Proceso para la recuperación de dióxido de carbono.

Un proceso para la recuperación de dióxido de carbono, que comprende:

a) una etapa de absorción para poner en contacto una corriente de carga gaseosa que contiene dióxido de carbonoen gas-líquido con un fluido de absorción, por lo cual por lo menos una porción del dióxido de carbono presente en lacorriente gaseosa se absorbe en el fluido de absorción para producir (i) una corriente gaseosa refinada que tiene uncontenido reducido de dióxido de carbono y (ii) un fluido de absorción rico en dióxido de carbono,

b) una etapa de regeneración para tratar el fluido de absorción rico en dióxido de carbono a una presión de más de 3bar (presión absoluta) con el fin de liberar dióxido de carbono y regenerar un fluido de absorción de dióxido decarbono que se recicla para uso en la etapa de absorción, en donde el fluido de absorción es una solución acuosade amina que contiene una amina de alcanol alifática terciaria seleccionada del grupo que consiste de Netildietanolamina,2-(dietilamino)-etanol, 3-(dimetilamino)-1-propanol, y 3-(dietilamino)- 1-propanol, y una cantidadefectiva de un promotor de absorción de dióxido de carbono.

Proceso para la recuperación de dióxido de carbono.

La presente invención se relaciona con un proceso para la recuperación de dióxido de carbono a partir de corrientes gaseosas que contienen dióxido de carbono, en donde el dióxido de carbono se recupera a una presión por encima de la presión atmosférica.

El gas natural producido en un campo de gas usualmente contiene una cantidad apreciable de dióxido de carbono. Con el fin de reducir el coste del transporte dicho gas natural desde su sitio de producción hasta un lugar de consumo remoto, y de ajustar su valor calorífico al estándar en el lugar de consumo, algo de dióxido de carbono se retira previamente de este para producir gas natural refinado con un contenido reducido de dióxido de carbono.

A escala industrial, las soluciones acuosas de bases orgánicas, por ejemplo alcanolaminas, se utilizan frecuentemente como fluidos de absorción para retirar dióxido de carbono de las corrientes gaseosas. Cuando se disuelve el dióxido de carbono, los productos iónicos se forman a partir de la base y el dióxido de carbono. El fluido de absorción se puede regenerar mediante expansión a una presión menor, o depuración, con los productos iónicos que retro-reaccionan para liberar el dióxido de carbono y/o el dióxido de carbono que se depura mediante vapor. El fluido de absorción se puede reutilizar después del proceso de regeneración. Las alcanolaminas comunes utilizadas en la remoción de impurezas de gas ácido de corrientes de gas de hidrocarburo comprenden monoetanolamina (MEA) , dietanolamina (DEA) , trietanolamina (TEA) , dietiletanolamina (DEEA) , diisopropilamina (DIPA) , aminoetoxietanol (AEE) y metildietanolamina (MDEA) .

Convencionalmente, el dióxido de carbono separado del gas natural en el sitio de producción se utiliza rara vez. Es decir, dicho dióxido de carbono se ha descargado directamente en la atmósfera o se ha utilizado raramente como un gas de inyección para la recuperación de crudo terciario en un campo petrolero. De acuerdo con lo anterior, se ha dado poca consideración a la presión del dióxido de carbono separado mediante el proceso de refinación mencionado anteriormente.

En años recientes, el calentamiento global debido a un aumento en el dióxido de carbono atmosférico se ha llegado a considerar como un problema. De acuerdo con lo anterior, la presente situación es tal que el dióxido de carbono separado de la forma descrita anteriormente se puede presurizar con el fin de inyectarlo en un acuífero subterráneo para el propósito de almacenamiento permanente o para utilizarlo positivamente para el propósito de la recuperación mejorada de crudo.

Sin embargo, a pesar del hecho que se trata gas natural a alta presión, el dióxido de carbono separado de gas natural mediante un proceso convencionalmente empleado tiene una presión baja cercana a presión atmosférica. Esto es desventajoso porque, para el propósito descrito anteriormente de almacenamiento permanente o recuperación mejorada de crudo, el dióxido de carbono se puede presurizar de una baja presión a una presión de aproximadamente 150 bar (presión absoluta) que se requiere para inyección.

La técnica anterior describe diversos procesos en los que el dióxido de carbono se recupera a una presión mayor que la presión atmosférica. Una ventaja para llevar a cabo la etapa de regeneración por encima de la presión atmosférica es que se pueden eliminar las etapas de compresión a baja presión.

Sin embargo, el documento EP-A 768 365 enseña un proceso para la remoción de dióxido de carbono altamente concentrado de gas natural de alta presión que comprende una etapa de absorción para poner en contacto gas natural que tiene una presión de 30 kg/cm2 (presión absoluta 30 bar) o más con gas-líquido con un fluido de absorción; y una etapa de regeneración para calentar el fluido de absorción rico en dióxido de carbono sin despresurizarlo, por lo cual se libera dióxido de carbono de alta presión. Ejemplos específicos del fluido de absorción mencionado en esta referencia son una solución acuosa de N-metildietanolamina (MDEA) , una solución acuosa de trietanolamina y una solución acuosa de carbonato de potasio. Se indica que estas soluciones pueden tener un promotor de absorción CO2 (por ejemplo piperazina) agregado a estas.

El documento US 6, 497, 852 describe un proceso de recuperación de dióxido de carbono al absorber preferencialmente dióxido de carbono de una corriente de carga en un fluido absorbente líquido, presurizando la corriente resultante a una presión suficiente para permitirle a la corriente alcanzar la parte superior en el depurador a una presión de 35 psia (presión absoluta 2.4 bar) o más, y depurar dióxido de carbono de la corriente en el depurador a una presión de 35 psia (presión absoluta 2.4 bar) o más. El fluido absorbente es preferiblemente una solución acuosa de alcanolamina. Ejemplos específicos mencionados son monoetanolamina, dietanolamina y Nmetildietanolamina.

El documento WO 2004/082809 describe un proceso para la remoción de un gas ácido de una corriente de carga gaseosa que comprende una etapa de regeneración de calentar el fluido de absorción rico en gas ácido a una presión mayor que la presión atmosférica. El fluido de absorción comprende una solución acuosa de alquilaminas terciarias seleccionadas de diaminas, triaminas y tetraminas tales como tetrametiletilenodiamina, tetraetiletilenodiamina, tetrametil-1, 3-propanodiamina, tetraetil-1, 3-propanodiamina, tetrametil-1, 3-butanodiamina, tetrametil-1 , 4-butanodiamina, tetraetil-1, 3-butanodiamina, tetraetil- 1, 4-butanodiamina, pentametildietilenotriamina, pentaetildietilenotriamina, pentametildipropilenotriamina y pentametil- (2-aminoetil) -1, 3-propanetriamina o hexametiltrietilenotetramina y hexaetiltrietilentetramina. Se reivindica que estas aminas tienen una alta estabilidad en la temperatura de calentamiento de la etapa de regeneración y tienen una alta carga de gas ácido. Sin embargo, estas aminas muestran pobres índices de transferencia de dióxido de carbono.

El documento WO 2005/009592 se relaciona con un proceso de regeneración de gas ácido que se conduce bajo una presión que excede 50 psia (presión absoluta 3.5 bar) y no excede 300 psia (presión absoluta 20 bar) . La corriente de gas separada que emerge del regenerador se comprime y se inyecta en un reservorio de subsuperficie. El fluido de absorción como se ejemplifica en los ejemplos de trabajo consiste de 43 % en peso de N-metildietanolamina (MDEA) y 57 % en peso de agua.

El documento WO 03/076049 enseña un líquido de lavado para desacidificar las corrientes gaseosas, que contienen 3-dimetilamino-1- propanol y una amina secundaria como un activador. La referencia sugiere que el líquido de absorción que se va a regenerar mediante destello a una presión de 1 a 2 bar (presión absoluta) o mediante depuración en una presión de 1 a 3 bar (presión absoluta) .

El documento US 5, 348, 714 describe un líquido absorbente para capacidad de absorción mejorada para CO2 en un gas, el líquido de absorción comprende una mezcla de una o más aminas de alcanol terciario y un activador de absorción CO2.

Entre mayor sea la presión en la que se recupera el dióxido de carbono en la etapa de regeneración, mayor será la temperatura a la que se debe calentar el fluido de absorción rico en dióxido de carbono con el fin de liberar el dióxido de carbono y regenerar el fluido de absorción. Las altas temperaturas poseen tensión térmica en el fluido de absorción. Se ha encontrado que, con los procesos conocidos empleando soluciones acuosas de alcanolamina, la capacidad de absorción del fluido de absorción se deteriora a largo plazo y no se recupera completamente en la regeneración. Es probable que las aminas presentes en el fluido de absorción experimenten gradualmente descomposición térmica.

Es un objeto que subyace a la invención especificar un fluido de absorción y un proceso para desacidificar corrientes gaseosas, la capacidad de absorción del fluido de absorción se mantiene a largo plazo.

En un primer aspecto, la invención proporciona un proceso para la recuperación de dióxido de carbono, que comprende:

a) una etapa de absorción para poner en contacto una corriente de carga gaseosa que contiene dióxido de carbono en gas-líquido con un fluido de absorción, por lo cual por lo menos una porción del dióxido de carbono presente en la corriente gaseosa se absorbe en el fluido de absorción para producir (i) una corriente gaseosa refinada que tiene un contenido reducido de dióxido de carbono y (ii) un fluido de absorción rico en dióxido de carbono,

b) una etapa de regeneración para tratar el fluido... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la recuperación de dióxido de carbono, que comprende:

a) una etapa de absorción para poner en contacto una corriente de carga gaseosa que contiene dióxido de carbono en gas-líquido con un fluido de absorción, por lo cual por lo menos una porción del dióxido de carbono presente en la corriente gaseosa se absorbe en el fluido de absorción para producir (i) una corriente gaseosa refinada que tiene un contenido reducido de dióxido de carbono y (ii) un fluido de absorción rico en dióxido de carbono,

b) una etapa de regeneración para tratar el fluido de absorción rico en dióxido de carbono a una presión de más de 3 bar (presión absoluta) con el fin de liberar dióxido de carbono y regenerar un fluido de absorción de dióxido de carbono que se recicla para uso en la etapa de absorción, en donde el fluido de absorción es una solución acuosa de amina que contiene una amina de alcanol alifática terciaria seleccionada del grupo que consiste de Netildietanolamina, 2- (dietilamino) -etanol, 3- (dimetilamino) -1-propanol, y 3- (dietilamino) -1-propanol, y una cantidad efectiva de un promotor de absorción de dióxido de carbono.

2. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el promotor de absorción de dióxido de carbono se selecciona del grupo que consiste de piperazina, 2-metilpiperazina, N-metilpiperazina, N-etilpiperazina, Nhidroxietil piperazina, N- (2-aminoetil) piperazina, homopiperazina, piperidina y morfolina.

3. Un proceso como se reivindica en las reivindicaciones 1 o 2, en donde el fluido de absorción contiene 20 a 60 % en peso de la amina de alcanol alifático terciario.

4. Un proceso como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el fluido de 20 absorción contiene 0.5 a 20 % en peso del promotor de absorción de dióxido de carbono.

5. Un proceso como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa de regeneración se lleva a cabo a una presión de más de 3 bar a 10 bar (presión absoluta) .

6. Un proceso como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el dióxido de carbono liberado se introduce dentro de un dispositivo de compresión.