Un proceso para desulfuración de gases.

Un proceso para el tratamiento de una corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico,

comprendiendo elproceso las etapas de

(i) mezclar una primera corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico con una segunda corriente quecomprende dióxido de azufre para producir una corriente combinada, de modo que se produce azufre elementalpor medio de una reacción entre el ácido sulfhídrico y el dióxido de azufre;

donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 15 a 155 ºC y una presión de al menos 3 MPa; y dondela reacción se lleva a cabo en ausencia de un catalizador;

(ii) retirar el azufre elemental, y opcionalmente agua, de la corriente combinada; y

(iii) oxidar al menos parte del azufre elemental para formar dióxido de azufre para su uso en la segunda corriente.

Un proceso para desulfuración de gases

Campo de la invención La presente invención se refiere a un proceso para la purificación de gases, más particularmente a un proceso para la retirada de ácido sulfhídrico de un gas, y a un aparato para llevar a cabo dicho proceso.

Antecedentes La presencia de ácido sulfhídrico en las corrientes de gases puede resultar perjudicial para los procesos industriales, provocar corrosión e interferencias en el transporte de gases y causar daños sobre la salud, seguridad y medio ambiente. Por consiguiente, es ventajoso retirar el ácido sulfhídrico antes de que se transfieran los gases, se usen o se purguen a la atmósfera dependiendo de la aplicación.

Normalmente, en las aplicaciones de procesado de gas natural ácido se hace pasar el gas de alimentación que contiene ácido sulfhídrico al interior de una unidad de retirada de gases ácidos (AGR) donde se absorbe el ácido sulfhídrico en una amina por medio de una reacción química. Los gases ácidos separados procedentes de la amina que contiene ácido sulfhídrico se envían a una unidad de recuperación de azufre basada en Claus (SRU) , o alternativamente se pueden inyectar en una zona agotada de la reserva o en un acuífero salino. No obstante, un proceso de tratamiento de gas basado en amina con SRU basada en Claus es un esquema muy costoso tanto desde el punto de vista del coste como operacional, y la inyección de gases ácidos podría implicar varias cuestiones que van desde riesgos potenciales para la salud y seguridad hasta la pérdida de un producto valioso cuando el

mercado del azufre elemental se encuentra en alza.

El documento WO 2004/007358 se refiere a un método para la retirada y recuperación de azufre elemental a partir de corrientes de gases que contienen gases de azufre y son altamente reductoras debido a la presencia de grandes cantidades de hidrógeno y monóxido de carbono.

Por tanto, es deseable proporcionar un proceso de tratamiento de gases mejorado y/o un aparato que mitigue al menos algunos de los problemas asociados a la técnica anterior.

Afirmación de la invención En un primer aspecto, la presente invención proporciona un proceso para tratar una corriente de gases que comprende ácido sulfhídrico, comprendiendo el proceso las etapas de:

(i) mezclar una primera corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico con una segunda corriente que comprende dióxido de azufre para producir una corriente combinada, de modo que se produce azufre elemental por medio de una reacción entre el ácido sulfhídrico y el dióxido de azufre; donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 15 a 155 ºC y a una presión de al menos 3 MPa; donde la reacción se lleva a cabo en ausencia de un catalizador;

(ii) retirar el azufre elemental, y opcionalmente agua, de la corriente combinada; y 45 (iii) oxidar al menos el azufre elemental para formar dióxido de azufre para su uso en la segunda corriente.

Se proporciona un aparato para tratar una corriente de gas llevando a cabo el proceso como se describe en la presente memoria, comprendiendo el aparato:

una entrada para proporcionar una primera corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico; una entrada para proporcionar una segunda corriente de gas que comprende dióxido de azufre; una zona de reacción para combinar las corrientes de gases; una zona de separación para retirar azufre elemental de las corrientes combinadas; medios para oxidar una parte del azufre elemental hasta dióxido de azufre; medios para pasar el dióxido de

azufre hasta la entrada para proporcionar la segunda corriente; medios para proporcionar la temperatura de reacción; medios para proporcionar la presión de reacción.

Se proporciona una instalación de cabeza de pozo que comprende el aparato anterior. Esta puede estar localizada en un punto terrestre o marino. Los puntos marinos incluyen sondeadoras de petróleo y gas y plataformas flotantes para la recuperación de petróleo/gas.

Además, se proporciona un proceso para el tratamiento de una corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico, comprendiendo el proceso las etapas de 65 (i) mezclar una primera corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico con una segunda corriente que comprende dióxido de azufre para producir una corriente combinada, de manera que se produce azufre elemental por medio de una reacción entre ácido sulfhídrico y dióxido de azufre;

(ii) retirar el azufre elemental de la corriente combinada; y

(iii) oxidar al menos parte del azufre elemental para formar dióxido de azufre para su uso en la segunda corriente, donde la primera corriente de gas es gas natural que contiene ácido sulfhídrico. 5

Figuras A continuación, se describe la presente invención de manera adicional con referencia a los dibujos adjuntos proporcionados a modo de ejemplo, donde:

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso para la retirada en volumen de ácido sulfhídrico y un aparato.

La Figura 2 muestra un ejemplo de una configuración de separador/mezclador reactivo de alta presión que se 15 puede usar en la presente invención.

Divulgación detallada de la invención A continuación se describirá la presente invención. En los siguientes capítulos se definen con más detalle diferentes aspectos/realizaciones de la invención. Se puede combinar cada aspecto/realización definida de este modo con cualquier otro aspecto/realización o aspectos/realizaciones a menos que se indique claramente lo contrario. En particular, se puede combinar cualquier característica indicada como preferida o ventajosa con cualquier otra característica o características indicadas como preferidas o ventajosas.

A menos que se afirme lo contrario, todos los porcentajes están en base molar.

El proceso de la invención está destinado a la retirada rentable de especies de azufre de una corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico, y preferentemente para la retirada directa de dichas especies. El proceso se puede llevar a cabo bien en tierra o en el mar. Normalmente, la corriente de gas estará formada por hidrocarburos, dióxido de carbono y ácido sulfhídrico. No obstante, se comprenderá que pueden estar presentes otros gases. Preferentemente, el proceso de la presente invención se lleva a cabo sobre fuentes de gas que comprenden de 0, 05 a un 50 % en volumen de ácido sulfhídrico, más preferentemente de un 0, 1 a un 40 % y del modo más preferido de un 2 a un 35 %, o de un 5 a un 20 % en volumen de ácido sulfhídrico basado en el volumen total de gas.

El proceso retira al menos una parte de, y preferentemente todo, el ácido sulfhídrico de la corriente de gas. Es decir, preferentemente el proceso retira al menos un 50 % en volumen de ácido sulfhídrico, más preferentemente un 75 %, incluso más preferentemente un 90 % y del modo más preferido un 98 %. Es especialmente deseable producir un gas desulfurado apropiado para uso comercial.

El proceso de la presente invención es apropiado para la retirada de ácido sulfhídrico de cualquier corriente de gas que contenga ácido sulfhídrico. Se describirá la invención en particular en relación con corrientes de gas natural (ácidas) que contienen ácido sulfhídrico y corrientes de gas de dióxido de carbono que contienen ácido sulfhídrico. Además, cuando la memoria descriptiva discute el tratamiento de gas natural, el experto en la materia apreciará que se puede aplicar el método a otras corrientes de gas que contengan ácido sulfhídrico.

En una realización de la presente invención, el gas ácido es gas natural. El gas natural es un combustible fósil gaseoso que comprende principalmente hidrocarburos inflamables. Un hidrocarburo inflamable es aquel que arde fácilmente o experimenta ignición en presencia de oxígeno. Los hidrocarburos incluyen, metano, etano, propano, butano, alcanos, alquenos y alquinos. Ignorando las impurezas de ácido sulfhídrico, preferentemente el gas natural comprende al menos un 50 % de metano, más preferentemente un 75 % y del modo más preferido un 90 %. El gas natural puede incluir hasta un 10 % de cada uno de etano, propano, butano y pentano. Puede también contener determinadas cantidades pequeñas (menos de un 2 %) de hidrocarburos volátiles más pesados, aunque estos se retiran del gas antes de su comercialización. El gas natural se encuentra comúnmente con impurezas que incluyen dióxido de carbono, nitrógeno, helio y ácido sulfhídrico. Se encuentra en pozos de petróleo, pozos de gas, pozos de 55 condensado y lechos de carbón. De manera deseable, en esta realización la presión es proporcionada por la fuente de gas natural. Es decir, cuando se extrae el gas del suelo se obtiene a una... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para el tratamiento de una corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico, comprendiendo el

proceso las etapas de 5

(i) mezclar una primera corriente de gas que comprende ácido sulfhídrico con una segunda corriente que comprende dióxido de azufre para producir una corriente combinada, de modo que se produce azufre elemental por medio de una reacción entre el ácido sulfhídrico y el dióxido de azufre; donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 15 a 155 ºC y una presión de al menos 3 MPa; y donde la reacción se lleva a cabo en ausencia de un catalizador;

(ii) retirar el azufre elemental, y opcionalmente agua, de la corriente combinada; y

(iii) oxidar al menos parte del azufre elemental para formar dióxido de azufre para su uso en la segunda corriente.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde se ajusta el caudal de la segunda corriente para mantener 15 una relación estequiométrica de moles de dióxido de azufre : moles de ácido sulfhídrico de 1 : 2-2, 5.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura de modo que se produce azufre elemental como un sólido.

4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura de modo que se produce azufre elemento como un líquido.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera corriente de gas comprende un mínimo de un 50 % en volumen de hidrocarburos inflamables. 25

6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera corriente de gas comprende de un 0, 05 a un 50 % en volumen de ácido sulfhídrico.

7. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera corriente de gas es 30 gas natural que contiene ácido sulfhídrico.

8. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la segunda corriente es una corriente de gas.

9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la reacción de la etapa (i) se lleva a cabo a una presión de al menos 7 MPa.

10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la reacción de la etapa (i)

se lleva a cabo a una temperatura de 115 a 155 ºC. 40

11. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se retira agua concurrentemente con el azufre elemental en la etapa (ii) .

12. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 4 a 11, donde el azufre elemental y el

agua se retiran de la corriente combinada en la etapa (ii) y se separan para dar lugar a una corriente de agua ácida y una corriente de azufre líquida.

13. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos una parte del

dióxido de azufre formado en la etapa (iii) se usa en la segunda corriente de la etapa (i) . 50

14. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa (ii) se lleva a cabo en una unidad de separador, comprendiendo la unidad de separador un separador por gravedad o una centrífuga.

Figura 1 Fig. 2