capacidad Relativa (%)*

MEA HOC2H4NH2 61,08 1,0500 100

DEA (HOC2H4)2NH 105,14 0,0580 58

TEA (HOC2H4)3N 148,19 0,0063 41

DGA H(OC2H4)2NH2 105,14 0,1600 58

DIPA (HOC3H6)2NH 133,19 0,0100 46

MDEA (HOC2H4)2NCH3 119,17 0,0061 51

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. Otras 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. Otra desventaja importante es que absorbe hidrocarburos y su corrosividad. Normalmente cuando se usa MEA se requiere un buen “reclaimer” para reversar parcialmente la degradación y recuperar la MEA.

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

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