Optimización del Diseño de Absorbedores y Tambores Flash en Procesos de Deshidratación con TEG

Aspectos Clave en el Diseño del Absorbedor

1. El enfriamiento del glicol pobre que se recicla a la cima del absorbedor debe ser entre 5–10 °F por encima de la temperatura de entrada del gas húmedo en el fondo, a fin de evitar la condensación de hidrocarburos del gas que causen formación de espuma.
2. Diseños económicos utilizan ratas de circulación de 2–5 gal TEG/lb H₂O absorbida.
3. La temperatura de entrada del gas húmedo debe estar entre 60–120 °F. Cuando la temperatura del absorbedor está por debajo de 60 °F, el incremento en la viscosidad del TEG puede reducir la eficiencia en la transferencia de masa.
4. El número de platos teóricos típicos está entre 1–3, los platos reales entre 4 y 12. La conversión de etapas de equilibrio a platos reales puede hacerse asumiendo una eficiencia global de plato entre 25 % para platos de campanas de burbuja. Para empaque, la relación de altura equivalente de empaque a plato teórico (HETP) varía con la rata de circulación de TEG, el flujo y la densidad del gas; pero un valor de 36-60 pulgadas es normalmente adecuado para cada etapa teórica.
5. Tradicionalmente, se han usado platos de burbujeo en absorbedores de glicol, porque permiten bajas ratas de líquido vs. flujo de gas; sin embargo, el empaque estructurado está siendo muy aceptado, porque permite reducciones significativas en diámetro, y alguna reducción en altura.
6. El espaciamiento típico entre platos en el absorbedor es 24 pulgadas. Sin embargo, la altura total de la torre estará de acuerdo con el número de platos o la altura de empaque requerida, más de 6–10 pulgadas adicionales para permitir el retiro de vapor al líquido por encima del plato de cima, distribución del gas de entrada por debajo del plato de fondo y espacio para colectar glicol rico en el fondo.
7. El diámetro del absorbedor se fija con la velocidad del gas *v_oG*, en forma similar a como se hace para separadores.

Diseño del Tambor “Flash”

El TEG típicamente absorbe alrededor de 1 scf de gas natural dulce por galón de glicol a 1000 psia y 100 °F. La solubilidad será considerablemente mayor si el gas contiene cantidades significativas de CO₂ y H₂S. Las solubilidades de H₂S y CO₂ puro en TEG puro se dan en la Figura 6. Estas tablas se aplican a TEG puro. Para la solución de TEG rico, también se puede aplicar a la parte correspondiente al TEG. Los hidrocarburos parafínicos más pesados son esencialmente insolubles en TEG. Sin embargo, los hidrocarburos aromáticos son muy solubles en TEG, y cantidades significativas de hidrocarburos aromáticos pueden ser absorbidas en el TEG a condiciones del contactor. Esto puede presentar un riesgo ambiental o de seguridad cuando la parte superior del regenerador es venteada a la atmósfera. Con aumento de la presión y disminución de la temperatura, aumenta la absorción de aromáticos. La absorción de aromáticos está directamente relacionada a la tasa de circulación de TEG. La absorción de aromáticos es esencialmente independiente del número de platos en el absorbedor por lo que un método de minimizar la absorción aromática es utilizar mayor número de platos y minimizar las tasas de circulación de TEG. La mayoría de los componentes aromáticos se eliminarán de la solución de TEG en el regenerador.

El tambor “flash” debe ser suficiente para desgasificar la solución de glicol y eliminar el arrastre de hidrocarburos líquidos, si es necesario.

Aspectos Importantes en el Diseño del Tambor “Flash”

1. Para desgasificación se requiere un tiempo de retención mínima de 3–5 minutos. Si se va a remover hidrocarburo líquido, se requiere un tiempo de retención de 20–30 minutos.
2. Presión de operación, típicamente < 75 psia.
3. Temperatura de operación = 140–160 °F si a continuación se encuentra el intercambiador glicol rico–glicol pobre.