1. Concepto Absorción – Desorción

2. Calculo del equilibrio – Ley de Henry

3. Efecto al cambiar:

o La temperatura del sistema

o El solvente empleado

o La presión del sistema

4. Características del Solvente

5. Aplicaciones

6. Trazado de las etapas

7. Condiciones límites de operación

a) Cantidad mínima de solvente – ABSORCIÓN

b) Cantidad mínima de gas – DESORCIÓN

Absorción: es una operación unitaria de

transferencia de masa donde el objetivo

es separar uno o más componentes

(soluto) de una fase gaseosa, por medio

de una fase líquida no volátil (solvente)

en la que los componentes a eliminar son

solubles.

La absorción puede ser física o química.

G, yn

G, y0

L, xn+1

L, x1

1

n

• Absorción física: el gas soluto se elimina por tener

mayor solubilidad en el solvente que el resto de los

componentes del gas.

Ejemplo:

La eliminación del butano y pentano de una mezcla

gaseosa de refinería con un aceite pesado.

• Absorción química: el gas a eliminar reacciona con

el solvente y queda en solución.

Ejemplo:

La eliminación de CO2 o de H2S por reacciones con

NaOH o con monoetanolamina (MEA)

G, yn

G, y0

L,

xn+1

L, x1

1

n

Desorción (arrastre): es una operación

unitaria de transferencia de masa donde el

objetivo es separar uno o más componentes

(soluto) de una fase líquida, por medio de

una fase gaseosa insoluble en el líquido en

la que los componentes a eliminar son

solubles.

En una columna en la cual estén en

contacto un gas y un líquido que no

están en equilibrio, siempre se llevará a

cabo una transferencia de materia.

L, x’0

L, x’n

G, y’1

G, y’n+1

n

1

Pueden manejarse como operaciones de etapas de equilibrio con

contacto entre una fase líquida y una fase gaseosa.

Los equipos empleados son similares a los utilizados en

destilación tales como columnas empacadas y columnas de platos,

pero son más sencillas, ya que no requieren ni condensador ni

rehervidor.

Para el diseño de columnas de platos se hace una adaptación del

método de Mc Cabe Thiele.

Para el diseño de columnas empacadas estas se diseñan a partir

del concepto de HETP, lo cual implica consideraciones detalladas de

la transferencia de masa.

En ambos procesos se agrega un agente de separación másico.

Principio Fisicoquímico en el cual se basa la separación

por absorción (desorción)

Solubilidad preferencial

Agente de separación en el proceso de absorción-

desorción

Solvente (másico)

Solubilidad de algunos gases en agua

Condiciones que favorecen el proceso de

absorción

Temperatura: baja

Presión: alta

Condiciones que favorecen el proceso de

desorción

Temperatura: alta

Presión: baja

Características del solvente

• Alta solubilidad del soluto en el solvente

• Baja presión de vapor

• Químicamente estable

• No inflamable

• No tóxico

• Baja viscosidad

• Económico

APLICACIONES

1. Recuperación de productos en

corrientes gaseosas con fines de

producción.

2. Método de control de emisiones de

contaminantes a la atmósfera, como la

eliminación de SO2 de gases de

combustión con disoluciones acuosas

de NaOH.

3. Recuperación de gases ácidos (H2S,

mercaptanos y CO2) con disoluciones

de aminas.

Los equipos utilizados en absorción

Torre de relleno

• Sillas Bert

• Anillos Raschig

• Mellapak

Los equipos utilizados en absorción

Torre de platos

• Campanas de burbujeo

• Perforados

• Válvula

Los equipos utilizados en absorción

Dispersión hidráulica

Pulverización

Ciclón

Características del relleno

Proporcionar una superficie interfacial

elevada entre el líquido y el gas.

Poseer una fracción de espacios

vacíos grande (60 – 90 %).

Químicamente inerte y alta

resistencia mecánica.

Permitir un paso adecuado de ambas

corrientes sin originar problemas de

operación.

Económico.

Torre de absorción en el LOU

Componentes (solutos) a separar por absorción

* H2S * CO2 * NH3 * SO2 * NO * NOx * HCl

* HF * HBr * HCN * Benceno * Tolueno * Metanol

Principales soluciones utilizadas como solventes

* H2O * H2O-CaCO3 * H2O-Ca(OH)2

* TEG * H2O-NaOH * DEG * MEA

Balance de masa en Absorción

Emplea el método de Mc Cabe para el trazado de las

etapas

Supone

• Calor de absorción despreciable

• Operación Isotérmica

• El solvente tiene una presión de vapor muy baja

• El gas portador es insoluble en el solvente

Absorción física

Fuerza impulsora (yA-yAi); (xAi-xA)

La fuerza impulsora actuante es la diferencia entre las presiones

parciales del soluto en el líquido y el gas.

Líneas de equilibrio y de operación para un absorbedor

0

n

n+1

Líneas de operación

G, yn

G, y0

L, xn+1

L, x1

1

n

n+1

Yn

Y0

Línea de operación y trazado de etapas para el

absorbedor

L, x0

L, xn

G, y1

G, yn+1

1

nYn+1

Y1

Xn X0

Línea de operación y trazado de etapas para el

desorbedor

Relación (L/G)min para el absorbedor

G, yn

G, y0

L, xn+1

L, x1

(L/G)min

Xn+1

Yn

Y0

Relación (L/G)max para el desorbedor

L, x0

L, xn

G, y1

G, yn+1

(L/G)max

Yn+1

Y1

Xn X0

1

n

BIBLIOGRAFÍA

1. Henley & Seader

Operaciones de Separación por etapas de equilibrio en

Ingeniería Química.

2. Treybal

Operaciones de Transferencia de Masa.

3. Mc Cabe

Operaciones Unitarias en Ingeniería Química.

4. King

Procesos de Separación