Descripción: |
El gas natural es una fuente de energía con gran demanda a nivel mundial,
al ser extraído contiene contaminantes dentro de los que destacan
el ácido sulfhídrico y el dióxido de carbono, ambos
denominados gases ácidos. El proceso de remoción de estos
contaminantes se denomina endulzamiento, y la tecnología más
empleada para esto es la absorción con soluciones acuosas de
alcanolaminas.
Las soluciones acuosas de alcanolaminas son empleadas generalmente como solventes
químicos para la absorción. Después del paso de
absorción el solvente es sometido a un incremento de temperatura en
una torre de desorción para ser regenerado y ser reusado en la
absorción. Durante las etapas descritas ocurre descomposición
o degradación de las alcanolaminas. La degradación de las
alcanolaminas produce compuestos térmicamente estables (CTE) como
producto de reacciones no reversibles y otros compuestos cuyas reacciones
sí son reversibles.
Estudios de investigación realizados en el Instituto Mexicano del
Petróleo, han mostrado que existe una relación directa entre
la tensión superficial líquido/vapor de soluciones acuosas
de alcanolaminas y su capacidad de absorción, así como con
la formación de espuma en las torres de absorción, lo que lleva
a la formulación de la hipótesis de esta tesis.
La hipótesis de esta tesis señala que para los sistemas estudiados
el comportamiento de formación de espuma es directamente proporcional
a su tensión superficial. Así entonces, las soluciones acuosas
de alcanolamina que presenten la menor tensión superficial deberán
presentar baja espumación.
Esta hipótesis está basada en los siguientes trabajos: En el
articulo por Águila-Hernández et. al. (2007) se reportan datos
del índice de estabilidad de espuma y tensión superficial de
soluciones acuosas con una, dos y tres alcanolaminas; en el trabajo de tesis
de Camacho Amador (2008), realizado en el instituto Mexicano del Petróleo,
se reportan valores de densidad, tensión superficial y espumación
de soluciones acuosas con dos diferentes alcanolaminas y en el trabajo de
tesis de del Castillo Rodríguez (2009), efectuado también en
el Instituto Mexicano del Petróleo, se reportan resultados de
espumación para soluciones acuosas de una, dos y tres alcanolaminas
en presencia de CTE. En estos trabajos se señala que un incremento
de temperatura corresponde a una disminución en la tensión
superficial y por consecuencia, de la espumación.
Con la finalidad de contribuir con la generación de resultados
fisicoquímicos que formen parte de bases de datos para soluciones
acuosas de alcanolaminas, en este trabajo de tesis se determinó
experimentalmente la densidad, la tensión superficial liquido-vapor
y el índice de estabilidad de espuma del sistema conformado por una
solución acuosa de 1-amino-2-propanol (MIPA). La presencia de CTE
se evaluó empleando oxalato de sodio, formiato de sodio, ácido
fórmico y ácido acético, cada uno en una solución
acuosa a dos concentraciones diferentes (tres mil y cinco mil partes por
millón) en un rango de temperaturas de (298.15 a 343.15) K en incrementos
de 10 K, para el estudio de densidades y tensión superficial, y a
(253.15 y 263.15) K para el estudio de espumación.
Para el estudio de densidad se utiliza un densímetro de tubo vibrante,
dichos resultados presentan una incertidumbre de ± 0.0044 g/cm3, para
la determinación de tensión superficial liquido-vapor se
aplicó el método de la gota pendiente, en estos resultados
existe una incertidumbre de ± 0.22 mN/m y para la determinación
del índice de estabilidad de espuma se utilizó un dispositivo
basado en el método neumático con régimen estacionario
con flujo constante de gas natural, los resultados tienen una incertidumbre
de ± 0.35 s.
Los resultados muestran que al aumentar la concentración de CTE, la
densidad, la tensión superficial y el índice de estabilidad
de espuma aumentan, aunque al aumentar la temperatura del sistema, todas
estas propiedades disminuyen, estos resultados permiten proponer la posible
aplicación de 1-amino-2-propanol como disolvente alternativo en los
procesos industriales de purificación de corrientes gaseosas ricas
en hidrocarburos.
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