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 generalmente consisten en finas placas de metal corrugado o mallas dispuestas de manera que obligan a los fluidos a tomar caminos complicados a través de la columna, creando así una gran superficie de contacto entre las diferentes fases .
El embalaje estructurado se forma a partir de láminas onduladas de metal gofrado perforado, plástico (incluido PTFE ) o malla metálica. El resultado es una estructura de panal muy abierta con canales de flujo inclinados que dan una 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 embalajes estructurados se han establecido desde hace varias décadas. La primera generación de embalajes estructurados surgió a principios de los años 1940. En 1953, apareció un embalaje patentado llamado Panapak, hecho de una lámina de metal expandido de forma ondulada. El embalaje no fue exitoso debido a una mala distribución y falta de una buena comercialización. La segunda generación apareció a finales de los años 50, con empaquetaduras de malla metálica 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 eran 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 las empaquetaduras de malla de alambre. [ cita necesaria ]
Los empaquetamientos estructurados corrugados, introducidos por Sulzer a finales de los años 1970, marcaron la tercera generación de columnas empaquetadas estructuradas. Estas empaquetaduras ofrecen alta capacidad, menor costo y menor sensibilidad a los sólidos, manteniendo un alto rendimiento. La popularidad de los empaques creció en la década de 1980, particularmente para renovaciones en plantas petroleras y petroquímicas . Estas empaquetaduras estructuradas, hechas de láminas de metal corrugado, tenían sus superficies tratadas química o mecánicamente para mejorar su humectabilidad. En consecuencia, el área mojada de las empaquetaduras aumentó, mejorando el rendimiento. En 1994, se desarrolló una nueva geometría llamada Optiflow. Posteriormente, en 1999, se desarrolló una estructura mejorada de empaques de láminas corrugadas, el MellapackPlus, basado en simulaciones y experimentos CFD . Esta nueva estructura, comparada con el Mellapak convencional, tiene una caída de presión menor y la capacidad útil máxima podría ampliarse hasta un 50%. [ cita necesaria ]
La empaquetadura estructurada se fabrica en una amplia gama de tamaños variando la altitud de engarce. La superficie de embalaje varía desde 50 m²/m³ (menor eficiencia, mayor capacidad) hasta 750 m²/m³ (mayor eficiencia, menor capacidad).
Las aplicaciones típicas incluyen fraccionadores de petróleo crudo atmosféricos y al vacío, fraccionadores principales FCC y contactores 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 del tall oil , el proceso de separación de los ácidos grasos de los ácidos de colofonia y la brea obtenidos como subproducto del proceso Kraft de fabricación de pulpa de madera, también utiliza empaquetamiento estructurado. El embalaje también se utiliza en la fabricación de monómero de estireno y en la deshidratación de glicol en el procesamiento de gas natural . [2]
El embalaje estructurado también se utiliza en los siguientes equipos/procesos:
El embalaje estructurado ofrece las siguientes ventajas en comparación con el uso de embalajes y bandejas aleatorias :
El embalaje estructurado ofrece las siguientes desventajas en comparación con el uso de embalajes y bandejas aleatorias: