Absorción

Definición. Es una operación unitaria que trata de la separación de los componentes que conforman una mezcla gaseosa, ayudándose de un solvente en estado líquido, con el que conseguirá formar una solución. El proceso incluye una difusión molecular o un paso de masa del soluto a través del gas.

Diferencias de términos Absorción y Adsorción. La absorción y adsorción son términos que a menudo se confunden o se utilizan sin la debida diferenciación.La diferencia entre ambos conceptos: la absorción implica que una sustancia, átomo, molécula queda incorporada en la estructura del material absorbente, pasa de un medio a otro, mientras que en la adsorción sólo quedaría retenida en su superficie por alguna fuerza atractiva o de unión y no incluye la radiación

Objetivo del proceso.

Recuperar un componente gaseoso deseado. Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por ejemplo, de la

eliminación de una sustancia nociva de una corriente de gases residuales. Obtención de un líquido; un ejemplo sería la producción de ácido clorhídrico por absorción

de HCl gaseoso en agua.

Partes del proceso. Se diferencia tres partes importantes en el proceso de absorción: el gas portador, el cual va a ser limpiado o purificado, el líquido lavador, que va a disolver las impurezas y el componente gaseoso a separar. La absorción puede ser física o química, según el gas que se disuelva en el líquido absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico

Características del disolvente. Es importante una buena elección del disolvente que participará en la absorción. Si con la absorción queremos obtener una solución específica, el disolvente que debemos utilizar viene indicado por la naturaleza del producto. Si en cambio el propósito principal es eliminar alguno de los componentes que constituyen el gas, por lo general existirá una amplia elección. Claramente el agua es el disolvente con menor precio y también el más completo, aunque se debe dar importancia a propiedades como:

La solubilidad del gas: la solubilidad del gas tiene que ser alta, con la intención de así poder aumentar la velocidad de la absorción, bajando la cantidad necesaria del disolvente. Por lo general los disolventes que tienen una naturaleza parecida a la del soluto en cuestión que va a ser absorbido, presentarán una muy buena solubilidad.

La volatilidad: Los disolventes deben poseer una baja presión de vapor, pues así el gas que sale es una operación de absorción donde suele estar saturado con el disolvente y por lo tanto se puede ver perdida gran cantidad. También se puede usar un líquido poco volátil para poder conseguir de nuevo la parte que se ha evaporado del primer disolvente.

Se debe tener en cuenta la corrosión, y no utilizar materiales costosos para la construcción del equipo a utilizar.

El costo: el disolvente que utilicemos debe ser poco costoso, porque por lo general perdemos gran parte del disolvente en el proceso, y así no realizaremos pérdidas costosas de disolvente.

Viscosidad: generalmente se utiliza más la baja viscosidad debido a que dan más rapidez a la absorción.

Misceláneos: El disolvente de ser posible no debe ser tóxico, así como tampoco debe ser inflamable, ni inestable químicamente hablando. Es importante también que el punto de congelación sea bajo.

Tipos. La absorción puede ser física o química, según el gas que se disuelva en el líquido absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico.

Peculiaridades. La disposición de flujos que acaba de describirse es en "contracorriente", ya que el sentido de circulación de ambas fases es opuesto. La transferencia del componente de la corriente de gas a la corriente líquida absorbente se produce porque en cualquier sección de la torre, siempre y cuando a cualquier altura, no exista equilibrio entre ambas fases.

Si la concentración del componente en la fase líquida es inferior a la que le correspondería si estuviera en equilibrio con la fase gas; existe una fuerza impulsora para la transferencia del componente a la fase líquida.

La fuerza impulsora actuante es la diferencia entre la presión parcial en el gas del componente que se transfiere y la presión parcial que tendría el componente en un gas que estuviera en equilibrio con el líquido del punto considerado

La transferencia de masa de un proceso de absorción se realiza a través de la superficie de contacto entre las fases. La velocidad de la transferencia de masa depende directamente de esta superficie interfacial, por lo tanto, los equipos utilizados en tales operaciones deberán garantizar la dispersión de un fluido en el otro, estableciendo una superficie de contacto desarrollada, para posibilitar un contacto intenso entre las fases.

Equipo empleado. Para la absorción, pueden utilizarse los mismos tipos de aparatos descritos en la destilación, pues las fases en contacto serán también un líquido y un gas.

Se usan normalmente columnas de platos –contacto discontinuo o por etapas– o de relleno –contacto continuo–. En ambos métodos van en contra de la fuerza gravitatoria para la circulación del líquido. Pues en el primer caso, el líquido pasa por medio de diferentes platos y en ellos se va condensando el líquido nuevamente; y en el segundo caso, el líquido sube a través del relleno y se va condensando en cada elemento, éste es un método más efectivo pues existe mayor contacto entre las fases.

Aplicaciones industriales.

Industria petrolera:

1) Gas de síntesis2) Gases de refinería3) Procesamiento de gas natural

Todos estos procesos tienen en común una corriente gaseosa denominada gas amargo, ya que contiene contaminantes denominados gases ácidos, entre los que destacan el CO2 y el H2SEl gas de síntesis es una mezcla de gases de hidrogeno y monóxido de carbono que se utilizan principalmente para la producción de NH3. En este gas de síntesis hay presencia de CO2 como contaminante que ocasiona el envenenamiento de los catalizadores, y por lo tanto genera una pérdida económica muy grande ya que no se pueden regenerar.

En el tratamiento de los gases de refinería, como podrían ser los Gases Licuados de Petróleo (GLP), o en procesos de remoción de compuestos orgánicos de azufre, la importancia de la purificación de las corrientes gaseosas radica en que los gases ácidos ocasionan problemas de corrosión y espumación en las plantas procesadoras.