BR0213753B1 - processo para a remoção de h2s de um gás rico em h2s e para a produção de enxofre. - Google Patents

Description

"PROCESSO PARA A REMOÇÃO DE H2S DE UM GÁS RiCO EM H2S E PARA A PRODUÇÃO DE ENXOFRE"

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção atual refere-se a um processo para a remoção de sulfeto de hidrogênio de gás natural ou outro gás industrial, em um sistema integrado onde é produzido enxofre.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Um dos sistemas mais comuns para o processamento de gases contendo sulfeto de hidrogênio e produzindo enxofre envolve o uso de etapas bem conhecidas de absorção - extração para separar o H2S5 e o bem conhecido processo Claus para produzir enxofre. Em tal sistema, de forma simplificada, as etapas básicas usualmente são:

(a) Remoção de H2S de um gás ácido, utilizando um absorvente de H2S, para se obter um produto de gás não acidulado.

(b) A extração do H2S do absorvente rico em H2S para obter-se H2S.

(c) A combustão do H2S para obter-se SO2 e H2S.

(d) A reação do H2S com SO2, catalisada por sólido em alta temperatura para formar e recuperar S e para produzir um gás de saída contendo quantidades reduzidas de H2S e SO2.

(e) Tratamento do gás residual da etapa (d) para recuperar como S uma fração maior das quantidades remanescentes de H2S e SO2 e para formar um gás de chaminé que.poderá ser liberado para a atmosfera.

As etapas (c) e (d) combinadas com freqüência são consideradas como o processo Claus.

Um sistema que é direcionado para o tratamento de gás ácido mas não incluí a reação de H2S para formar enxofre é mostrado nas figuras 14 - 25 de Kohl e Riesenfeld, GulfPublishing Co., 1985, "Gas Purification", 3rd Edition. A figura 14 - 25 na referência de Kohl et al. mostra as etapas básicas de (a) remoção de H2S do gás ácido utilizando-se um absorvente para retirar o H2S, de forma a obter-se um gás tratado (gás adoçado) de teor reduzido de H2S saindo do topo da torre absorvedora ou "de contato" e o absorvente rico em H2S saindo do fundo da torre absorvedora; e (b) a extração do H2S para fora do absorvente rico em H2S, através de uma técnica de regeneração/expansão e uma técnica de regeneração/aquecimento para extrair o H2S do absorvente e obter-se H2S e um absorvente regenerado (limpo) para a reutilização na etapa (a).

O sistema ilustrado na referência de Kohl et al. usa um absorvente físico, como carbonato de propileno.

Um solvente químico poderia ser utilizado naquele sistema do tipo básico, possivelmente sem a parte de regeneração/expansão da etapa (b). Exemplos de absorventes do tipo químico conhecidos incluem aminas, tais como monoetanolamina ("MEA").

Assim como- a referência de Kohl et al. na figura 14 - 25 é direcionada para etapas de absorção/extração de H2S-, também a figura 5 de um trabalho de Lynn et al., "The University of Califórnia Berkeley's Sulfur Recovery Pirocess: Claus Revisited", 1999, Sulfur Recovery Conference, Austin, TX, 24 - 27 de outubro, 1999, mostra que o H2S resultante de absorção/extração pode ser direcionado para um reator. Os reatores ilustrados no trabalho de outubro de 1999 são utilizados em combinação com uma planta Claus (ver, por exemplo, o forno ilustrado na figura 4). O gás rico em SO2 da forno é direcionado para o fundo de uma coluna absorvedora de SO2. O SO2 é resfriado no fundo do absorvedor de SO2 utilizando-se um solvente orgânico resfriado (absorvente de SO2) que é recirculado, através de um trocador de calor por resfriamento brusco com solvente, em um circuito fechado no fundo do absorvedor de SO2.

O trabalho de outubro de 1999 também mostra na figura 4 um diagrama de fluxo de processo para uma unidade de tratamento de gás residual Claus da Shell (SCOT). É bem conhecido na indústria de recuperação de enxofre que uma unidade SCOT poderá ser utilizada a jusante de uma planta Claus como uma unidade de limpeza de gás residual (TGCU) para aumentar a recuperação de enxofre o que, de outra forma, somente seria feito utilizando-se uma planta convencional Claus.

A ilustração da figura 4 da unidade SCOT mostra etapas incluindo (a) a combinação dè um gás de redução com o gás residual Claus, (b) a redução (hidrogenação) do gás residual contendo SO2, S, COS, e CS2 no reator SCOT para obter-se uma corrente rica em H2S-, (c) o resfriamento brusco da corrente rica em H2S através do contato direto com água ean uma torre para resfriamento brusco, (d) etapas de absorção/extração de H2S para produzir uma corrente de H2S, e (e) o reciclo da corrente de H2S para a planta Claus. Assim sendo, a figura 4 do trabalho de outubro de 1999 é um exemplo do uso de um resfriamento brusco aquoso direto por contato em um processo de recuperação de enxofre, apesar de ser para resfriar um gás rico em H2S e não um gás rico em SO2, conforme a invenção atual.

Outra referência que ilustra um processo semelhante àquele mostrado na figura 4 do trabalho de outubro de 1999 é o de Naber et al., "New Shell Process Treats Claus Off-Gas", Chemical Engineering Progress, Vol 69, nr. 12, página 29, dezembro de 1973.

O próprio proçesso Claus, que consiste de uma série de reatores nos quais SO2 e H2S reagem para formar água e vapor de enxofre. A reação é limitada em equilíbrio em temperaturas acima do ponto de orvalho do vapor de enxofre. A corrente de gás de topo de cada reator está próxima do equilíbrio químico. Em operação normal, a maior parte do enxofre é condensada entre os reatores para permitir uma reação adicional na etapa seguinte. No entanto, no processo Claus, os condensadores operam acima do ponto de orvalho da água para evitar a formação do líquido Wackenroder (uma mistura aquosa diluída de enxofre coloidal e uma solução de sulfóxi ácidos; ver o dicionário químico de Hackh, quarta edição, 1969) e os problemas que a sua formação apresentaria. Isto é feito mesmo apesar da presença do vapor d'água na corrente gasosa limitar a extensão da reação que pode ser obtida e portanto é necessária a instalação de um processo de tratamento do gás residual.

A minha solicitação de patente internacional anterior WO 99/12849, a qual é incorporada aqui como referência, descreve um processo no qual o sulfeto de hidrogênio gasoso (H2S) reage com dióxido de enxofre gasoso (SO2) na presença de um líquido ou solvente orgânico e onde ocorre a seguinte reação:

2 H2Sfc) + S02(g) - 3 S(I)+ 2 H20(g) (]}

No reator, é desejado operar-se acima do ponto de fusão do enxofre. Os gases da reação poderão escoar em paralelo ou em contracorrente com uma corrente do líquido orgânico. Um exemplo preferido de tal reator é uma coluna do tipo de bandejas na qual os gases da reação escoam em contracorrente com uma corrente do líquido orgânico. O enxofre produzido pela reação (1) em qualquer tipo de reator forma uma fase líquida separada que escoa em paralelo com o líquido orgânico.

O dióxido de enxofre gasoso é produzido pela combustão desse sulfeto de hidrogênio.

De preferência esta combustão é conduzida rica em combustível para evitar o risco de formação de SO3 e NOx, os quais são ambos indesejáveis. No entanto, se a combustão é rica em combustível, então se forma enxofre elementar além do SO2 que será condensado e parcialmente dissolvido no solvente utilizado no absorvedor de SO2, o que é indesejável. Por outro lado, se a combustão é executada com pouco combustível, o oxigênio livre que acompanha a combustão com pouco combustível pode causar uma degradação do solvente no absorvedor de SO2- Além disso, o vapor d'água é formado pela combustão de H2S e quaisquer hidrocarbonetos que estão presentes no gás ácido alimentado para o forno. A maior parte do vapor d'água também será condensada no solvente no absorvedor de SO2. A presença do vapor d'água juntamente com SO2 requer um resfriamento adicional, ou uma vazão maior de solvente, no absorvedor. Além disso, aquela água deve ser fervida para fora do solvente na torre de extração de SO2, dessa forma aumentando a energia requerida na operação da torre de extração. Além disso, a maior parte deste vapor d'água adicionado deve ser condensado do SO2 que sai da torre de extração antes que o último entre na coluna do reator, para evitar uma vazão excessiva de vapor dentro da coluna do reator.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção atual, é apresentado um processo para a remoção de H2S de um gás rico em H2S e a produção de enxofre, que é composto de:

(a) reação do H2S de um gás rico em H2S com SO2 para produzir enxofre e um gás de saída do reator contendo H2S e H2O;

(b) combustão do gás de saída do reator para produzir um gás de combustão contendo SO2, e vapor d'água;

(c) o resfriamento do gás de combustão da etapa (b) para condensar o vapor d'água e o enxofre e produzir uma corrente aquosa composta principalmente de água; e"

(d) a introdução da corrente aquosa da etapa (c) no reator para fornecer o resfriamento da reação da etapa (a).

Em um aspecto, a invenção é composta de: em um processo para a remoção de H2S de um gás rico em H2S, no qual o gás rico em H2S é reagido com SO2 em um reator na presença de um líquido orgânico para produzir enxofre, e no qual o H2S é queimado para produzir um gás de combustão contendo SO2, vapor d'água e no qual o SO2 é posteriormente reagido, com o gás rico em H2S, as etapas sendo compostas de:

(a) resfriamento do gás de combustão, para condensar o vapor d'água e o enxofre e produzir uma corrente aquosa composta principalmente de água; e

(b) a introdução da referida corrente aquosa no reator para fornecer o resfriamento para a reação entre o gás rico em H2S e o SO2.

Em um outro aspecto, a invenção é composta de: um processo para a remoção de H2S de um gás rico em H2S e a recuperação de enxofre, cujo processo compreende o fornecimento do gás rico- em H2S e do gás rico em SO2, o H2S estando em excesso estequiométrico, para uma coluna do reator na presença de um solvente que catalisa a sua reação para formar enxofre líquido e vapor d'água; onde as correntes aquosas são injetadas em um ou mais pontos da coluna do reator para absorver uma parte do calor da reação pela vaporização. de água; onde o gás de saída rico em H2S é lavado com uma corrente aquosa na seção superior da coluna do reator para recuperar vapor do solvente e SO2 não reagido e então é resfriado para condensar a água antes da combustão do gás de saída rico em H2S para produzir SO2 ser alimentado na coluna do reator; absorção do SO2 do gás de combustão através do contato do gás com um absorvente de SO2 em uma torre de absorção para obter-se um absorvente rico em SO2; e a extração do SO2 do absorvente rico em SO2 para obter-se um gás rico em SO2; cujo processo compreende ainda:

(a) a queima do gás rico em H2S, resfriado, com uma quantidade de gás rico em O2 em um forno de tal forma que substancialmente todo o hidrogênio é convertido em H2O, e pelo menos 90%, de preferência cerca de 98% a 99% do enxofre é convertido em SO2 enquanto que pelo menos 0,1%, de preferência cerca de 1% a 2% do enxofre é convertido em vapor de S;

(b) o resfriamento do gás rico em SO2 da etapa (a) através do contato direto com água resfriada em um dispositivo em separado de contato ou água introduzida na parte inferior da torre de absorção de SO2 para condensar H2O e vapor de S para produzir uma suspensão aquosa contendo o enxofre em suspensão e para obter-se um gás resfriado rico em SO2;

(c) absorção do SO2 do gás rico em SO2, resfriado, em uma torre de absorção de SO2, através do contato do gás com um absorvente de SO2 para obter-se um absorvente rico em SO2 e um gás de chaminé de baixo teor de composto de enxofre; e a extração do SO2 do absorvente rico em SO2 para obter-se um gás rico em SO2; e

(d) a utilização da suspensão aquosa da etapa (b) como uma das correntes aquosas injetadas em um ou mais pontos da coluna' do reator para absorver uma parte do calor da reação através da vaporização da água.

DESCRIÇÃO DO DESENHO

A figura 1 é um diagrama de fluxo detalhando uma realização do processo desta invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção atual, é apresentado um processo para a remoção de H2S de um gás rico em H2S para a produção de enxofre, que compreende:

(a) a reação de H2S .do gás rico em H2S com SO2 em uma coluna de reator para produzir erixofre e um gás de saída do reator contendo H2S;

(b) a combustão do gás de saída do reator e de preferência também qualquer gás rico em H2S reciclado para obter-se um gás rico em SO2 contendo vapor d'água e outros gases;

(c) o resfriamento do gás rico em SO2 e vapor d'água da etapa (b) para obter-se uma corrente de água; e

(d) a injeção da referida corrente de água na coluna do reator para fornecer uma parte do resfriamento requerido na coluna do reator. De preferência, o gás de saída do reator da etapa (a) é queimado na etapa (b) em uma zona de combustão de alta temperatura eom uma quantidade sub-estequiométrica de oxigênio ou para obter-se um gás rico em SO2 que contém uma pequena quantidade de vapor de enxofre. Sub- estequiométrica significa menos do que a quantidade de oxigênio que é estequiometricamente requerida para a combustão completa do H2S, hidrocarbonetos, compostos orgânicos de enxofre, CO e H2 no gás de saída do reator para formar H2O, SO2 e CO2. Esta característica é especialmente vantajosa no processo da invenção atual porque a quantidade sub- estequiométrica de oxigênio auxilia a evitar, ou minimizar, a formação de SO3 no gás queimado, e portanto as preocupações com corrosão são menores, tanto na etapa de resfriamento do gás rico em SO2 como na coluna do reator. Além disso, a quantidade sub-estequiométrica de oxigênio ajuda a evitar ou minimizar a formação de NOx. Isto auxilia a se obter um gás de chaminé de qualidade melhor que sai da etapa seguinte de absorção de SO2. Finalmente, a quantidade súb-estequiométrica de oxigênio auxilia a evitar ou minimizar a quantidade de oxigênio livre presente no gás de combustão rico em SO2. Isto auxilia a evitar ou minimizar a degradação do solvente orgânico na torre de absorção de SO2-

É prática comum em fornos operados em usinas de força comerciais ter-se um estágio de combustão rico em combustível, de temperatura elevada, seguido por um estágio de combustão com pouco combustível, de temperatura menor, para se completar o processo de oxidação. Aquilo pode ser feito no processo da invenção atual se se deseja oxidar o vapor de enxofre no gás de combustão antes que ele saia da seção do forno. No entanto, no processo da invenção atual é preferível ter-se somente uma só operação de combustão rica em combustível porque a) o equipamento de combustão e o controle da combustão são mais simples, e portanto menos dispendiosos, e b) a quantidade sub-estequiométrica de oxigênio auxilia a evitar ou minimizar a quantidade de oxigênio livre presente no gás de combustão resfriado rico em SO2. Isto auxilia a evitar ou minimizar a degradação do solvente orgânico na torre de absorção de SO2. No entanto, conforme é mencionado abaixo, tal combustão pobre em combustível pode ser praticada somente se se dispõe de meios para manipular vantajosamente o vapor de enxofre resultante do gás de combustão.

"Pequenas quantidades de enxofre" significam quantidades relativamente baixas de enxofre em comparação com o SO2 que é formado quando o gás de saída do reator é queimado, de preferência menos de 5% do enxofre total, e mais de preferência· menos de 2% do enxofre total do gás rico em SO2. Havendo uma quantidade pequena de enxofre presente no gás de saída do reator queimado, isto auxilia a assegurar que é utilizada uma quantidade sub-estequiométrica de oxigênio. O oxigênio para a combustão será obtido mais rapidamente utilizando-se ar.

Em uma realização preferida da invenção atual, o processo inclui a seguinte etapa:

(e) remoção de SO2 do gás resfriado rico em SO2 para obter-se um gás de chaminé de baixo teor de composto de enxofre.

de preferência no processo da invenção atual, a etapa (e) é executada em uma torre de absorção de SO2 onde o SO2 é removido do gás resfriado rico em SO2 por absorção em um solvente na torre de absorção de SO2 para obter-se um solvente rico em SO2.

É também preferível, na invenção atual, que o SO2 utilizàdo na etapa (a) esteja na forma gasosa e obtido pelo menos em parte pela extração de SO2 do solvente rico em SO2. Nesta realização, o resfriamento do gás rico em SO2 é executado na parte inferior da torre de absorção de. SO2.

Entre outros fatores, a invenção atual é baseada no meu conceito e descoberta de que o processo integrado da invenção atual utiliza um resfriamento do gás rico em SO2, úmido, de uma etapa de combustão do H2S, e a condensação da água e do enxofre produzido durante a combustão, de tal forma que ele apresenta um uso integrado do líquido áquoso resultante (isto é a suspensão aquosa coloidal ou suspensão de enxofre) como uma parte do fluido de resfriamento na coluna do reator (primeira etapa de processo) da invenção atual. Além disso, é minimizada ou evitada a condensação de água do gás de combustão úmido rico em SO2 na torre de absorção e é minimizada ou evitada a necessidade posterior de se extrair a água do solvente na torre de extração de SO2.

O resfriamento do gás rico em SO2 poderá ser executado com um condensador convencional parcial, utilizando-se troca indireta de calor, para condensar a água do gás de combustão rico em SO2, úmido, antes da torre de absorção de SO2. Será então necessário que a mistura gás/líquido que é formada escoe através de um separador gás/líquido que inclui uma seção de eliminador de gotas para separar as gotas de água do gás antes que a corrente de gás entre na torre de absorção de SO2. O separador gás/líquido com a seção de separação de gotas de água deve ser incorporado na seção de fundo da torre de absorção de SO2 e seria então de preferência separado da seção de solvente através de uma "bandeja chaminé", que permite a passagem do gás rico em SO2 para a seção de solvente1, ao mesmo tempo evitando o fluxo de solvente para a seção de separação gás/líquido abaixo.

De preferência, o resfriamento do gás rico em SO2 é feito, pelo menos em parte, através do resfriamento por contato direto utilizando-se uma corrente de reciclo de água, também conhecida como lavadora de água. No processo da invenção atual, é especialmente preferível que a porção da corrente de reciclo de água que é utilizada na etapa (d) seja aproximadamente igual à ágüa líquida produzida na etapa de combustão (a).

No processo da invenção atual, de preferência o resfriamento do gás rico em SO2 é executado pela introdução de água na seção inferior da torre de absorção de SO2, e o solvente rico em SO2 é retirado de uma seção intermediária da torre de absorção de SO2 sem ter sido misturado com água na seção inferior da torre de absorção de SO2. Isto é feito dispondo-se de um eliminador de gotas no topo da seção de resfriamento brusco e de uma bandeja chaminé que separa as duas seções conforme descrito acima. Assim sendo, a água de reciclo de preferência é um circuito fechado em separado de circulação no fundo da torre de absorção de SO2, conforme é indicado esquematicarnertte no desenho. Por causa dos eliminador de gotas e da bandeja chaminé a água de reciclo contém pouco ou nenhum solvente e o solvente de reciclagem contém pouco ou nenhum enxofre elementar.

Deve ser notado que no processo atual, independentemente do gás rico em SO2 da etapa de combustão ser resinado por contato direto em um resfriamento brusco com água ou por troca indireta de calor em um condensador parciai, a temperatura na qual o gás rico em SO2 da etapa de combustão é resfriado, é limitada pela temperatura do meio de resfriamento disponível - seja eie água de resfriamento ou ar do ambiente. O gás rico em SO2 tipicamente pode ser resfriado até cerca de 50 - 10°C da temperatura do meio de resfriamento disponível; o diferencial de temperatura é escolhido com base em uma otimização econômica por métodos bem conhecidos por aqueles versados na técnica. Uma faixa típica de temperatura para o gás rico em SO2 que entra na seção de solvente da torre de absorção de SO2 será de 25 0 a 40°C, sendo preferível temperaturas menores se não for economicamente proibitivo.

Deve ser notado que no processo atual, independentemente do gás rico em SO2 da etapa de combustão ser resfriado por contato direto em uma torre para resfriamento brusco com água ou por troca de calor indireta em um condensador parcial, uma solução aquosa diluída será formada, que contém enxofre elementar coloidal e compostos sulfurosos. Esta mistura aquosa de enxofre coloidal e de compostos sulfurosos algumas vezes é referida como "Líquido de Wackenroder". A reação de Wackenroder é a reação entre H2S e SO2 em solução aquosa para formar enxofre coloidal e ácidos politiônicos. (com relação à reação de Wackenroder, ver Hackh's Chemical Dictionary, 4th Edition, 1969, pag 719. Com relação ao liquido Wackenroder, ver, por exemplo, Yost et al. "Systematic Inorganic Chemistry", 1946, páginas 398 e 399. Yost et al. mencionam que o líquido de Wackenroder é o complexo que contêm enxofre coloidal e vários compostos sulfiirosos, incluindo ácidos politiônicos. ) Assim sendo, nesta realização, além do enxofre condensado, pelo menos parte dos compostos sulfurosos na solução aquosa são ácidos politiônicos. Deve ser notado que os vários compostos sulfurosos, incluindo os ácidos politiônicos formados na reação Wackenroder que são intermediários na reação total entre H2S e SO2 são formados quando ocorre a reação em solução aquosa. No solvente orgânico utilizado de preferência na invenção atual estes intermediários não são detectados; eles não são formados ou eles reagem muito rapidamente para completar a reação a enxofre elementar e água. Além disso, se uma pequena quantidade de líquido Wackenroder é misturada com uma grande quantidade do solvente preferido, de tal forma que a solução resultante não exceda a 10% de água por peso, os ácidos politiônicos completam a reação até enxofre elementar muito rapidamente e as partículas coloidais de enxofre se fundem e se dissolvem no solvente ou formam uma fase líquida separada.

TEm outros processos geralmente é desejável evitar-se a formação do líquido Wackenroder, e são geralmente tomados passos para se evitar tal formação nos processos de recuperação de enxofre da técnica anterior, conforme discutido acima.

Entre outros fatores, a invenção atual é baseada no meu conceito e descoberta de que o processo integrado da invenção atual, em uma realização, engloba vantajosamente o uso de um resfriamento brusco direto com a água do gás rico em SO2 de uma etapa de combustão de H2S e apresenta um uso integrado do líquido aquoso resultante (pór exemplo, o líquido de Wackenroder) na etapa do reator de coluna da invenção atual. Além disso o líquido Wackenroder resultante contém componentes sulfurosos, assim como enxofre, e estes componentes sulfurosos são convertidos em enxofre no reator de coluna da invenção atual. Além disso, o líquido Wackenroder de preferência é utilizado para fornecer uma parte do resfriamento no reator de coluna.

De preferência na invenção atual, a quantidade de enxofre coloidal e de compostos sulfurosos é de pelo menos 0,5% em peso (calculado como enxofre) do líquido total aquoso. Mais de preferência a quantidade de enxofre coloidal e de compostos sulfurosos no líquido de Wackenroder formados no processo da invenção atual é de pelo menos 1% (calculado como enxofre), mais de preferência 2 - 4% (calculado como enxofre) do líquido total aquoso.

De acordo com uma realização preferida da invenção atual, o SO2 é removido do gás rico em SO2 utilizando-se um solvente pobre introduzido em uma parte superior da torre de absorção de SO2. e o solvente rico em SO2 é removido de uma parte intermediária da torre de absorção de SO2. De preferência no processo da invenção atual, o solvente rico em SO2 é extraído do SO2 em uma torre de extração de SO2, e o SO2 resultante é alimentado para a etapa (a) para a reação com H2S.

De acordo com uma realização preferida da invenção atual, uma segunda corrente aquosa (uma corrente diferente do líquido de Wackenroder descrito acima) é injetada em um ou mais pontos da parte superior da coluna do reator (por exemplo, conforme ilustrado esquematicamente no desenho) para prover o resfriamento no reator de coluna, e para auxiliar a recuperação do vapor do solvente e a recuperação de

SO2 não reagido.

Em um processo de recuperação de enxofre do tipo descrito na minha solicitação anterior de patente, WO 99/12849, que é um tipo de processo no qual a invenção atual poderá ser utilizada, o sulfeto de hidrogênio gasoso (H2S) reage com dióxido de enxofre gasoso (SO2) na presença de um líquido orgânico, onde ocorre a seguinte reação:

2H2S(g) + S02(g) - 3 S(1)+ 2 H20(g) (1)

A fonte de gás rico em H2S da invenção atual poderá ser uma operação convencional de absorção/extração que remove o H2S de um gás industrial pobre, ou poderá ser uma operação industrial que produz esse gás diretamente. Em geral, quanto maior for a concentração de H2S no gás rico em H2S melhor será, mas os gases contendo 20% em volume de H2S ou mesmo menos podem ser processados pelo método desta invenção.

O solvente, também do tipo descrito na minha solicitação internacional, cuja solicitação de patente é incorporada aqui como referência, de preferência é miscível com água, tem uma volatilidade baixa, é um solvente relativamente bom para ambos os reagentes, catalisa a reação e é um no qual o enxofre líquido tem uma solubilidade limitada, porém baixa. Volatilidade baixa significa um ponto de ebulição normal de 150°C ou maior, de preferência 180°C ou maior. Um solvente relativamente bom é um no qual as solubilidades de ambos os reagentes excede as suas respectivas solubilidades em água por pelo menos um fator de 10 a 120°C. Solubilidade baixa de enxofre é menos de 10% em peso de enxofre, de preferência menor, no solvente a 120°C. Os solventes preferidos para a coluna do reator incluem éteres de polietileno glicol, tais como éter metílico de dietileno glicol, éter dimetílico de trietileno glicol, e o éter dimetílico de polietileno glicol. O éter dimetílico de dietileno glicol é especialmente preferido para uso no reator de coluna no processo da invenção atual. O solvente utilizado no reator de coluna poderá também ser o catalisador para a reação de H2S com SO2 para· formar enxofre. No entanto, de acordo com uma realização preferida da invenção atual, um catalisador é adicionado ao solvente para catalisar ou aumentar a catálise da reação de H2S com SO2 para formar enxofre. Os catalisadores preferidos incluem compostos de anéis aromáticos substituídos por N nos quais não existem radicais ligados em um carbono adjacente a um anel de nitrogênio, como piridina, isoquinolina ou 3-metil pirídina. O composto 3-hidroximetil piridina é um catalisador especialmente preferido para uso na coluna do reator da invenção atual.

No reator, um exemplo do qual é uma coluna recheada semelhante àquelas utilizadas em absorção de gás, é desejado operar-se acima do ponto de fusão do enxofre. Os gases reagentes escoam em paralelo com uma corrente do líquido orgânico. Um exemplo preferido de um reator é uma coluna do tipo de bandejas na qual os gases da reação poderão escoar em paralelo ou em contracorrente com uma corrente do líquido orgânico. O enxofre produzido em qualquer tipo de reator forma uma fase líquida separada que escoa em paralelo com o líquido orgânico.

Na invenção atual, o forno de preferência é operado ligeiramente rico em combustível e uma operação de resfriamento brusco (isto é, um condensador parcial) condensa uma grande fração da água do gás de combustão, ao mesmo tempo evitando o problema da absorção de enxofre no solvente da torre absorvedora. A operação de resfriamento brusco poderá utilizar um trocador de caior convencional ou uma corrente de água de contato direto. Além ctisso,. a invenção atual utiliza o condensado formado pelo resfriamento σο gás de combustão como água de resfriamento na coluna do reator.

Uma realização do processo da invenção atual é mostrada na figura 1. No fundo da torre absorvedora de SO2, uma seção de resfriamento brusco é mostrada esqaematicamente. De preferência a água é circulada na seção de resfriamento brusco. No fundo da seção de resfriamento brusco, a água é bombeada através de um trocador de calor adequado, resfriada, e a maior parte é retornada para o topo da seção de resfriamento brusco. A quantidade líquida de água formada pelá combustão do gás ácido deve ser removida do sistema de circulação de resfriamento brusco. O forno ou etapa de combustão de preferência é operado com urria relação de 02/combustível que é quase que igual aos requisitos estequiométricos para se fazer o seguinte: a) converter pelo menos 95%, de preferência cerca de 98% a 99% do H2S em SO2 + H2O; b) converter pelo menos 0,1%, de preferência 5% ou menos, mais de preferência cerca üe 1% a 2% do H2S em S2 + H2O; e c) converter substancialmente todo os compostos orgânicos de enxofre em SO2 + CO2 + H2O e substancialmente todos os hidrocarbonetos e outros combustíveis em CO2 + H2O. O teor de SO2 do gás de combustão no processo da invenção atual de preferência é suficientemente elevado para evitar a formação de qualquer quantidade substancial de fuligem, CO, COS, CS2 ou H2 enquanto que o teor de S2 é suficientemente elevado para evitar a formação de qualquer quantidade substancial de SO3 ou NOx. (apesar do termo "substancial" ser um termo relativo, no contexto anterior e em qualquer outro lugar na especificação atual, o termo "substancial" representa menos de 0,5% em peso, de preferência menos de 0,1%, e mais de preferência menos de 100 ppm). A composição deste gás de combustão é marcadamente mais oxidante em natureza do qüe o é o gás de combustão em um forno convencional Claus, na qual somente cerca de um terço do H2S foi convertida em SO2. No último caso, como o gás é muito mais redutor em natureza, a formação de fuligem, CO, COS, CS2 e H2 é muito mais fortemente favorecida.

Com um gás ácido típico, a relação de S para água é de cerca de 2% a 4% em peso quando o gás de combustão é lavado. Tal suspensão é facilmente bombeada porque as partículas de enxofre são de dimensões coloidais e não têm nenhuma tendência de se aderirem à tubulação ou às paredes do vaso. Na realidade, é possível que a fração de H2S queimada forme vapor de enxofre variando por um fator de dois ou mesmo mais, sem causar problemas mecânicos ou químicos com a operação do sistema de resfriamento brusco no processo da invenção atual. Na temperatura do resfriametito brusco, o enxofre elementar é essencialmente não volátil, de tal forma que ele pode ser compíetamenfe removido do gás de combustão. A quantidade de água condensada do gás de combustão forma aproximadamente um terço da quantidade requerida para prover o resfriamento no reator de coluna descrito acima.

Como o gás de combustão escoa através da caldeira de recuperação de calor após o forno, uma pequena quantidade do enxofre será convertido de volta para H2S através da reversão da reação (1) na fase gasosa. Na seção de resfriamento brusco, este H2S reagirá com SO2 e água para formar uma solução muito diluída de sulfóxi ácidos, algumas vezes referido como ácidos suifônicos, os quais, combinados còm enxofre coloidal, são conhecidos na literatura técnica como "líquidos de Wackenroder". Esta mistura normalmente apresentaria um problema difícil para o descarte. No entanto, no processo desta invenção, o líquido para resfriamento brusco é injetado na coluna do reator, usualmente na corrente do solvente que escoa através da coluna do reator, como parte da água de resfriamento, para absorver o calor da reação (1). O volume deste fluido de resfriamento é pequeno comparado ccm o volume de solvente escoando através da coluna do reator, e o solvente é miscívei com água. Após a injeção, o enxofre coloidal é misturado e dissolvido pelo solvente; os sulfóxi ácidos são misturados com o solvente e se tornam pane do sistema de reação dentro da coluna, e a água é evaporada, conforme mencionado acima.

Deve ser notado que, em geral, o uso de um condensador parcial para resfriar uma corrente de gás não é novo. No entanto, em uma realização preferida, a invenção atual envolve úma combinação de um condensado!" parcial - no qual são condensados água e vapores de enxofre, enquanto o H2S e o SO2 reagem - com uma utilização especial da mistura aquosa resultante em um processo integrado que inclui a injeção da mistura aquosa resultante na coluna do reator da invenção atual de forma que não haja nenhum efluente aquoso líquido da operação de resfriamento brusco.

O reator utilizado no processo da invenção atual de preferência é um reator de coluna. O termo "coluna" é utilizado para significar que o vaso 5 do reator é de preferência uma coluna do tipo utilizado em destilação fracionada ou absorção de gás. A destilação fracionada e a absorção de gás são técnicas bem conhecidas, e a forma básica de tal coluna é bem conhecida: vasos alongados com bandejas ou'recheio ou mesmo "fardos" de material. As bandejas podem ser bandejas contendo liquido com orifícios ou bandejas com borbulhadores. Independentemente das partes internas, na realização preferida o conceito básico é ter-se um fluxo em contracorrente, com os líquidos escoando para baixo e os vapores para cima. A absorção ocorre em uma coluna de absorção quando certos componentes na mistura do gás que entra são absorvidos por um solvente que desce do topo. No reator de coluna preferido da invenção atual, o solvente líquido escoa para baixo e os gases, incluindo H2S e SO2 escoam para cima. Parte do H2S e do SO2 é dissolvida no solvente orgânico e o H2S reage com o SO2 na fase líquida para formar enxofre e vapor d'água Como é utilizado um excesso estequiométrico de H2S em relação ao SO2, o gás de topo do reator de coluna ainda contém H2S não reagido, e o gás é referido como um gás de saída rico em H2S.

O termo gás de saída rico em H2S "é utilizado aqui não somente para o gás de Topo do topo do reator de coluna, mas também é utilizado para indicar aquela corrente gasosa através do sistema do topo do reator de coluna paro dentro do forno. O sistema de topo de preferência incluirá, no processo da invenção atual, uma etapa de resfriamento, para gerar condensado de "re Tuxo" para o reator de coluna (o refluxo sendo outro aspecto comum em absorção de gás e destilação fracionada).

Com referência outra vez à reação de SO2 com H2S no reator de coluna, pelo menos parte do SO2 de preferência entra na coluna em uma bandeja ou duas abaixo da entrada da corrente contendo H2S, de tal forma que o enxofre líquido se livra do H2S antes de deixar a coluna. No fundo da coluna, os dois líquidos são separados por decantação, o líquido orgânico é reciclado para o topo da coluna enquanto que o enxofre líquido forma um produto do processo. As paredes do reator de coluna e da tubulação através da qual o líquido escoa, de preferência são aquecidos quanto for necessário para manter-se uma temperatura na faixa de 120°C -150 ° C, de preferência entre 125°C - 140°C, para evitar a deposição de enxofre sólido.

A temperatura dentro do reator de preferência é mantida na faixa de 120°C - 150°C, mais de preferência na faixa de 125°C - 140°C. De preferência, a temperatura é mantida através da injeção de água em um ou mais pontos da coluna. A evaporação da água absorve a maior parte do calor da reação; a energia liberada pela reação (1) é de cerca de 3,4 vezes o calor molar de vaporizaçáo da H2O. De preferência, é utilizado um trocador de calor na linha de recircuiaçáo de solvente para remover parte do calor da reação durante a operação, assim como para esquentar o sistema antes da partida. O reator de coluna de preferência opera em uma pressão nominalmente igual àquela da torre de extração de H2S, da ordem de 1,5 a 3 atmosferas absolutas. No entanto, a pressão de reação não é limitada por aquela faixa mas ,roceria ser tão elevada quanto 5 atmosferas quando se utiliza equipamento convencional. Quanto maior for a pressão, mais rápida será a reação entre os l:úi gases.

No processo da invenção atual, o H2S de preferência está em excesso em relação ar SO2 em todos os pontos acima da entrada do gás rico em H2S para o reator de coluna, e o H2S não reagido, juntamente com quaisquer componenTes co-absorvidos que são inertes na reação, sai da coluna, de preferência depois de passar através de uma seção de lavagem, para recuperar o vapor do solvente e de preferência depois de uma seção de resfriamento para cvrúenüàr o vapor d'água. Qualquer SO2 no gás de topo da seção de solvente do reator de coluna reage muito rapidamente com o H2S na seção de lavagem com água através da reação (1), formando um líquido de Wackenroder muito diluído (descrito acima). A mistura aquosa que deixa a seção de lavagem é injetada de volta para o reator de coluna como parte do fluido de resfriamento. O condensado é enviado para uma torre de extração de água pobre onde o condensado é liberado do H2S dissolvido e se torna um produto do processo.

A figura i é um diagrama de fluxo de processo simplificado que mostra os componentes principais e as condições gerais de operação de uma realização do processo da invenção. A figura 1 ilustra o uso de um reator de coluna utilizando um tluxo em contracorrente de gases e líquidos, com a corrente de líquido escoando para baixo e os gases escoando para cima. A coluna em contracorrente pode utilizar recheio ou mais de preferência bandejas como aquelas utilizadas em colunas de absorção de gás. Para facilitar a descrição, os' itens de equipamentos são apresentados como números de três aígitos enquanto que as correntes são apresentadas como números com um ou dois dígitos. Uma determinada corrente mantém o mesmo número quando escca através de bombas e trocadores de calor desde que a sua composiçno n?o -eja alterada. Na descrição abaixo os números que se referem a correntes, estio entre parênteses enquanto que os números que se referem a itens de ecuípamentos estão sem parênteses.

Na figura i, uma corrente de gás rico em H2S, (1), que é típica de uma corrente recuperada de um gás industrial pobre através de uma operação de absorção/extração (não mostrada), entra no sistema. Uma fração maior da corrente (I) é ènvjaaa através da corrente (2) para o reator de coluna 101. Uma fração menor da corrente (1) circunda o reator de coluna 101 através da corrente (6). A corrente (6) de preferência é 30% ou menos da corrente (1), mais fie preferencia é de 20% ou menos da corrente (1), e é mais de preferência 15% ou.menos da corrente (1). A corrente rica em SO2 alimentada para o reator de coluna 101 é a corrente (24). A fonte da corrente (24) é a coluna de extração de S02 100, a operação da qual é discutida abaixo.

De preferência*, pelo menos parte da corrente rica em SO2 (24A) entra no reator de coluna 101 no mesmo nível que a corrente rica em H2S (1) enquanto que uma parte menor da corrente rica em SO2 (24B) entra no reator de coluna IOi uma ou mais bandejas abaixo da corrente rica em H2S (1) e serve para extrair e reagir o H2S dissolvido do enxofre que desce e da corrente de solvente antes que elas saiam do reator de coluna 101. A corrente de solvente alimentada para o reator de coluna 101 é a corrente (36), a qual foi decantada da corrente de enxofre (60) no fundo do reator de coluna 101. Controlando-se uma fração de parte da corrente rica em SO2 que escoa na corrente (24B) somente quantidades pequenas de SO2 estão presentes na corrente de solvente (36) e na corrente de enxofre (60). Durante a operação normal a corrente de solvente (36) é bombeada pela bomba 120 através do trocador de calor 260 e é resfriada até uma temperatura de cerca de 120 ° C. Durante a partida do sistema, é fornecido vapor para o trocador de calor 260 para pré-aquecer c soivenre antes do início da operação.

A corrente ce solvente (36) entra próxima do topo do reator de coluna 101, abaixo da seção de lavagem com água descrita abaixo. As duas correntes gasosas de regentes, (2) e (24), são combinadas próximas do fundo do reator de coluna 101 e os reagentes são absorvidos e reagem na fase do solvente para formar vapor d'água e uma segunda fase líquida de enxofre elementar. Além disso, a agua de resfriamento é injetada no solvente em vários pontos ao longo ric reator de coluna 101 e por seu lado é vaporizada do solvente de tal forma que é mantida a faixa desejada de temperaturas. No fundo do reator d coiuna 101 a corrente de iíquido escoa para uma seção do separador líquiao/líquido.

O eaxotra líquido é decantado rapidamente no fundo da seção. Os dois líquidos são decantados; o enxofre é um dos produtos do processo, corrente (60), enquanto que a corrente de solvente (36) escoa para a bomba 120 conforme mencionado acima.

Na seção de topo do reator de coluna IOla corrente gasosa (5) é lavada com a corrente aquosa (21) para remover o vapor de solvente, extrair o SO2 residual e fornecer o fluido refrigerante conforme mencionado acima. O H2S e o S02reagem muito rapidamente em água para formar enxofre coloidal e vários sulfòxi ácidos conforme mencionado acima, de tal forma que a corrente gasosa (5) ê isenta de vapor de solvente e de SO2 residual quando ela entra no trocadoi de caior 240. A maior parte da água é condensada da corrente (5) e é separada em uma corrente aquosa pobre (22) que é dividida nas correntes (20) e (21). O H2S dissolvido é extraído da corrente (20) na torre de extração de agua pobre 102 e a corrente (20) se torna o produto de água pura do processo. .0 gás de topo da coluna de extração 102, uma corrente muito pequena (5A), e combinado com o gás de topo do reator, corrente (5), que escoa para o troc-aáor tíe calor 240. A água de lavagem, corrente (21), é separada da corrente (22) e é alimentada para a seção de lavagem no topo do reator de coluna 101, >.· Iv-Tne mencionado acima. O licor de lavagem que sai da seção de lavage r, d ecmbinado com a água de resfriamento brusco da corrente (31), a ícv.ro qual é descrita abaixo, e é injetada no solvente em vários pontos ao !oi·;-.o do r^e.tor de coluna 101, conforme mencionado acima.

O gã;> nco ei^i H2S, resfriado, corrente 5, do trocador de calor 240, é combinado r-orr. a corrente gasosa de by-pass do reator (6) para tornar- se a corrente (7), a .«jiimeataçáo rica em H2S para o forno 104. O fluxo de ar para o forno 104, co:~"eote (9), é fornecido pelo soprador 140. O forno de preferência é operado com uma relação de 02/combustível que é em torno dos requisitos esteqüiométn;:os para conversão de cerca de 98% a 99% do H2S em SO2 + H2O, ρicGerência cerca de 1% a 2% do H2S em S2 + H2O, substancialmente todas os compostos orgânicos de enxofre em SO2 + CO2 + H2O e substancialmente todos os hidrocarbonetos e outros combustíveis em CO2 + H2O. O teor de SO2 do gás de combustão do processo da invenção atual de preferência é suficientemente elevado para evitar a formação de qualquer quantidade substanciál de fuligem, CO, COS, CS2 ou H2 enquanto que o teor de S2 é suficientemente elevado para evitar a formação de qualquer quantidade substancial de SO3 ou NOx.

Como o gás de combustão escoa através da caldeira de recuperação de calor após o forno 64 e é resfriado, uma quantidade pequena do enxofre é convertida de volta a H2S através da reversão da reação (1) na fase gasosa. A corrente cie <gas (10), a qual está em uma temperatura de cerca de 150°C, então entra na seção de resfriamento brusco no fundo da torre absorvedora de SO2 103. Na seção de resfriamento brusco a corrente (10) é resfriada até uma temperatura próxima da ambiente e o vapor de enxofre e a maior parte do vapor d'água formado pela combustão são condensados pela corrente de resfriamento brusco (31A). O calor absorvido pela corrente de resfriamento brusco (3IA) é removido no trocador de calor 230. O H2S na corrente (10) reagirá com o SO2 e a água na operação de resfriamento brusco para formar uma so- ας fio muito diluída de sulfóxi ácidos, que combinada com enxofre coloidal, é conhecida na literatura técnica como "líquido de Wackenroder". O i i?r.erial iíquido condensado na operação de resfriamento brusco deixa a seção de regulamento brusco da torre absorvedora de SO2 103 na corrente (31) e -ve ..Drra uma parte do fluido refrigerante fornecido para o reator de coluna IO!. O gés rico em SO2, resfriado, escoa em contracorrente para a corrente resfríaca de solvente (35) na torre de absorção de SO2 103 e o SO2 é absorvido para formar uma corrente de solvente rica em SO2 (32). As quantidades relativas cie corrente de solvente resfriada (35), corrente rica em SO2 resfriada (10; e ? altura da torre de absorção de SO2 103 são tais que o gás de chaminé, cor;e ?:e {1;), que sai da torre absorvedora de SO2 103 atinge os padrões de quaiidao.e <io ar do ambiente, tipicamente 100 partes por milhão de SO2 ou menos. Uma pequena corrente de água (24) lava o vapor de solvente do gás de chaminé do topo da torre de absorção de SO2 103.

A corrente (32) é aquecida no trocador de calor 210 pela corrente de solvente pobre (34) e escoa para a torre de extração de SO2 100.

Na torre de extração de SO2 100 o solvente rico escoa em contracorrente com o vapcr de extração gerado no refervedor 200. Uma fração maior daquele vapor consiste de água que foi fervida do solvente somente moderadamente volátil, e que foi adicionada como corrente de refluxo (23) no topo da coluna. A corrente de refluxo (23) também serve para fins de lavar o vapor de solvente da corrente rica em SO2 (24) que sai do topo da torre de extração de SO2 100. A corrente gasosa rica em SO2 (24) então passa através do condensadcr 205, onde uma fração maior do teor de água é condensada para foanar a corrente (23). A corrente de solvente rica em SO2 (32) contém tipicamente algema água a mais do que a corrente de solvente pobre (34); este excesso de agua é enviado para o reator de coluna 101 na corrente (23A) para agir como fluido refrigerante. A corrente de solvente pobre, quente, (34), sai do fundo- da torre de extração de SO2 100 e é bombeada pela borr b- 1Ü3 de volta para a-torre de absorção de SO2 103 através dos trocado .Ic τ ^r 210 e 220, sendo resfriada no processo.

EXEMPLO

Com reférc a à figura 1, a corrente (1) tem um fluxo horário de 222 kmoles de <.('·'/ imoles de CO2, 0,7 kmoles de CH4 e 0,3 kmoles de H2O. A prodi., ic avk': Ie enxofre líquido é de 170 toneladas (1 tonelada = 1000 quilos). A Correi1If; (2), alimentação rica em H2S para o reator de coluna 101, consiitui ; ,onv.ite inteira do tluxo (1). A corrente (24) alimenta 73,8 kmoles por r-, de SC: para o reator de coluna 101. O reator de coluna 101 consiste de e-tígns teóricos que se parecem com aqueles de uma coluna de absorçao gas com borbuihadores.

O tumo de solvente através do reator de coluna 101, corrente (36), é de 350 kmoles/hora. O solvente é dietileno glicol metil éter. Na bandeja de alimentação para a alimentação rica em H2S para o reator de coluna 101 cerca de 54% do SO2 é reagido. No estágio de topo cerca de 0,6% do SO2 é reagido, e um total de 99,7%, e 74,4 kmoles/hora de H2S permanecem no gás de saída do reator, corrente (5). O fluido refrigerante total do reator, corrente (31) + (22), contem 155 kmoles/hora de H2O, 31 kmoles/hora de solvente e 1,4 kmoles/hora de S. O condensador 250 separa cerca de 350 kmoles/hora de H2O do gás de saída do reator; cerca de 150 kmoles/hora são alimentados através da corrente (21) para a seção de lavagem do topo do reator de coluna 101 e cerca de 200 kmoles/hora passam através do torre de extração de água pobre 102 e se tornam um produto do processo, corrente (20).

O fluxo de ar para o forno 64, corrente (9), contém 424,7 kmoles/hora de N2, 112,5 kmoles/hora de O2 e 9,4 kmoles/hora de H2O (considerando-se uma umidade relativa de 50%). A temperatura adiabática de chama é em torno de 1400°C (2560 0 F). A quantidade de vapor de enxofre é 0,75 kmoles/hora; não há nenhum CO, COS, CS2 ou H2 no gás de combustão. O gás de combustr.o, corrente (10), também contém 73,8 kmoles/hora de SO2, 108 kmoles/hora de CO2 e 95,4 kmoles/hora de H2O, alem do nitrogênio no ar.

A corrente de resfriamento brusco (3IA) contém 2500 kmoles/hora de H2O 31 klnoles/hora de S; o líquido de resfriamento brusco, corrente (31), contem 61 kmoles/hora de H2O e 0,75 kmoles/hora de S. O fluxo de solvente atraves da torre absorvedora de SO2 103 é de 751 kmoles/hora; a tone SO2 103 tem 6 estágios teóricos para a seção de resfriamento bruser estágios teóricos para a seção de solvente. O solvente pobre, e dietileno glicol metil éter e contém cerca de 4% em peso de água. O gás chaminé, corrente 11, da torre absorvedora de SO2 103 contém 0,044 kmoles/hora (80 ppmv) de SO2. A torre de extração de SO2100 tem 12 estágios teóricos para a seção de extração e 2 estágios acima do estágio de alimentação de solvente para a seção de refiuxo. G fluxo de vapor do refervedor é de 230 kmoles/hora de H2O e 20 kmoles/hora de solvente. A quantidade de SO2 no solvente pobre é de 0,0022 kmoles/hora, 0,003 % do mesmo entrando na corrente 33. A corrente de refluxo 23 e de kmoles/hora de H2O.

Claims (13)

1. Processo para a remoção de H2S de um gás rico em H2S e para a produção de enxofre, caracterizado pelo fato de compreender: (a) reação do H2S do gás rico em H2S com SO2 em um reator para produzir enxofre líquido e um gás de topo do reator contendo H2S e H2O; (b) queima do gás de topo do reator para produzir um gás de combustão contendo SO2, vapor d'água e vapor de enxofre; (c) resfriamento do gás de combustão da etapa (b) para condensar o vapor d'água e vapor de enxofre e produzir uma corrente aquosa; e (d) introdução de toda ou parte da corrente aquosa da etapa (c) no reator para prover o resfriamento para a reação da etapa (a).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente aquosa da etapa (c) é composta principalmente de água.

3. . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ó resfriamento do gás de combustão é executado com um resfriamento brusco direto com água.

4. Processo áe acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o resfriamento do gás de combustão é executado por troca indireta de calor cooí ir,- ri;:o de resfriamento.

5. processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que corap^erde ainda: (e) a remoção de SO2 do gás de combustão resfriado para obter-se um gás de cJ:ai:nrié com baixo teor de compostos de enxofre.

6. Processo acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a et;pa (V.) é executada em uma torre de absorção de SO2 onde o SO2 é remov o ι ao gás de combustão resfriado por absorção em um solvente para obter-se v.n solvente rico em SO2.

7. Processo fe acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o S(> Jtiíizado na etapa (a) é obtido pelo menos em parte por extração de SO2 do solvente rico em SO2.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o resfriamento da etapa (c) é executado na parte inferior da torre de absorção de SO2.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o resfriamento da etapa (c) é executado com um resfriamento brusco direto por água.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) é conduzida na presença de um solvente; o gás de topo do reator, antes de sair do reator, é contatado com uma segunda corrente aquosa para recuperar o vapor do solvente, o SO2 não reagido reage com o H2S no gás de topo do reator na presença da água contida na segunda corrente aquosa para produzir uma terceira corrente aquosa composta principalmente de água e contendo enxofre em suspensão, e onde a terceira corrente aquosa é introduzida no reator para fornecer o resfriamento para a reação da etapa (a).

11. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o SO2 é removido do gás. de combustão utilizando-se um solvente pobre em SO2 introduzido em uma parte superior da torre de absorção de SO2 e onde o solvente rico em SO2 é removido de uma parte intermediária da torre de absorção de SO2.

12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente aquosa da etapa (c) contém enxofre em suspensão.

13. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) e realizada com H2S em excesso estequiométrico e na presença de um solvente que catalisa a reação para formar enxofre líquido e vapor d'água; onde uma primeira corrente aquosa é injetada em um ou mais pontos da coluna do reator para absorver uma parte do calor de reação pela vaporização da água: onde o gás de topo rico em H2S é lavado com uma segunda corrente aquosa na seção superior da coluna do reator para recuperar vapor de solvente e SO2 não reagido e então é resfriado para condensar a água; onde SO2 é absolvido do gás de combustão através do contato do gás com um absorvente de SO2 em uma torre de absorção para obter-se um absorvente rico em S0% e onde SO2 é extraído do absorvente rico em SO2 para obter-se um gás rico em SO2; e onde o processo compreende ainda: (e) a queima do gás de topo rico em H2S com uma quantidade de gás rico em O2 em um torno, de tal forma que substancialmente todo o hidrogênio em todos os compostos contendo hidrogênio seja convertido em H2O, e pelo menos 90% do enxofre em todos os compostos contendo enxofre é convertido em SO2 enquanto que pelo menos 0,1% deste enxofre é convertido em vapor de enxofre; (f) o resfriamento do gás rico em SO2 da etapa (e) através do contato direto com água resfriada para produzir uma suspensão aquosa contendo enxofre elementar; (g) a absorção do SO2 do gás rico em SO2 resfriado em uma torre de absorção de SO2 através do contato do gás com um absorvente de SO2 para obter-se um absorvente rico em S02; (h) a absorçáo de SO2 do absorvente rico em SO2, para obter-se um gás rico em SO2; e (i) a utilizacao da suspensão de enxofre sólido em suspensão em água da etapa (t) rcno unia parte da primeira corrente aquosa injetada em um ou mais pontos da Columna do reator para absorver uma parte do calor de reação por vaporizaçao