Tesis profesional presentada por

Angélica Serrano Rincón Marina Zavala Calva

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Mtro. Reyes Carlos Macedo Ramírez
Vocal y Director: Dr. René Reyes Mazzoco
Secretario: Ing. María Luisa Sámano Celorio

Cholula, Puebla, México a 13 de mayo de 2004.

Resumen

El presente trabajo de tesis es parte de un proyecto realizado en conjunto entre la Universidad de las Américas - Puebla y el Instituto Mexicano del Petróleo y está principalmente enfocado en la operación de una planta piloto de endulzamiento de gas natural.

Para llevar a cabo los experimentos en la planta piloto de absorción - desorción de la UDLA-P, ubicada en el laboratorio de transferencia de masa, el gas amargo se simuló con una mezcla de CO2 - Aire por cuestiones de seguridad.

El objetivo general de este trabajo fue el estudio experimental de la operación de un sistema de endulzamiento de una mezcla de CO2-Aire, utilizando una mezcla de solventes químicos: DEA - MDEA - H2O.

Además de acondicionar el sistema completo de absorción - desorción se obtuvieron los límites de operación en las condiciones de saturación del sistema, se realizaron experimentos tanto por lotes para determinar la eficiencia de cada una de la torres, es decir de la absorción y de la desorción por separado, así como en operación continua para evaluar el funcionamiento global del sistema, todo esto utilizando una mezcla de solventes químicos MDEA - DEA - H2O. También se estudiaron las fluctuaciones en los perfiles de temperatura para comprobar la eficiencia del control de temperatura que actualmente esta en operación. Por otro lado, se obtuvo experimentalmente la cantidad removida de CO2 y se analizó el efecto de la composición de la mezcla a lo largo de los diferentes experimentos.

En cuanto al análisis de las muestras, se llevaron a cabo estudios de diferentes tipos como son la Espectrofotometría UV, Cromatografía de Líquidos (HPLC), Cromatografía de Gases con detector de Espectro de Masas y Conductimetría.

Los resultados obtenidos muestran que la temperatura tiene un efecto importante en ambas etapas del proceso. En el experimento por lotes, en la absorción se logró remover el 70.84 % del CO2 alimentado; en cuanto a la desorción los resultados que se obtuvieron no se pudieron analizar debido a ciertas limitaciones. Por otro lado, en el experimento en operación continua se observó que no hubo absorción (por consiguiente tampoco desorción) debido a que no se alcanzó a bajar la temperatura en la columna.

Índice de contenido

Agradecimientos (archivo pdf, 15 kb)

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 13 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 13 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 19 kb)

Capítulo 4. Revisión Bibliográfica (archivo pdf, 279 kb)

  • 4.1 Gas natural
  • 4.2 Endulzamiento del gas natural
  • 4.3 Solventes
  • 4.4 Sistema líquido gas
  • 4.5 Columnas empacadas
  • 4.6 Principios de transferencia de masa
  • 4.7 Balances de masa
  • 4.8 Relación L/G mínima
  • 4.9 Espuma
  • 4.10 Corrosión
  • 4.11 Métodos de caracterización

Capítulo 5. Métodos y Materiales (archivo pdf, 102 kb)

  • 5.1 Proceso de endulzamiento para este proyecto
  • 5.2 Equipo de proceso
  • 5.3 Modificaciones realizadas en el diseño de la planta
  • 5.4 Equipo de análisis

Capítulo 6. Desarrollo de Experimentos (archivo pdf, 47 kb)

  • 6.1 Determinación de las condiciones de operación para los experimentos
  • 6.2 Definición de los experimentos

Capítulo 7. Análisis y Discusión de Resultados (archivo pdf, 136 kb)

  • 7.1 Experimento 1: experimento por lotes en la parte de absorción
  • 7.2 Experimento 2: experimento por lotes en la parte de desorción
  • 7.3 Comparación entre el experimento 1 y 2
  • 7.4 Cálculo de los intercambiadores de calor

Capítulo 8. Conclusiones y Recomendaciones (archivo pdf, 26 kb)

  • 8.1 Conclusiones
  • 8.2 Recomendaciones

Referencias (archivo pdf, 24 kb)

Planta piloto (archivo pdf, 24 kb)

Planta piloto, equipo (archivo pdf, 332 kb)

Operación de la planta piloto (archivo pdf, 12 kb)

Distribuidores (archivo pdf, 414 kb)

Rotámetros (archivo pdf, 155 kb)

Termopares (archivo pdf, 248 kb)

Bomba sumergible con flotador (archivo pdf, 305 kb)

Espectroscopía UV-visible (archivo pdf, 90 kb)

Cromatografía de líquidos HPLC (archivo pdf, 55 kb)

Cromatografía de gases-masas (archivo pdf, 574 kb)

Conductimetría (archivo pdf, 611 kb)

Espuma (archivo pdf, 129 kb)

Corrosión (archivo pdf, 448 kb)

Diseño de intercambiadores (archivo pdf, 44 kb)

Serrano Rincón, A., Zavala Calva, M. 2004. Operación de una planta piloto de endulzamiento de gas natural. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2004.