Aminas para Absorción de Gases Ácidos: Propiedades de MEA, DGA y DEA

Clasificación y Tipos de Aminas para Absorción de Gases Ácidos

Es importante hacer notar que la denominación de amina primaria, secundaria y terciaria se refiere al número de sustituyentes orgánicos unidos directamente al átomo de nitrógeno.

Las principales aminas que se utilizan en los procesos de absorción de gases ácidos son:

• Monoetanolamina (MEA)
• Diglicolamina (DGA)
• Dietanolamina (DEA)
• Trietanolamina (TEA)
• Metildietanolamina (MDEA)
• Di-isopropanolamina (DIPA)

MEA (Monoetanolamina)

• Es la más sencilla de las etanolaminas y se produce por la reacción directa del amoniaco con óxido de etileno.
• Es una amina primaria. Se presenta como un líquido de color claro, transparente e higroscópico, con ligero olor amoniacal.
• Es la más reactiva de las etanolaminas y, además, es la base más fuerte de todas ellas.
• Ha tenido un uso difundido, especialmente en corrientes con bajas concentraciones de gas ácido.
• Tiene un peso molecular de 61,08 Unidades de Masa Atómica (UMA).
• Este peso molecular se considera pequeño, por lo que la MEA tiene la mayor capacidad de transporte para los gases ácidos. Esto implica una menor tasa de circulación de MEA requerida para remover una determinada concentración de gases ácidos de una corriente de alimentación.
• Se usa preferiblemente en procesos no selectivos de remoción del CO₂ y del H₂S. Sin embargo, algunas impurezas como el COS, CS₂ y el oxígeno tienden a degradar la solución, por lo cual no se recomienda su uso en presencia significativa de estos compuestos.
• Mediante el uso de MEA se pueden lograr bajas concentraciones residuales de CO₂ (alrededor de 4-5% molar), pero presenta desafíos relacionados con la corrosión y la formación de espuma.
• El porcentaje de MEA en la solución acuosa se limita típicamente al 15% en peso para controlar la corrosión, lo cual puede requerir mayores flujos de solución y, consecuentemente, un mayor consumo energético para la regeneración (altas cantidades de calor de solución en el sistema).
• Para mantener una baja corrosión, tanto la concentración de MEA como la carga de gas ácido en la solución deben mantenerse suficientemente bajas para evitar la formación de bicarbonatos (HCO₃^-) y carbonatos (CO₃^2-), compuestos altamente corrosivos que se forman por la disociación del ácido carbónico (H₂CO₃).
• Se pueden incorporar inhibidores de corrosión, lo que permite utilizar concentraciones de MEA de hasta 30% p/p y, por ende, aumentar la carga de gas ácido admisible.

DGA (Diglicolamina)

• Al igual que la MEA, es una amina primaria.
• Presenta una mayor estabilidad térmica que la MEA.
• Tiene menor presión de vapor que la MEA, lo que permite utilizar concentraciones más altas, hasta 70% p/p, con sus correspondientes cargas de gas ácido de hasta 0,55 moles de dióxido de carbono por mol de DGA.
• Generalmente, presenta un menor requerimiento energético para la regeneración en comparación con la MEA a concentraciones bajas.
• Una de sus desventajas es su susceptibilidad a la degradación, sobre todo en presencia de compuestos azufrados.
• Su estructura química es la siguiente: [Nota: La estructura química no fue proporcionada en el texto original]
• Las principales desventajas de la DGA incluyen su costo relativamente alto y la formación de productos de degradación no regenerables térmicamente en presencia de CO₂ y COS.
• Otra desventaja es la alta solubilidad de hidrocarburos C₃⁺ en soluciones de DGA, comparada con otras alcanolaminas como la MEA y DEA.
• Es importante tener en cuenta que algunos productos de descomposición formados en la reacción entre la DGA y gases ácidos de azufre pueden ser regenerados térmicamente durante la operación normal de recuperación de la amina.
• La degradación con el COS también puede ser reversible a altas temperaturas.

DEA (Dietanolamina)

• Es una amina secundaria.
• Se obtiene industrialmente haciendo reaccionar la MEA con óxido de etileno.