Procedimiento y dispositivo para la desgasificación de azufre líquido.

Procedimiento para la desgasificación de azufre líquido en un recipiente,

en el que la desgasificación se lleva a cabo en diferentes cámaras, no cerradas por completo una de otra, y cada una de las cámaras presenta una primera zona que es anegada con azufre líquido y una segunda zona que es anegada con un gas, inyectándose una corriente gaseosa en la primera zona respectiva de las cámaras, y en el que el azufre líquido es bombeado en cada caso de la primera zona a una cámara en la segunda zona de la misma cámara y es pulverizado allí, caracterizado por que en la primera cámara se utiliza un gas con contenido en oxígeno como corriente gaseosa inyectada para la separación de H2S y en al menos una de las cámaras dispuestas a continuación de la primera cámara se utiliza gas inerte para la separación de SO2 como corriente gaseosa inyectada.

Procedimiento y dispositivo para la desgasificación de azufre líquido La invención se refiere a un procedimiento para la desgasificación de azufre líquido en un recipiente que presenta dos zonas contiguas, en donde una primera zona del recipiente es anegada con azufre líquido y una segunda zona del recipiente es anegada con un gas, y en donde en la primera zona se inyecta una corriente gaseosa, así como a un dispositivo para la desgasificación de azufre líquido utilizando el procedimiento de acuerdo con la invención.

Los gases disueltos en líquidos albergan siempre el riesgo de una corrosión incrementada en la instalación. En el azufre líquido se encuentran impurezas gaseosas, en particular en forma de H2S (sulfuro de hidrógeno) , H2Sx (polisulfuros de hidrógeno) , SO2 (dióxido de azufre) y eventualmente otros compuestos de azufre gaseosos.

H2S es un compuesto muy peligroso, dado que es venenoso en una concentración menor que 10 ppm en vol. en el aire y actúa mortalmente en el caso de una concentración de algunos cientos de ppm en vol. Además, al alcanzarse una concentración de > 3, 4% en vol. de sulfuro de hidrogeno en el aire se puede formar una mezcla explosiva.

H2S tiene la tendencia de separarse en forma de gas del azufre líquido cuando éste es agitado y enfriado, lo cual sucede particularmente en el caso de la manipulación, el almacenamiento y el transporte. El gas peligroso se acumula entonces en la fase gaseosa de los recipientes de almacenamiento y transporte. A partir de azufre líquido no desgasificado se prepara azufre sólido, H2S y SO2 se separan del azufre asimismo de forma natural en forma de gas. En ambos casos, el azufre líquido no desgasificado representa por lo tanto una fuente para la emisión de H2S y SO2 volátiles en las zonas de almacenamiento y, de esta forma, no sólo provoca contaminaciones de sustancias nocivas así como una contaminación del medio ambiente, sino que también es un riesgo de seguridad considerable.

Por todos estos motivos es necesario separar H2S mediante desgasificación del azufre bruto generado, con el fin de prevenir todos los riesgos de toxicidad, de la formación de un incendio y del riesgo de explosión en el caso de la manipulación, almacenamiento y transporte.

Las empresas industriales que se dedican al azufre (productores, transportistas y consumidores finales) han llegado a un acuerdo sobre regulaciones internacionales que establecen la especificación del producto comercial y en ellas limitan, entre otros, el contenido total de sulfuro de hidrógeno a como máximo 10 ppm en peso.

Se conoce una serie de procedimientos con los que se ha de reducir a menos de 10 ppm el contenido en sulfuro de hidrógeno en el azufre líquido.

En el caso del procedimiento de DGAASS, tal como se describe, por ejemplo, en el documento WO 95/07854 A, azufre es conducido en contracorriente al aire comprimido en una columna con varios platos de separación. El transporte de fases es facilitado mediante estructuras interiores de la columna para aumentar la superficie de contacto.

En el proceso de desgasificación Shell (véase, p. ej., la patente de EE.UU. 6.149.887) la transferencia de fases del líquido a la fase gaseosa es facilitada mediante el burbujeo de aire en el azufre. Mediante el barrido con aire, el H2S es aportado a una combustión posterior con el aire incorporado en forma de burbujas. De manera similar funciona también la tecnología de desgasificación de Exxon Mobil (véase, por ejemplo, el documento US 7.927.577 B2) . También en este caso se encuentra una pluralidad de boquillas tipo Venturi en el fondo de un recipiente que es anegado, al menos en parte, con azufre líquido y a través del cual el gas de arrastre introducido a través de las boquillas se transforma en pequeñas burbujas y, de esta forma, separa del azufre líquido sulfuro de hidrógeno disuelto.

Otros procedimientos que se basan en una desgasificación del azufre líquido con un gas de arrastre se describen, por ejemplo, en el documento US 6.149.887 o el documento WO 03/106335 A1. En el documento US 6.149.887 un gas es conducido a través del azufre líquido, siendo asimismo bombeado el propio azufre líquido. En este caso, éste atraviesa al menos dos compartimientos de desgasificación, estando divididos estos compartimientos de desgasificación en cada caso de nuevo en al menos dos sub-compartimientos y estando los compartimientos de desgasificación separados uno de otro por al menos un tabique. En al menos uno de los sub-compartimientos el gas es inyectado en forma finamente dividida a través del fondo. Mediante orificios entre los sub-compartimientos y los compartimientos de desgasificación se forma una corriente del azufre líquido, con lo que se favorecen las condiciones de transición en la superficie límite gas-líquido.

El documento WO 03/106335 A1 describe finalmente un procedimiento para la separación de sulfuros de hidrógeno a partir de azufre líquido, en el que azufre líquido es incorporado en un recipiente de arriba hacia abajo y, a través de una salida en la cara inferior del dispositivo, fluye hacia un anillo exterior que es gasificado con aire.

Todos estos procedimientos tienen en común que no se puede incorporar en el azufre líquido agente de desgasificación adicional alguno. En el caso de una realización adecuada del procedimiento se puede reducir de esta forma, a pesar de ello, el contenido en sulfuro de hidrógeno por debajo del valor límite exigido por ley de 10 ppm en vol., debiendo utilizarse, sin embargo, aire como gas de arrastre.

El uso de aire conduce, junto a reacciones indeseadas en el sistema, también a una oxidación directa de H2S y H2Sx, así como del propio azufre, con lo que, dependiendo de la temperatura, resulta SO2 en una cantidad de hasta varios cientos ppm en peso en estado disuelto en el azufre.

Una parte del SO2 se encuentra de nuevo en el aire de arrastre junto con el H2S desgasificado, lo cual contribuye en pérdidas de azufre del proceso global.

Mediante la incorporación del oxígeno contenido en el aire, así como mediante la formación de dióxido de azufre, tienen lugar, además de ello, otras reacciones de oxidación. Como consecuencia de ello, aumenta claramente la porción de SO3 contenida en el sistema y otros productos de oxidación de alta calidad, a saber, azufre en una etapa de oxidación de 6+ (H2SO4, ácidos politiónicos, etc.) , lo cual conduce de nuevo a un aumento de la acidez del azufre y de la corrosión que resulta de ello.

Los procedimientos descritos para la desgasificación requieren, por norma general, tiempos de desgasificación muy prolongados (10 a 20 horas) , lo cual conduce a una formación incrementada de SO2.

Si, por el contrario, se utiliza gas inerte como gas de arrastre, todos los compuestos de azufre no pueden ser separados de manera fiable. Éstos pueden descomponerse en el caso del uso ulterior del azufre líquido, con lo cual se forma nuevo H2S. Una desgasificación que, por lo tanto, sólo separa a corto plazo el sulfuro de hidrógeno, pero no los polisulfuros de hidrógeno, no es por lo tanto adecuada para preparar azufre líquido que cumpla de manera permanente, los valores límites de H2S remanente establecidos por ley.

Por este motivo, se desarrolló una serie de procedimientos para la desgasificación de azufre líquido que hacen uso de un catalizador. En este caso es conocido, ante todo, el procedimiento Aquisulf® (véase el documento EP 0 252 836 B1) . En este caso, se destruyen catalíticamente cadenas de polisulfuro, pasando a emplearse el catalizador líquido Aquisulf®. El H2S que resulta con ello, así como el disuelto, son transportados de la fase líquida a la fase gaseosa, pulverizando en cámaras el azufre mediante bombas y boquillas de atomización.

También el documento DE 28 42 141 A1 describe un procedimiento para la desgasificación de azufre líquido utilizando un catalizador. En este caso, una columna de tres platos es barrida con un gas nitrógeno con contenido en amoníaco, y los platos individuales son cargados en isocorriente con azufre y mezcla gaseosa.

Sin embargo, el uso de amoníaco conduce a deterioros persistentes en las piezas de la instalación.

Por lo tanto, es misión de la presente invención proporcionar un procedimiento en el que se separen de manera fiable H2S disuelto así como otros polisulfuros de hidrógeno contenidos en el sistema, mantener baja la formación de SO2 y, al mismo tiempo, hacer superfluo el uso de un catalizador.

Este problema se resuelve con la invención mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 y mediante un dispositivo conforme a la reivindicación 6.

En el procedimiento continuo, la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la desgasificación de azufre líquido en un recipiente, en el que la desgasificación se lleva a cabo en diferentes cámaras, no cerradas por completo una de otra, y cada una de las cámaras presenta una primera zona que es anegada con azufre líquido y una segunda zona que es anegada con un gas, inyectándose una corriente gaseosa en la primera zona respectiva de las cámaras, y en el que el azufre líquido es bombeado en cada caso de la primera zona a una cámara en la segunda zona de la misma cámara y es pulverizado allí, caracterizado por que en la primera cámara se utiliza un gas con contenido en oxígeno como corriente gaseosa inyectada para la separación de H2S y en al menos una de las cámaras dispuestas a continuación de la primera cámara se utiliza gas inerte para la separación de SO2 como corriente gaseosa inyectada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la corriente gaseosa inyectada en la primera zona y/o el gas que anega la segunda zona se comporta inerte frente a H2S, sulfanos y/o azufre o es un gas con contenido en oxígeno.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la segunda zona de la al menos una primera cámara es recorrida por otra corriente gaseosa.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la pulverización del azufre líquido tiene lugar en contracorriente con la corriente gaseosa que recorre la segunda zona.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el azufre líquido se mantiene a una temperatura de 120 a 140ºC, preferiblemente de 130 a 135ºC.

6. Dispositivo para la desgasificación de azufre líquido, con un recipiente (1) , en donde el recipiente (1) está dividido por un tabique (5) en al menos dos cámaras (b, c) no cerradas por completo una de otra, y que puede ser anegado en una primera zona (2) con azufre líquido y en una segunda zona (3) con gas, con un primer dispositivo (25) , que desemboca en la segunda zona (3) de la primera cámara (b) , para la pulverización de azufre líquido, estando unido el primer dispositivo (25) para la pulverización de azufre líquido, a través de una tubería (22) , con una bomba (21) alimentada a partir de la primera zona (2) de la primera cámara (b) , y con un segundo dispositivo (25") , que desemboca en la segunda zona (3) de la cámara (c) dispuesta a continuación de la primera cámara, para la pulverización de azufre líquido, estando unido el segundo dispositivo (25") para la pulverización de azufre líquido, a través de una tubería (22") , con una bomba (21") alimentada a partir de la primera zona (2) de la cámara (c) dispuesta a continuación de la primera cámara, caracterizado por al menos un primer dispositivo (12) para la inyección de un gas con contenido en oxígeno en el azufre líquido en la primera zona (2) de la primera cámara (b) , y al menos un segundo dispositivo (31) para la inyección de un gas inerte en el azufre líquido en la primera zona (2) de la cámara (c) dispuesta continuación de la primera cámara.

7. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por una bomba (21) alimentada a partir de la primera zona (2) , estando unido el dispositivo (25) para la pulverización de azufre líquido a través de una tubería (22) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que en la segunda zona (3) están previstas una tubería de entrada (13) y una tubería de salida (14) para una corriente gaseosa adicional.