Sistema de desulfuración para combustible de hidrocarburo.

Sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo que comprende un agente de desulfuracióna base de zeolita de tipo Y que contiene al menos cobre dispuesto aguas arriba del sistema y un agente dedesulfuración a base de zeolita de tipo X que contiene al menos plata dispuesto aguas abajo del sistema.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/054239.

Solicitante: NIPPON OIL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 3-12, NISHI-SHIMBASHI 1-CHOME MINATO-KU TOKYO 105-8412 JAPON.

Inventor/es: NAGAYASU,Yoshiyuki, SEGAWA,Atsushi, MIYAZAWA,Kazunori, KOBORI,Yoshihiro.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J20/18 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 20/00 Composiciones absorbentes o adsorbentes sólidas o composiciones que facilitan la filtración; Sorbentes para cromatografía; Procedimientos para su preparación, regeneración o reactivación (utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de líquidos B01D 15/00; utilización de composiciones con ayudas para la filtración B01D 37/02; utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de gases B01D 53/02, B01D 53/14). › Tamices moleculares zeolíticos sintéticos.
  • C01B3/38 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 3/00 Hidrógeno; Mezclas gaseosas que contienen hidrógeno; Separación del hidrógeno a partir de mezclas que lo contienen; Purificación del hidrógeno (producción de gas de agua o gas de síntesis a partir de materias carbonosas sólidas C10J). › con catalizadores.
  • C10G25/05 C […] › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10G CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION DE MEZCLAS DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, p. ej. POR HIDROGENACION DESTRUCTIVA, POR OLIGOMERIZACION, POR POLIMERIZACION (cracking para la producción de hidrógeno o de gas de síntesis C01B; cracking que produce hidrocarburos gaseosos que producen a su vez, hidrocarburos individuales o sus mezclas de composición definida o especificada C07C; cracking que produce coque C10B ); RECUPERACION DE ACEITES DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE ESQUISTOS, DE ARENA PETROLIFERA O GASES; REFINO DE MEZCLAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE DE HIDROCARBUROS; REFORMADO DE NAFTA; CERAS MINERALES. › C10G 25/00 Refino de aceites de hidrocarburos, en ausencia de hidrógeno, por medio de absorbentes o de adsorbentes sólidos. › Eliminación de compuestos distintos a los hidrocarburos, p. ej. de compuestos de azufre.
  • C10G53/08 C10G […] › C10G 53/00 Tratamiento de los aceites de hidrocarburos, en ausencia de hidrógeno, por varios procesos de refino. › comprendiendo al menos una etapa de absorción o de adsorción.
  • C10L3/10 C10 […] › C10L COMBUSTIBLES NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES; GAS NATURAL; GAS NATURAL DE SINTESIS OBTENIDO POR PROCEDIMIENTOS NO PREVISTOS EN LAS SUBCLASES C10G   O   C10K; GAS DE PETROLEO LICUADO;   USO DE ADITIVOS PARA COMBUSTIBLES O FUEGOS;   GENERADORES DE FUEGO. › C10L 3/00 Combustibles gaseosos; Gas natural; Gas natural de síntesis obtenido por procedimientos no previstos en las subclases C10G, C10K; Gas de petróleo licuado. › Postratamiento de gas natural o de gas natural de síntesis.
  • C10L3/12 C10L 3/00 […] › Gas de petróleo licuado.
  • H01M8/06 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 8/00 Pilas de combustible; Su fabricación. › Combinación de pilas de combustible con medios para la producción de reactivos o para el tratamiento de residuos (pilas de combustible regenerativas H01M 8/18).

PDF original: ES-2387472_T3.pdf

 

Sistema de desulfuración para combustible de hidrocarburo.

Fragmento de la descripción:

Sistema de desulfuración para combustible de hidrocarburo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de desulfuración para un combustible de hidrocarburo que contiene una ligera cantidad de metanol. La presente invención también se refiere a sistemas de célula de combustible que usan un combustible de hidrocarburo que contiene una ligera cantidad de metanol como combustible de partida para los sistemas de células.

Antecedentes de la invención

En un sistema de célula de combustible, en particular un sistema de célula de combustible de membrana de intercambio de protones (PEFC) que se ha mejorado drásticamente en los últimos años, es esencial en el proceso de producción de hidrógeno a partir de un combustible de partida de hidrocarburo eliminar los compuestos de azufre contenidos en el mismo hasta un nivel extremadamente bajo con el fin de permitir que los siguientes procesos de la reacción catalítica tales como reformado, desplazamiento del gas con agua y oxidación de CO selectiva se realicen normalmente durante largos periodos. Por tanto, muchos de los sistemas de células de combustible están dotados de una sección de desulfuración para eliminar los compuestos de azufre contenidos en un combustible de partida mediante absorción o hidrocraqueo. Los catalizadores y agentes de desulfuración elegibles incluyen agentes de hidrodesulfuración y adsorbentes de azufre. Entre éstos, los agentes de desulfuración a base de zeolita que soportan plata o cobre mediante intercambio iónico, que pueden eliminar los compuestos de azufre hasta un nivel extremadamente bajo en condiciones suaves que son presión atmosférica y temperaturas relativamente bajas cercanas a temperatura ambiente, son industrialmente útiles y se han usado ampliamente en sistemas de células de combustible domésticas que usan un hidrocarburo de bajo punto de ebullición tal como gas natural o gas LP (gas licuado de petróleo) como combustible de partida (véanse, por ejemplo, los documentos de patente 1 a 5 y el documento no de patente 1) .

(1) Documento de patente 1: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2001286753

(2) Documento de patente 2: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2001305123

(3) Documento de patente 3: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2004168648

(4) Documento de patente 4: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2004277747

(5) Documento de patente 5: Publicación de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 273887

(6) Documento no de patente 1: “Nihonkagakukaishi”, 1981, vol. 12, páginas 1945-1950

El documento JP-A-2005-060674 da a conocer un sistema de desulfuración para gas LP, comprendiendo dicho sistema de desulfuración un agente de desulfuración de primera fase que contiene cobre; y un agente de desulfuración de segunda fase que contiene níquel, cobre, zinc o hierro, o un óxido de los mismos.

El documento EP-A-1121977 da a conocer un adsorbente para eliminar los compuestos de azufre de gases combustibles tales como gas LP.

Descripción de la invención

Sin embargo, a menudo puede añadirse una ligera cantidad de metanol en algunos de los combustibles de hidrocarburo según surja la necesidad. Por ejemplo, puede añadirse metanol en un gas LP particularmente con el fin de impedir que la humedad arrastrada se congele durante el invierno. Se encontró que el uso de combustibles de hidrocarburo con metanol añadido reduce los rendimientos del agente de desulfuración de zeolita descrito anteriormente. En el caso de coexistencia de metanol, el fenómeno de la disminución del rendimiento de desulfuración no es preferible porque la durabilidad de un sistema de célula de combustible se ve alterada. Por tanto, se ha demandado un agente de desulfuración que tenga un rendimiento de desulfuración superior aún cuando un combustible contenga metanol.

Mientras tanto, el documento de patente 1 da a conocer que la deposición de plata sobre una zeolita hidrófoba puede obtener un rendimiento de desulfuración superior cuando se mezcla humedad en un combustible de hidrocarburo. Sin embargo, los inventores de la presente invención han encontrado que el agente de desulfuración del documento de patente 1 presenta sólo rendimiento limitado si se usa para un combustible de hidrocarburo que contiene metanol.

Por tanto, se ha demandado el desarrollo de un agente de desulfuración que no disminuya en rendimiento incluso si se usa en condiciones en las que un combustible contiene metanol y agua.

Con el fin de solucionar los problemas anteriores, los inventores de la presente invención han llevado a cabo un extenso estudio para el desarrollo de un sistema de desulfuración que pueda mantener los rendimientos de los agentes de desulfuración durante un largo periodo de tiempo en un estado en el que ligeras cantidades de metanol y humedad se mezclan en un combustible. Como resultado, se ha logrado la presente invención basándose en el hallazgo de que los problemas anteriores pueden solucionarse con un sistema que usa un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo Y que contiene al menos cobre dispuesto aguas arriba del sistema y un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo X que contiene al menos plata dispuesto aguas abajo del sistema.

Es decir, la presente invención se refiere a un sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo que comprende un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo Y que contiene al menos cobre dispuesto aguas arriba del sistema y un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo X que contiene al menos plata dispuesto aguas abajo del sistema.

La presente invención también se refiere al sistema de desulfuración anterior para un combustible de hidrocarburo siendo el combustible de hidrocarburo un gas LP.

La presente invención también se refiere al sistema de desulfuración anterior para un combustible de hidrocarburo en el que el agente de desulfuración a base de zeolita se produce depositando cobre o plata sobre una zeolita a través de intercambio iónico.

La presente invención también se refiere a un dispositivo para producir hidrógeno para un sistema de célula de combustible que usa el sistema de desulfuración anterior para un combustible de hidrocarburo.

La presente invención también se refiere a un sistema de célula de combustible que usa el sistema de desulfuración anterior para un combustible de hidrocarburo.

Efectos de la invención

El sistema de desulfuración de la presente invención permite a los agentes de desulfuración mantener su rendimiento durante un largo periodo de tiempo en un estado en el que ligeras cantidades de metanol y humedad se mezclan en un combustible de hidrocarburo.

Mejor modo para llevar a cabo la invención

La presente invención se describirá en más detalle a continuación.

Los ejemplos de combustibles de hidrocarburo que pueden usarse como combustible de partida en la presente invención incluyen gas natural, gas LP, nafta, gasolina y queroseno. Entre estos, se prefieren combustibles que son gaseosos a temperaturas y presiones normales, tales como gas natural y gas LP, y se prefiere más gas LP. En la presente invención, los combustibles de hidrocarburo son los que contienen 0, 1 ppm en masa o más, preferiblemente 0, 5 ppm en masa o más de compuestos de azufre. No hay ninguna limitación particular en el límite superior del contenido en compuesto de azufre. Sin embargo, es preferiblemente de 200 ppm en masa o menos, más preferiblemente 50 ppm en masa o menos. Algunos de los compuestos de azufre se mezclan en el transcurso de la producción de un combustible de hidrocarburo y los otros se mezclan artificialmente como odorizantes. Según la presente invención, ambos compuestos de azufre pueden eliminarse eficazmente.

Se facilitará la descripción de los tipos y las concentraciones de compuestos de azufre contenidos en diversos combustibles de hidrocarburo. El gas natural contiene muy pocos compuestos de azufre en la fase de refinería pero a menudo incorpora mercaptanos inferiores tales como etilmercaptano, isopropilmercaptano... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo que comprende un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo Y que contiene al menos cobre dispuesto aguas arriba del sistema y un agente de desulfuración a base de zeolita de tipo X que contiene al menos plata dispuesto aguas abajo del sistema.

5 2. Sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo según la reivindicación 1, en el que el combustible de hidrocarburo es un gas LP.

3. Sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo según la reivindicación 1 ó 2, en el que el agente de desulfuración a base de zeolita se produce depositando cobre o plata sobre una zeolita a través de intercambio iónico.

10 4. Dispositivo para producir hidrógeno para un sistema de célula de combustible que usa el sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Sistema de célula de combustible que usa el sistema de desulfuración para un combustible de hidrocarburo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.


 

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