Sistema modular de desulfuración mediante tamices moleculares

Principio

El sistema de desulfuración por tamiz molecular, también llamado sistema de endulzamiento por tamiz molecular, es un dispositivo clave en la purificación o acondicionamiento del gas natural. El tamiz molecular es un cristal de aluminosilicato de metal alcalino con una estructura reticular y una microporosidad uniforme. Cuando el gas de alimentación, que contiene trazas de agua, pasa a través del lecho de tamiz molecular a temperatura ambiente, el agua y los mercaptanos se absorben, reduciendo así su contenido y logrando la deshidratación y desulfuración. El proceso de adsorción del tamiz molecular incluye la condensación capilar y la adsorción física causada por la fuerza de van der Waals. Según la ecuación de Kelvin, la condensación capilar disminuye con el aumento de la temperatura, mientras que la adsorción física es un proceso exotérmico, cuya adsorción disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presión. Por lo tanto, el proceso de adsorción del tamiz molecular se suele llevar a cabo a baja temperatura y alta presión, mientras que la desorción y regeneración se realiza a alta temperatura y baja presión. Bajo la acción de un gas de regeneración limpio, a baja presión y a alta temperatura, el adsorbente de tamiz molecular libera el adsorbato en el microporo hacia el flujo de gas de regeneración hasta que la cantidad de adsorbato en el adsorbente alcanza un nivel muy bajo, y tiene la capacidad de absorber agua y mercaptanos del gas de alimentación, logrando así el proceso de regeneración y reciclaje del tamiz molecular.

Proceso tecnológico

El diagrama muestra el flujo del proceso de desulfuración de gas natural mediante tamices moleculares. La unidad emplea un proceso de tres torres: una de adsorción, una de regeneración y una de enfriamiento. Tras eliminar el líquido de hidrocarburos arrastrado mediante el separador de filtro de gas de alimentación, este ingresa a la torre de desulfuración con tamices moleculares. El agua y los mercaptanos presentes en el gas de alimentación son adsorbidos por los tamices moleculares para llevar a cabo el proceso de deshidratación y adsorción de mercaptanos. El gas purificado, tras la deshidratación y la eliminación de mercaptanos, ingresa al filtro de polvo de gas producto para eliminar el polvo de los tamices moleculares y, posteriormente, se exporta como gas producto.

Los tamices moleculares necesitan regenerarse después de adsorber una cierta cantidad de agua y mercaptano. Tras filtrar el polvo del gas producto, se extrae una parte como gas de regeneración. Después de calentar el gas a 300 °C en el horno, la torre se calienta gradualmente a 272 °C, de abajo hacia arriba, a través de la torre de desulfuración de tamices moleculares, que ha completado el proceso de adsorción. De esta manera, el agua y el mercaptano adsorbidos en el tamiz molecular se separan y se convierten en un gas de regeneración rico que completa el proceso de regeneración.

Parámetro de diseño

Capacidad máxima de manipulación: 2200 m³/h
Presión de funcionamiento del sistema: 3,5~5,0 MPa.g
Presión de diseño del sistema: 6,3 MPa.g
Temperatura de adsorción 44,9℃