Procedimiento de desacidificación de un gas mediante solución absorbente con desmezcla durante la regeneración.
Procedimiento de desacidificación de un efluente gaseoso que comprende al menos un compuesto ácido delgrupo constituido por sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono,
en el que se pone en contacto al efluente gaseosocon una solución absorbente, comprendiendo la solución absorbente al menos un compuesto reactivo en faseacuosa, en una zona de contacto (C1) para obtener un efluente gaseoso empobrecido en compuestos ácidos y unasolución absorbente cargada con compuestos ácidos, seleccionándose la solución absorbente por su propiedad deformar dos fases líquidas separables cuando ha absorbido una cantidad de compuestos ácidos y cuando se calienta,y en el que se regenera la solución absorbente cargada con compuestos ácidos realizando las siguientes etapas:
a) se destila al menos una parte de la solución absorbente cargada con compuestos ácidos en una primerazona de regeneración (Z1) para producir una solución absorbente parcialmente regenerada,
b) se extrae al menos una parte de la solución absorbente parcialmente regenerada de la primera zona deregeneración (Z1), se separa (B1) la solución extraída en una fracción enriquecida en compuestos ácidos y unafracción empobrecida en compuestos ácidos, y se aumenta la presión de dicha fracción enriquecida encompuestos ácidos mediante bombeo,
c) se destila dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos obtenida en la etapa b) en una segunda zona deregeneración (Z2) para producir una solución absorbente regenerada,
d) se reciclan al menos dicha fracción empobrecida en compuestos ácidos y dicha solución absorbenteregenerada a la zona de puesta en contacto (C1).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09290846.
Solicitante: IFP ENERGIES NOUVELLES.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 1 & 4 AVENUE DE BOIS-PREAU 92852 RUEIL MALMAISON CEDEX FRANCIA.
Inventor/es: METHIVIER, ALAIN, Bouillon,Pierre-Antoine, Jacquin,Marc.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por absorción.
- B01D53/52 B01D 53/00 […] › Sulfuro de hidrógeno.
- B01D53/62 B01D 53/00 […] › Oxidos de carbono.
- B01D53/75 B01D 53/00 […] › Procedimientos multietapas.
- B01D53/78 B01D 53/00 […] › con contacto gas-líquido.
- B01D53/96 B01D 53/00 […] › Regeneración, reactivación o reciclaje de los reactivos.
PDF original: ES-2390953_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de desacidificación de un gas mediante solución absorbente con desmezcla durante la regeneración
La presente invención se refiere al ámbito de la desacidificación de un efluente gaseoso por medio de una solución absorbente.
El procedimiento de acuerdo con la invención permite retirar los compuestos ácidos, tales como dióxido de carbono (CO2) y sulfuro de hidrógeno (H2S) contenidos en un efluente gaseoso. Éste puede aplicarse al tratamiento de un gas natural, de un gas de síntesis o de gases procedentes de un proceso de combustión.
La regeneración de la solución absorbente cargada con compuestos ácidos es costosa, particularmente en el plano del consumo de energía. Esto representa un inconveniente importante, particularmente cuando se emplea la solución absorbente para captar el CO2 presente en gases de combustión. En efecto, si el calor necesario para 15 regenerar la solución absorbente se obtiene mediante combustión de un combustible fósil, se puede llegar a producir una cantidad suplementaria de CO2 que haría que la captación de CO2 mediante absorción no resultase interesante.
El documento FR 2 898 284 propone emplear una solución absorbente de desmezcla que tiene la propiedad de fraccionarse cuando se calienta dicha solución absorbente cargada con compuestos ácidos. La solución se separa en dos fases: una fracción rica en compuestos ácidos y una fracción pobre en compuestos ácidos. De este modo, el documento FR 2 898 284 propone regenerar por destilación solamente la fracción que está enriquecida en compuestos ácidos para minimizar la energía necesaria para la regeneración de la solución absorbente.
La presente invención pretende explotar las propiedades de la solución de desmezcla, que se describen en el
documento FR 2 898 284 proponiendo realizar, durante la regeneración, una etapa de separación de la solución absorbente en dos fracciones para evacuar una parte de la solución absorbente empobrecida en compuestos ácidos.
De manera general, la invención describe un procedimiento de desacidificación de un efluente gaseoso que comprende al menos un compuesto ácido del grupo constituido por sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, en el que se pone en contacto el efluente gaseoso con una solución absorbente, comprendiendo la solución absorbente al menos un compuesto reactivo en fase acuosa, en una zona de contacto (C1) para obtener un efluente gaseoso empobrecido en compuestos ácidos y una solución absorbente cargada con compuestos ácidos, seleccionándose la solución absorbente por su propiedad de formar dos fases líquidas separables cuando ha absorbido una cantidad de
compuestos ácidos y se calienta, y en el que se regenera la solución absorbente cargada con compuestos ácidos realizando las siguientes etapas:
a) se destila al menos una parte de la solución absorbente cargada con compuestos ácidos en una primera zona de regeneración (Z1) para producir una solución absorbente parcialmente regenerada, b) se extrae al menos una parte de la solución absorbente parcialmente regenerada de la primera zona de regeneración (Z1) , se separa (B1) la solución extraída en una fracción enriquecida en compuestos ácidos y una fracción empobrecida en compuestos ácidos, y se aumenta la presión de dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos mediante bombeo, c) se destila dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos obtenida en la etapa b) en una segunda zona de
45 regeneración (Z2) para producir una solución absorbente regenerada, d) se reciclan al menos dicha fracción empobrecida en compuestos ácidos y dicha solución absorbente regenerada a la zona de puesta en contacto (C1) .
De acuerdo con la invención, durante la etapa c) puede realizarse al menos una etapa complementaria de extracción de al menos una parte de solución absorbente en circulación en la segunda zona de regeneración, puede separarse la solución absorbente extraída en un líquido enriquecido en compuestos ácidos y un líquido empobrecido en compuestos ácidos, pudiendo reciclarse el líquido empobrecido en compuestos ácidos a la zona de puesta en contacto, pudiendo reintroducirse el líquido enriquecido en compuestos ácidos en la segunda zona de contacto.
55 La primera y la segunda zona de regeneración pueden estar dispuestas en una columna de regeneración. En este caso, puede realizarse la etapa b) en un dispositivo dispuesto en el interior de dicha columna de regeneración.
Como alternativa, la primera zona de regeneración puede disponerse en una primera columna, la segunda zona de regeneración puede disponerse en una segunda columna.
Antes de realizar la etapa a) , puede calentarse la solución absorbente cargada con compuestos ácidos, a continuación puede separarse de la solución absorbente un flujo empobrecido en compuestos ácidos y puede reciclarse el flujo introduciéndolo en la zona de puesta en contacto.
65 La solución absorbente cargada con compuestos ácidos puede calentarse a una temperatura comprendida entre 50ºC y 150ºC.
En la primera zona de regeneración y en la segunda zona de regeneración, puede destilarse la solución absorbente para producir una solución absorbente regenerada empobrecida en compuestos ácidos, liberando compuestos ácidos en forma gaseosa.
La zona de contacto puede estar compuesta por una columna provista de medios de puesta en contacto entre un gas y un líquido, y en la que en la etapa d) , la fracción empobrecida en compuestos ácidos y la solución absorbente regenerada pueden introducirse en la parte superior de la columna.
Se aumenta la presión de dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos mediante bombeo, de modo que la segunda zona de regeneración funcione a una presión más elevada que la primera zona de regeneración.
La segunda zona de regeneración puede funcionar a una temperatura más elevada que en la primera zona de regeneración.
En la etapa b) , puede utilizarse una de las siguientes técnicas de separación: decantación, centrifugado, filtración.
La solución absorbente puede comprender un compuesto reactivo en fase acuosa, seleccionándose el compuesto reactivo entre el grupo constituido por: aminas, alcanolaminas, poliaminas, aminoácidos, sales alcalinas de aminoácidos, amidas, ureas, fosfatos, carbonatos y boratos de metales alcalinos.
El efluente gaseoso puede seleccionarse entre el grupo constituido por gas natural, gas de síntesis, gases de combustión, gas de refinería, gases de cola del procedimiento de Claus y gases de fermentación de biomasa.
El hecho de extraer una parte de la solución absorbente durante la regeneración permite reducir el caudal de 25 solución absorbente a regenerar y, por lo tanto, reducir la energía necesaria para realizar la regeneración.
Otras características y ventajas de la invención se entenderán mejor y quedarán más claras con la lectura de la descripción que se realiza a continuación haciendo referencia a los dibujos, entre los cuales:
- la figura 1 presenta una realización del procedimiento no de acuerdo con la invención, -las figuras 2 y 6 esquematizan variantes del procedimiento de la figura 1, -las figuras 3 (no de acuerdo con la invención) , 4 (de acuerdo con la invención) y 5 (no de acuerdo con la
invención) representan realizaciones particulares de la zona de regeneración.
En la figura 1, el efluente gaseoso a desacidificar que circula por el conducto 1 se pone en contacto en la columna de absorción C1 con la solución absorbente que llega por el conducto 4. La columna C1 está equipada con elementos internos de puesta en contacto gas/líquido, por ejemplo bandejas de destilación, un relleno estructurado o dispuesto a granel. El procedimiento de desacidificación de acuerdo con la invención puede aplicarse a diferentes efluentes gaseosos. Por ejemplo, el procedimiento permite descarbonatar gases de combustión, desacidificar gas natural o un gas de cola del procedimiento de Claus. El procedimiento también permite retirar los compuestos ácidos contenidos en los gases de síntesis, en los gases de conversión en las centrales integradas de combustión de carbón o de gas natural, y en los gases procedentes de la fermentación de biomasa.
En la columna C1, los compuestos reactivos de la... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de desacidificación de un efluente gaseoso que comprende al menos un compuesto ácido del grupo constituido por sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, en el que se pone en contacto al efluente gaseoso
con una solución absorbente, comprendiendo la solución absorbente al menos un compuesto reactivo en fase acuosa, en una zona de contacto (C1) para obtener un efluente gaseoso empobrecido en compuestos ácidos y una solución absorbente cargada con compuestos ácidos, seleccionándose la solución absorbente por su propiedad de formar dos fases líquidas separables cuando ha absorbido una cantidad de compuestos ácidos y cuando se calienta, y en el que se regenera la solución absorbente cargada con compuestos ácidos realizando las siguientes etapas:
a) se destila al menos una parte de la solución absorbente cargada con compuestos ácidos en una primera zona de regeneración (Z1) para producir una solución absorbente parcialmente regenerada, b) se extrae al menos una parte de la solución absorbente parcialmente regenerada de la primera zona de regeneración (Z1) , se separa (B1) la solución extraída en una fracción enriquecida en compuestos ácidos y una
fracción empobrecida en compuestos ácidos, y se aumenta la presión de dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos mediante bombeo, c) se destila dicha fracción enriquecida en compuestos ácidos obtenida en la etapa b) en una segunda zona de regeneración (Z2) para producir una solución absorbente regenerada, d) se reciclan al menos dicha fracción empobrecida en compuestos ácidos y dicha solución absorbente regenerada a la zona de puesta en contacto (C1) .
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda zona de regeneración funciona a una temperatura más elevada que en la primera zona de regeneración.
25 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que durante la etapa c) se realiza al menos una etapa complementaria de extracción de al menos una parte de solución absorbente en circulación en la segunda zona de regeneración, se separa la solución absorbente extraída en un líquido enriquecido en compuestos ácidos y un líquido empobrecido en compuestos ácidos, reciclándose el líquido empobrecido en compuestos ácidos a la zona de puesta en contacto, reintroduciéndose el líquido enriquecido en compuestos ácidos en la segunda zona de regeneración.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera y la segunda zonas de regeneración (Z1; Z2) se disponen en una columna de regeneración (C2) .
35 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que se realiza la etapa b) en un dispositivo dispuesto en el interior de dicha columna de regeneración (C2) .
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la primera zona de regeneración se dispone en una primera columna, la segunda zona de regeneración se dispone en una segunda columna.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que antes de realizar la etapa a) , se calienta la solución absorbente cargada con compuestos ácidos, se separa de la solución absorbente un flujo empobrecido en compuestos ácidos y se recicla el flujo introduciéndolo en la zona de puesta en contacto.
45 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la solución absorbente cargada con compuestos ácidos se calienta a una temperatura comprendida entre 50ºC y 150ºC.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que se destila en la primera zona de regeneración (Z1) y en la segunda zona de regeneración (Z2) la solución absorbente para producir una solución absorbente regenerada empobrecida en compuestos ácidos, liberando compuestos ácidos en forma gaseosa.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la zona de contacto (C1) está compuesta por una columna provista de medios de puesta en contacto entre un gas y un líquido, y en el que en la etapa d) , la fracción empobrecida en compuestos ácidos y la solución absorbente regenerada se introducen en la
55 parte superior de la columna.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que, en la etapa b) , se utiliza una de las siguientes técnicas de separación: decantación, centrifugado o filtración.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto reactivo se selecciona entre el grupo constituido por: aminas, alcanolaminas, poliaminas, aminoácidos, sales alcalinas de aminoácidos, amidas, ureas, fosfatos, carbonatos y boratos de metales alcalinos.
13. procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el efluente gaseoso se
65 selecciona entre el grupo constituido por gas natural, gas de síntesis, gases de combustión, gases de refinería, gases de cola del procedimiento de Claus y gases de fermentación de biomasa.
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