PROCESO PARA PRODUCIR GAS PURIFICADO A PARTIR DE GAS QUE COMPRENDE H2S, CO2, Y HCN Y/O COS.

Proceso para producir gas purificado a partir de gas que comprende H2S, CO2, y HCN y/o COS La invención se refiere a un proceso para producir gas purificado a partir de gas que comprende sulfuro de hidrógeno (H2S), dióxido de carbono (CO2) y cianuro de hidrógeno (HCN) y/o disulfuro de carbonilo (COS). El gas puede ser gas natural, gas de síntesis o un efluente gaseoso. El gas de síntesis comprende principalmente monóxido de carbono e hidrógeno. El gas de síntesis se produce generalmente a través de la oxidación parcial o el reformado de hidrocarburos con vapor, incluyendo gas natural, metano de lecho de carbón, aceites destilados y aceite residual, y por gasificación de combustibles fósiles sólidos, tales como carbón o coque. Para una descripción general sobre la preparación del gas se hace referencia a Maarten van der Burgt et al., en "The Shell Middle Distillate Synthesis Process, Petroleum Review, abril 1990 págs. 204-209". Dependiendo de la materia prima usada para generar el gas de síntesis, el gas contendrá contaminantes, tales como dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, sulfuro de carbonilo y disulfuro de carbonilo, al mismo tiempo que pueden estar presentes nitrógeno, componentes que contienen nitrógeno, por ejemplo, HCN y NH3 y carbonilos metálicos. Numerosos pozos de gas natural producen lo que se llama "gas agrio", es decir, gas natural que comprende compuestos ácidos, tales como dióxido de carbono y/o compuestos de azufre, tales como H2S, sulfuros, disulfuros y tiofenos. La cantidad total de compuestos ácidos es generalmente muy alta, haciendo al gas natural inapropiado para su uso directo. Dependiendo del uso previsto del gas natural, los compuestos ácidos se tienen que retirar a menudo. Dado que el gas generalmente se procesa adicionalmente, por ejemplo para generar energía en las turbinas de gas, o en el caso de gas de síntesis usado en reacciones de conversión catalítica, o en el caso del gas natural transportado a través de oleoductos o enfriado y licuado para formar el gas natural licuado, a ciertos niveles menudo se desea retirar los contaminantes. La retirada de HCN de las corrientes de gas es importante no sólo por sus propias propiedades tóxicas, sino también en vista de los compuestos corrosivos de NOx, que pueden desprenderse cuando tanto HCN como oxígeno, están presentes en una corriente de gas. Además, HCN es en sí mismo corrosivo para el equipo. Se conocen en la técnica los procesos para producir gas purificado a partir de gas que comprende, H2S, CO2 y HCN y/o COS. Por ejemplo, en el documento US 4.189.307 se describe un proceso en el que se retira HCN del gas en un absorbedor de HCN, seguido de la retirada de H2S y/o de CO2 en un absorbedor de gas ácido. El gas purificado abandona el absorbedor de gas ácido y se regenera líquido de absorción rico en H2S y el CO2 por recuperación con un gas de recuperación. El gas de recuperación resultante enriquecido en H2S y CO2 se envía a una unidad Claus, en la que el H2S se convierte en azufre elemental haciéndolo reaccionar con SO2. Sin embargo, en el caso de que el gas comprenda una cantidad importante de CO2, el gas de recuperación enriquecido con H2S y CO2 también comprenderá una cantidad importante de CO2. Como el CO2 no se convierte en la unidad Claus, se necesitará una unidad Claus innecesariamente grande para manejar el gran volumen de gas de alimentación de Claus. Además, la cantidad de H2S en el gas de alimentación de Claus será relativamente baja, dando como resultado un proceso de Claus menos eficiente. Por lo tanto, hay una necesidad de un proceso sencillo que permita producir un gas purificado a partir de gas que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS, sin las desventajas mencionadas anteriormente en este documento. Con este fin, la invención proporciona un proceso para producir gas purificado a partir de gas de alimentación que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS, comprendiendo el proceso las etapas de: (a) poner en contacto el gas de alimentación que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS, con un absorbente de hidrólisis de HCN/COS en presencia de agua en una unidad de hidrólisis de HCN/COS, obteniendo de esta forma gas empobrecido en HCN y/o COS; (b) poner en contacto el gas empobrecido en HCN y/o COS con líquido de absorción en un absorbedor de H2S/CO2 para retirar H2S y CO2, obteniéndose de esta forma el gas purificado y líquido de absorción rico en H2S y CO2; (c) calentar y despresurizar, al menos, parte del líquido de absorción rico en H2S y CO2 para obtener gas instantáneo caliente enriquecido en CO2 y líquido de absorción enriquecido en H2S; (d) poner en contacto líquido de absorción enriquecido en H2S a temperatura elevada con un gas de recuperación, transfiriendo de esta forma H2S al gas de recuperación para obtener líquido de absorción regenerado y gas de recuperación rico en H2S; y 2   (e) conducir al menos una parte del gas instantáneo caliente enriquecido en CO2 a la unidad de hidrólisis de HCN/COS y/o al absorbedor de H2S/CO2. Se ha encontrado que al retirar el CO2 del líquido de absorción antes de la regeneración del líquido de absorción, y enviando el CO2 de nuevo al proceso, se puede mejorar la relación H2S:CO2 del gas de recuperación resultante a partir de la etapa de regeneración. El proceso permite producir un gas purificado que tiene niveles de contaminantes reducidos. El gas purificado, por su nivel reducido de contaminantes, especialmente con respecto a HCN y/o COS, es apropiado para muchos usos, especialmente para su uso como materia prima para generar energía o para su uso en una reacción catalítica o para transporte por oleoductos. Otra ventaja del proceso es que se obtiene un gas de recuperación rico en H2S y que comprende poco CO2, incluso cuando se procesa un vapor de gas de alimentación que comprende cantidades importantes de CO2. De manera adecuada, la concentración de H2S en el gas de recuperación rico en H2S será mayor del 30 % en volumen. Ese gas de recuperación es una fuente de alimentación adecuada para una unidad de recuperación de azufre, en la que el H2S se convierte en azufre elemental. Una concentración alta de H2S en la alimentación de una unidad de recuperación de azufre permite el uso de una unidad de recuperación de azufre más pequeña y, por lo tanto, menor capital y gastos operativos. Por lo tanto, el proceso ofrece ventajas adicionales cuando se usa como parte de una línea global que comprende una unidad de recuperación de azufre. El gas de alimentación puede ser gas natural, gas de síntesis o un efluente gaseoso. Típicamente, el gas de síntesis de alimentación se genera a partir de una materia prima en una unidad de generación de síntesis, tal como un reformador de alta temperatura, un reformador autotérmico o un gasificador. Véase, por ejemplo, Maarten van der Burgt et al., en " The Shell Middle Distillate Synthesis Process, Petroleum Review abril 1990 págs 204-209". Además de los residuos de carbón y crudo pesado, hay muchos sólidos o combustibles fósiles muy pesados (viscosos) que pueden usarse como materia prima para la generación de gas, incluyendo combustibles sólidos tales como antracita, carbón pardo, carbón bituminoso, carbón sub-bituminoso, lignito, coque de petróleo, turba y similares, y residuos pesados, por ejemplo, hidrocarburos extraídos de arenas de alquitrán, residuos de las refinerías, tales como fracciones de crudo residuales, que hierven por encima de 360 ºC, derivadas directamente del crudo de petróleo, o de los procesos de conversión de crudo, tales como craqueo térmico, craqueo catalítico, hidrocraqueo, etc. Todos estos tipos de combustibles tienen diferentes proporciones de carbono e hidrógeno, así como diferentes sustancias consideradas como contaminantes. El gas de síntesis generado en los reformadores comprende convencionalmente cantidades importantes de monóxido de carbono e hidrógeno y además comprende, dióxido de carbono, vapor, diversos compuestos inertes e impurezas tales como HCN y compuestos de azufre. El gas generado en los gasificadores convencionalmente comprende los niveles más bajos de dióxido de carbono. El gas de síntesis que sales de una unidad de generación de gas puede comprender materia particulada, por ejemplo, partículas de hollín. Preferentemente, estas partículas de hollín se retiran, por ejemplo, poniendo en contacto el gas que sale de una unidad de generación de gas con líquido de lavado en una torre de lavado de hollín para retirar las partículas, en particular hollín, obteniendo de esta forma el gas de alimentación que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS . Se entenderá que la cantidad de H2S, CO2 y HCN y/o COS en el gas de alimentación puede variar. De manera apropiada, la cantidad de H2S en el gas de alimentación estará en el intervalo de 1 ppmv al 20% en volumen, típicamente de 1 ppmv al 10% en... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para producir gas purificado a partir de gas de alimentación que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS, comprendiendo el proceso las etapas de: (a) poner en contacto el gas de alimentación que comprende H2S, CO2 y HCN y/o COS, con un absorbente de hidrólisis de HCN/COS en presencia de agua, en una unidad de hidrólisis de HCN/COS, obteniendo de esta forma gas empobrecido en HCN y/o COS; (b) poner en contacto el gas empobrecido en HCN y/o COS con líquido de absorción en un absorbedor de H2S/CO2 para retirar H2S y CO2, obteniéndose de esta forma el gas purificado y líquido de absorción rico en H2S y CO2; (c) calentar y despresurizar, al menos, parte del líquido de absorción rico en H2S y CO2 para obtener gas instantáneo caliente enriquecido en CO2 y líquido de absorción enriquecido en H2S; (d) poner en contacto el líquido de absorción enriquecido en H2S a temperatura elevada con un gas de recuperación, transfiriendo de esta forma H2S al gas de recuperación para obtener un líquido de absorción regenerado y gas de recuperación rico en H2S; y (e) conducir al menos una parte del gas instantáneo caliente enriquecido en CO2 a la unidad de hidrólisis de HCN/COS y/o al absorbedor de H2S/CO2. 2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el gas de recuperación rico en H2S se conduce a una unidad de recuperación de azufre, preferentemente una unidad Claus, en la que el H2S se convierte en azufre elemental. 3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que al menos el 80%, preferentemente al menos el 90%, más preferentemente al menos todo el gas instantáneo enriquecido en CO2 se conduce a la unidad de hidrólisis de HCN/COS y/o al absorbedor de H2S/CO2. 4. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, en el que el gas de alimentación comprende HCN y poco o nada de COS, y el gas instantáneo que comprende CO2 se conduce al absorbedor de H2S/CO2. 5. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las condiciones de funcionamiento del absorbedor en la etapa (b) se eligen de modo que el H2S se absorbe preferentemente con respecto al CO2. 6. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas de recuperación rico en H2S comprende H2S en el intervalo del 30 al 90 % en volumen, preferentemente del 40 a 90% en volumen de H2S, más preferentemente del 60 al 90% en volumen de H2S. 7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas de alimentación comprende al menos el 0,5% en volumen de CO2, preferentemente al menos el 1% en volumen de CO2. 8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa (d) se realiza a una temperatura en el intervalo de 90 a 120 ºC y/o a una presión en el intervalo de 2 a 4 bar absolutos, preferentemente de 2 a 3 bares absolutos. 9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas instantáneo obtenido en la etapa (d) comprende CO2 en un intervalo del 10 al 90 % en volumen, preferentemente del 50 al 90 % en volumen de CO2. 10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas purificado se utiliza para generar energía. 7   8