Retención de aminas en la separación de gases ácidos por medio de agentes de absorción de amina.

Procedimiento para la separación de gases ácidos de un flujo de fluido,

en el que

a) se trata el flujo de fluido en una zona de absorción con un agente de absorción que comprende una solución acuosa al menos de una amina,

b) se conduce el flujo de fluido tratado por al menos dos zonas de lavado y se trata con una fase acuosa no ácida para transferir amina arrastrada y/o productos de descomposición de amina arrastrados al menos parcialmente a la fase acuosa, reciclándose la fase acuosa a través de al menos una zona de lavado y conduciéndose la fase acuosa sin reciclado por al menos una zona de lavado,

en el que una primera zona de lavado está dispuesta por encima de la zona de absorción y una segunda zona de lavado está dispuesta por encima de la primera zona de lavado, en el que se recicla la fase acuosa a través de la segunda zona de lavado, se conduce un flujo parcial de la fase acuosa reciclada a través de la segunda zona de lavado por la primera zona de lavado y se combina la fase acuosa que sale de la primera zona de lavado con el agente de absorción en la zona de absorción y se enfría la fase acuosa reciclada a través de la segunda zona de lavado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/055750.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: MOSER, PETER, SIEDER,GEORG, GARCIA ANDARCIA,HUGO RAFAEL, NOTZ,RALF, SCHMIDT,SANDRA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por absorción.
  • B01D53/62 B01D 53/00 […] › Oxidos de carbono.

PDF original: ES-2543313_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Retención de aminas en la separación de gases ácidos por medio de agentes de absorción de amina

La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación de gases ácidos de un flujo de fluido, por ejemplo para la separación de dióxido de carbono de gases de humo.

En numerosos procesos en la industria química se producen flujos de fluidos que contienen gases ácidos, tales como por ejemplo CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS o mercaptanos. En el caso de estos flujos de fluidos puede tratarse por ejemplo de flujos de gas tales como gas natural, gas de refinería, gas de síntesis, gases de humo o gases de reacción que se producen durante el compostaje de residuos que contienen sustancias orgánicas. La separación de los gases ácidos de estos flujos de fluidos es deseable por distintos motivos.

La separación de dióxido de carbono de gases de humo sirve en particular para la reducción de la emisión de dióxido de carbono, que se considera causa principal del denominado efecto invernadero.

El gas de síntesis está compuesto esencialmente de monóxido de carbono e hidrógeno. El gas de síntesis se prepara generalmente mediante oxidación parcial o reformación con vapor de hidrocarburos. El gas de síntesis bruto contiene gases ácidos tales como dióxido de carbono, ácido sulfhídrico o sulfuro de carbonilo que deben separarse.

El contenido en gases ácidos en gas natural se reduce mediante medidas de procesamiento adecuadas directamente en la fuente de gas natural, ya que éstos forman en el agua arrastrada con frecuencia por el gas natural ácidos que actúan de manera corrosiva.

A escala industrial se usan como agente de absorción para la separación de gases ácidos, tales como dióxido de carbono, de flujos de fluidos con frecuencia soluciones acuosas de bases orgánicas, por ejemplo aminas tales como en particular alcanolaminas. Durante la disolución de gases ácidos se forman a este respecto productos iónicos a partir de la base y de las partes constituyentes de gas ácido. El agente de absorción puede regenerarse mediante calentamiento, distensión a una presión más baja o rectificación, haciéndose reaccionar de vuelta los productos iónicos para dar gases ácidos y/o separándose por rectificación los gases ácidos por medio de vapor. Tras el proceso de regeneración puede usarse de nuevo el agente de absorción.

Las aminas presentan sin embargo una presión de vapor que no ha de pasarse por alto. Por tanto, el flujo de fluido liberado de gases ácidos contiene trazas de aminas. La contaminación del flujo de fluido tratado es indeseable por distintos motivos. Así es desventajoso cuando con el gas de humo tratado se escapan trazas de aminas al medio ambiente.

El gas de síntesis es el material de partida de otras reacciones catalíticas. Las trazas de amina pueden actuar a este respecto como veneno de catalizador.

El contenido en aminas en gas natural o el LPG (//gu/f/ed pefro/eum gas, gas licuado del petróleo) preparado a partir de éste mediante licuación puede estar sujeto igualmente a limitaciones.

En el estado de la técnica se ha propuesto lavar el flujo de fluido tratado con una fase acuosa para transferir la amina arrastrada al menos parcialmente a la fase acuosa.

El documento EP 0 798 029 A2 da a conocer un procedimiento, en el que se trata un gas para la absorción de dióxido de carbono con un compuesto amino básico y el gas tratado se lleva a contacto entonces a de 20 °C a 60 °C con una fase acuosa para transferir amina básica arrastrada al menos parcialmente a la fase acuosa. La fase acuosa debe ser preferentemente un condensado que se separa por condensación del dióxido de carbono liberado en la torre de regeneración.

Del documento US 2008/0159937 se deduce un procedimiento para la separación de dióxido de carbono de un flujo de gas, en el que el flujo de gas empobrecido en dióxido de carbono se lava con agua en una sección de empaquetadura de la torre de absorción. El agua puede ser un condensado de la cabeza de la columna de regeneración o agua nueva para la compensación de cantidades de pérdida.

El uso del condensado, que se separa por condensación del dióxido de carbono liberado en la torre de regeneración, como agua de lavado tiene la ventaja de que no altera el equilibrio del agua del circuito del agente de absorción. Por otro lado, el condensado se encuentra a disposición sólo en cantidad limitada. El agua nueva puede usarse sólo en cantidad limitada para no diluir el agente de absorción y acumular agua en el procedimiento. La cantidad de agua nueva que va a proporcionarse resulta de la diferencia del contenido en agua del flujo de fluido que entra y de los flujos que salen. Para la configuración mostrada en la figura 1, por ejemplo el flujo que entra 1 y los dos flujos que salen 21 y 25 entran en el equilibrio del agua. El agua nueva necesaria para la compensación de cantidades de pérdida se designa también como agua de reposición (flujo 11 en la figura 1). Los flujos que salen están saturados de vapor de agua. El contenido en agua del flujo de fluido que entra depende de distintas condiciones. En caso de un flujo de fluido que entra saturado de agua se reduce el flujo de reposición que se encuentra a disposición con diferencia de presión que se vuelve más pequeña entre la absorción y la regeneración. Como consecuencia, en

particular en el lavado de gas de humo, en el que la presión de absorción se encuentra casi a la presión atmosférica, está limitada la cantidad de agua de reposición que se encuentra a disposición.

Para conseguir no obstante una acción de lavado suficiente con cantidad de agua de lavado limitada se ha propuesto no conducir el agua de lavado en el paso sencillo por la zona de lavado, sino recircular por bombeo o reciclar el agua de lavado, es decir acumularla por debajo de la zona de lavado y proporcionarla de nuevo por encima de la zona de lavado. Opcionalmente puede conducirse el agua de lavado a este respecto a través de un refrigerador adicional. Mediante la refrigeración se separa por condensación agua del flujo de fluido tratado. Para evitar una acumulación de partes constituyentes del agente de adsorción separadas por lavado en el circuito de agua de lavado se descarga una cantidad parcial del agua de lavado y se sustituye por agua de reposición. El agua descargada del circuito de agua de lavado se conduce habitualmente al circuito de agente de absorción.

En Satish Reddy ef a/. Fluor's Econamine FG PlusSM Technology presentado en la Second National Conference on Carbón Sequestration, National Energy Technology Department of Energy, Alexandria VA, EE UU., 5-8 de mayo, 2003 está descrita una forma de realización típica de un procedimiento de lavado de gas con una zona de lavado con agua de lavado recirculada por bombeo.

Mediante el reciclado y la refrigeración opcional del agua de lavado puede elevarse la acción de lavado. Las proporciones de volumen habituales de agua de lavado reciclado y agua de reposición se encuentran entre 10 y 500. Mediante el reciclaje se produce sin embargo un remezclado del agua de lavado. Con proporciones de volumen muy altas de agua de lavado reciclada y agua de reposición puede conseguirse en la zona de lavado tan sólo como máximo la acción de una etapa de separación teórica, independientemente de la longitud del segmento de contacto en la zona de lavado.

El documento WO 2010/102877 describe un procedimiento, en el que el flujo de gas empobrecido en dióxido de carbono se lava con una disolución acuosa ácida para reducir la cantidad de aminas y de productos de degradación básicos contenidos en el mismo. Entre la zona de absorción de dióxido de carbono y el lavado ácido puede estar previsto un lavado con agua.

El documento FR 2 938 454 y el documento US 2003/0045756 describen igualmente lavados de gases que se trataron con soluciones de amina.

La presente invención se basa en el objetivo de mostrar un procedimiento para la separación de gases ácidos de flujos de fluidos, en particular para la separación de dióxido de carbono de gases de humo, que permita una retención más eficaz de aminas de los flujos de fluidos tratados.

La invención proporciona un procedimiento para la separación de gases ácidos de un flujo de fluido, en el que

a) se trata el flujo de fluido en una zona de absorción con un agente de absorción que comprende una solución acuosa al menos de una amina,

b) se conduce el flujo de fluido tratado por al menos dos zonas de lavado y se trata con una fase acuosa no ácida para transferir amina arrastrada y/o productos de descomposición de amina arrastrados al menos parcialmente a la fase acuosa, reciclándose fase acuosa a través de al... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la separación de gases ácidos de un fiujo de fiuido, en el que

a) se trata el flujo de fiuido en una zona de absorción con un agente de absorción que comprende una solución acuosa al menos de una amina,

b) se conduce el flujo de fluido tratado por al menos dos zonas de lavado y se trata con una fase acuosa no áclda para transferir amina arrastrada y/o productos de descomposición de amina arrastrados al menos parcialmente a la fase acuosa, reciclándose la fase acuosa a través de al menos una zona de lavado y conduciéndose la fase acuosa sin reciclado por al menos una zona de lavado,

en el que una primera zona de lavado está dispuesta por encima de la zona de absorción y una segunda zona de lavado está dispuesta por encima de la primera zona de lavado, en el que se recicla la fase acuosa a través de la segunda zona de lavado, se conduce un flujo parcial de la fase acuosa reciclada a través de la segunda zona de lavado por la primera zona de lavado y se combina la fase acuosa que sale de la primera zona de lavado con el agente de absorción en la zona de absorción y se enfría la fase acuosa reciclada a través de la segunda zona de lavado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las zonas de lavado presentan cargas, empaquetaduras y/o platos.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que la zona de absorción está dispuesta en una columna de absorción y al menos una zona de lavado está configurada como sección de la columna de absorción dispuesta por encima de la zona de absorción.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que la zona de absorción está dispuesta en una columna de absorción y al menos una zona de lavado está dispuesta en una columna de lavado distinta de la columna de absorción.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se alimenta agua de alimentación en la segunda zona de lavado.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se regenera el agente de absorción cargado en un dispositivo de rectificación mediante calentamiento con evaporación parcial del agente de absorción, liberándose los gases ácidos al menos parcialmente.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que se regenera el agente de absorción cargado en un dispositivo de rectificación mediante calentamiento con evaporación parcial del agente de absorción, liberándose los gases ácidos al menos parcialmente, y se enfrían los gases ácidos liberados para condensar el vapor de agua arrastrado al menos parcialmente y se usa el condensado al menos parcialmente como agua de alimentación.

8. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el agua de alimentación comprende al menos parcialmente agua nueva.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la cantidad de agua nueva corresponde esencialmente a la cantidad de pérdida de agua del circuito de agente de absorción.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el flujo de fluido tratado se lava a continuación con una solución acuosa ácida.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que se conduce el flujo de fluido tratado por una zona de lavado, a través de la cual se recicla la solución acuosa ácida.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 10 u 11, en el que como solución acuosa ácida se usa un agua de proceso ácida procedente del tratamiento de gases que contienen dióxido de azufre.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la amina comprende al menos una amina primaria o secundaria.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la amina comprende al menos una alcanolamina y/o al menos un derivado de piperazina.


 

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