BR112012028305B1

BR112012028305B1 - Processo contínuo para contatar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás, e, aparelho para um processo contínuo para contatar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás

Info

Publication number: BR112012028305B1
Application number: BR112012028305-7A
Authority: BR
Inventors: David Alan Hobson
Original assignee: Merichem Company
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2020-03-24
Also published as: RU2519726C1; CN102917772A; JP5799089B2; HK1181344A1; US7951353B1; WO2011156269A1; EP3517198A1; EP2576014A1; CN102917772B; JP2013534891A; BR112012028305A2

Abstract

processo contínuo para contratar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás, e, aparelho para um processo contínuo para contratar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás. um aparelho e método de contatar um líquido com gases diferentes sequencialmente em zonas de transferência de massa separadas dentro de um recipiente simples, as zonas de transferência de massa operacionalmente em comunicação de fluido um com o outro, incluindo contatar intimamente o líquido com um gás de processo em fluxo cocorrente em uma zona de transferência de massa a jusante para realizar a transferência de massa entre o líquido e o gás de processo e introdução do líquido em uma zona de transferência de massa a montante com um segundo gás, diferente do gás de processo, desse modo afetando a transferência de massa entre o líquido e o segundo gás. a razão de fluxo do líquido da zona de transferência de massa a montante para a zona de transferência de massa a jusante é controlada pela adição controlada de um terceiro gás em um ou mais tubos verticais que separam cada zona de transferência de massa tal que a densidade específica do líquido nos tubos verticais fornecem uma força de condução que controla o fluxo.

Description

“PROCESSO CONTÍNUO PARA CONTATAR UM REAGENTE LÍQUIDO SEQUENCIALMENTE COM UM GÁS DE PROCESSO E UM SEGUNDO GÁS, E, APARELHO PARA UM PROCESSO CONTÍNUO PARA CONTATAR UM REAGENTE LÍQUIDO SEQUENCIALMENTE COM UM GÁS DE PROCESSO E UM SEGUNDO GÁS”

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDO RELACIONADO [1] Este pedido reivindica o benefício do Pedido U.S. N° 12/794,875, depositado em 7 de junho de 2010, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO [2] A presente invenção está direcionada a um método e aparelho para contatar um líquido com uma pluralidade de gases diferentes, sequencialmente, em um aparelho de contato gás-líquido tendo uma pluralidade de zonas de contato gás-líquido, cada um em comunicação de fluido com pelo menos uma outra zona de contato gás-líquido dentro de um recipiente simples para a transferência de massa entre os gases e o líquido, de uma tal maneira que a circulação da solução seja criada por diferenças de densidade constantemente entre as zonas de contato gás-líquido e tubos verticais enchidos com líquidos intermediários, com o uso de uma bomba de circulação de solução. Mais particularmente, a presente invenção está direcionada a um método e aparelho para remover continuamente gás sulfeto de hidrogênio (H2S) de uma corrente de fluido pela reação da corrente de fluido com uma solução de metal polivalente de redox catalítica para a remoção de gás H2S e que gera continuamente a solução catalítica pela reação com um gás contendo oxigênio. O processo é particularmente adequado para o tratamento de correntes de gás de processo tendo uma concentração de H2S relativamente alta, por exemplo, pelo menos 1 % em volume, em uma pressão relativamente baixa, por exemplo, menor do que a medida de 1 bar (100 kPa), mas é útil para correntes de gás de processo em qualquer pressão.

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FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR [3] O método e o aparelho da presente invenção são as melhoras no método de autocirculação e métodos divulgados na Patente U.S. N° 4,238,462 e 5,160,714 anterior e é útil para a transferência de massa gáslíquido onde um líquido está contatado com dois gases diferentes em zonas de contato separadas. As séries de reação envolvidas nos contaminantes de enxofre que oxidam cataliticamente, tal como sulfeto de hidrogênio, a enxofre elementar usando-se um catalisador de quelado de ferro pode ser representado pelas seguintes reações, onde L genericamente os dois ou mais ligandos particulares escolhidos para formular a mistura de catalisador de quelado metálico:

(1) H2S (gás) + H2O(liq.) H2S (aquoso) + H2O (liq.) (2) H2S (aquoso) H⁺ + HS^- (3) HS^- + 2(Fe³⁺L2) ^S(sólido) ⁺ 2(Fe²⁺L2) + H⁺

Combinando-se as equações (1) até (3) a equação resultante é:

(4) H2S(g_ás) + 2(Fe³⁺L2) 2H⁺ + 2(Fe²⁺L2) + ^S(sólido) [4] A fim de ter um processo trabalhável econômico para a remoção de sulfeto de hidrogênio de uma corrente gasosa quando uma mistura de quelado de metal polivalente é usada para realizar a oxidação catalítica do sulfeto de hidrogênio, é essencial que o quelado de ferro ferroso formado, como exemplificado acima, seja continuamente regenerado pela oxidação a quelado de ferro férrico no contato da solução de reação com oxigênio dissolvido, preferivelmente uma forma de ar do ambiente, na mesma zona de contato ou em uma separada. A série de reações que acontece no oxidador de minha invenção quando se regenera o catalisador de quelado metálico pode ser representada pelas seguintes equações:

^{(5) O}2(gás) ^{+ 2 H}2^{O O}2(aquoso) ^{+ 2H}2^O (6) O2(aquoso) + 2H2O + 4 (Fe²⁺L) 4 (OH^-) + 4 (Fe³⁺L2)

Combinando-se as equações (5) até (6), a equação resultante

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 10/25 / 14 (7) é:

(7) O2 + H2O + 2(Fe²⁺L2) 2(OH^-) + 2 (Fe³⁺L2)

E, quando as equações (4) e (7) são combinadas, o processo total pode ser representado pela seguinte equação:

(8) H2S(gás) + O2(gás) S(sólido) + H2O(liq.) [5] Estará evidente a partir das equações precedentes que teoricamente dois mols de ferro férrico devem ser fornecidos à zona de reação em que o gás de sulfeto de hidrogênio é oxidado para formar enxofre elementar para cada mol de gás de sulfeto de hidrogênio tratado e na prática real consideravelmente mais do que a quantidade teórica real de ferro é usada. Em um processo contínuo de remover sulfeto de hidrogênio pelo contato com uma solução de ferro férrico catalítico, a solução catalítica é circulada continuamente entre a zona de absorvedor, quando o H2S é absorvido pela solução de quelado férrico catalítico e a solução é reduzida ao ferro ferroso e uma zona de oxidador é usada para oxidar o ferro ferroso reduzido de volta ao estado de ferro férrico. A fim de evitar o uso de concentrações altas de ferro na solução catalítica, a taxa de circulação deve ser alta.

[6] O método e o aparelho descrito em referências de autocirculação precoce foram comercialmente bem-sucedidos, mas o uso comercial daquele método e aparelho sofrem de diversas desvantagens incluindo alguma perda de controle do tempo de residência para o contato de gás-líquido em cada uma das zonas de reação e controle de fluxo de líquido deficiente. A Patente U.S. N° 5,160,714 fornece um método de contatar um líquido com gases diferentes sequencialmente em zonas de transferência de massa separadas dentro de um recipiente simples por meio do qual a vazão de líquido de uma zona de transferência de massa a uma outra é motivada pela diferença na densidade líquida aereada em uma zona de transferência de massa e a densidade líquida não aerada em um conduto descendente líquido precedente. Esta diferença de densidade atua como uma “bomba” para a

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 11/25 / 14 criação de uma força de condução. Nesta patente, foi considerado que a vazão líquida deve ser controlada pelo ajuste da taxa de gás a uma ou mais zonas de transferência de massa apenas; entretanto, isto não mostra ser prático visto que as taxas de gás às várias zonas de transferência de massa são, em geral, controladas pelos requerimentos por outro processo que não vazão de líquido. A quantidade e a composição de gás ácido que entra no aparelho são sempre controladas pelos processos a montante e é, desta maneira, independente da operação do aparelho. A operação do aparelho deve ser capaz e ajustar a condição do gás ácido de entrada. A quantidade de ar injetado na zona de oxidação é dependente da quantidade de H25 contida no gás ácido e a taxa de circulação deve, no mínimo, fornecer mols suficientes de ferro para satisfazer a equação 3 na zona de reação. Se deixada descontrolada, a taxa de circulação de solução real será determinada pelas características físicas do aparelho e as densidades aeradas da zona de reação e a zona de oxidador. Se a taxa de circulação de solução for muito alta, o oxigênio pode ser transferido a partir da zona de oxidação na zona de reação que resulta na produção de subprodutos indesejados, tais como sulfatos. Se a taxa de circulação de solução for muito baixa, ferro insuficiente será fornecido à zona de reação para satisfazer a reação 3, resultando na formação e na precipitação de sulfeto de ferro.

[7] Para compensar esta perda de controle, vários itens, tais como válvulas borboleta, cunhas de restrição de fluxo e portas deslizantes foram instaladas na linha de conduíte de líquido que reciclaram o reagente gasto do absorvedor ao oxidador. Infelizmente, todas as soluções propostas para controlar o fluxo de líquido através das zonas de transferência de massa mostraram-se ser não práticas devido ao entupimento causado por sólidos (isto é, enxofre elementar) que entraram no líquido.

[8] Minha invenção trata a necessidade daqueles na técnica e em particular fornece um aparelho e as etapas de processo que aliviam todos os

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 12/25 / 14 problemas e dificuldades de dispositivos de controle de fluxo prévios. Estas e outras vantagens tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição mais detalhada da invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [9] Minha invenção supera as desvantagens dos processos conhecidos anteriores pelo fornecimento de um processo contínuo para contatar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás que compreende as etapas de introduzir um gás de processo em uma zona de transferência de massa a jusante contendo um reagente líquido, onde a zona de transferência está em comunicação de fluido com um segundo conduto descendente. O gás de processo contém preferivelmente H2S e o segundo gás contém preferivelmente oxigênio. O reagente líquido da zona de transferência de massa a jusante pode fluir opcionalmente em um conduto descendente de oscilação onde este é removido e reciclado a uma zona de transferência de massa a montante que está em comunicação de fluido com um primeiro conduto descendente. O segundo gás é introduzido na zona de transferência de massa a montante em uma primeira vazão onde este misturase com o reagente líquido antes deste fluir no primeiro conduto descendente. Um terceiro gás é introduzido no primeiro conduto descendente onde este mistura-se com o reagente líquido que flui da zona de transferência de massa a montante. O terceiro gás pode ser, mas não é requerido ser, o mesmo gás como o segundo gás. O reagente líquido do primeiro conduto descendente é deixado fluir em uma zona de transferência de massa intermediária que está em comunicação de fluido com o segundo conduto descendente. O segundo gás também pode ser introduzido nesta zona de transferência de massa intermediária.

[10] Variando-se a vazão do terceiro gás introduzido no primeiro conduto descendente controla o fluxo do reagente líquido da zona de transferência de massa a montante para a zona de transferência de massa

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 13/25 / 14 intermediária. Isto é possível por causa da densidade de uma solução aerada varia diretamente com a densidade não aerada da solução e inversamente com a velocidade de gás através da solução, isto é, quanto mais alta a velocidade do gás menor a densidade aerada. Portanto, quanto menor a densidade (ou gravidade específica) do líquido no primeiro conduto descendente menor o fluxo de líquido a partir da zona de transferência de massa a montante para a zona de transferência de massa intermediária. Ajustando-se a velocidade do terceiro gás adicionado ao primeiro conduto descendente permite que o fluxo do líquido a ser aumentado ou diminuído para atingir a remoção de enxofre ótima. Como previamente descrito, a taxa de circulação de solução ideal é que fornece mols suficientes de ferro férrico para oxidar os íons de sulfeto e ao mesmo tempo para fornecer mols suficientes de oxigênio para oxidar os íons ferrosos. Se a taxa de circulação de solução for muito alta, os íons de sulfeto podem ser transportados na zona de oxidador que resulta na formação de sais de subproduto, tais como tiossulfato e sulfato. Se a taxa de circulação de solução for muito baixa haverá íons férricos insuficientes para oxidar os íons de sulfeto. Neste caso o ferro será super-reduzido resultando na formação de sulfeto de ferro, que é extremamente nocivo ao processo.

[11] Em uma forma de realização adicional da minha invenção, um fluxo do segundo gás também pode ser introduzido no reagente líquido na zona de transferência de massa intermediária e um fluxo do terceiro gás pode ser introduzido no segundo conduto descendente para controlar o fluxo do reagente líquido da zona de transferência de massa intermediária para a zona de transferência de massa a jusante. Novamente, o segundo e terceiro gases podem ser os mesmos.

[12] As taxas de fluxo do segundo e terceiro gases podem ser controladas e variadas usando-se os controladores conhecidos na técnica. A vazão do segundo gás, contendo oxigênio é, em geral, não precisamente controlada. Os sistemas são, em geral, projetados com 2 ou 3 “sopradores de

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 14/25 / 14 ar” e o fluxo de ar para a unidade é controlada ligando-se ou desligando-se um soprador. Isto é determinado pela análise de potencial de “REDOX” da solução, que é um procedimento analítico de rotina bem conhecido por aqueles habilitados na técnica. Se o potencial de REDOX for muito baixo, significando que os íons de ferro são insuficientemente oxidados, a vazão do oxigênio contendo gás pode ser aumentada. Se o potencial de “REDOX” for muito alto, significando que a solução é superoxidada, a vazão do gás contendo oxigênio deve ser diminuída. Uma outra causa de um potencial de REDOX baixo é que o ferro oxidado insuficiente (Fe⁺⁺⁺) está sendo fornecido à zona de reação para satisfazer a equação 3. Se isto ocorrer o teor de ferro da solução pode ser aumentada; entretanto, isto resultará em custos de operação mais altos devido à perda de ferro maior do sistema associado com a perda de solução. Um outro método de satisfazer a demanda de ferro da zona de reação é para aumentar a taxa de circulação de solução pela diminuição da vazão do terceiro gás. Isto aumentará a diferença de densidade entre a zona de oxidação e/ou a zona de oxidação e os tubos verticais correspondentes. Novamente, a quantidade de ajuste é determinada pela mudança no potencial de REDOX da solução. Se o aumento na taxa de circulação de solução satisfaz a demanda de ferro da zona de reação, mas também resulta em um aumento na formação de subproduto devido ao transporte de oxigênio na zona de reação, então a taxa de circulação deve ser diminuída pelo aumento do fluxo do terceiro gás no conduto descendente ligado com um aumento correspondente no teor de ferro da solução.

[13] Cada uma das zonas de transferência de massa ou câmaras podem ser divididas em dois ou mais estágios contatos separados para o contato líquido de gás contínuo. Os estágios separados de cada zona de transferência de massa líquido-gás são na comunicação de fluido sequencial, um com outro através dos tubos verticais intermediários que são formados por um dique invertido que estende-se a jusante de uma porção superior de uma

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 15/25 / 14 extremidade a jusante de um estágio e um dique submerso que estende-se a montante de uma extremidade a montante do estágio sucessor, os diques sendo horizontalmente espaçados e verticalmente sobrepostos dentro do líquido. De acordo com uma forma de realização preferida, pelo menos um conduto descendente contendo um pulverizador de gás separa uma zona de transferência de massa líquido-gás de outra zona de transferência de massa líquido-gás para fornecer o tempo de residência controlada e circulação controlada da solução entre as duas zonas de transferência de massa, preferivelmente para o contato sequencial com um gás diferente em cada zona. Em uma disposição preferida a zona de transferência de massa a montante é a primeira zona, a zona de transferência de massa intermediária é a segunda zona e a zona de transferência de massa a jusante é a terceira zona. Entretanto, está dentro do escopo da invenção ter mais do que três zonas de transferência de massa cada uma separada por um ou mais tubos verticais.

[14] Em particular, a invenção fornece um método de autocirculação e aparelho para remover continuamente o gás de sulfeto de hidrogênio (H2S) a partir do processo de corrente de gás para aprofundar o contato com uma solução redox de metal polivalente em uma zona de transferência de massa e continuamente regenera a solução catalítica dentro do mesmo recipiente para aprofundar o contato com o gás de oxidação em uma zona de transferência de massa separada. Em um tal processo redox líquido para a oxidação de H2S a enxofre e água, contatam o reagente líquido com o segundo gás que causa uma reação oxidativa para ocorrer a formação de enxofre elementar. Especificamente, em uma forma de realização preferida, o processo de gás inclui gás de sulfeto de hidrogênio e o reagente líquido é uma solução de oxidação-redução, portanto efetuando a oxidação do gás de sulfeto de hidrogênio e redução da solução de oxidação-redução formando uma solução de redução-oxidação reduzida na terceira zona de transferência de massa e enxofre elementar. O segundo gás é capaz de oxidar

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 16/25 / 14 a solução reduzida para formar uma solução oxidada na primeira e segunda zona de transferência de massa contanto de modo que a solução oxidada é capaz da absorção adicional do gás de processo na terceira zona de transferência de massa.

[15] Para realizar o processo da invenção um aparelho para um contato contínuo de um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás é descrito, compreendendo uma primeira zona de transferência de massa na conexão de fluido com um primeiro conduto descendente e uma segunda zona de transferência de massa na comunicação de fluido com o primeiro conduto descendente e um segundo conduto descendente. Uma terceira zona de transferência de massa está em comunicação de fluido com o segundo conduto descendente e está a jusante da primeira e segunda zona de transferência de massa. Este está onde o processo de gás é introduzido. Um conduto descendente de onda pode ser a jusante da terceira zona de transferência de massa e o reagente líquido recicla o conduíte conectando-se o conduto descendente de onda com a primeira zona de transferência de massa pode ser usada para reciclar o reagente líquido gasto à zona de transferência de massa para regeneração. Os pulverizadores de gás individuais podem ser fornecidos em cada zona de transferência de massa, mas deve ser incluído em pelo menos um conduto descendente. Alternativamente, um pulverizador de gás pode ser fornecido em outros tubos verticais para controlar o fluxo de líquido entre a outra zona de transferência de massa. Qualquer tipo de controladores mecânicos ou elétricos podem ser usados para variar as taxas de fluxo dos gases alimentados aos pulverizadores nas zonas de transferência de massa e tubos verticais. Igualmente, qualquer pulverizador de gás projetado conhecido na técnica pode ser usado para injetar o gás no conduto descendente enchido por líquido.

[16] A invenção deste modo foi descrita com ênfase particular no uso de ferro como o metal polivalente de escolha; entretanto, outros metais

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 17/25 / 14 polivalentes que formam quelatos com os ligandos descritos acima também podem ser usados. Tais polivalentes de metal adicional incluem cobre, cobalto, vanádio, manganês, platina, tungstênio, níquel, mercúrio, estanho e chumbo. Os agentes de quelação são geralmente da família do ácido aminopolicarboxílico tal como EDTA, HEDTA, MGDA e NTA, ou outros qualquer um de que pode ser usado em conexão com esta invenção.

[17] Estas e outras formas de realização tornam-se mais aparentes a partir do detalhe da descrição da forma de realização preferida contida abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [18] Os outros aspectos acima e vantagens da presente invenção tornará mais aparente a partir da seguinte descrição detalhada da invenção, leva em conjunção com os desenhos, em que:

[19] A FIG. 1 é uma vista lateral de uma forma de realização do oxidador de transferência de massa líquido-gás/recipiente absorvedor da presente invenção;

[20] a FIG. 2 é uma visão superior de outra forma de realização do recipiente de transferência de massa líquido-gás da presente invenção como um projeto circular;

[21] a FIG. 3 é um gráfico que mostra a conexão da densidade aerada versus velocidade de gás para 4 solução não aeradas tendo gravidades diferentes; e [22] a FIG. 4 é um gráfico que mostra a conexão da queda de pressão friccional disponível versus velocidade de gás no conduto descendente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA [23] Retornando agora os desenhos e inicialmente a FIG. 1, uma forma de realização da invenção é ilustrada mostrando um pulverizador de gás 10 inserido em um ou mais tubos verticais 12 conectando-se a duas zonas

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 18/25 / 14 de transferência de massa 13. Os pulverizadores 10 são localizados acima da parte superior dos diques invertidos 11. O gás é então injetado nos pulverizadores 10. Como a quantidade do gás injetado aumenta, a densidade aerada do líquido nos tubos verticais 12 aproximarão daquele da densidade aerada nas zonas de transferência de massa 13. Os pulverizadores 10 podem ser inseridos nos tubos verticais 12 separando duas ou mais zona de oxidação de transferência de massa e/ou dois ou mais processos do gás da zona de transferência de massa. Uma explicação de como o dispositivo contra o fluxo da solução segue.

[24] Como mencionado, a densidade de uma solução aerada varia diretamente com a densidade não aerada da solução e inversamente com a velocidade de gás através da solução. Em outras palavras, quanto maior a velocidade de gás menor a densidade aerada e menor a força de condução, deste modo menor as taxas de fluxo. Esta conexão é ilustrada na figura 3 por uma solução aquosa contendo as várias quantidades de sais inorgânicos, que variam a gravidade específica da solução.

[25] Uma balança de pressão em torno do ponto A na figura 1 resulta no seguinte:

(pd)(H2) + (pna)(H1- H2) - (Fd) = (ptz)(H1) - (Ftz)

Ou (Fd - Ftz) = (pd)(H2) + pna(H1- H2) - (ptz)(H1)

Onde:

pd= Densidade de solução no conduto descendente, libras/pé cúbico pna = Densidade de solução não aerada, livras/pé cúbico ptz = Densidade da solução na zona de transferência de massa, libras/pé cúbico

H1= Altura da solução acima dos pulverizadores na zona de transferência de massa, pés

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H2 = Altura da solução acima de pulverizadores no conduto descendente, pés

Fd = Queda de pressão friccional no conduto descendente devido ao fluxo de solução, libras/ pé quadrado

Ftz = Queda de pressão friccional na zona de transferência de massa devido ao fluxo de solução, libras/pé quadrado [26] O termo (Fd - Ftz) é a diferença na gota da pressão friccional criada pelo fluxo da solução através do conduto descendente e a zona de transferência de massa. É relacionado a diferença dos quadrados de duas velocidades de solução. Por exemplo, assumindo uma velocidade de solução de 5 pés (1.524 mm) por minuto na zona de transferência de massa e as alturas da solução de 8 pés (2438,4 mm) por H1 e 6 pés (1.828,8 mm) por H2, o efeito do aumento da velocidade do gás no conduto descendente é ilustrado na Figura 4. Como a queda de pressão friccional disponível aumenta, a vazão de solução através do conduto descendente requerido à balança de pressão ao sistema aumenta. Reciprocamente, quanto mais o gás é injetado no pulverizador do conduto descendente a queda de pressão friccional disponível ou força de condução diminui resultando no fluxo de solução menor.

[27] Quando o aparelho da FIG. 1 é usado para um processo de remoção de enxofre, a câmara absorvedora 32 é conectada na comunicação de fluido através do conduto descendente de onda 4 a primeira zona de transferência de massa 13 do oxidador 34 por intermédio do conduíte 5. A circulação é conduzida pelas diferenças de densidade líquidas induzidas pela aeração, como descrito acima, especificamente pelo controle do fluxo de gás em um ou mais pulverizadores 10 localizados em um ou mais tubos verticais 12 pelas válvulas de controle 6. O gás rico em H2S é introduzido através da linha 1 na parte inferior do absorvedor através do pulverizador 9 na câmara absorvedora 32 para aprofundar o contato com a solução catalisadora de quelato de ferro férrico líquido 14. O H2S eleva-se junto com a solução

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 20/25 / 14 catalisadora oxidada a partir do terceiro ou último estágio da zona oxidadora a zona de absorção e após a solução catalisadora ser absorvida H2S do processo de gás e convertido ao enxofre na zona de absorção, a solução catalisadora de líquido que carrega enxofre flui no defletor 50 separando a câmara absorvedora 32 a partir do conduto descendente de onda 4 e flui através do conduíte 5 ao primeiro estágio oxidador 34. Em uma forma de realização preferida, uma placa inclinada (não mostrada) forma um fundo do conduto descendente de onda 4 para direcionar qualquer enxofre determinado a uma saída (não mostrado). O enxofre é ultimamente removido pelo sistema de filtração.

[28] O catalisador líquido carregado de H2S no primeiro estágio oxidador é oxidado por um oxigênio contendo gás liberado através da linha 2 e a bomba 3 então flui através do pulverizador 15 e flui no defletor 8 e sob o defletor 11 em um oxidador intermediário. A solução parcialmente oxidada no oxidador intermediário ainda é oxidada pelo oxigênio contendo o fluxo de gás através do pulverizador e eventualmente flui no absorvedor 32. O gás de oxidação gasto é ventilado através da parte superior de cada zona de transferência de massa oxidada através dos conduítes de saída (não mostrado). Todos os gases ventilados podem ser tratados antes de liberar à atmosfera.

[29] O projeto circular do processo e aparelho mostrado na FIG. 2, geralmente projeta 30, inclui uma câmara absorvedora 32 e uma câmara oxidadora que é dividida em três estágios separados por gás, 34, 36 e 38. Defletores espaçados horizontalmente e verticalmente ou diques 40 e 42, dispostos entre a câmara absorvedora 32 e o primeiro estágio de oxidação 34 define um conduto descendente 44 entre, para o aquecimento a solução de quelato polivalente de metal carregado de H2S antes da oxidação da solução de quelato. Os tubos verticais similares são mostrados como 45, 47 e 48, cada um definido pelos defletores espaçados horizontalmente e verticalmente tal que 46 e 48 estão dispostos entre o primeiro e segundo estágio oxidador 34 e

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36; defletores espaçados horizontalmente e verticalmente 41 e 43 estão dispostos entre o segundo e terceiro estágios oxidadores 36 e 38; e defletores espaçados horizontalmente e verticalmente 49 e 50 estão dispostos entre o terceiro estágio oxidador 38 e a câmara absorvedora 32. Os defletores espaçados ou diques são construídos igualmente aqueles mostrados na FIG. 1 tal que o líquido do absorvedor flui no defletor 40 e sob o defletor 42 e líquido de cada estágio oxidador sucessivo flui em seu defletor adjacente 46, 41 e 49 e sob o defletor 48, 43 ou 50 adjacente a próxima zona de sucessão. Embora não mostrado na FIG. 2, os pulverizadores de gás estão dispostos na zona oxidadora de transferência de massa, na zona absorvedora de transferência de massa e em um ou mais tubos verticais. Preferivelmente, o absorvedor cilíndrico/recipiente oxidador mostrado na FIG. 2 tem um fundo disposto planar de maneira horizontal.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo contínuo para contatar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo (1) e um segundo gás (2), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de, (a) introduzir um gás de processo (1) em uma zona de transferência de massa a jusante (32) contendo um reagente líquido (14), onde a zona de transferência de massa a jusante está em comunicação de fluido com um segundo conduto descendente (12) e um conduto descendente a jusante (4);

(b) remover o reagente líquido (5) do conduto descendente a jusante (4) e circular o reagente líquido removido a uma zona de transferência de massa a montante (34) que está em comunicação de fluido com um primeiro conduto descendente, onde uma primeira vazão de um segundo gás é introduzida em e mistura-se com o reagente líquido na zona de transferência de massa a montante (34);

(c) introduzir em uma segunda vazão um terceiro gás (2) no primeiro conduto descendente onde este mistura-se com o reagente líquido que flui da zona de transferência de massa a montante; e (d) permitir que o reagente líquido do primeiro conduto descendente flua em uma zona de transferência de massa intermediária (13) que está em comunicação de fluido com o segundo conduto descendente (12), em que o fluxo do reagente líquido da zona de transferência de massa a montante (34) à zona de transferência de massa intermediária (13) é controlado pela variação da segunda vazão do terceiro gás introduzido no primeiro conduto descendente.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo gás e o terceiro gás são o mesmo gás.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma terceira vazão é usada para introduzir o segundo gás no

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2 / 3 reagente líquido na zona de transferência de massa intermediária (13).
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quarta vazão é usada para introduzir o terceiro gás no reagente líquido no segundo conduto descendente (12).
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o fluxo do reagente líquido da zona de transferência de massa intermediária (13) para a zona de transferência de massa a jusante (32) é controlado pela variação da quarta vazão do terceiro gás.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o segundo gás e o terceiro gás são o mesmo gás.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira vazão e a segunda vazão são diferentes.
8. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a terceira vazão e a quarta vazão são diferentes.
9. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira vazão e terceira vazão do segundo gás são diferentes.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contato do reagente líquido com o segundo gás faz com que uma reação de oxidação ocorra.
11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contato do reagente líquido com o segundo gás faz com que a reação de oxidação ocorra formando enxofre elementar.
12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de processo (1) inclui gás sulfeto de hidrogênio e o reagente líquido é uma solução de oxirredução, desse modo realizando a oxidação de gás sulfeto de hidrogênio e redução da solução de oxirredução e para formar uma solução de oxirredução reduzida na terceira zona de transferência de massa e para formar enxofre elementar; e em que o segundo

Petição 870200015061, de 31/01/2020, pág. 24/25

3 / 3 gás é capaz de oxidar a solução reduzida para formar uma solução oxidada na primeira e na segunda zonas de transferência de massa, em que a solução oxidada é capaz de absorção adicional do gás de processo na terceira zona de transferência de massa.
13. Aparelho para um processo contínuo para contatar um reagente líquido sequencialmente com um gás de processo e um segundo gás como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, em combinação, (a) uma primeira zona de transferência de massa (34) em conexão de fluido com um primeiro conduto descendente (12);

(b) uma segunda zona de transferência de massa (13) em comunicação de fluido com o primeiro conduto descendente e um segundo conduto descendente (12);

(c) uma terceira zona de transferência de massa (32) em comunicação de fluido com o segundo conduto descendente (12); e (d) pulverizadores de gás individual (10) em cada zona de transferência de massa e em pelo menos um dos primeiros ou segundos condutos descendentes (12).
14. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente controladores operacionalmente conectados aos pulverizadores de gás (10) em pelo menos o primeiro ou segundo conduto descendente.
15. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um conduíte de reciclagem de reagente líquido que conecta um conduto descendente de oscilação em comunicação de fluido com a terceira zona de transferência de massa (32) à primeira zona de transferência de massa (34).