Se describe un aparato y procedimiento para extraer compuestos de azufre de una corriente de hidrocarburos.

Una sección de prelavado para convertir sulfuro de hidrógeno en una sal de sulfuro mediante reacción con un álcali tal como sosa caústica comunica con una sección de extractor dispuesta directamente encima de la sección de prelavado para convertir los mercaptanos en mercapturos mediante reacción con un álcali. El producto hidrocarbonado sale de la sección de extractor a través de un separador de coalescencia que impide que el álcali salga con la corriente de producto hidrocarbonado. Una sección de prelavado para convertir sulfuro de hidrógeno en sulfuro sódico mediante reacción con un álcali tal como sosa cáustica prepara la corriente hidrocarbonada para extracción. El álcali agotado se retira continuamente, y se añade álcali regenerado continuamente a la sección de prelavado.

Aparato y procedimiento para extraer compuestos de azufre de una corriente de hidrocarburos.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere de forma general a un procedimiento y un aparato para la eliminación de compuestos de azufre orgánicos de una corriente que contiene hidrocarburos. En particular, se refiere al uso de una solución cáustica acuosa para eliminar mercaptanos de una corriente de hidrocarburos.

Hasta ahora la práctica convencional es tratar corrientes de hidrocarburos y gas ácidos para eliminar mercaptanos. Los procedimientos de extracción se usan típicamente cuando se tratan hidrocarburos ligeros y corrientes gaseosas para la eliminación de mercaptanos. Los mercaptanos se han eliminado tradicionalmente de corrientes de hidrocarburos debido a su aroma maloliente.

El documento US 5.244.643 B1 describe un procedimiento mediante el cual una corriente de hidrocarburos que incluye azufre mercaptano, aire y solución alcalina acuosa que incluye un catalizador de oxidación de mercaptanos se mezcla en un recipiente de mezcla en el que se convierten los mercaptanos a disulfuros. El efluente separado de la parte superior del recipiente de mezcla se decanta en un recipiente proporcionando corrientes separadas de aire, producto hidrocarburo líquido que contiene disulfuro y una solución alcalina acuosa que incluye catalizador de oxidación de mercaptano.

El documento US 4.562.300 B1 describe poner en contacto una corriente de hidrocarburos que incluye mercaptanos orgánicos con hidróxido sódico para liberar los hidrocarburos de los mercaptanos orgánicos. La solución cáustica rica en mercaptanos se oxida con un catalizador y los mercaptanos orgánicos se convierten en disulfuros orgánicos. La mezcla de solución cáustica regenerada exenta de mercaptanos orgánicos y disulfuros orgánicos entra en un decantador en el que se separan los disulfuros orgánicos y la solución cáustica. Una corriente de hidrocarburos de la que se han extraído los mercaptanos corriente arriba se mezcla con solución cáustica acuosa regenerada que contiene pequeñas cantidades de disulfuros orgánicos para extraer los disulfuros orgánicos de la solución cáustica regenerada. Estos procedimientos dejan disulfuros en la corriente de hidrocarburos líquida. La normativa gubernamental futura y actual considera cada vez más lo indeseable de dejar disulfuros orgánicos en una corriente producto de hidrocarburos líquidos.

En un procedimiento de extracción líquido-líquido, los disulfuros se eliminan de la corriente de hidrocarburos para no ser devueltos. En J. R. Salazar, HANDBOOK OF PETROLEUM REFINING PROCESSES 9-4 - 9-5 (Robert A. Meyers ed. 1986) se describe un procedimiento de extracción líquido-líquido general. En un procedimiento de extracción típico, se alimenta una corriente de hidrocarburos líquida a una columna de absorción de aminas para ponerla en contacto con una amina, tal como dietilamina, para absorber gases ácidos tales como sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono de la corriente de hidrocarburo. La corriente de hidrocarburos empobrecida en sulfuro de hidrógeno y otros gases ácidos se somete a prelavado en un recipiente de prelavado que contiene sosa líquida de 6,5 a 7,0% en peso para convertir el sulfuro de hidrógeno restante a sulfuro sódico que es soluble en sosa cáustica. La corriente de hidrocarburo, ahora sin sulfuro de hidrógeno, se somete a un flujo en contracorriente de sosa líquida al 14% en peso en un recipiente extractor. Platos de chorros en el recipiente extractor facilitan el contacto contracorriente. Los mercaptanos en la corriente de hidrocarburos reaccionan con la sosa proporcionando mercapturos. Los mercapturos en la corriente de hidrocarburos son solubles en la sosa. Una corriente de hidrocarburos producto pobre en mercaptanos pasa en cabeza desde la columna de extracción a través de un depósito de decantación a un recipiente de filtro de arena y la sosa rica en mercapturo pasa desde la parte inferior de la columna. El depósito de decantación permite decantar y compensar las variaciones rápidas en el nivel de sosa en el filtro de arena. El filtro de arena aglutina la sosa para que pueda descender por gravedad hacia la parte inferior del recipiente mientras que la corriente de hidrocarburo producto pasa fuera del recipiente a través de una salida que está protegida en la parte superior para evitar la admisión de gotas de sosa descendentes. La sosa rica en mercapturo recibe una inyección de aire y catalizador cuando pasa desde la columna de extracción hacia un recipiente de oxidación para la regeneración. La oxidación de mercapturos a disulfuros usando un catalizador de ftalocianina regenera la solución cáustica. Un separador de disulfuro recibe la sosa rica en disulfuro del recipiente de oxidación. El separador de disulfuro evacúa el exceso de aire y decanta los disulfuros de la sosa antes de que la sosa regenerada sea drenada y devuelta al recipiente extractor. Los disulfuros discurren a través de un filtro de arena y son eliminados del procedimiento.

El sulfuro de hidrógeno debe ser eliminado en el recipiente de prelavado antes de la extracción o la sosa reaccionará preferiblemente con el sulfuro de hidrógeno en el recipiente extractor y dejará mercaptanos en la corriente de hidrocarburos. Finalmente, la sosa en el recipiente de prelavado se sobrecarga con sulfuros y debe ser reemplazada para garantizar una conversión adecuada del sulfuro de hidrógeno. En el sistema de extracción de mercaptanos anteriormente descrito, la sosa en el recipiente de prelavado tiene que ser reemplazada en cada lote. Por consiguiente, la conversión de sulfuro de hidrógeno en el final del ciclo de reemplazo es menor. El recipiente de prelavado también tiene que ser grande para garantizar una adecuada mezcla de la sosa y el hidrocarburo. Por otro lado, el sistema convencional de extracción de mercaptanos utiliza cuatro recipientes: el recipiente de prelavado de sosa, el recipiente de extracción, el depósito de decantación y el recipiente de filtro de arena. Cada recipiente debe tener su propio soporte y estructura base que hace que la construcción de este sistema suponga una elevada inversión de capital.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es combinar el recipiente de extracción, el depósito de decantación y el recipiente de filtro de arena en un recipiente para reducir de este modo el capital requerido para construir un sistema de extracción. Por otro lado, un objeto de la presente invención es combinar el recipiente de prelavado de sosa, el recipiente extractor, el depósito de decantación y el recipiente de filtro de arena en un recipiente para reducir de este modo el capital necesario para construir un sistema de extracción.

Sumario de la invención

Los autores de la invención han desarrollado un procedimiento y un aparato para combinar las funciones del recipiente extractor y el recipiente de filtro de arena en un recipiente extractor común. Se dispone un separador de coalescencia en la parte superior de la sección de extracción del recipiente para aportar la función que había proporcionado antes el filtro de arena. El separador de coalescencia puede estar separado de un plato de chorros superior en la sección de extractor por un volumen suficiente para compensar las variaciones rápidas en el nivel de sosa y aportar la función de un depósito de decantación.

Los autores también han desarrollado un procedimiento y un aparato para combinar las funciones del recipiente de prelavado, el recipiente de extracción, el depósito de decantación y el recipiente de filtro de arena en un recipiente extractor común. Directamente por encima de una sección de prelavado con sosa se dispone una sección de extracción.

Los autores también han desarrollado una disposición que proporciona la eliminación continua de sosa gastada de la sección de prelavado con sosa y la reposición continua de la sosa regenerada a la sección de prelavado de un sistema de extracción de mercaptanos.

Otros objetos, realizaciones y detalles de esta invención se pueden obtener a partir de la siguiente descripción detallada de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un esquema de flujo de proceso para el procedimiento de la presente invención.

La Figura 2 es un esquema detallado del recipiente de extracción de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un plato de alimentación en una sección de extractor de la presente invención.

La Figura 4 es una vista en perspectiva...

1. Un aparato (24) para convertir compuestos de azufre en una corriente de hidrocarburos, comprendiendo dicho aparato:

una sección (30) de prelavado para convertir sulfuro de hidrógeno a una sal sulfuro;

un conducto (22) de alimentación de hidrocarburo con una entrada en comunicación con dicha sección (30) de prelavado;

una sección (32) de extractor para convertir mercaptanos a mercapturos, estando dispuesta dicha sección de extractor directamente por encima de dicha sección (30) de prelavado;

un conducto (60) de hidrocarburo producto con una salida en comunicación con dicha sección (32) de extractor; y

un conducto (38) que tiene una entrada en comunicación con la sección (30) de prelavado y una salida en comunicación con la sección (32) de extractor.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha sección (32) de extractor incluye un separador (58) de coalescencia en su parte superior.

3. Aparato según las reivindicaciones 1 y 2, en el que un recipiente (24) incluye dicha sección (32) de extractor y dicha sección (30) de prelavado.

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que dicha sección (32) de extractor y dicha sección (30) de prelavado están separadas por un tabique divisorio (34) no perforado.

5. Un procedimiento para convertir compuestos de azufre en una corriente de hidrocarburos que comprende:

alimentar una corriente de hidrocarburos que contiene compuestos de azufre a una sección (30) de prelavado que contiene álcali para convertir sulfuro de hidrógeno a una sal sulfuro;

separar una corriente de hidrocarburos prelavada de dicha sección (30) de prelavado;

alimentar dicha corriente de hidrocarburos prelavada a una sección (32) de extractor para convertir mercaptanos en mercapturos, estando dicha sección de extractor directamente por encima de dicha sección (30) de prelavado; y

retirar una corriente de hidrocarburos extraída que contiene mercapturos de dicha sección (32) de extractor.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dicha corriente de hidrocarburos debe atravesar un separador (58) de coalescencia antes de ser retirada de dicha sección (32) de extractor.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, que comprende además:

mezclar una corriente de hidrocarburos y una corriente alcalina para proporcionar dicha corriente de hidrocarburos que contiene compuestos de azufre;

retirar continuamente una corriente alcalina agotada que contiene sulfuros de dicha sección (30) de prelavado; y

recircular al menos parte de dicha corriente alcalina agotada para su mezcla con dicha corriente de hidrocarburos, añadiendo continuamente una corriente alcalina regenerada a dicha sección (30) de prelavado.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que una parte de dicha corriente alcalina agotada es recirculada a dicha sección (30) de prelavado y otra parte de dicha corriente alcalina agotada es retirada de dicha corriente alcalina agotada.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 7 y 8, en el que dicha corriente alcalina regenerada es añadida a dicha corriente alcalina agotada.

10. El aparato (24) de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2 que comprende:

un conducto (20) de recirculación de álcali con una entrada en comunicación con el recipiente (24) para retirar el álcali del recipiente y una salida en comunicación con el recipiente;

una tubería (52) de adición de álcali en comunicación con dicho conducto (20) de recirculación de álcali; y

una tubería (44) de separación de álcali en comunicación con dicho conducto (20) de recirculación de álcali.