Procedimiento para el tratamiento de una corriente gaseosa.

Un procedimiento para eliminar selectivamente unos compuestos que contienen azufre a partir de un primer gas

, comprendiendo el procedimiento:

poner en contacto en una primera zona de contacto el primer gas, que comprende dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno, con una solución de barrido, que comprende bisulfito de amonio y sulfito de amonio, para producir un líquido efluente de la primera zona de contacto, que comprende tiosulfato de amonio, y un gas de cabeza de la primera zona de contacto, que comprende dióxido de carbono;

poner en contacto en una segunda zona de contacto un segundo gas, que comprende dióxido de azufre, un tercer gas, comprendiendo este tercer gas amoníaco, y un líquido de alimentación, que comprende por lo menos una parte del líquido efluente de la primera zona de contacto, para producir un líquido efluente de la segunda zona de contacto, que comprende bisulfito de amonio y sulfito de amonio;

alimentar por lo menos una parte del líquido efluente de la segunda zona de contacto a la primera zona de contacto como la solución de barrido; y controlar el pH existente en la segunda zona de contacto por modulación de la cantidad de amoníaco que se suministra a la segunda zona de contacto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/069192.

Solicitante: THIOSOLV, L.L.C.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 410 GRAND OAKS DRIVE SPRING BRANCH, TX 78070 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ANDERSON,Mark,C, RAY,MICHAEL F, SHAFER,RONALD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/52 (Sulfuro de hidrógeno)

PDF original: ES-2524057_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el tratamiento de una corriente gaseosa CAMPO DEL INVENTO

El presente Invento se refiere a un procedimiento para eliminar sulfuro de hidrógeno a partir de un gas que contiene dióxido de carbono, por conversión del sulfuro de hidrógeno en el tlosulfato de amonio.

ANTECEDENTES

El sulfuro de hidrógeno (H2S) y el dióxido de carbono (CO2) son corrientemente encontrados juntos en gases y líquidos en las Industrias de producción de energía y químicas. Estos gases Incluyen unos gases hldrocarbonados que se sintetizan a partir de carbón orgánico, coque de petróleo, aceites residuales, aceite de pizarra, arenas bituminosas, una blomasa y otros materiales carbonosos. El sulfuro de hidrógeno es venenoso y es considerado como un contaminante que contribuye al fenómeno de la lluvia áclda. Por lo tanto, se debe de impedir que el sulfuro de hidrógeno se escape a la atmósfera. Unos métodos corrientes para eliminar el sulfuro de hidrógeno a partir de un líquido o un gas Incluyen barrer o bien con un disolvente físico, tal como el denominado Selexol, que es un disolvente alcalino, tal como unas soluciones de una amina, o con unas bases inorgánicas, tales como hidróxido de sodio, y unas tecnologías de oxidación directa de líquidos tales como las denominadas Sulferox y LoCat. Desafortunadamente, el dióxido de carbono es también soluble en la mayor parte de los disolventes físicos y tiene una afinidad para disolventes alcalinos que es mayor que la del sulfuro de hidrógeno. El dióxido de carbono compite con el sulfuro de hidrógeno en cuanto al disolvente, requiriendo unos caudales de circulación del disolvente y unas temperaturas de regeneración incrementados/as para eliminar el sulfuro de hidrógeno. Por lo tanto, se aumenta en gran manera el gasto para eliminar el sulfuro de hidrógeno a partir de una mezcla que incluye dióxido de carbono.

Además del sulfuro de hidrógeno y del dióxido de carbono, también el amoníaco (NH3) es encontrado frecuentemente en gases y líquidos de las industrias de producción de energía y químicas. Al igual que el sulfuro de hidrógeno, el amoníaco debe de ser separado y contenido para impedir su liberación. La separación de amoníaco a partir de líquidos y gases se realiza con frecuencia lavando con agua. Luego, el amoníaco y el sulfuro de hidrógeno que se han solubilizado en el agua son separados con respecto del agua por destilación en un separador de agua áclda, produciendo un efluente gaseoso que comprende amoníaco. La evacuación como desecho del amoníaco puede ser a la vez costosa y peligrosa.

Un procedimiento para la producción de tiosulfato de amonio a partir de sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de azufre se ha descrito en el documento de solicitud de patente europea EP 928774 A1.

SUMARIO DEL INVENTO

El presente invento proporciona un procedimiento para eliminar eficientemente el sulfuro de hidrógeno a partir de un gas que comprende dióxido de carbono, por conversión del sulfuro de hidrógeno en el tiosulfato de amonio en unas condiciones en las que el dióxido de carbono es casi inerte. El procedimiento proporciona un producto de tiosulfato de amonio que tiene un valor comercial. De acuerdo con la patente de los EE.UU. n° 6.534.3, el tiosulfato de amonio se puede producir poniendo en contacto un gas de alimentación, que contiene amoníaco y sulfuro de hidrógeno, con una corriente acuosa, que contiene sulfito de amonio y bisulfito de amonio. De manera ventajosa, el procedimiento del invento reduce el costo de eliminar el sulfuro de hidrógeno en comparación con el uso de disolventes físicos o reactivos. El producto de tiosulfato de amonio es también comercializable, lo cual puede compensar los costos del procedimiento.

En una forma de realización, el procedimiento comprende poner en contacto un primer gas que comprende dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno con una solución de barrido, que comprende bisulfito de amonio y sulfito de amonio, en una primera zona de contacto. La primera zona de contacto produce un líquido efluente de la primera zona de contacto, que comprende tiosulfato de amonio, y un primer gas de cabeza de la primera zona de contacto, que comprende dióxido de carbono. La solución de barrido se produce poniendo en contacto amoníaco y dióxido de azufre con una solución acuosa, que comprende por lo menos una parte del líquido efluente de la primera zona de contacto. El valor del pH en la segunda zona de contacto se controla por modulación de la cantidad de amoníaco que se suministra a la segunda zona de contacto. La concentración de iones de sulfito en el efluente de la primera zona de contacto se puede controlar modulando la cantidad de dióxido de azufre que se suministra a la segunda zona de contacto. La modulación de la cantidad de dióxido de azufre que se suministra a la segunda zona de contacto se puede realizar como respuesta o bien al potencial de oxidación del efluente de la primera zona de contacto o a la concentración de sulfito en el líquido efluente de la primera zona de contacto, como se ha medido con un analizador de infrarrojos.

En otra forma de realización del procedimiento de este invento, la corriente del gas de cabeza de la primera zona de contacto, que comprende dióxido de carbono, se pone en contacto con un disolvente para eliminar el dióxido de carbono en un primer barredor de disolvente. Luego el disolvente es regenerado para poner en libertad el dióxido de carbono. Si el gas de cabeza de la primera zona de contacto incluye sulfuro de hidrógeno, se puede usar una 5 tercera zona de contacto para poner en contacto el gas de cabeza de regeneración con una parte del liquido efluente de la segunda zona de contacto con el fin de eliminar el sulfuro de hidrógeno.

En todavía otra forma de realización, el dióxido de azufre que se suministra a la segunda zona de contacto es primeramente tratado en un segundo barredor de disolvente para reducir el contenido de dióxido de azufre. El calor que se añade a un segundo regenerador de disolvente se puede modular para controlar la cantidad de dióxido de 1 azufre que queda en el gas que se suministra a la segunda zona de contacto.

En todavía otra forma de realización, el amoníaco que se suministra a la segunda zona de contacto se produce destilando un agua áclda en un segundo fracclonador después de que se haya usado un primer fraccionador para eliminar el sulfuro de hidrógeno a partir del agua áclda.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Flg. 1 es un diagrama esquemático de una forma de realización del procedimiento.

La Flg. 2 es un diagrama esquemático de otra forma de realización del procedimiento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Este Invento proporciona un procedimiento económicamente eficiente para tratar un gas, tal como un gas hldrocarbonado, que comprende unos contaminantes tanto de sulfuro de hidrógeno como de dióxido de carbono. Se 2 emplea una solución de barrido que comprende sulflto de amonio y bisulfito de amonio para que reaccione con el sulfuro de hidrógeno para formar el tiosulfato de amonio de acuerdo con la siguiente reacción global:

6 NH3 + 4S2 + 2H2S +H2 - 3(NH4)2S23

El tiosulfato de amonio es un producto comercializable y se puede vender para compensar el costo del tratamiento del gas. Adicionalmente, el sulfuro de hidrógeno es convertido en un material no peligroso.

Ventajosamente, el dióxido de carbono no es reactivo con el sulfito de amonio ni con el bisulfito de amonio en la solución de barrido. Por lo tanto, en contraste con la mayor parte de los disolventes físicos y alcalinos, la solución de barrido captura selectivamente al sulfuro de hidrógeno y rechaza al dióxido de carbono que está presente en el gas.

Haciendo ahora referencia a la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para eliminar selectivamente unos compuestos que contienen azufre a partir de un primer gas, comprendiendo el procedimiento:

poner en contacto en una primera zona de contacto el primer gas, que comprende dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno, con una solución de barrido, que comprende bisulfito de amonio y sulfito de amonio, para producir un líquido efluente de la primera zona de contacto, que comprende tiosulfato de amonio, y un gas de cabeza de la primera zona de contacto, que comprende dióxido de carbono;

poner en contacto en una segunda zona de contacto un segundo gas, que comprende dióxido de azufre, un tercer gas, comprendiendo este tercer gas amoníaco, y un líquido de alimentación, que comprende por lo menos una parte del líquido efluente de la primera zona de contacto, para producir un líquido efluente de la segunda zona de contacto, que comprende bisulfito de amonio y sulfito de amonio;

alimentar por lo menos una parte del líquido efluente de la segunda zona de contacto a la primera zona de contacto como la solución de barrido; y controlar el pH existente en la segunda zona de contacto por modulación de la cantidad de amoníaco que se suministra a la segunda zona de contacto.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende poner en contacto el gas de cabeza de la primera zona de contacto con un disolvente en un primer barredor de disolvente para eliminar el dióxido de carbono a partir del gas de cabeza de la primera zona de contacto, produciendo el primer barredor de disolvente un gas de cabeza del primer barredor de disolvente y un líquido efluente del primer barredor de disolvente; y

regenerar el líquido efluente del primer barredor de disolvente para producir un gas de cabeza de regeneración que comprende dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, que comprende poner en contacto el gas de cabeza de regeneración, que comprende dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno, con por lo menos una parte del líquido efluente de la segunda zona de contacto en una tercera zona de contacto para producir un gas de cabeza de la tercera zona de contacto, que comprende dióxido de carbono, y un líquido efluente de la tercera zona de contacto, que comprende tiosulfato de amonio.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende combinar el líquido efluente de la tercera zona de contacto con por lo menos una parte del líquido efluente de la primera zona de contacto para formar el líquido de alimentación que se suministra a la segunda zona de contacto.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el segundo gas que se suministra a la segunda zona de contacto es un gas de cola de la unidad de Claus.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el que el gas de cola de la unidad de Claus es oxidado antes de entrar en la segunda zona de contacto.

7. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el segundo gas es tratado con un disolvente para la eliminación del dióxido de azufre en un segundo barredor de disolvente antes de entrar en la segunda zona de contacto.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende derivar el segundo barredor de disolvente con una parte del segundo gas para formar un gas de derivación.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende

regenerar el disolvente para la eliminación del dióxido de azufre en un segundo regenerador de disolvente; y controlar la cantidad de dióxido de azufre que se elimina a partir del segundo gas ajustando la cantidad de dióxido de azufre que se pone en libertad a partir del disolvente para la eliminación del dióxido de azufre durante la regeneración.

1. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende destilar un agua ácida en un segundo fraccionador para producir el amoníaco que se suministra a la segunda zona de contacto en el tercer gas, y

que comprende opcionalmente fraccionar el agua ácida en un primer fraccionador antes de entrar en el segundo fraccionador para producir un gas de cabeza que comprende sulfuro de hidrógeno.