PROCESO DE DESACIDIFICACIÓN DE UN GAS POR SOLUCIÓN ABSORBENTE CON REGENERACIÓN FRACCIONADA POR CALENTAMIENTO.

Proceso de desacidificación de un gas por solución absorbente con regeneración fraccionada por calentamiento La presente invención se refiere al campo de la desacidificación de un efluente gaseoso mediante una solución absorbente. La invención propone un nuevo modo de regeneración de la solución absorbente. El proceso, de acuerdo con la invención, permite eliminar los compuestos ácidos, tales como el dióxido de carbono (C02) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) contenidos en un efluente gaseoso. Puede aplicarse al tratamiento de un gas natural, un gas de síntesis o a los vapores resultantes de un proceso de combustión. La regeneración de la solución absorbente cargada de compuestos ácidos es costosa, particularmente en cuanto a consumo de energía. Esto representa un inconveniente importante, particularmente cuando se pone aplica la solución absorbente para capturar el CO2 presente en los vapores de combustión. Efectivamente, si el calor necesario para regenerar la solución absorbente se obtiene por combustión de un combustible fósil, esto podría llevar a producir una cantidad suplementaria de CO2 lo que devolvería la captura de CO2 por absorción sin interés. El documento FR 2 036 167 describe un proceso para eliminar el C02 contenido en un gas utilizando una emulsión que contiene una fase acuosa y un disolvente insoluble en agua. A la salida de la zona de absorción, el disolvente se separa de la fase acuosa y la fase acuosa se envía a la etapa de regeneración térmica. La presente invención propone fraccionar la solución absorbente cargada de compuestos ácidos en dos partes, una fracción rica en compuestos ácidos y una parte pobre en compuestos ácidos, y regenerar por destilación sólo la fracción enriquecida en compuestos ácidos con objeto de minimizar la energía necesaria para la regeneración de la solución absorbente. La presente invención se refiere a un proceso de desacidificación de un efluente gaseoso que comprende al menos un compuesto ácido del grupo constituido por sulfuro de hidrógeno (H2S), y dióxido de carbono (C02) de acuerdo con la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, en la etapa b), la solución absorbente cargada de compuestos ácidos se puede calentar a una temperatura comprendida entre 60 °C y 100 °C. En la etapa d), se puede destilar la segunda fracción de solución absorbente de manera que produzca una solución absorbente regenerada empobrecida en compuestos ácidos, liberando los compuestos ácidos en forma gaseosa. La etapa a) se puede efectuar en una columna, introduciéndose la primera fracción de solución absorbente y la solución absorbente regenerada en la parte superior de la columna. La etapa a) se puede efectuar en una columna, introduciéndose la solución absorbente regenerada en la parte superior de la columna, introduciéndose la primera fracción de la solución absorbente en un nivel intermedio entre la base y la parte superior de la columna. En la etapa c), se puede utilizar una de las siguientes técnicas de separación: decantación, centrifugación, filtración. Se pueden efectuar las etapas b) y c) en un contactor de membrana. El compuesto reactivo de la solución absorbente se puede seleccionar del grupo constituido por: aminas, alcanolaminas, poliaminas, aminoácidos, sales alcalinas de aminoácidos, amidas, ureas, fosfatos, carbonatos y boratos de metales alcalinos. La solución absorbente puede comprender, además, una sal que favorezca la propiedad de formar dos fases separables cuando dicha solución haya absorbido una cantidad de compuestos ácidos y cuando esté caliente. La solución absorbente puede comprender, además un compuesto orgánico seleccionado del grupo constituido por: amina, alcohol, cetona, alcohol vinílico, vinilcetona, éteralcohol, étercetona, glicol, polietilenglicol, polipropilenglicol, copolímero de etilenglicol-propilenglicol, éteres de glicol, tioglicol, tioalcohol, sulfona, sulfóxido, N-alquil pirrolidona, N-alquil piperidona, ciclotetrametilensulfona, N-alquilformamida, N-alquilacetamida, fosfato de alquilo, carbonato de alquileno y carbonato de dialquilo. El proceso de acuerdo con la invención se puede aplicar a uno de los siguientes efluentes gaseosos: gas natural, gas de síntesis, vapores de combustión, gases de refinería, gases de cola del proceso Claus, gases de fermentación de biomasa. En el proceso, de acuerdo con la invención, una fracción de la solución absorbente proveniente de la etapa de absorción se recicla hacia la etapa de absorción, sin pasar del estado líquido al estado gaseoso. Esto permite reducir de manera considerable los costes asociados con la etapa de regeneración por destilación. Otras características y ventajas de la invención se entenderán mejor y aparecerán claramente tras la lectura de la 2   descripción realizada más adelante en este documento con referencia a los dibujos entre los cuales: - la figura 1 presenta un modo de realización del proceso de acuerdo con la invención, - las figuras 2 y 3 representan otros dos modos de realización de la invención. En la figura 1, el efluente gaseoso que circula en el conducto 1 se pone en contacto en la columna de absorción C1 con la solución absorbente que llega por el conducto 4. El proceso de desacidificación, de acuerdo con la invención, se puede aplicar a diferentes efluentes gaseosos. Por ejemplo, el proceso permite descarbonatar vapores de combustión, desacidificar gas natural o un gas de cola del proceso Claus. El proceso también permite eliminar los compuestos ácidos contenidos en los gases de síntesis, en los gases de conversión en las centrales integradas de combustión de carbón o gas natural, y en los gases resultantes de la fermentación de biomasa. En la columna C1, los compuestos reactivos de la solución absorbente reaccionan con los compuestos ácidos que se desean capturar para formar una sal soluble en una fase acuosa. El gas empobrecido en compuestos ácidos se evacua de C1 a través del conducto 2. La solución absorberte enriquecida en compuestos ácidos, en forma de sales disueltas en el agua, se evacua de C1 por el conducto 3. No obstante, esta solución absorbente enriquecida en compuestos ácidos comprende una proporción, que puede ser considerable, de compuestos reactivos que no hayan reaccionado. La solución absorbente es una solución acuosa que comprende uno o varios compuestos reactivos o que presenta una afinidad físico-química con los compuestos ácidos. Preferentemente, se selecciona una solución absorbente que comprende compuestos que reaccionan de manera reversible con los compuestos ácidos H2S y CO2. De acuerdo con la invención, se selecciona un compuesto reactivo que, en fase acuosa, presente la propiedad de formar dos fases líquidas separables cuando ha absorbido una cantidad determinada de compuestos ácidos y cuando la temperatura es superior a una temperatura crítica. En otros términos, el compuesto reactivo se selecciona de tal manera que la solución absorbente cargada en compuestos ácidos forme dos fases líquidas cuando su temperatura sobrepase una temperatura crítica de separación de la mezcla. La naturaleza de los compuestos reactivos puede seleccionarse en función de la naturaleza del compuesto (o compuestos) ácido a tratar para permitir una reacción química reversible con el compuesto (o compuestos) ácido a tratar. La estructura química de los compuestos reactivos también puede seleccionarse para obtener además una estabilidad aumentada de la solución absorbente en las condiciones de uso. Los compuestos reactivos pueden ser, por ejemplo, y de manera no limitativa, aminas (primarias, secundarias, terciarias, cíclicas o no, aromáticas o no, saturadas o no), alcanolaminas, poliaminas, aminoácidos, sales alcalinas de aminoácidos, amidas, ureas, fosfatos, carbonatos o boratos de metales alcalinos. Los compuestos reactivos que comprenden una función amina tienen preferentemente la siguiente estructura: - X representa una función amina (N-R 6 ) o un átomo de oxígeno (O) o un átomo de azufre (S) o un disulfuro (S-S) o una función carbonilo (C=O) o una función carboxilo (O=C-O) o una función amida (0=C-N-R 6 ) o un fenilo o una función nitrilo (CN) o un grupo nitro (NO2). -n y m son números enteros. n puede ser cualquier valor entre 0 y 8, preferentemente entre 0 y 6, y m puede ser todos los valores entre 1 y 7, preferentemente entre 1 y 5. - R 6 representa un átomo de hidrógeno o una cadena hidrocarbonada, ramificada o no, saturada o no, que comprende de 1 à 12 átomos de carbono, preferentemente de 1 a 10 átomos de carbono. R 6 no está presente cuando X representa una función nitrilo (CN) o un grupo nitro (NO2). - R 1 , R 2 , R 3 , R 4 y R 6 representan un átomo de hidrógeno o una cadena hidrocarbonada, ramificada o no, saturada o no, que comprende de 1 a 12 átomos de carbono, preferentemente de... [Seguir leyendo]

1. Proceso de desacidificación de un efluente gaseoso que comprende al menos un compuesto ácido del grupo constituido por sulfuro de hidrógeno (H2S), y dióxido de carbono (CO2), en el que se efectúan las siguientes etapas: a) poner en contacto el efluente gaseoso con una solución absorbente para obtener un efluente gaseoso empobrecido en compuestos ácidos y una solución absorbente cargada en compuestos ácidos, comprendiendo la solución absorbente al menos un compuesto reactivo en fase acuosa, seleccionándose la solución absorbente por su propiedad de formar dos fases líquidas divisibles cuando ha absorbido una cantidad de compuestos ácidos y se ha calentado, b) calentar la solución absorbente cargada con compuestos ácidos para que la solución absorbente se separe en dos fracciones líquidas: una primera fracción de solución absorbente empobrecida en compuestos ácidos y una segunda fracción de solución absorbente enriquecida en compuestos ácidos, c) separar dichas dos fracciones obtenidas en la etapa b), d) regenerar la segunda fracción por destilación para producir una solución absorbente regenerada, empobrecida en compuestos ácidos, liberando compuestos ácidos en forma gaseosa, e) reciclar la primera fracción de solución absorbente y la solución absorbente regenerada, como solución absorbente en la etapa a). 2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en la etapa b) la solución absorbente cargada de compuestos ácidos se calienta a una temperatura comprendida entre 60 °C y 100 °C. 3. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa a) se efectúa en una columna, introduciéndose la primera fracción de solución absorbente y la solución absorbente regenerada en la parte superior de la columna. 4. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la etapa a) se efectúa en una columna, introduciéndose la solución absorbente regenerada en la parte superior de la columna, e introduciéndose la primera fracción de solución absorbente en un nivel intermedio entre la base y la parte superior de la columna. 5. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa c) se utiliza una de las siguientes técnicas de separación: decantación, centrifugación, filtración. 6. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se efectúan las etapas b) y c) en un contactor de membrana. 7. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un compuesto reactivo se selecciona del grupo constituido por: aminas, alcanoaminas, poliaminas, aminoácidos, sales alcalinas de aminoácidos, amidas, ureas, fosfatos, carbonatos y boratos de metales alcalinos. 8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el que al menos un compuesto reactivo es N,N,N',N'-tetrametil-1,6hexanodiamina. 9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la solución absorbente comprende, además, una sal que favorece la propiedad de formar dos fases divisibles cuando dicha solución ha absorbido una cantidad de compuestos ácidos y se calienta. 10. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 8 y 9, en el que la solución absorbente comprende, además, un compuesto orgánico seleccionado del grupo constituido por: amina, alcohol, cetona, alcohol vinílico, vinilcetona, éteralcohol, étercetona, glicol, polietilenglicol, poliproilenglicol, copolímero etilenglicol-propilenglicol, éteres de glicol, tioglicol, tioalcohol, sulfona, sulfóxido, N-alquil pirrolidona, N-alquil piperidona, ciclotetrametilensulfona, Nalquilformamida, N-alquilacetamida, fosfato de alquilo, carbonato de alquileno y carbonato de dialquilo. 11. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el efluente gaseoso se selecciona del grupo constituido por: gas natural, gas de síntesis, vapores de combustión, gas de refinería, gases de cola del proceso Claus, gases de fermentación de biomasa. 9     11   12