Tarea Semana 3 - Procesamiento Y Tratamiento Del Crudo Y Gas Natural

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

A manera de definición textual es válido definir que las espumas son dispersiones aire-líquido, constituidas por un conjunto de burbujas gaseosas separadas por películas delgadas de líquido.

La espuma se origina por cambios en las propiedades de la superficie. Cuando la tensión superficial es lo suficientemente pequeña, la solución puede crear una capa elástica muy delgada que puede encapsular una burbuja de gas y formar pequeñas gotitas de líquido. Los contaminantes químicos tienden a bajar esa tensión superficial, que hace crecer la tendencia a la formación de espuma.

Tras la formación de espumas, estas se convierten entonces en una reducción en la capacidad de la unidad para procesar el endulzamiento del gas y no alcanzar las especificaciones a la salida. Hay excesiva pérdida de amina por arrastre pues sucede que la espuma hace un tapón para el paso del gas, por lo que este aumenta su presión paulatinamente hasta que rompe con la espuma arrastrando a su paso amina.

Con la presencia de espumas la consecuencia principal es la disminución de la capacidad de producción de gas dulce de la planta por lo que se requiere bajar la carga de entrada a la misma y obviamente esto significa pérdida económica para la empresa por costo de oportunidad.

Para solucionar el problema una alternativa es el uso de antiespumantes los cuales se requieren en mayor proporción según el problema y a su vez son costosos es decir que incrementan el costo económico de producción de gas dulce; además de que a largo plazo terminan tapando los sistemas de filtración agravando así el problema y nuevamente incrementando costos tras el mantenimiento respectivo.

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

Las causas de formación de espumas son varias: una agitación energética de líquido con el aire, la caída de un líquido desde cierta altura, el borboteo de aire u otro gas en el seno de un líquido, etc.

Una causa química puede ser el desarrollo de gas después de una reacción química o bioquímica como el óxido de carbono, ácido sulfhídrico, metano.

A mayor temperatura la tensión superficial aumenta y en la condición crítica de mezcla se da el máximo de espumación.

La viscosidad de la superficie de la burbuja se incrementa con la presencia de productos corrosivos como FeS y Fe2O3, estabilizando (fortaleciendo) la espuma y formando un tapón para el libre paso del gas en la torre y equipo.

Una espuma estable tiene lugar en presencia de humectantes los cuales siempre están presentes en la torre y forman una capa alrededor de la burbuja reduciendo la tensión superficial entre la burbuja y el líquido. La burbuja asciende a la superficie donde se ha formado una capa de moléculas humectantes entre el líquido y el aire, entonces a su llegada se forma una doble capa estable entre la capa de la burbuja y la capa de la superficie. En la imagen 1 se ilustra la formación de burbujas en agua en la cual cuando la burbuja sube y aflora en la superficie del líquido tras su primer contacto con el aire se rompe debido a la falta de humectantes. Y se ilustra la formación de burbujas en el gas con presencia de humectantes los cuales cada vez la estabilizan incluso cuando aflora a la superficie.

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.

Según los resultados experimentales mostrados en la figura 3 la Monoetanolamina (MEA) disminuyen en menor grado su tensión superficial respecto a las Dietanolamina (DEA) y N-Metildietanolamina (MDEA). Un caso más crítico se presenta en las MDEA’s formuladas (fórmula #1 y Fórmula #2), cuya tensión superficial es menor que las otras aminas. Lo que se podría concluir que las aminas primarias tienen menor tendencia a la formación de espuma que las aminas secundarias y terciarias.

Consecuente con la primera gráfica, las aminas primarias, secundarias y terciarias no tienen una tendencia de formar espuma apreciable y su formación es además inestable.

la siguiente gráfica que

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