Procedimiento y dispositivo para tratar una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada.

Procedimiento (1) para tratar una solución alcalina de sal de aminoácido (3) contaminada,

el cual comprende los pasos

- introducción de dióxido de carbono (2) en la solución de sal de aminoácido (3) y, debido a ello, precipitación de sales de carbonato y/o de carbamato (4),

- separación por filtración de las sales de carbonato y/o de carbamato (4) precipitadas,

- enfriamiento del filtrado y, debido a ello, cristalización del aminoácido y/o de la sal de aminoácido (7),

- separación por filtración del aminoácido cristalizado y/o de la sal de aminoácido (7) cristalizado,

- disolución del aminoácido y/o de la sal de aminoácido separado por filtración (7) y, debido a ello, recuperación de una solución tratada de sal de aminoácido (15).

Procedimiento y dispositivo para tratar una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada La presente invención hace referencia a un procedimiento para tratar una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada. La invención hace referencia además a un dispositivo para tratar una solución contaminada destinada a la absorción de dióxido de carbono.

En las centrales eléctricas alimentadas por combustible fósil, para generar energía eléctrica, a través de la combustión de un combustible fósil se produce un gas residual que contiene dióxido de carbono. Para evitar, así como para disminuir las emisiones de dióxido de carbono, el dióxido de carbono debe ser separado de los gases residuales. Para separar el dióxido de carbono de una mezcla de gases se conocen en general diferentes métodos. En particular, para separar dióxido de carbono de un gas residual después de un proceso de combustión es habitual emplear el método de absorción -desorción. A escala industrial, el dióxido de carbono es separado del gas residual a través de un agente de absorción.

En un proceso de absorción -desorción clásico, el gas residual en una columna de absorción es puesto en contacto con un agente de absorción selectivo como agente de lavado, siendo absorbido por el agente de lavado. El agente de absorción cargado entonces con dióxido de carbono es guiado a una columna de desorción para separar el dióxido de carbono y regenerar el agente de absorción. El agente de absorción cargado es calentado, donde el dióxido de carbono es desorbido nuevamente por el agente de absorción, formándose un agente de absorción regenerado. El agente de absorción regenerado es guiado otra vez a la columna de absorción, donde nuevamente puede absorber dióxido de carbono del gas de escape que contiene dióxido de carbono.

Los agentes de absorción comunes presentan una buena selectividad y una capacidad elevada para el dióxido de carbono a ser separado. Se consideran especialmente apropiados los agentes de absorción a base de aminas, como por ejemplo la monoetanolamina. También en la industria química las soluciones de amina se utilizan como agentes de absorción.

A través del contacto del agente de absorción con el gas residual, junto con el dióxido de carbono, una gran cantidad de impurezas provenientes del gas residual y subproductos del gas residual penetran en el agente de absorción. Con el transcurso del tiempo el agente de absorción se daña durante un proceso de absorción -desorción también debido a la carga térmica permanente. Por ello, el agente de absorción debe reemplazarse de forma continua. Junto con las impurezas y los productos de degradación, en el proceso de absorción -resorción se expulsa siempre también una cantidad comparativamente elevada de agente de absorción no consumido.

Al utilizarse agentes de absorción a base de aminas, las aminas pueden recuperarse a través de la destilación. Las soluciones de amina con los constituyentes menores ácidos del gas residual forman sales estables. A través del tratamiento de destilación de la solución de aminas, es decir a través de la evaporación de las aminas fácilmente volátiles y de su posterior condensación, es posible separar las impurezas con punto de ebullición más elevado y, con ello, purificar la solución de aminas. Sin embargo, la considerable presión de vapor de las aminas, la cual se aprovecha para la purificación mediante destilación, implica que durante el proceso de absorción -desorción las aminas, en una pequeña proporción -sean evacuadas en el ambiente con el gas residual purificado, lo cual conduce a cargas atmosféricas no deseadas. Los procesos de purificación mediante destilación requieren además un elevado consumo de energía.

Las sales de aminoácidos, por el contrario, no presentan una presión de vapor mensurable y, por lo tanto, tampoco son liberadas en el ambiente con el gas residual. No obstante, debido a esto, tampoco es posible un tratamiento mediante destilación de una solución de sal de aminoácidos. Hasta el momento no se conoce ningún procedimiento de purificación para una solución de sal de aminoácidos. Por consiguiente, la cantidad descargada de solución de sal de aminoácidos consumida debe ser desechada por completo.

En la solicitud US4180548 se revela un procedimiento para el tratamiento de un agente de absorción que contiene aminoácidos.

Es objeto de la presente invención indicar un procedimiento para el tratamiento de una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada, el cual pueda emplearse a escala industrial y presente una efectividad elevada. Otro objeto de la invención consiste en indicar un dispositivo para el tratamiento de una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada, el cual puede ser integrado a un dispositivo de separación de dióxido de carbono.

El objeto de la invención que se orienta a un procedimiento, conforme a la invención, se alcanzará a través de un procedimiento para el tratamiento de una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada según la reivindicación 1.

En un primer paso del proceso, en la solución de sal de aminoácido se introduce dióxido de carbono, donde precipitan sales de carbonato y/o de carbamato. En un segundo paso del proceso, la sal de carbonato y/o de carbamato precipitada es separada por filtración, obteniéndose con ello un filtrado. A su vez, en un tercer paso, el filtrado es enfriado, gracias a lo cual el aminoácido y/o la sal de aminoácido se cristalizan. En un cuarto paso, finalmente el aminoácido y/o la sal de aminoácido se separan por filtración. En el último y quinto paso el aminoácido y/o la sal de aminoácido es agregado nuevamente a la solución, de manera que de este modo se recupera una solución tratada de sal de aminoácido.

La invención se basa en el hecho de tratar una solución alcalina de sal de aminoácido contaminada a través de una cristalización selectiva. La invención saca provecho del hecho de que el comportamiento de cristalización de los aminoácidos depende en alto grado del valor de pH.

Las soluciones de sal de aminoácidos utilizadas en procesos de absorción -desorción presentan por lo general un valor de pH muy elevado, aproximadamente de entre 10 y 13. Bajo esas condiciones el aminoácido se presenta como carboxilato. Gracias a la carga negativa del carboxilato es bien soluble en agua. De acuerdo con la invención se prevé reducir la solubilidad en agua del aminoácido disminuyendo el valor de pH. Los aminoácidos muestran la solubilidad más reducida en el así llamado punto isoeléctrico. Allí el aminoácido como carboxilato y como forma de amonio se encuentran en equilibrio uno con respecto al otro (ion mixto) . Sin embargo, no debe tratarse exactamente del punto isoeléctrico, en donde la cristalización se desarrolla con un rendimiento particularmente elevado. El valor óptimo de pH para la cristalización de metil alanina -potasio asciende por ejemplo de 9.0 a 9.5.

Para reducir el valor pH se considera especialmente ventajosa la utilización de dióxido de carbono, puesto que el dióxido de carbono es un componente que se encuentra presente en todo el proceso. El proceso en su totalidad comprende además un proceso de desorción, de manera que en el proceso de desorción el dióxido de carbono puede ser separado nuevamente de la solución tratada de sal de aminoácido para alcanzar nuevamente la alcalinidad necesaria de la solución de sal de aminoácido.

Dependiendo de la vía de reacción que adopte preferentemente la sal de aminoácido, al aplicar el dióxido de carbono se forma principalmente el carbamato del aminoácido o, sin embargo, el bicarbonato o carbonato. En el caso de las sales de aminoácido que forman bicarbonato, con frecuencia el bicarbonato formado es menos soluble que los propios aminoácidos, de manera que ya durante la aplicación de gas el hidrogenocarbonato alcalino con dióxido de carbono precipita por lo general hidrogenocarbonato de potasio. La sustancia sólida cristalina es separada por filtración y el licor madre restante es suministrado a un reactor de cristalización, en donde la solución es enfriada. De este modo, el aminoácido precipita en forma pura.

A través del procedimiento acorde a la invención es por primera vez posible separar impurezas que se producen en pequeñas concentraciones en un disolvente a base de sal de aminoácidos debido a un ingreso a través del gas residual o a la degradación del disolvente. De este modo, el aminoácido es influenciado en el valor de pH a través de la adición de dióxido de carbono, de manera que el aminoácido puro se cristaliza y las impurezas pueden ser separadas con la solución restante (licor madre) . A continuación,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento (1) para tratar una solución alcalina de sal de aminoácido (3) contaminada, el cual comprende los pasos -introducción de dióxido de carbono (2) en la solución de sal de aminoácido (3) y, debido a ello, precipitación de sales de carbonato y/o de carbamato (4) , -separación por filtración de las sales de carbonato y/o de carbamato (4) precipitadas, -enfriamiento del filtrado y, debido a ello, cristalización del aminoácido y/o de la sal de aminoácido (7) , -separación por filtración del aminoácido cristalizado y/o de la sal de aminoácido (7) cristalizado, -disolución del aminoácido y/o de la sal de aminoácido separado por filtración (7) y, debido a ello, recuperación de una solución tratada de sal de aminoácido (15) .

2. Procedimiento (1) según la reivindicación 1, donde la solución alcalina de sal de aminoácido (3) contaminada es concentrada antes de introducir el dióxido de carbono (2) .

3. Procedimiento (1) según la reivindicación 2, donde para la concentración vapor caliente (18) es introducido en la solución de sal de aminoácido (3) , donde se forman una solución de sal de aminoácido (17) concentrada y un condensado (19) .

4. Procedimiento (1) según la reivindicación 3, donde el condensado (19) se utiliza para disolver el aminoácido y/o la sal de aminoácido separado por filtración (15) .

5. Procedimiento (1) según una de las reivindicaciones 1 ó 4, donde las sales de carbonato y/o de carbamato (4) precipitadas son disueltas en la solución tratada de sal de aminoácido (15) .

6. Procedimiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde el dióxido de carbono (2) introducido es tomado de un proceso de desorción (20) de dióxido de carbono.

7. Procedimiento (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, donde la solución tratada de sal de aminoácido (15) es suministrada a un proceso de desorción de dióxido de carbono, donde el dióxido de carbono (2) contenido en la solución tratada de sal de aminoácido (15) es desorbido en el proceso de desorción (20) .

8. Procedimiento (1) según una de las reivindicaciones 6 ó 7, donde el proceso de desorción (20) forma parte de un proceso de separación (22) de dióxido de carbono que se encuentra integrado a un proceso de central eléctrica (23) alimentada por combustible fósil.

9. Dispositivo (30) para tratar un agente de absorción contaminado para dióxido de carbono, el cual comprende

- un primer reactor (32) , en donde puede ser introducido un disolvente contaminado y dióxido de carbono, -un primer filtro (33) que se encuentra conectado al primer reactor (32) mediante un conducto (43) , para separar carbonato y/o sal de carbamato desde un disolvente, -un segundo reactor (34) que se encuentra conectado al primer filtro (33) mediante un conducto (46) , para la cristalización de aminoácido y/o de sal de aminoácido desde el disolvente, -un segundo filtro (35) que se encuentra conectado al segundo reactor (34) para la separación del aminoácido cristalizado y/o de la sal de aminoácido desde el disolvente, y -un recipiente de disolución (36) que se encuentra conectado al segundo filtro (35) , al cual puede suministrarse aminoácido cristalizado y/o sal de aminoácido y un disolvente.

10. Dispositivo (30) según la reivindicación 9, el cual comprende además un dispositivo de separación de dióxido de carbono, donde el dispositivo de separación comprende un circuito del agente de absorción y un acumulador de dióxido de carbono, y donde el primer reactor (32) se encuentra conectado al acumulador mediante un conducto (38) para el suministro de dióxido de carbono, y se encuentra conectado al circuito del agente de absorción mediante un conducto (37) para el suministro de un disolvente contaminado.

11. Dispositivo (30) según una de las reivindicaciones 9 ó 10, el cual comprende además un evaporador (57) que se encuentra situado aguas arriba del primer reactor (32) y que, para calentar, mediante un conducto de vapor (60) , se encuentra conectado a un generador de vapor de una central eléctrica alimentada por combustible fósil.

12. Dispositivo (30) según la reivindicación 11, caracterizado porque el evaporador (57) se encuentra conectado al

recipiente de disolución (36) mediante un conducto, de manera que vapor condensado puede ser suministrado al recipiente de disolución (36) como disolvente.

13. Dispositivo (30) según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el primer filtro (33) se encuentra conectado al recipiente de disolución (45) mediante un conducto para el aminoácido y/o para la sal de aminoácido.

14. Dispositivo (30) según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el primer reactor (32) se

encuentra conectado a un acumulador de dióxido de carbono, el cual forma parte de un dispositivo de separación de dióxido de carbono que se encuentra integrado a la central eléctrica alimentada por combustible fósil.

15. Dispositivo (30) según una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque el recipiente de disolución (36) , para descargar un disolvente tratado, se encuentra conectado a una unidad de desorción del dispositivo de separación de dióxido de carbono.