El término empaquetamiento estructurado se refiere a una gama de materiales especialmente diseñados para su uso en columnas de absorción y destilación y reactores químicos . Los empaquetamientos estructurados suelen consistir en placas metálicas corrugadas delgadas o gasas dispuestas de forma que obligan a los fluidos a seguir caminos complicados a través de la columna, creando así una gran superficie de contacto entre las diferentes fases .
El relleno estructurado se forma a partir de láminas corrugadas de metal perforado en relieve, plástico (incluido PTFE ) o malla metálica. El resultado es una estructura de panal muy abierta con canales de flujo inclinados que proporciona un área de superficie relativamente alta pero con una resistencia muy baja al flujo de gas. Las mejoras de la superficie se han elegido para maximizar la dispersión del líquido. Estas características tienden a mostrar importantes beneficios de rendimiento en aplicaciones de baja presión y baja tasa de riego. [1]
Los empaques estructurados se han establecido desde hace varias décadas. La primera generación de empaques estructurados surgió a principios de la década de 1940. En 1953, apareció un empaque patentado llamado Panapak, hecho de una lámina de metal expandido de forma ondulada. El empaque no tuvo éxito debido a la mala distribución y la falta de una buena comercialización. La segunda generación apareció a fines de la década de 1950, con empaques de malla de alambre altamente eficientes, como Goodloe, Hyperfil y Koch-Sulzer. Hasta la década de 1970, debido a su baja caída de presión por etapa teórica , esos empaques fueron los más utilizados en la destilación al vacío. Sin embargo, el alto costo, la baja capacidad y la alta sensibilidad a los sólidos han impedido una utilización más amplia de los empaques de malla de alambre. [ cita requerida ]
Los empaques corrugados estructurados, introducidos por Sulzer a finales de los años 70, marcaron la tercera generación de columnas con empaques estructurados. Estos empaques ofrecen alta capacidad, menor costo y menor sensibilidad a los sólidos, manteniendo al mismo tiempo un alto rendimiento. La popularidad de los empaques creció en los años 80, particularmente para las renovaciones en plantas petroleras y petroquímicas . Estos empaques estructurados, hechos de láminas de metal corrugado, tenían sus superficies tratadas, química o mecánicamente, para mejorar su humectabilidad. En consecuencia, el área humectada de los empaques aumentó, mejorando el rendimiento. En 1994, se desarrolló una nueva geometría, llamada Optiflow. Más tarde, en 1999, se desarrolló una estructura mejorada de empaques de lámina corrugada, el MellapackPlus, basado en simulaciones y experimentos de CFD . Esta nueva estructura, en comparación con el Mellapak convencional, tiene una caída de presión menor y la capacidad útil máxima podría extenderse hasta un 50%. [ cita requerida ]
El empaque estructurado se fabrica en una amplia gama de tamaños variando la altura de engarce. La superficie del empaque varía de 50 m²/m³ (eficiencia más baja, capacidad más alta) a 750 m²/m³ (eficiencia más alta, capacidad más baja).
Las aplicaciones típicas incluyen fraccionadores de petróleo crudo al vacío y atmosféricos, fraccionadores principales de FCC y contactores de TEG. La separación de mono- , di- y trietanolamina , realizada al vacío, también puede utilizar empaquetamiento estructurado, debido a su caída de presión relativamente baja. El fraccionamiento de tall oil , el proceso de separación de ácidos grasos de ácidos de colofonia y brea obtenidos como subproducto del proceso Kraft de fabricación de pulpa de madera, también utiliza empaquetamiento estructurado. El empaquetamiento también se utiliza en la fabricación de monómero de estireno y la deshidratación de glicol en el procesamiento de gas natural . [2]
El embalaje estructurado también se utiliza en los equipos/procesos siguientes:
El embalaje estructurado ofrece las siguientes ventajas en comparación con el uso de embalajes aleatorios y bandejas :
El embalaje estructurado ofrece las siguientes desventajas en comparación con el uso de embalaje aleatorio y bandejas: