Medio absorbente con resistencia mejorada a la oxidación y procedimiento para la deacidificación de corrientes de fluidos.

Medio absorbente para la deacidificación de corrientes de fluidos,

que comprende al menos una amina alifática yal menos un antioxidante hidroquinoide, donde el antioxidante se selcciona entremonoéteres y ésteres de hidroquinona,

éteres hidroxilados de tiodifenilo,

bencilfosfonatos,

ésteres del ácido β-(3,5-Di-tert-butil-4-hidroxifenilo) propiónico con alcoholes monohídricos o polihídricos,2-(2'-hidroxifenil)benzotriazoles,

aminas estéricamente impedidas,

radicales nitroxilo,

compuestos del boro y

mezclas de los mismos.

Medio absorbente con resistencia mejorada a la oxidación y procedimiento para la deacidificación de corrientes de fluidos La presente invención hace referencia a un medio absorbente para la deacidificación de una corriente de fluido, que contiene gases ácidos como impurezas, y a un procedimiento que utiliza el medio absorbente.

En numerosos procesos en la industria química surgen corrientes de fluidos que contienen gases ácidos, tales como CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS, disulfuros o mercaptanos como impurezas. Las corrientes de fluidos pueden tratarse, por ejemplo, de corrientes gaseosas, como gas natural, gas de síntesis, gas de refinería, o gases de reacción, que se originan en la oxidación de materiales orgánicos, como por ejemplo, residuos orgánicos, carbón, gas natural o petróleo, o en el compostaje de residuos que comprenden sustancias orgánicas.

La extracción de los gases ácidos es, por diversos motivos, de especial importancia. Por ejemplo, se tiene que reducir el contenido en compuestos sulfurosos del gas natural mediante las medidas de preparación apropiadas directamente en la fuente de gas natural, pues también los compuestos sulfurosos forman ácidos con el agua frecuentemente arrastrada por el gas natural, que actúan corrosivamente. En el transporte del gas natural en una tubería, por tanto, se han de cumplir los valores límite antes indicados de impurezas que contenienen azufre. Se eliminan los gases ácidos de los gases de reacción originados en la oxidación de los materiales orgánicos, para evitar la emisión de gases que puedan perjudicar a la naturaleza o influir en el clima. A escala industrial se emplean frecuentemente disoluciones acuosas de bases orgánicas, por ejemplo, alcanolaminas, como medio absorbente. En la disolución gases ácidos, además de la base y los componentes del gas ácido, se forman productos iónicos. El medio absorbente puede regenerarse mediante expansión a una menor presión o separación, con lo que los productos iónicos reaccionan a gases ácidos y/o se eliminan los gases ácidos. Tras el proceso de regeneración puede reutilizarse el medio absorbente. Las alcanolaminas preferentes, utilizadas en la extracción de impurezas de gas ácido de corrientes gaseosas hidrocarbonadas, incluyen: monoetanolamina (MEA) , dietanolamina (DEA) , trietanolamina (TEA) , dietiletanolaminaa (DEEA) , diisopropilamina (DIPA) , aminoetoxietanol (AEE) y metildietanolamina (MDEA) .

Los medios absorbentes conocidos son muy adecuados para la deacidificación de corrientes hidrocarbonadas, como gas natural. Determinados problemas aparecen en el tratamiento de fluidos que contienen oxígeno, por ejemplo gas de humo. En esta ocasión se empeora la capacidad de absorción del medio absorbente a largo plazo, y no se recupera completamente en la regeneración. Es de suponer, que la presencia de oxígeno molecular es responsable de una descomposición oxidativa de las aminas contenidas en el medio absorbente.

La patente US-A 3, 137, 654 propone añadir al medio absorbente formadores de complejos, como N, Ndihidroxietilglicina, sal sódica del ácido N-N-hidroxietiletilendiamintriacético o sal sódica del ácido etiletilendiamintretraacético, para ralentizar la descomposición oxidativa del medio absorbente.

La patente US-A 4, 440, 731 muestra añadir al medio absorbente para la estabilización de más de 50 ppm de iones Cu2+, en cada caso mezclados con dihidroxietilglicina, un carbonato alcalino, un permanganato alcalino o amónico y óxido de níquel y/ o de bismuto.

Se conoce la utilización de los llamados antioxidantes para la estabilización de materia orgánica no viva, como masas de moldeo o materiales de pintura, contra la acción del oxígeno, luz y/o calor. El efecto se basa en que se interrumpe la etapa de propagación de una reacción radicalmente inducida de peroxidación, por ejemplo, gracias a que el átomo H transfiere el antioxidante al radical peroxílico intermediario. Muchos antioxidantes actúan también como agentes reductores. La aplicación de antioxidantes para la estabilización de medios absorbentes líquidos no se había tenido hasta ahora en consideración, ya que el experto esperaría, en caso de contacto íntimo e intensivo del medio absorbente con fluidos que contenien oxígeno, una reacción directa del antioxidante con el oxígeno, en donde el antioxidante se consumiría sin desarrollar un efecto estabilizador.

La patente DE 37 14 209 muestra procedimientos para la separación selectiva de dióxido de azufre y la posterior purificación del dióxido de azufre de gas de humo. Para la absorción se emplea una mezcla de amina terciaria con disolvente. Se añaden antioxidantes a la mezcla de disolventes de amina como medio estabilizador. Entre los antioxidantes se incluyen los trialquilfenoles, bisfenoles, difenilaminas, difenilaminas alquiladas, fenotiacinas alquiladas.

La invención se basa en el objeto de especificar medios absorbentes y procedimientos para la deacidificación de corrientes de fluidos, en donde la capacidad de absorción del medio absorbente se conserva a largo plazo.

El objeto se resuelve con un medio absorbente que comprende al menos una amina alifática, y al menos un antioxidante hidroquinoide, donde el antioxidante se selecciona entre monoéter y éster de hidroquinona, éteres hidroxilados de tiodifenilo, bencilfosfonatos, ésteres del ácido º- (3, 5-Di-tert-butil-4-hidroxifenil) propiónico con alcoholes mono- o polivalentes, 2- (2’-hidroxifenilo) benzotriazoles, aminas estéricamente impedidas, radicales nitroxilo, compuestos del boro y mezclas de los mismos.

La invención hace referencia también a un procedimiento para la deacidificación de una corriente de fluido, en el que al menos en una etapa de absorción se pone en íntimo contacto la corriente de fluido con un medio absorbente previamente definido.

La absorción de oxígeno del medio absorbente conforme a la invención, es menor que la de un medio absorbente comparativo de idéntica composición, pero que no contiene ningún antioxidante. Por "absorción de oxígeno" del medio absorbente se entiende el volumen de oxígeno que se consume mediante reacción con el medio absorbente. Puede determinarse fácilmente mediante la medición de la variación de volumen de un sistema cerrado, el cual contenga una determinada cantidad de medio absorbente y una determinada cantidad de un gas que contiene oxígeno bajo condiciones isobáricas, o la variación de la presión del sistema cerrado en condiciones isocóricas. En un ensayo apropiado se introdujo durante 200 horas aire mediante agitación, formándose burbujas de gas en el medio absorbente del ensayo a 25 °C y 1000 mbar. Los medios absorbentes preferentes tienen bajo estas condiciones una absorción de oxígeno de al menos un 5 %, preferentemente al menos un 10 % y particularmente al menos el 15 % menor que la de un medio absorbente comparativo de idéntica composición aunque sin antioxidante.

Por "desacidificación" se entiende la extracción completa o parcial de los gases ácidos y/o sus compuestos precursores, CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS, disulfuros o mercaptanos, de la corriente de fluido.

El medio absorbente y el procedimiento son particularmente adecuados para la deacidificación de corrientes de fluidos que contienen oxígeno, por ejemplo del 1 al 80 % en volumen, por lo general del 2 al 20 % en volumen.

La corriente de fluido que contiene oxígeno es, en general, una corriente gaseosa que se forma del siguiente modo:

a) oxidación de sustancias orgánicas, por ejemplo gases de humo,

b) compostaje y almacenamiento de residuos comprendiendo sustancias orgánicas, o c) descomposición bacteriana de sustancias orgánicas.

La oxidación puede efectuarse con aspecto de llama, es decir, como combustión convencional, o como oxidación sin aspecto de llama, por ejemplo, en forma de una oxidación catalítica u oxidación parcial. Las sustancias orgánicas que se someten a la combustión, son habitualmente combustibles fósiles como carbón, gas natural, petróleo, gasolina, diésel, refinados o queroseno, biodiésel o residuos con un contenido en sustancias orgánicas. Son materiales de partida de la oxidación (parcial) catalítica, por ejemplo metanol o metano, que pueden transformarse en ácido fórmico o formaldehído.

Los residuos sometidos a oxidación, compostaje o almacenamiento, son habitualmente desechos domésticos, residuos plásticos o desechos de embalaje.

La combustión de las sustancias orgánicas se lleva a cabo la mayoría de las veces en instalaciones convencionales de combustión con aire. El compostaje y almacenamiento de residuos que comprenden sustancias orgánicas se lleva a cabo en general en vertederos. El gas de... [Seguir leyendo]

1. Medio absorbente para la deacidificación de corrientes de fluidos, que comprende al menos una amina alifática y al menos un antioxidante hidroquinoide, donde el antioxidante se selcciona entre monoéteres y ésteres de hidroquinona, éteres hidroxilados de tiodifenilo, bencilfosfonatos, ésteres del ácido - (3, 5-Di-tert-butil-4-hidroxifenilo) propiónico con alcoholes monohídricos o polihídricos, 2- (2’-hidroxifenil) benzotriazoles, aminas estéricamente impedidas, radicales nitroxilo,

compuestos del boro y mezclas de los mismos.

2. Medio absorbente de acuerdo con la reivindicación 1, cuya absorción de oxígeno es menor que la de un medio absorbente comparativo sin antioxidante.

3. Medio absorbente de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende al menos una alcanolamina.

4. Medio absorbente de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende monoetanolamina (MEA) , metilaminopropilamina (MAPA) , piperazina, dietanolamina (DEA) , trietanolamina (TEA) , dietiletanolamina (DEEA) , diisopropilamina (DIPA) , aminoetoxietanol (AEE) , dimetilaminopropanol (DIMAP) y metildietanolamina (MDEA) o mezclas de los mismos.

5. Procedimiento para la deacidificación de una corriente de fluido, en el que en al menos un paso de absorción la corriente de fluido se pone en contacto íntimo con un medio absorbente, según una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la corriente de fluido contiene del 1 al 80 % en volumen de oxígeno.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la corriente de fluido surge de

a) la oxidación de sustancias orgánicas, b) el compostaje o almacenamiento de residuos que comprenden sustancias orgánicas, o c) la descomposición bacteriana de sustancias orgánicas.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, en donde el medio absorbente, tras recorrer el paso de absorción, se regenera mediante a) calentamiento,

b) expansión, c) extracción con un fluido inerte

o una combinación de dos o más de estas medidas, y entonces se recircula a una etapa de absorción.

9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 5 a 8, en donde al medio absorbente se le añade antioxidante de forma periódica o continua.