BR112012014340B1

BR112012014340B1 - Sistema separador de líquido, sistema separador de enxofre, e, método para separar enxofre em fusão de um fluido

Info

Publication number: BR112012014340B1
Application number: BR112012014340-9A
Authority: BR
Inventors: Gary J. Nagl; Anthony A. Barnette; Myron Reicher
Original assignee: Merichem Company
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2021-01-05
Also published as: RU2527789C2; TW201138922A; CN102482085B; CN102482085A; WO2011081880A1; TWI398290B; US20110142747A1; JP2013513546A; US8367009B2; HK1168835A1; BR112012014340A2; US8597375B2; EP2512984A1; US20130186839A1; BR122019022291B1; ES2553115T3; JP5882224B2; EP2512984B1; RU2012129511A

Abstract

SISTEMA SEPARADOR DE LÍQUIDO, SISTEMA SEPARADOR DE ENXOFRE, E, MÉTODO PARA SEPARAR ENXOFRE EM FUSÃO DE UM FLUIDO. Um sistema separador de líquido tendo uma zona da fase gasosa, uma zona da fase aquosa e uma zona de líquido mais denso é usado para separar misturas de fluido. O separador pode ser usado para separar enxofre em fusão de uma solução de redox líquida ou água de ressuspensão. O sistema inclui um recipiente com uma parte de topo e uma parte de fundo. O recipiente tem um diâmetro maior na parte de topo do que na parte de fundo. O sistema inclui também uma entrada para introduzir uma solução de redox ou água de ressuspensão e enxofre em fusão, que é mais densa do que a solução de redox ou água de ressuspensão dentro do recipiente. Uma saída perto da parte de fundo do recipiente permite um fluxo do enxofre em fusão a partir do recipiente. Uma estrutura de controle da interface sensoreia um nível da interface entre a solução de redox ou água de ressuspensão e o enxofre em fusão, e a estrutura de controle da interface controla o fluxo de enxofre em fusão, e a estrutura de controle (...).

Description

Referência Cruzada para Pedidos Relacionados

[01] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Não Provisório U.S. No de Série 12/637.301 depositado em 14 de dezembro de 2009, que é incorporado aqui como referência em sua totalidade.

Campo da Invenção

[02] A presente invenção se refere a um sistema separador onde três fases de fluido são usadas para separar um líquido mais denso de um líquido menos denso, mantendo pressão constante no separador através da adição ou remoção de gás de uma zona da fase gasosa. Mais especificamente, o sistema dos requerentes pode ser usado como um sistema de separação de enxofre melhorado para a recuperação de enxofre de uma corrente de gás e uma corrente de líquido que inclui tanto enxofre em fusão como solução de redox.

Antecedentes da Invenção

[03] Subprodutos de muitos processos tipo redox de dessulfurização incluem enxofre elementar sólido colocado em suspensão em uma solução de redox líquida. Em alguns processos tipo redox líquidos, é desejável e necessário usar um aparelho de fusão de enxofre para fundir o enxofre elementar sólido para produzir um produto de enxofre comercializável de alta qualidade. No entanto, íons metálicos na solução de redox, como ferro e vanádio, reagem com íons hidrossulfito, tiossulfato, e bicarbonato, coletivamente chamados “solutos reativos,” em temperaturas elevadas, formando polissulfetos metálicos. Estes polissulfetos metálicos são indesejáveis no contexto da produção de enxofre elementar de alta qualidade. A formação de uma quantidade elevada de polissulfetos metálicos pode tornar o enxofre não usável, e também causar obstruções no aparelho de fusão, exigindo a limpeza subsequente dos tubos do aparelho de fusão.

[04] A taxa em que os íons metálicos reagem com o enxofre é uma função da quantidade de íons metálicos na solução de redox, da temperatura do aparelho de fusão, da quantidade de tempo que o enxofre está em contato com a solução de redox em temperaturas elevadas, e da área de superfície da interface entre o enxofre em fusão e a solução de redox. Se mais íons metálicos estão presentes na solução mais polissulfetos serão formados. À medida que a temperatura no aparelho de fusão aumenta, a atividade da reação entre os íons metálicos e o enxofre aumenta, formando mais polissulfetos metálicos. À medida que o tempo de contato entre o enxofre em fusão e a solução de redox em temperaturas elevadas aumenta mais polissulfetos metálicos serão formados. A interface entre o enxofre em fusão e a solução de redox provê contato constante do enxofre em fusão e dos íons metálicos. Assim, uma área de superfície da interface menor entre o enxofre em fusão e a solução de redox irá limitar a formação de polissulfetos metálicos.

[05] Um sistema de filtração/lavagem/ressuspensão pode ser empregado para reduzir os íons metálicos e solutos reativos entrando no aparelho de fusão de enxofre. Além disso, aparelhos de fusão de enxofre podem ser operados na temperatura mais baixa possível acima do ponto de fusão do enxofre. Embora a limitação dos íons metálicos e solutos reativos entrando no aparelho de fusão através de filtração e a operação do aparelho de fusão em temperaturas mais baixas sejam técnicas efetivas para melhorar a qualidade do enxofre, o tempo de residência e a área de superfície da interface também desempenham papéis significantes na formação de polissulfetos metálicos e consequentemente na qualidade do enxofre. Mesmo quando a temperatura do aparelho de fusão é mantida no nível mais baixo possível em conjunto com um sistema de filtração/lavagem/ressuspensão, a qualidade do enxofre irá se deteriorar quando longos tempos de residência e áreas grandes da interface são empregados.

[06] Com projetos de separação de enxofre convencionais, o tempo de residência é uma das variáveis menos controláveis que afetam a qualidade de enxofre. Separadores de enxofre são geralmente projetados para prover um tempo de residência específico para separação da fase correspondente à taxa de transferência máxima de enxofre da unidade, e determinada em grande parte pelo fluxo volumétrico aquoso. À medida que o tempo de residência aumenta além do tempo esperado durante a produção máxima de enxofre, a separação de enxofre melhora porque as gotículas de enxofre têm mais tempo para se separar da solução de redox. Além disso, o nível da interface entre a solução de redox e o enxofre em fusão é mais rapidamente definido e, portanto, o controle do nível da interface é melhorado. No entanto, à medida que aumenta a residência, a formação de polissulfetos aumenta. Assim, um tempo de residência ideal é gerado com base em um compromisso entre estas considerações.

[07] O documento US 4.876.079 A ensina o uso de uma fase gasosa na solução alcalina/separador de enxofre. Portanto, uma suspensão de enxofre/solução alcalina é aquecida até uma temperatura acima da temperatura de fusão do enxofre e é introduzida sob pressão dentro de um tanque de separação, contendo uma câmara separadora, uma câmara de solução alcalina e uma câmara de enxofre. A partir do tanque de separação, enxofre líquido sedimentado é continuamente retirado, por um lado, via conduto e solução alcalina é continuamente retirada, por outro lado, via conduto. De modo a fornecer um sistema com pequena susceptibilidade a problemas, a câmara de separação e a câmara de solução alcalina são operadas no modo inundado, evitando, assim, a necessidade de uma manta de vapor neste.

[08] O documento US 4.206.181 A ensina um aparelho para continuamente separar enxofre a partir de uma suspensão aquosa de enxofre que é aquecida acima do ponto de fusão do enxofre. O aparelho compreende um vaso de pressão tendo dispositivos de aquecimento e de agitação na sua parte superior, a parte inferior do vaso servindo como um tanque de decantação onde o enxofre é precipitado da solução aquosa e retirado através de uma saída no fundo do vaso. Dispositivos de detecção de pressão são utilizados para manter o nível da água na parte superior e a superfície limite entre a fase aquosa e a fase de enxofre na parte de fundo em alturas desejadas. Os dispositivos de detecção de pressão controlam a retirada de lama na interface entre a fase aquosa e a fase de enxofre como uma função do diferencial de pressão acima e abaixo da interface.

[09] No documento US 4.304.570 A, uma suspensão de enxofre em um líquido de depuração é pré-aquecida com vapor a uma temperatura acima do ponto de fusão do enxofre, de modo que este último se funde espontaneamente na suspensão que é introduzida em uma câmara de separação em um vaso selado. O líquido de depuração é decantado sobre uma represa em uma segunda câmara enquanto o enxofre fundido é retirado no fundo em uma terceira câmara.

[10] Projetos conhecidos anteriormente controlam o fluxo de enxofre em fusão mantendo o nível da interface em um determinado nível vertical. Exemplos destes projetos são descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.730.369 e 5.651.896. Estes separadores conhecidos são recipientes cheios de líquido e não têm uma fase gasosa. O princípio é que a pressão operacional do recipiente é mantida em um ponto de ajuste especificado de pressão para evitar que a fase aquosa se vaporize quando operando no ou acima do ponto de fusão do enxofre. No entanto, em operação real, quando o valor de controle de enxofre em fusão (controle do nível da interface) ou o valor de controle da solução aquosa (controle de pressão) se abre, a pressão dentro do recipiente cai e uma porção da fase aquosa se vaporiza. Esta vaporização causa problemas operacionais graves como enxofre em fusão transportado para fora do topo do recipiente e o tamponamento resultante devido ao congelamento do enxofre em fusão no equipamento e tubulação a jusante. A invenção dos requerentes resolve agora este e outros problemas incluindo uma terceira fase de fluido, chamada uma fase gasosa, no recipiente separador principal com um sistema de controle separado para manter a pressão do recipiente, independentemente do nível da fase aquosa ou da fase de enxofre em fusão. Estas e outras vantagens se tornarão evidentes a partir da descrição mais detalhada seguinte da invenção.

Sumário da Invenção

[11] Como ilustrado por uma forma de realização preferida da invenção, a presente invenção, em um aspecto principal, se refere a um sistema separador de líquido. O sistema inclui um recipiente com uma parte de topo e uma parte de fundo. O recipiente tem um diâmetro maior na parte de topo do que na parte de fundo, e a seção transversal do recipiente diminui de modo descendente a partir da parte de topo para a parte de fundo do recipiente. O sistema inclui uma primeira entrada para introduzir uma mistura de dois líquidos, o segundo mais denso do que o primeiro, dentro do recipiente. Uma entrada/saída localizada na parte de topo permite a introdução de uma corrente de gás pressurizado dentro do recipiente ou a remoção de excesso de gás pressurizado a fim de manter uma pressão operacional constante do recipiente. A manutenção de uma pressão constante evita que a fase aquosa entre em ebulição causando o transporte do líquido mais denso. Uma saída perto da parte de fundo do recipiente permite um fluxo do líquido mais denso a partir do recipiente. Uma estrutura de controle da interface sensoreia um nível da interface entre os dois líquidos e controla o fluxo do líquido mais denso a partir da saída. Através da configuração do ponto de ajuste especificado da estrutura de controle da interface, a altura vertical do nível da interface dentro do recipiente pode ser alterada idealmente de modo que o tempo de residência do líquido mais denso dentro do recipiente não aumenta à medida que a taxa de transferência de líquido mais denso diminui. Isto também reduz a área da interface dos dois líquidos à medida que a taxa de transferência diminui. A estrutura da interface inclui uma válvula de controle que abre e fecha (pode estar aberta/fechada ou modulada dependendo das exigências do sistema) para controlar a remoção da fase do líquido mais denso. O nível aquoso dentro do recipiente é mantido por um controle de nível entre o nível mais alto da fase aquosa e da interface gasosa. Um controlador da fase aquosa está em comunicação com uma válvula de controle que se modula para manter o nível da fase aquosa. A pressão interna do recipiente é mantida a uma constante predeterminada ou nível desejado, independentemente das posições do líquido mais denso e válvulas de controle da fase aquosa. Isto é alcançado ajustando a pressão da fase gasosa dentro do recipiente modulando o fluxo de entrada e fluxo de saída do gás do recipiente. O gás em particular usado como a fase gasosa não é crítico para a invenção dos requerentes e pode ser selecionado dentre o grupo consistindo de ar, N2, gás combustível, ou qualquer gás inerte, econômico, não condensável, que esteja na pressão desejada. Em uma forma de realização particular da invenção, o sistema é usado para separar enxofre em fusão da solução de redox líquida e/ou água de ressuspensão.

[12] É, portanto, um objeto da presente invenção melhorar a qualidade de um líquido mais denso separado de um líquido aquoso usando um sistema separador de três fases. É também um objeto da invenção dos requerentes melhorar a qualidade de enxofre recuperado de uma aplicação redox. Outro objeto da invenção é prover um sistema onde o tempo de residência do enxofre em fusão em um separador de enxofre pode ser variado de acordo com a taxa de transferência de enxofre. Outro objeto da invenção é um dispositivo de separação de enxofre melhorado que permite um controle mais preciso do nível da interface enquanto alcançando as vantagens de variar a área de superfície da interface e tempo de residência. Outro objeto da invenção é um sistema que permite que a área da interface entre a solução de redox líquida e/ou a água de ressuspensão e o enxofre em fusão seja variada. Outro objeto da invenção é um sistema de separação de enxofre melhorado que é adaptável para uso com a tecnologia existente. Ainda outro objeto é evitar que o enxofre seja transportado mantendo uma pressão constante no recipiente. Ainda outro objeto da invenção é um método com custo mais efetivo de recuperação de enxofre elementar de alta qualidade.

[13] Os aspectos da presente invenção podem ser mais bem entendidos considerando a descrição detalhada seguinte da invenção. No curso da descrição, é feita referência aos desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

[14] A Figura 1 é um diagrama esquemático de bloco de um método da técnica antecedente de remoção de enxofre elementar da pasta fluida; A Figura 2 é um diagrama esquemático de bloco de outro método da técnica antecedente de remoção de enxofre elementar da pasta fluida; A Figura 3 é uma representação de uma forma de realização preferida da invenção; e A Figura 4 é uma representação de uma forma de realização preferida alternativa da invenção.

Descrição Detalhada das Formas de Realização Preferidas

[15] Para estabelecer o contexto da invenção, é feita referência às Figuras 1 e 2, que descrevem processos conhecidos de produção de enxofre em fusão de um processo redox líquido. Nenhum destes sistemas conhecidos usa um separador de fase de três fluidos. A pasta fluida de enxofre a partir de uma aplicação de redox líquido, como mostrado em 2, que inclui enxofre elementar sólido colocado em suspensão em solução de redox, é passada através de um filtro de enxofre 4. A pasta fluida pode ser tanto uma pasta fluida relativamente concentrada (aproximadamente 15% em peso) como seria produzida em um dispositivo de concentração, como um recipiente de assentamento, ou uma pasta fluida relativamente diluída (0,1% em peso) como seria encontrada se nenhum dispositivo de concentração fosse empregado. Na operação de filtração de enxofre, a maior parte da solução de redox é removida e retornada para o processo como filtrado, como mostrado em 8. O enxofre sólido que permanece após o filtrado ser removido é referido como torta de enxofre ou torta de filtro, e é mostrado em 5. Em algumas aplicações, água limpa, como mostrado em 7, é pulverizada sobre a torta do filtro para alcançar uma melhor separação entre a torta de enxofre e a solução de redox. Esta operação é chamada de “lavagem”. O enxofre sólido 5, junto com alguma solução de redox e água da lavagem, entram em um tanque de ressuspensão 6. Como mostrado em 10, água é adicionada ao tanque de ressuspensão 6, para criar uma pasta fluida de enxofre que é passada através de um aparelho de fusão de enxofre ou trocador de calor 12. O sistema de filtração/lavagem/ressuspensão mostrado em 4, 6 e 10 ajuda a remover íons metálicos, como ferro e vanádio e solutos reativos da pasta fluida, que por sua vez irá reduzir a quantidade de polissulfetos indesejáveis formados no processo de fusão. Alguns sistemas não empregam o processo de filtração/lavagem/ressuspensão, portanto, a pasta fluida do processo 2 vai diretamente para o aparelho de fusão de enxofre 12.

[16] Em processos conhecidos a pasta fluida de enxofre é aquecida, por troca de calor indireta tanto com vapor como com um fluido de transferência de calor quente, no aparelho de fusão de enxofre 12 para uma temperatura acima do ponto de fusão do enxofre. Assim, o enxofre entra em fusão, e uma solução quente sai do aparelho de fusão de enxofre 12 contendo a solução de redox aquosa e água de ressuspensão e enxofre em fusão. O enxofre em fusão é tanto imiscível em, e mais denso do que a solução de redox e a água de ressuspensão. A solução quente, que é também referida como efluente do aparelho de fusão, em seguida, entra em um recipiente ou separador de enxofre 14 ou através de uma entrada 40. No interior do separador de enxofre, as gotículas do enxofre em fusão mais denso se separam por gravidade da solução de redox e água de ressuspensão menos densa, e as gotículas de enxofre em fusão mais denso caem para o fundo do separador de enxofre. O enxofre em fusão mais denso e a solução de redox ou água de ressuspensão formam uma interface, como representado pela linha 36.

[17] O enxofre em fusão escoa a partir do fundo do separador de enxofre e é removido pela válvula de saída 28 ou 62. Ao contrário da invenção dos requerentes, a pressão no separador de enxofre de sistemas conhecidos é controlada por uma válvula de controle de pressão 24 ou 47, que controla o fluxo da fase aquosa, isto é, a água de ressuspensão e solução de redox, do separador. Isto é feito na tentativa de evitar que a água entre em ebulição, que por sua vez, causaria o transporte do enxofre em fusão dentro de linhas do processo onde ele congelaria e provocaria tamponamento. A água de ressuspensão que escoa a partir do separador de enxofre ou é retornada para o tanque de ressuspensão, ou dirigida para a remoção. Em uma aplicação em que o sistema de filtração/lavagem/ressuspensão não é empregado, o líquido deixando a zona da fase aquosa do separador de enxofre será solução de redox onde ela será retornada para a unidade. O fluxo de enxofre em fusão fora do separador de enxofre é controlado por uma válvula de controle automático, que é tipicamente uma camisa de vapor, válvula tampão, (para o controle liga/desliga ou uma válvula esfera em v com camisa de vapor para o controle de modulação). Uma unidade de controle do nível da interface que mede indiretamente o nível de enxofre em fusão dentro do separador controla a válvula de controle. O projeto antecedente, como ilustrado na Figura 1, usa um único recipiente que era grande o suficiente para a separação da fase na carga de enxofre do projeto com o fluxo da fase aquosa do projeto. Tipicamente, o fluxo aquoso domina o tamanho requerido. Uma vez que o controle de nível da interface usa o mesmo diâmetro como a etapa de separação, o tempo de residência do enxofre nestes recipientes era muito grande. Além disso, em uma preparação intensa, o volume de separação foi maior do que o exigido, mas não havia nenhuma capacidade para mudar o volume. Além disso, o volume do enxofre abaixo do nível da interface é constante, independentemente da taxa de transferência. Assim, o tempo de residência do enxofre exposto a temperatura operacional é muito grande em condições de preparação.

[18] No segundo processo anterior, como mostrado na Figura 2, o protetor estreito 46 se tornou a porção de controle de nível; a porção de cone reduzida 44 foi deixada variar o tempo de residência na zona de separação, mas exigindo que o operador primeiro mude o ponto de ajuste especificado do nível da interface de modo que a interface pode estar na área de cone. Em uma taxa de transferência extremamente baixa, a interface pode realmente estar localizada no protetor, minimizando assim o tempo de residência do enxofre.

[19] Com referência agora a Figura 3, ilustrando uma das muitas formas de realização preferidas da invenção dos requerentes, o sistema inclui um recipiente ou separador de enxofre 100 que recebe um efluente do aparelho de fusão de enxofre contendo enxofre em fusão - solução de redox do aparelho de fusão de enxofre 101, preferivelmente como duas correntes separadas 102 e 103. Desde que as gotículas de enxofre são aproximadamente duas vezes mais densas do que as gotículas aquosas, uma separação inicial entre as duas fases líquidas irá ocorrer no cabeçote de saída do trocador de calor - corrente 102, que será a solução mais aquosa e a corrente 103, que será principalmente enxofre em fusão. Através da remoção destas duas correntes separadamente do trocador de calor, uma separação mais eficiente ocorrerá no separador 100. O separador de enxofre 100 inclui três zonas - uma zona da fase gasosa 105, uma zona da fase aquosa 106 e uma zona da fase líquida mais densa 107. Tanto a zona da fase gasosa como a zona da fase aquosa tem uma forma cilíndrica e são de um diâmetro maior do que o da zona da fase líquida mais densa.

[20] Após o efluente do aparelho de fusão entrar no separador de enxofre, as gotículas de enxofre mais densas se assentam por gravidade no fundo do separador de enxofre, enquanto a solução aquosa menos densa se eleva para um nível perto do meio do separador de enxofre. Embora a entrada contendo o efluente do aparelho de fusão possa estar localizada em qualquer lugar no recipiente 100, é preferido dividir o efluente com uma entrada de corrente idealmente localizada onde o separador de enxofre tem um diâmetro relativamente grande. Isto reduz a velocidade superior da solução de redox à medida que o efluente é introduzido no separador de enxofre, e permite que as gotículas de enxofre se assentem e se aglomerem em gotículas maiores e eventualmente, em uma fase contínua de enxofre em fusão, na parte de fundo do separador de enxofre. A segunda entrada do efluente está preferivelmente localizada perto do meio da zona da fase líquida mais densa do recipiente separador. O enxofre em fusão e a solução de redox líquida formam uma interface, mostrado pela linha tracejada 108. O fundo do recipiente 100 pode ter um protetor, como mostrado nas Figuras 3 e 4, ou um fundo cônico afilado terminando em um protetor como representado na Figura 2.

[21] A pressão no separador de enxofre 100 é controlada por um controlador de pressão 109, que opera as válvulas de controle 110 e 111. O controlador de pressão sensoreia a pressão no separador 100 e irá abrir ou fechar as válvulas 110 ou 111, como necessário para manter uma pressão pré- ajustada ou desejada, isto é, a pressão do ponto de ajuste. Se o controlador de pressão sensoreia uma pressão abaixo da pressão do ponto de ajuste ele irá abrir a válvula 110 para introduzir um gás pressurizado, preferivelmente um fluido gasoso selecionado dentre o grupo consistindo de ar, nitrogênio, gás combustível, ou qualquer outro gás não condensável, que esteja na pressão desejada. Se a pressão sensoreada está acima da pressão do ponto de ajuste, em seguida, o controlador de pressão irá fechar a válvula 110 e abrir a válvula 111 para remover ou ventilar o gás da zona da fase gasosa do separador. Este gás removido pode ser usado em outros processos ou queimado em uma tocha tipo FLARE.

[22] O sistema da invenção dos requerentes também usa dois controladores de nível de líquido 112 e 113 que controlam as válvulas 114 e 115, respectivamente. O controlador 112 sensoreia o nível entre a zona da fase gasosa 105 e a zona aquosa 106 e o controlador 113 sensoreia o nível entre a zona da fase aquosa 106 e a zona da fase líquida mais densa 107. A válvula 114 controla o fluxo de solução aquosa a partir do separador de enxofre e evita que a solução aquosa entre em ebulição dentro do separador. A solução aquosa que escoa a partir do separador de enxofre através da saída 117 é retornada para a unidade ou um tanque de ressuspensão, ou é removida. Os mecanismos de controle do nível da interface usado no sistema dos requerentes pode ser qualquer tipo de mecanismo de controle seguro. Os mecanismos preferidos medem a interface no separador de enxofre medindo a pressão nos sensores de pressão localizados acima e abaixo dos níveis da interface da fase gasosa e da fase aquosa, e abaixo e acima do nível da interface da fase aquosa e líquida mais densa. O diferencial de pressão entre os 2 sensores é indicativo do nível da interface.

[23] O sistema também inclui uma saída 116 através da qual enxofre em fusão escoa a partir do separador de enxofre através da válvula de controle 115. A vazão de enxofre em fusão a partir do separador de enxofre define a taxa de transferência de enxofre. A quantidade de tempo entre a introdução do enxofre em fusão dentro do separador de enxofre na entrada 102 e 103 e a remoção do enxofre em fusão através da saída 116 define um tempo de residência do enxofre em fusão no sistema. A vazão de enxofre em fusão é controlada por uma válvula de saída 115, que é controlada pelo mecanismo de controle de nível da interface 113. O mecanismo de controle de nível da interface 113 e a válvula de saída 115, juntos formam um mecanismo ou estrutura de controle de saída. O mecanismo de controle de nível da interface 112 e válvula de controle 114 juntos formam um segundo mecanismo de controle. Quando a unidade está operando na taxa de transferência de enxofre projetada, é preferido manter a interface 108 perto do topo do diâmetro menor do separador 100. À medida que a taxa de transferência de enxofre diminui, o nível da interface 108 é diminuído, ajustando o(s) ponto (s) de ajuste (s) do mecanismo de controle de nível da interface 113.

[24] A invenção pode incluir também variações da forma do separador de enxofre, por exemplo, o separador de enxofre ilustrado Figura 4 está na forma horizontal. Alternativamente, a inclinação das paredes internas do separador pode definir uma transição cônica entre a zona da fase líquida mais densa e a zona da fase aquosa. O sistema pode ser usado também com líquidos diferentes da solução de redox, como água de ressuspensão. Da mesma forma, o sistema pode ser usado também com outros líquidos diferentes de enxofre em fusão.

[25] A descrição precedente das formas de realização específicas revelará tão completamente a natureza geral da invenção que os versados podem, através da aplicação do conhecimento corrente, rapidamente modificar e/ou adaptar para várias aplicações tais formas de realização específicas sem se desviar do conceito genérico e, portanto, tais adaptações e modificações são planejadas para serem compreendidas dentro do significado e faixa de equivalentes das formas de realização descritas. Deve ser entendido que a fraseologia ou terminologia aqui é com o propósito de descrição e não de limitação.

[26] Os meios, materiais, e etapas para realizar as várias funções descritas podem ter uma variedade de formas alternativas sem se desviar da invenção. Assim, as expressões “meios para”... “meios para”..., ou qualquer linguagem da etapa do método como pode ser encontrada no relatório acima ou nas reivindicações abaixo, seguido por uma instrução funcional, são planejadas para definir e cobrir qualquer estrutura ou elemento estrutural, físico, químico ou elétrico, ou qualquer etapa do método, que pode agora ou no futuro existir que carrega a função citada, se precisamente equivalente ou não a forma de realização ou formas de realização descritas no relatório acima, isto é, outros meios ou etapas para realizar a mesma função podem ser usados; e sendo pretendido que tais expressões recebam sua interpretação mais ampla dentro dos termos das reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema separador de líquido, caracterizado pelo fato de compreender, em combinação:

(a) um recipiente com uma parte de topo, uma parte de fundo, uma zona da fase gasosa, uma zona da fase aquosa e uma zona de líquido mais denso, o recipiente tem um diâmetro maior na parte de topo do que na parte de fundo;

(b) uma entrada para introduzir um primeiro líquido e um segundo líquido dentro do recipiente, o segundo líquido sendo mais denso do que o primeiro líquido e em que a zona da fase gasosa está localizada diretamente acima do primeiro líquido;

(c) uma primeira saída na parte de fundo do recipiente para permitir um fluxo do segundo líquido a partir do recipiente;

(d) uma segunda saída em comunicação de fluido com a zona da fase aquosa;

(e) um controlador de pressão em comunicação com a zona da fase gasosa que controla uma válvula de entrada de gás para introduzir um gás não condensável pressurizado e uma válvula de saída de gás, cada válvula estando em comunicação de fluido com uma entrada/saída perto da parte de topo do recipiente; e (f) uma estrutura de controle da interface construída e disposta para sensorear dentro do recipiente um nível da interface entre o primeiro líquido e o segundo líquido e para controlar o fluxo do segundo líquido a partir da primeira saída e para elevar ou abaixar o nível da interface responsivo a um aumento ou diminuição respectivo no fluxo.
2. Sistema separador de líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é solução de redox e água de ressuspensão de uma operação de redox e o segundo líquido é enxofre em fusão.

Petição 870190011979, de 05/02/2019, pág. 20/82

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3. Sistema separador de líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte de topo do recipiente é cilíndrica e a parte de fundo do recipiente é cilíndrica.
4. Sistema separador de líquido de acordo com a reivindicação

3, caracterizado pelo fato de que o nível da interface é mantido dentro da parte de fundo do recipiente.
5. Sistema separador de líquido de acordo com a reivindicação

4, caracterizado pelo fato de que um tempo de residência do segundo líquido no recipiente não aumenta à medida que o fluxo da saída diminui.
6. Sistema separador de líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma segunda estrutura de controle da interface é construída e disposta para sensorear dentro do recipiente um nível da interface entre a zona da fase aquosa e a zona da fase gasosa e para controlar o fluxo do primeiro líquido a partir da segunda saída e para elevar ou abaixar o segundo nível da interface responsivo a um aumento ou diminuição respectivo no fluxo do primeiro líquido.
7. Sistema separador de enxofre para separar enxofre de uma mistura contendo um primeiro líquido e um segundo líquido, caracterizado pelo fato de que compreende em combinação:

(a) um recipiente com uma parte de topo, uma parte de fundo, uma zona da fase gasosa, uma zona de solução de redox e uma zona de enxofre em fusão, o recipiente tem um diâmetro maior na referida parte de topo do que na parte de fundo;

(b) uma entrada para introduzir uma mistura da solução de redox e enxofre em fusão de um aparelho de fusão de enxofre dentro do recipiente, o enxofre em fusão sendo mais denso do que a solução de redox, onde a mistura forma uma interface entre a solução de redox e o enxofre em fusão dentro do recipiente em um nível vertical e em que a zona da fase gasosa está localizada diretamente acima da solução de redox;

Petição 870190011979, de 05/02/2019, pág. 21/82

3 / 4 (c) uma primeira saída perto da parte de fundo do recipiente para permitir um fluxo de enxofre em fusão a partir do recipiente, o fluxo definindo uma taxa de transferência de enxofre;

(d) uma segunda saída em comunicação de fluido com a zona de solução de redox para permitir um fluxo da solução de redox a partir do recipiente;

(e) um controlador de pressão em comunicação com a zona da fase gasosa que controla uma válvula de entrada de gás para introduzir um gás não condensável pressurizado e uma válvula de saída de gás, cada válvula em comunicação de fluido com uma entrada/saída na parte de topo do recipiente; e (f) uma estrutura de controle da interface construída e disposta para sensorear o nível vertical da interface na parte de fundo do recipiente e para elevar ou abaixar o nível da interface responsivo a um aumento ou diminuição respectivo na taxa de transferência de enxofre.
8. Sistema separador de enxofre de acordo com a reivindicação

7, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada está em comunicação com a zona da solução de redox e uma segunda entrada está em comunicação com a zona de enxofre em fusão.
9. Sistema separador de enxofre de acordo com a reivindicação

8, caracterizado pelo fato de que a mistura do aparelho de fusão de enxofre é dividida entre a primeira e a segunda entradas.
10. Sistema separador de enxofre de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um tempo de residência do enxofre em fusão no recipiente não aumenta à medida que a taxa de transferência de enxofre diminui.
11. Método para separar enxofre em fusão de um fluido, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas, em combinação, de:

(a) introduzir uma mistura líquida compreendendo o fluido e o

Petição 870190011979, de 05/02/2019, pág. 22/82

4 / 4 enxofre em fusão dentro de um recipiente com um diâmetro maior na parte de topo e um diâmetro menor na parte de fundo, o enxofre em fusão imergindo no recipiente e formando uma interface com o fluido em uma altura vertical;

(b) monitorar a pressão dentro do recipiente e adicionar ou remover um gás não condensável de uma zona da fase gasosa localizada diretamente acima do líquido no recipiente para manter uma pressão predeterminada dentro do recipiente independente da altura vertical da interface, em que o gás não condensável é adicionado através de uma válvula de entrada de gás e removido através de uma válvula de saída de gás, ambas controladas com um controle de pressão;

(c) remover o enxofre em fusão do recipiente; e (d) alterar a altura vertical da interface em resposta à taxa de remoção do enxofre em fusão do recipiente controlada por um controle de interface líquida.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido é solução de redox líquida ou água de ressuspensão.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um tempo de residência do enxofre em fusão no recipiente não aumenta conforme a taxa de transferência do enxofre em fusão diminui.