BR112013020016B1 - método de purificação de um gás obtido por gaseificação - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE PURIFICAÇÃO DE UM GÁS. A presente invenção refere-se a um método de purificação de gás obtido por gaseificação de uma carga de alimentação de biomassa. O gás que contém monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, hidrocarbonetos e suas misturas podem ser liberadas de impurezas, tais como sulfeto de hidrogênio, cloreto de hidrogênio, amônia, sulfeto de carbonila, cianeto de hidrogênio e suas misturas, pelo contato do gás com uma solução de lavagem aquosa ácida de íons de metal de transição capaz de se ligar a íons de sulfeto, por ligação de uma porção significativa das impurezas de sulfeto de hidrogênio contidas no gás em compostos de sulfeto de metal de transição praticamente insolúveis para remover sulfeto de hidrogênio impurezas a partir do gás; e por separação do gás purificado assim obtido da solução aquosa. O gás purificado é adequado para a produção das composições de hidrocarboneto por, por exemplo, o processo de FischerTropsch.

Description

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se à purificação de gás. Em particular, a presente invenção refere-se a um método para a remoção de sulfeto de hidrogênio e compostos sulfurosos similares opcionalmente juntamente com amônia e cloreto de hidrogênio a partir de um gás produzido por gaseificação de biomassa.

Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Em um reator de Fischer-Tropsch (a seguir também abreviado reator FT), monóxido de carbono e de hidrogênio são reagidos na presença de um catalisador de metal de transição, tal como cobalto ou ferro, para formar uma composição contendo uma ampla faixa de alcanos lineares até ceras. Depois do processamento adequado esse projeto forma uma composição de hidrocarboneto líquida que é útil como um combustível para motores a combustão, em particular motores a diesel.

[0003] Numerosas fontes carbonáceas foram usadas como matérias primas brutas para a produção de um gás contendo monóxido de carbono e de hidrogênio (também conhecido como um “gás de síntese”) que foram introduzidas no processo de FT. Originalmente, carvão foi usado como a matéria prima primária, mas posteriormente também gás natural foi levado em uso nos processos comerciais. Ainda mais recentemente vários processos foram desenvolvidos em que materiais biológicos, tais como óleos de planta, ceras de planta e outros produtos de planta e partes de planta ou ainda óleos e ceras de origem de animal, são gaseificados e são processados para produzir um alimento adequado. Em uma outra abordagem alternativa, viz. no processo de BTL (biomassa para processo líquido), uma biomassa compreendendo plantas inteiras é usada como uma matéria prima. O processo de BTL permite a utilização de resíduos de silvicultura.

[0004] Convencionalmente, um processo de BTL inclui as etapas de pré-tratamento de alimento de biomassa, gaseificação de biomassa, resfriamento e filtração de gás de síntese bruto, purificação de gás bruto, reação de mudança para o equilíbrio razão de H2/CO, processo de FT e refinamento de produto de FT. Para a gaseificação do gás de oxigênio da biomassa pode ser usada (por exemplo, por sopramento dele para dentro da zona de gaseificação) para minimização de inertes no gás de síntese.

[0005] Para produção de combustível pelo processo FT, é preferido usar vapor ou oxigênio ou suas combinações soprados na gaseificação. Uma faixa de temperatura típica é cerca de 500 a cerca de 900°C.

[0006] Nessas condições, biomassa, tais como materiais lignocelulósicos, produzirão um gás contendo gás de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio e água. Além disso, o gás também conterá alguns hidrocarbonetos e impurezas, tais como compostos de enxofre e compostos de metal em traço. Esses têm de ser removidos.

[0007] Portanto, o processo também contém as etapas para purificação e de gás de síntese e proteção (isto é, para a proteção de catalisadores a jusante no processo).

[0008] Na prática, o gás obtido a partir de gaseificação de biomassa, gás esse que muitas vezes foi submetido a outra reforma, é resfriado antes da reação de Fischer-Tropsch e impurezas, tais como COS, HCN, CO2, traços de compostos de metal alcalino e compostos de carbonila de metal (Ni, Fe), HCl, NH3, compostos de alcatrão e compostos de enxofre são removidos a partir do gás que opcionalmente está sendo reformado.

[0009] Para mencionar um exemplo de uma composição típica: o gás de alimentação conduzido para um processo de remoção de H2S contém tipicamente de 100 a 400 ppm H2S, de 20 a 40% em volume de CO2, de 0,5 a 6% em volume de CH4, de 20 a 40% em volume de H2, de 10 a 30% em volume de CO.

[00010] A pressão do gás de alimentação é de preferência de 400 a 3000 kPa (4 a 30 bar)(a), dependendo da pressão de operação do gaseificador. A temperatura do mecanismo alimentador é aproximadamente de 30 a cerca de 100°C.

[00011] Para a remoção das impurezas pelo menos uma, convencionalmente uma pluralidade de etapas de tratamento separadas são empregadas. Tipicamente lavagem com metanol é utilizada para a separação de compostos de enxofre e dióxido de carbono. Esses processos de lavagem são comercialmente aplicados para a remoção de CO2 eficaz em baixos teores de enxofre. Um a lavagem com metanol convencional opera a temperaturas de cerca de -40°C e assim exige energia abundante. Compostos de alcatrão (como naftaleno e benzeno) são removidos tipicamente pela lavagem física adicional e carbonilas de metal por tratamento térmico ou leitos de proteção.

Sumário da Invenção

[00012] É um objetivo da presente invenção eliminar pelo menos uma parte dos problemas relacionados com a tecnologia conhecida.

[00013] Em particular, a presente invenção visa na provisão de um método de remoção eficaz de sulfeto de hidrogênio e outras impurezas, como NH3, COS, HCN e poucos compostos de metal alcalino oriundos de gás de síntese.

[00014] A presente invenção é com base na ideia da absorção de impurezas, por exemplo, compostos de enxofre (em particular sulfetos, tal como H2S), presentes no gás de síntese em uma solução aquosa contendo íons de metal, e precipitação do composto de enxofre absorvido com os íons de metal para formar sulfeto(s) de metal sólido(s).

[00015] É conhecido na técnica que grandes volumes contendo gás de sulfeto de hidrogênio podem ser liberados do sulfeto de hidrogênio em primeiro lugar condução da corrente de gás para dentro das soluções aquosas contendo íons de cobre em água para absorção do sulfeto de hidrogênio e então oxidação de sulfeto de cobre assim formado com ar ou gás de oxigênio para produzir enxofre elementar.

[00016] Nessa tecnologia conhecida, revelada em DE 2304497, o meio de absorção aquosa contém certamente altas concentrações de íons de cobre (28,9 g de Cu em 1400 ml de água), e absorção do sulfeto de hidrogênio é realizada por borbulhamento do gás no meio aquoso.

[00017] É também conhecido na técnica (EP0986432) que enxofre e/ou compostos contaminantes contendo enxofre podem ser removidos a partir de um fluxo de gás, que também compreende CO2 por um método que compreende as etapas de: colocação do fluxo de gás em contato com um íon de metal pré-selecionado na forma de uma solução salina aquosa em um pH estando na faixa de entre cerca de -0,05 e cerca de 7,0, em que o íon de metal e os contaminantes reagem juntos a fim de formar um sal de metal sólido dos contaminantes que separa por precipitação do fluxo de gás. O íon de metal é de preferência escolhido tal que o seu sulfeto de metal correspondente é substancialmente não solúvel, em que o metal é escolhido do grupo substancialmente que consiste de Zn, Fe, Cu, Ag, Pb, Cd, Co, Mg, Mn, Ni, e Sn. Exemplos são dados no uso de 1 M ZnSO4 a 1 M e CuSO4 a 1 M como líquidos de lavagem.

[00018] Com relação a presente invenção, verificou-se que íons de metal, por exemplo, íons de Cu2+, reagem rápido com H2S no líquido em ainda concentrações de íon de metal muito pequena.

[00019] Tipicamente a concentração do composto de íon de metal da solução de lavagem depende da solubilidade de sulfeto de metal correspondente na dada solução. A concentração de íon de metal para cobre pode ser ainda mais baixa do que cerca de 1000 ppm por peso, ou mais baixa do que cerca de 100 ppm por peso, calculada a partir do peso do líquido de absorção. Isso permite um conceito de processo integrado muito eficaz e proveitoso para a remoção de H2S e outras impurezas mencionadas acima oriundas do gás de síntese.

[00020] O líquido de absorção pode estar em contato com o gás que deve ser purificado, por exemplo, em uma coluna, tal como uma coluna recheadas ou bandeja, mas outros dispositivos de contato podem também ser usados. O líquido de absorção pode ser aplicado por borrifamento ou atomização, embora borbulhamento não seja excluído. Quando absorção de compostos sulfurosos para formar sulfetos de metal também compostos ácidos, tal como cloreto de hidrogênio se tornará absorvido. Além disso, a solução contendo íon de metal, aquosa pode ser aplicada na forma ácida. Nessa forma, será capaz de absorver tais como amônia (NH3) e cloreto de hidrogênio (HCl) bem como outras impurezas alcalinas e ácidas.

[00021] Mais especificamente, a presente invenção é caracterizada pelo fato de que é afirmado na caracterização da parte da reivindicação 1.

[00022] Vantagens consideráveis são obtidas pela invenção. Assim, nas presentes fases de purificação separadas do método são combinadas. Mesmo o estágio de resfriamento de gás pode ser combinado. Impurezas, como H2S, COS, NH3, HCl, alguns compostos orgânicos e pequenas partículas, são absorvidos em solução aquosa.

[00023] O presente processo de absorção para esse pedido específico permite também as seguintes vantagens: remoção das impurezas descritas acima e especialmente a remoção quase completa de H2S melhora o seguinte processo de lavagem com metanol em termos de custos de energia reduzidos devido a remoção de H2S a partir de metanol, e custos de leito de proteção de H2S reduzidos antes do reator de FT.

[00024] Sulfato de cobre aquoso precipita sulfeto de hidrogênio como sulfeto de cobre de acordo com a fórmula I: Cu2+ + H2S + SO42^ CuS + 2 H+ + SO42(1)

[00025] Em geral, a absorção de H2S a partir de gás de síntese para dentro da solução de Me-SO4-água (em que Me significa um metal, em particular um metal de transição tal como cobre, ferro, zinco ou cobalto) é um processo limitado de transferência de massa. H2S tem de ser dissolvido na fase aquosa onde a reação de H2S e Me-SO4 ocorre rápida. Íons de Me2+ e H2S têm de estar presentes na película aquosa onde a reação ocorre e transferência de massa de íons de Me2+ e H2S na película aquosa estão limitando as reações. Reação de íons de Me2+ com H2S forma MeS, que precipitará como cristais pequenos eficazmente por causa de pequena solubilidade do sulfeto em água.

[00026] Os cristais são formados por mecanismos de crescimento de cristal e nucleação. A taxa de crescimento de cristal e nucleação dependem da supersaturação de íons de Me2+ e S2na película. Transferência de massa pode depender também da taxa de nucleação, que afeta as concentrações de Me2+ e S2-.

[00027] Também outros componentes no gás de síntese, como CO2, NH3, são dissolvidos e são reagidos.

[00028] O pH do sistema de iõns tem que estar dentro de um intervalo específico dependendo do íon de metal usado. Para tomar um exemplo, para cobre, isto é, Cu2+, pH estaria aproximadamente dentro da faixa de 1 a 5,2 para prevenir precipitação de outros componentes do que CuS, tais como CuCO3, Cu(OH)2, e (NH4)2SO4 dependendo da concentração de solução aquosa de CuSO4 e da composição de gás de síntese, e da pressão total e da temperatura.

[00029] Adicionalmente H2S é precipitado a partir de líquido como sulfetos com íons de metal. Uma vez que a solubilidade de sulfetos de metal é muito pequena, pobres concentrações de íon de metal podem ser usadas e precipitação eficaz é ainda alcançada.

[00030] Precipitação de sulfetos é um meio conveniente e mais vantajoso de purificação de H2S do que lavagem com metanol tradicional, uma vez que dá uma força motriz adicional para transferência de massa de H2S do gás para a fase aquosa. Isso é devido ao fato de que concentrações de H2S, HSe S2-na fase aquosa são mantidas pequenas devido à precipitação de S2como sulfeto de metal. Usando-se uma solução de lavagem ácida, também amônia pode ser separada por lavagem do gás.

[00031] O presente processo pode ser usado em uma instalação que produz composições de hidrocarboneto que são adequadas como tais como combustíveis de diesel ou que podem ser processadas em combustíveis de diesel.

[00032] Em uma concretização particularmente preferida, a lavagem é realizada em um processo de múltiplos estágios, por exemplo, por lavagem de contracorrente. Naquela concretização, um efluente aquoso pode ser removido que está na prática totalmente livre de íons de metal derivados de um líquido de lavagem e que pode ser conduzido para outro tratamento em uma instalação de processamento de água residual convencional.

[00033] A seguir, a presente invenção será examinada em mais detalhes com o auxílio de uma descrição detalhada e com referência ao desenho ligado de uma coluna de lavagem para a remoção de impurezas, tais como H2S, NH3 e COS de gás de síntese para a síntese de FT.

Breve Descrição dos Desenhos

[00034] Figuras de 1 a 3 referem-se ao Exemplo 1: Figura 1 ilustra uma experiência compreendendo gás que contata com solução absorvente, aqui solução de CuSO4 aquosa, ligação de H2S ao mesmo. Na figura, é revelada uma razão fluxo de mol de H2S na saída da garrafa de lavagem/fluxo de mol de H2S na entrada da garrafa de lavagem como uma função de tempo [h:min]; a experiência era iniciada a 9:33 e último ponto medido a 15:11; Figura 2 ilustra uma experiência similar àquela discutida acima com relação a Figura 1, compreendendo gás que contata com solução absorvente, aqui solução de CuSO4 aquosa, ligação de H2S ao mesmo. Na figura, é revelada uma razão fluxo de mol de H2S na saída da garrafa de lavagem/ fluxo de mol de H2S na entrada da garrafa de lavagem como uma função de tempo [h:min]; a experiência era iniciada a 9:53; Figura 3 ilustra uma outra experiência similar àquela da Figura 1, compreendendo gás que contata com solução absorvente, aqui solução de CuSO4 aquosa, ligação de H2S ao mesmo. Na figura, é revelada uma razão fluxo de mol de H2S na saída da garrafa de lavagem/fluxo de mol de H2S na entrada da garrafa de lavagem como uma função de tempo [h:min]; a experiência era iniciada a 10:43; Figura 4 mostra as várias concentrações gasosas do Exemplo 2 e a concentração de S gasoso de efluente como uma função da razão estequiométrica de Cu/S no mecanismo alimentador; Figura 5 é o fluxograma de uma concretização da invenção; e Figura 6 mostra na visão lateral a estrutura de uma câmara de spray de acordo com a presente invenção, como revelado em mais detalhes no Exemplo 3.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas

[00035] Por causa da ordem seria destacado que as concretizações preferidas são discutidas com referência particular a sulfato de cobre como uma absorção de composto de sal de metal.

[00036] Embora sulfato de cobre seja muito eficaz e preferido em muitas concretizações, os outros sais mencionados abaixo podem ser usados nas mesmas concretizações.

[00037] Na medida de que valores numéricos e faixas numéricas são indicados serem observados que os valores aproximados (“cerca de”) devem ser interpretados como também incluindo os valores exatos.

[00038] Como mencionado acima, a presente invenção refere-se à purificação de gás obtido por gaseificação de uma carga de alimentação de biomassa. Em particular, a presente invenção provê um método de purificação de gás de gasificação (gás de síntese) por absorção de impurezas de gás de síntese em um meio de absorção de líquido contendo íons de metal capaz de ligar íons de sulfeto nos sulfetos sólidos que têm baixa solubilidade e que podem, portanto, ser precipitado a partir da solução.

[00039] Em uma concretização preferida, a presente invenção realizada pelo contato do gás com uma solução de lavagem aquosa ácida contendo íons de metal de transição capaz de se ligar a compostos de íons de sulfeto presentes no gás. A concentração dos cátions de metal de transição pode ser pequena, por exemplo, a solução aquosa tem uma concentração em relação dos íons de metal de transição de cerca de 0,00001M a cerca de 0,1M, por exemplo, cerca de 0,00001M a cerca de 0,01M, em particular de 0,00001M a 0,01M. Uma porção significativa das impurezas de sulfeto presentes e contidas no gás pode ser convertida na forma de compostos de sulfeto de metal de transição. Os compostos de sulfeto assim formados são de preferência precipitados na solução de lavagem pelo que as impurezas de sulfeto são removidas a partir do gás. O gás purificado assim obtido é separado da solução aquosa.

[00040] De preferência uma porção significativa das impurezas de sulfeto de hidrogênio contidas no gás estão ligadas nos compostos de sulfeto de metal de transição praticamente insolúveis (isto é, moderadamente solúveis).

[00041] Em uma concretização preferida, os íons de metal, isto é, cátions, da solução de lavagem são derivados de metais de transição selecionados do grupo de cobre, zinco, ferro e cobalto e suas misturas, em particular de cobre, zinco e ferro e suas misturas. Vantajosamente, os íons de metal da solução de lavagem compreendem cátions de metal bivalentes de cobre, zinco e ferro e suas misturas.

[00042] Os íons de metal de transição são obtidos a partir de sais de metal solúveis em água por dissolução dos ditos sais em água. Em uma concretização, a solução aquosa é preparada por dissolução de cerca de 1 a cerca de 10.000 partes, de preferência cerca de 50 a cerca de 5.000 partes em peso de um sal de metal em 1.000.000 partes em peso de água.

[00043] A concentração da solução de lavagem aquosa é tipicamente cerca de 0,00005M a cerca de 0,005M, de preferência cerca de 0,0001M a cerca de 0,001M.

[00044] Para a preparação de soluções de lavagem adequadas dos sais de metal solúveis em água dos cátions mencionados acima podem compreender um ânion selecionado do grupo de ânions derivados de ácidos inorgânicos, tais como sulfato, sulfito, fosfato, fosfito, nitrato, cloreto e carbonato e suas misturas. Ânions derivados de ácidos orgânicos simples (tipicamente da espécie tendo não mais do que 10 átomos de carbono, por exemplo, 6 ou menos átomos de carbono) são também possíveis. Exemplos de tais ânions são citrato, malonato e acetato e suas misturas.

[00045] Com base no exposto acima, exemplos não limitantes específicos de ânions incluem os seguintes: sulfato, sulfito, bissulfito, tiossulfato, cloreto, iodeto, fosfato, fosfato monobásico, fosfato dibásico, hipofosfito, di-hidrogênio pirofosfato, carbonato, bicarbonato, metassilicato, citrato, malato, maleato, malonato, succinato, lactato, formato, acetato, butirato, propionato, benzoato, tartrato, ascorbato e gluconato.

[00046] Com referência ao exposto acima, em uma concretização particularmente preferida, as combinações dos ânions e cátions de metal são selecionadas tal que o sal de metal obtido é solúvel em água.

[00047] O sal pode também ser um sal hidratado. Tais sais são tipicamente hidratos de sal cristalinos com uma ou mais moléculas de água ligadas de cristalização.

[00048] Solução de CuSO4 pode ser preparada ou por dissolução de pó de CuSO4 em água ou reação de pó de CuO com uma solução de H2SO4 e água. No primeiro caso, H2SO4 formado tem de ser removido a partir de qualquer fluido de lavagem circulante. No segundo caso H2SO4 formado reagirá com CuO que produz os íons de Cu2+ e SO42desejados. Adicionalmente pó de Cu metálico com solução aquosa de H2SO4 produz solução aquosa de CuSO4 e hidrogênio.

[00049] Em uma concretização preferida, a solução de lavagem aquosa é ácido ou fracamente ácida; de preferência tem um pH de cerca de 1 a cerca de 6,5, em particular cerca de 1 a cerca de 5. O pH variará dentro da faixa indicada dependendo dos cátions de metal.

[00050] Em geral, o gás é posto em contato com a solução de lavagem a uma temperatura na faixa de 10 e 80°C e a uma pressão na faixa de 100 a 5000 kPa (1 a 50 bar) (pressão absoluta). Assim, a lavagem pode ser realizada a temperatura e pressão ambiente (20 a 25°C e 100 kPa (1 bar)(a)), embora seja igualmente possível trabalhar a presente tecnologia a temperaturas mais baixas (10 a <20°C) e a temperaturas elevadas (>25 a 80°C). A pressão pode estar em excesso de 100 kPa (1 bar)(a), por exemplo, cerca de 150 (1,5) a cerca de 5000 kPa (50 bar)(a).

[00051] Tipicamente, o gás de síntese obtido a partir de gaseificação é recuperado a temperatura mais alta do que indicava na precedente. Portanto, em uma concretização, o gás de gaseificação é resfriado para uma temperatura na faixa indicada acima (10 a 80°C) antes de estar em contato com um líquido de lavagem. É possível recuperar um pouco do calor contido no gás de gaseificação por contato dele com um meio de resfriamento, por exemplo, com água de resfriamento, em um trocador de calor.

[00052] Razão molar de cátion de metal para compostos de sulfeto do gás a ser purificada (isto é, razão de Me2+/S do mecanismo alimentador) está tipicamente em excesso de 1, de preferência cerca de 1,4 a cerca de 6, em particular cerca de 1,5 a cerca de 5,5, vantajosamente cerca de 2 a cerca de 4,5.

[00053] Há várias opções para o contato do gás de síntese com um líquido de lavagem/meio de absorção como aparecerão a partir das concretizações de trabalho discutidas acima.

[00054] Em uma primeira concretização preferida, o contato do gás de síntese com o meio de absorção ocorre por borrifamento ou atomização do meio de absorção no gás. De preferência, o contato do gás de síntese com o meio de absorção ocorre na interface entre o gás e gotículas do meio de absorção.

[00055] Em uma segunda concretização preferida, o gás a ser purificado é introduzido sob borbulhamento em um tanque agitado contendo a solução de absorção. Essa concretização de um conceito de processo alternativo é descrito em mais detalhes no Exemplo 1.

[00056] Em uma terceira concretização, torres de absorção com placas e/ou com recheio podem ser usados em uma operação contracorrente. O tipo de equipamento detalhado depende da concentração dos íons de metal na solução e na quantidade e teor de impureza do gás.

[00057] Um meio de realização do processo de absorção química é usar o conceito de absorção por spray químico combinado com bandeja(s) de peneiramento acima da(s) seção(ões) de câmara de spray como descrito e mostrado no Exemplo 3 e na Figura 6.

[00058] Assim, em uma concretização particular com base na abordagem de câmara de spray, a solução de lavagem é posta em contato com o gás em uma câmara de spray tendo um eixo central essencialmente vertical, o dito gás sendo introduzido na câmara de spray a partir do fundo ou a partir do topo e removido da extremidade oposta de modo a avançar na direção do eixo central da câmara de spray. A solução de lavagem é introduzida através de bocais de spray dispostos como um ou mais zonas de spray em série ao longo do eixo central em alturas diferentes na câmara de spray. Em uma concretização preferida são de 1 a 10 zonas de spray, por exemplo, de 2 a 5 zonas de spray no contato do dispositivo.

[00059] O gás é introduzido na câmara de spray, por exemplo, do tipo precedente, via distribuidores de gás dispostos abaixo da zona de spray mais baixa, e o sulfeto de metal é removido a partir do absorvedor juntamente com o líquido de lavagem usado via uma saída disposta na parte do fundo da câmara.

[00060] Depois absorção, o sulfeto de metal é separado e é tomado para outro tratamento. Para mencionar um exemplo específico em que sulfato de cobre é usado como um sal solúvel em água para a preparação da presente solução de lavagem: Quase a totalidade dos íons de Cu2+ oriundos da unidade de lavagem de CuSO4 serão precipitados como cristais de CuS e serão removidos por filtração do efluente de líquido de lavagem.

[00061] Depois adsorção dos sulfetos, cristais de CuS e pasta aquosa de CuSO4 são separados de líquido de lavagem circulado e eles podem ser introduzidos na seção de lavagem inferior com água adicional. Parte de gás de síntese é introduzido em a coluna de lavagem inferior, onde quase a totalidade de íons de Cu no líquido de lavagem efluente serão precipitados.

[00062] Nas concretizações acima, a solução de lavagem contém menos do que 1500 ppm por peso como metal, por exemplo, menos do que 500 ppm por peso, de preferência cerca de 10 a cerca de 450 ppm por peso, por exemplo, de 15 a 400 ppm por peso, de um sal de cobre, em particular sulfato de cobre.

[00063] Uma unidade de lavagem de íon de metal de transição pode também consistir de duas seções de lavagem de aquosa de Me2+ (chamadas após a direção do fluxo de gás), em que uma primeira seção é operada com uma lavagem aquosa é diluída com íons de Me2+ e uma segunda seção é operada com uma outra lavagem aquosa é preferivelmente altamente concentrada com íons de Me2+. A quantidade necessária de íons de Me2+ é introduzida na forma de uma solução de Me2+ aquosa na segunda seção e é circulada. Gás de síntese oriundo da primeira seção de lavem será introduzido na segunda seção de lavem onde quase a totalidade do H2S no gás de síntese será removido por lavagem contra-corrente. Esse processo é ilustrado na Figura 5.

[00064] A primeira e a segunda seções podem ser dispostas ao longo de um eixo vertical de uma zona ou dispositivo de contato um do outro acima. Em uma concretização, a(s) segunda(s) seção(ões) é/são colocada(s) acima da(s) primeira(s) seção(ões).

[00065] A quantidade necessária de íons de Cu2+ é introduzida na forma de uma solução aquosa de CuSO4 na segunda seção de lavagem e é circulada (corrente 4). Gás de síntese oriundo da primeira seção de lavem será introduzido na segunda seção de lavagem onde quase a totalidade de H2S no gás de síntese será removido por lavagem contracorrente, também mostrado na 5.

[00066] Assim, no processo de múltiplos estágios revelados acima, em um primeiro estágio, o gás de entrada é posto em contato com um líquido de lavagem que é “pobre” no sentido que contém menos do que uma quantidade estequiométrica de íons de metal com relação aos compostos de sulfeto presentes. Em um último estágio do processo, o gás tratado é posto em contato com um líquido de lavagem que contém um excesso de íons de metal com relação aos compostos de sulfeto presentes no gás. Pode haver de 2 a 30 estágios de lavagem, tipicamente, no entanto, há de 2 a 10, em particular de 2 a 5. Nessas concretizações, as soluções de lavagem contêm como metal, exatamente como acima, tipicamente menos do que 1500 ppm por peso, por exemplo, menos do que 500 ppm por peso, de preferência cerca de 10 a cerca de 450 ppm por peso, de um sal de cobre, em particular sulfato de cobre, a concentração real sendo determinada com base na concentração de sulfeto no gás a ser tratado nos vários estágios.

[00067] Como mencionado anteriormente, por um processo da espécie acima, um efluente aquoso pode ser removido a partir do primeiro estágio de lavagem gasosa que é na prática totalmente livre de íons de metal derivados de um líquido de lavagem e que pode ser conduzido para outro tratamento em uma instalação de processamento de água residual convencional.

[00068] Os resultados de purificação usando-se íons de metal de transição nos líquidos de lavagem aquosa são muito bons. O presente método é capaz de remover uma porção significativa do sulfeto de hidrogênio a partir do gás. Pelo menos 95% de preferência pelo menos 98% vantajosamente pelo menos 99,5% do sulfeto de hidrogênio é removido a partir do gás.

[00069] Como um resultado, em uma concretização preferida, a concentração de sulfeto de hidrogênio do gás purificado é menos do que cerca de 100 ppb por volume, em particular menos do que cerca de 50 ppb por volume.

[00070] O gás purificado tem vários usos, pode ser usado para a produção de hidrogênio, metanol, éter de dimetila ou aldeídos opcionalmente por hidroformulação ou diretamente usados em motores para a produção de, por exemplo, eletricidade. Também pode ser usado para a produção de SNG (Gás Natural Sintético).

[00071] O gás purificado pode também ser usado para a produção de uma composição de hidrocarboneto contendo C4-C90 hidrocarbonetos, opcionalmente depois de outra purificação. Em particular, a composição de hidrocarboneto pode ser produzida por um processo de Fischer-Tropsch (FT).

[00072] A etapa de purificação de gás pode ser integrada em um processo de FT tal que o processo compreende as etapas de primeira gaseificação da matéria prima, por exemplo, por gaseificação soprada com oxigênio, para produzir um gás contendo como principais componentes monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio e hidrocarbonetos possivelmente juntamente com componentes inertes e como componente secundário impurezas selecionadas de sulfeto de hidrogênio, cloreto de hidrogênio, amônia, cianeto de hidrogênio e sulfeto de carbonila e suas misturas; então o mecanismo alimentador do gás obtido por gaseificação da matéria prima para dentro de um reformador; reformação do gás a fim de diminuir o teor dos hidrocarbonetos em um efluente gasoso do reformador e simultaneamente conversão dos componentes de alcatrão em CO, CO2 e água; remoção do efluente gasoso a partir de uma saída do reformador; ajuste opcional da razão de hidrogênio para monóxido de carbono do gás purificado; remoção de uma porção significativa das impurezas a partir do gás pelo contato do gás com a solução de lavagem que consiste de um ácido, solução pobre de íons de metal de transição em água; remoção do gás purificado; ajuste opcional da razão de hidrogênio para monóxido de carbono do gás purificado, e introdução do gás assim obtido para dentro de uma zona de reação de Fischer-Tropsch para produzir uma composição de hidrocarboneto na presença de um catalisador.

[00073] De preferência um sal de cobre é dissolvido em uma solução aquosa para a provisão do líquido de lavagem para a aplicação exposta acima. A concentração do sal de cobre, tal como sulfato de cobre, na solução de lavagem é de preferência de 1500 ppm por peso ou menos, em particular de 100 a 1200 ppm por peso, em uma concretização menos do que 1000 ppm por peso, em particular cerca de 10 a cerca de 450 ppm por peso.

[00074] Para todas essas aplicações, o gás é obtido por gaseificação soprada por oxigênio de biomassa usualmente contém monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio e hidrocarbonetos possivelmente juntamente com componentes inertes.

[00075] A carga de alimentação ou matéria prima orgânica do processo é de preferência um material composto de material biológico, isto é, de um material de origem vegetal ou animal. No presente contexto, o termo “biomassa” será usado para designação de qualquer tal matéria prima.

[00076] Uma característica típica dos materiais de carga de alimentação do presente processo é que eles contêm carbono, em particular em excesso de cerca de 20%, de preferência em excesso de cerca de 30%, vantajosamente em excesso de cerca de 40% por material seco. A carga de alimentação de biomassa é de preferência selecionada de partes e plantas anuais ou permanentes e seus resíduos, tais como madeira, partículas e lascas de madeira (serragem etc), resíduos de silvicultura e finos (“thinnings”); resíduos agrícolas, tais como palha, finos de azeitona; culturas energéticas, tais como salgueiro, feno energético, Miscanthous; e turfa.

[00077] No entanto, é possível usar vários materiais residuais, tal como combustível derivado de refugo (RDF); resíduos oriundos de serrarias, madeira compensada, mobília e outros resíduos de silvicultura mecânicos; e pastas de resíduo (incluindo resíduos industriais e municipais). Além de tais materiais de origem vegetal, vários produtos de animal tais como gorduras e ceras podem também ser usados.

[00078] Também, óleo de pirólise produzido a partir de biomassa e licores de resíduo a partir de processo de formação de polpa são um mecanismo alimentador com base em bio adequado para gaseificação.

[00079] A biomassa é em geral gaseificada em um gaseificador soprado com oxigênio ou um reator de leito fluidizado ou um reator de leito fluidizado circulante (CFB) a uma temperatura na faixa de cerca de 500 a cerca de 900°C. O leito circulante é formado por um material de leito granular ou em partículas, tal como alumina-silicato (por exemplo, área) ou um material inorgânico similar. A biomassa é de preferência moída ou é triturada para dar um tamanho médio de partícula ou de grânulo de menos do que cerca de 5 mm, de preferência menos do que cerca de 2 mm, em particular não mais do que 1 mm antes da gaseificação. É tipicamente introduzido para dentro do reator com um teor de umidade de menos do que 15% em peso, de preferência a 10% em peso ou menos. Gaseificação pode ser promovido por introdução de vapor, ar ou oxigênio para dentro do reator, resultados particularmente vantajosos sendo obtidos com oxigênio e oxigênio em combinação com vapor.

[00080] Dependendo da biomassa e da temperatura e da concentração de oxigênio, da “conversão de carbono”, isto é, conversão do carbono elementar contido na matéria prima em compostos leves, hidrocarbonetos e alcatrão, é mais alta do que 70%, de preferência mais alta do que 75%, em particular em excesso de 80% em peso do carbono na matéria prima.

[00081] Por gaseificação, um gás contendo monóxido de carbono, hidrogênio e dióxido de carbono como componentes principais juntamente com alguma água ou vapor é produzido. O gás é recuperado. Pode ser usado no processo de Fischer-Tropsch para a produção de hidrocarbonetos por reação de monóxido de carbono com hidrogênio na presença de um catalisador para a conversão de pelo menos uma parte significativa do monóxido de carbono e hidrogênio contido no gás em uma composição de hidrocarboneto contendo C4-C90 hidrocarbonetos. A composição de hidrocarboneto assim obtida é recuperada e é submetida a outro processamento.

[00082] No caso de ceras e hidrocarbonetos similares que são sólidos ou semissólidos a temperatura ambiente e, em geral, e também no caso de quaisquer hidrocarbonetos de alto peso molecular, a composição de hidrocarboneto de FT é de preferência ulteriormente processada por hidrotratamento, tal como hidroisomerização, com gás de hidrogênio a uma temperatura aumentada na presença de um catalisador a fim de produzir uma composição de hidrocarboneto adequada como hidrocarboneto de classe de diesel ou como composição a partir do qual tal hidrocarboneto pode ser produzido. Tipicamente, hidrotratamento (por exemplo, hidroisomerização) com gás de hidrogênio é realizado a uma temperatura de cerca de 300°C em um reator de leito fixo. O catalisador é tipicamente um catalisador de metal suportado ou não suportado, por exemplo, níquel sobre carbono.

[00083] Em um reator de gaseificação convencional, um gás do produto que exibe uma razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono de 0,5 a 1,5 é produzida. Em particular, gaseificação de uma matéria prima de madeira, planta anual ou turfa na gaseificação na presença de gás de oxigênio fornecerá um gás do produto em que razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono é cerca de 0,8 a cerca de 1,1. Na prática, razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono necessita de ser elevada a cerca de 2 antes da reação de FT. Por essa razão, há uma necessidade de uma etapa separada em que a razão é aumentada, a dita etapa sendo realizada na última imediatamente antes ou ainda simultaneamente com a reação de FischerTropsch.

[00084] A etapa de contato do gás com a solução de lavagem é precedida por pelo menos uma etapa de purificação do gás. Essa concretização pode ser combinada com qualquer uma das concretizações descritas acima.

[00085] Pelo menos uma das etapas de purificação precedente é vantajosamente selecionada do grupo de filtração, filtração por membrana, absorção de oscilação de pressão e lavagem com um líquido capaz de, por exemplo, absorção de dióxido de carbono.

[00086] Parte Experimental Exemplo 1 Testes de absorção por semi-batelada de remoção de H2S, usando-se sulfato de cobre aquoso (CUSO4) como um absorvente de modelo

Materiais e Métodos

[00087] As experiências de absorção foram realizadas usando-se um equipamento de microrreator para a reação de WGS.

[00088] Testes de absorção por semibatelada de remoção de H2S, usando-se solução aquosa de cobre sulfato (CuSO4) como absorvente, foram realizados em uma simples garrafa de lavagem gasosa de 0,5 litro com agitação mecânica, colocada na linha de produto de um microrreator antes do espectrômetro de massa online.

[00089] Testes de absorção foram realizadas a temperatura ambiente e pressão atmosférica. O fluxo de mecanismo alimentador gasoso era de 22 dm3/h para o reator de WGS. A composição de mecanismo alimentador gasoso básica é mostrada na tabela 1. Tabela1. Composição de mecanismo alimentador básico.

[00090] Os componentes de impureza foram adquiridos a partir de AGA como gases de mistura de hidrogênio diluídos de H2S/H2, COS/H2 e NH3/H2. No mecanismo alimentador, concentração de H2S era de 500 ppm (vol) em todas as experiências. Em alguns testes também 85 ppm (vol) COS e 800 ppm (vol) NH3 foram usados no mecanismo alimentador. No entanto, quase a totalidade de COS já foi hidrolisado da garrafa de absorção quando não era possível desviar o reator catalítico, onde hidrólise de COS ocorria como uma reação colateral de uma reação de deslocamento de gás-água.

[00091] O gás do produto foi analisado online usando-se um espectrômetro de massa (GC-MS mas separação de GC não em uso). O limite de quantificação é dependente do componente, e esse limite de quantificação de medições de MS era cerca de 1 ppm.

[00092] Nas experiências de absorção realizadas em laboratório em uma garrafa de lavagem de gás borbulhado descritas no seguinte programa de teste foi realizado como se segue:

[00093] A concentração de CuSO4 variou em diferentes experiências de diluição de 50 ppm até 500 ppm. A transferência de massa na garrafa de lavagem de gás borbulhado foi melhorada por agitação.

[00094] Taxa de absorção de H2S em solução aquosa de CuSO4 foi medida em diferentes concentrações de CuSO4.

[00095] Definição de componentes sólidos de Cu cristalizados e distribuição de tamanho de partículas de partículas cristalizadas.

Resultados

[00096] As taxas de mecanismo alimentador de componentes de impureza diferentes no gás de síntese que entra no reator de WGS nas experiências eram: Teste 1 CuSO4 conc. 0,01% em peso, concentração de H2S no gás de mecanismo alimentador de 500 ppmv Teste 2 CuSO4 conc. 0,01% em peso, concentração de H2S no gás de mecanismo alimentador de 500 ppmv, NH3 de 800 ppmv, COS de 85 ppmv Teste 3 CuSO4 conc. 0,0051% em peso, concentração de H2S no gás de mecanismo alimentador de 500 ppmv, NH3 de 800 ppmv, COS de 85 ppmv

[00097] O fluxo molar de H2S na saída de garrafa de lavagem/fluxo molar de H2S na entrada de garrafa de lavagem em diferentes experiências é mostrado como uma função de tempo nas Figuras 1-3: Conclusões

[00098] CuSO4 era capaz de remover de 500 ppm de H2S (mol-frac) totalmente a partir do gás de mecanismo alimentador tanto com 0,01 quanto 0,005% em peso de soluções aquosas. O produto é depósito de CuS sólido. pH demasiadamente alto resultou na deposição de, por exemplo, hidróxidos de metal ou carbonatos caso esse em que nenhum ou menos sulfeto de hidrogênio foi removido. Formação de carbonato era também dependente da pressão parcial de CO2. pH demasiadamente baixo resultou em nenhuma formação de depósito caso esse em que case nenhum sulfeto de hidrogênio foi removido (resultados não mostrados). NH3 no mecanismo alimentador não influenciou a remoção de H2S por sulfato de cobre.

[00099] Com relação aos resultados descritos nas figuras seriam destacados que uma instalação experimental era os seguintes: a garrafa de sulfato de cobre solução de lavagem foi colocada entre dois resfriadores de produto de reator e um medidor de fluxo de gás volumétrico de tipo tambor. Por abertura das válvulas o gás poderia ser feita para fluir através da solução aquosa de CuSO4 e depois que para o GC-MS, e subsequentemente o gás foi conduzido para o medidor de fluxo de gás volumétrico de tipo tambor para ventilação. O primeiro ponto mostrado graficamente é a partir do ponto de tempo imediatamente antes que o gás foi conduzido para a garrafa de CuSO4. Naquele ponto de tempo, precipitação de CuS não é detectável ainda. Então, uma série de 4 amostras foi tirado no período de 7 minutos, depois de um rompimento curto uma nova série de 4 amostras foi tirada no período de 7 minutos etc.

[000100] Os pontos nas figuras em que a concentração de H2S é 0 indicam pontos onde a totalidade de H2S é removido a partir do gás. Repentinamente depois que todo o cobre é esgotado e a concentração de H2S aumenta novamente.

[000101] Alguns dos testes continham COS no mecanismo alimentador. Tendo passado o reator de WGS na prática foi totalmente hidrolisado como o mecanismo alimentador também contém água: COS + H2O <---> H2S + CO2

[000102] Então, há mais H2S no mecanismo alimentador da lavagem de CuSO4 do que a quantidade de H2S introduzida para dentro do sistema. Esse efeito poderia ser visto na análise na quantidade de efluente de 0-3 ppmv de COS. Exemplo 2. teste de absorção para a remoção de H2S a partir de gás de síntese na coluna de absorção de leito recheado.

[000103] Testes de absorção para a remoção de H2S a partir de gás de síntese na coluna de absorção de leito recheado foram realizados em uma unidade de teste de escala Piloto. O desempenho de absorvedor era testado em uma instalação de preparação de gás de síntese em Varkaus, Finland.

[000104] Detalhes e folhas de dados de absorvedor são mostrados abaixo:

[000105] Absorvedor: absorvedor de leito recheado, metal de recheio, 2 polegadas ou 50 mm, área de superfície 100 m2/m3, altura: 9 m, diâmetro 0,1 m.

[000106] Gás do mecanismo alimentador: taxa de mecanismo alimentador: 50-60 kg/h pressão 30 bar, temperatura 25°C

[000107] Composição/% em mol: CO 21, CO2 30, H2 31, CH4 3, N2 15, H2S 140 ppm, naftaleno 100 ppm, benzeno 1200 ppm e traços de NH3 e COS.

[000108] Mecanismo alimentador absorvente: CuSO4 -água, concentração 0,15% em peso taxa de mecanismo alimentador era variada, razão equivalente de mecanismo alimentador de Cu2+ para H2S 1,5-6

[000109] A % em mol de H2S em gás de efluente era medida por análise de sulfeto de gás de hidrogênio on-line. A fração molar de H2S medida em gás de síntese de efluente era no máximo 70 ppb na razão molar do mecanismo alimentador de Cu2+ equivalente para valor de H2S de 6.

[000110] Como um resultado, a correlação entre concentração de S de gás do produto e razão de Cu/S estequiométrica no mecanismo alimentador foi determinada. Para razões estequiométricas de 1 a 5 correlação quase linear foi observada, em que a razão estequiométrica de 1,5 para Cu/S menos do que 3 ppmv H2S e razão 5 levou a 90 ppbv de H2S no gás do produto. Exemplo 3 Coluna de absorção de lavagem para remoção de H2S

[000111] Uma coluna de absorção de lavagem pode ser projetada como mostrada na figura ligada 6. A seguir o processo será descrito com referência particular à concretização do desenho, embora fosse demonstrado que os detalhes específicos da coluna de absorção de lavagem não devem ser interpretados como limitantes para o uso de uma coluna de absorção de lavagem na presente invenção.

[000112] A coluna de absorção de lavagem 21 consiste de unidade de desenevoamento de placa de crivos 25 seguida por seção de absorção por spray e distribuidor de entrada de gás 29 na parte de fundo da câmara de spray. A coluna pode ter placa de crivos 26, 27 e 28, como indicado, e seções de spray 22, 23 e 24 em série para melhorar eficácia de lavagem e absorção.

[000113] Solução aquosa de CuSO4 muito pobre, menos do que 500 ppm por peso é introduzida na câmara de spray 21 em uma placa de crivos 26 no topo da câmara e é borrifada para dentro da câmara de spray abaixo da placa de crivos por sistema de bocal de spray específico 22, onde transferência de massa eficaz entre gotículas líquidas borrifadas e gás ocorre. Componentes de enxofre estão reagindo na fase aquosa rapidamente com Cu2+ a concentrações de íons muito pequenas.

[000114] O sistema de bocal de spray é especialmente projetado para permitir fase de gotículas de CuSO4-água homogênea densa tendo contato eficaz com a entrada do gás de síntese.

[000115] Os bocais estão de preferência operando em série em diferentes níveis na coluna. Gás de síntese descrito acima é introduzido no reator via distribuidores de gás 29 a partir da parte de fundo da câmara. As moléculas de H2S no gás de síntese estão contatando eficazmente as gotículas de líquido borrifado que permitem transferência de massa eficaz de H2S na fase aquosa e reação rápida com íons de Cu2+ em gotículas que gera CuS e H2SO4 de acordo com a reação: CuSO4+ H2S = CuS + H2SO4

[000116] A maior parte do líquido como gotículas borrifadas estão atingindo a parede da câmara e estão caindo para o fundo.

[000117] Uma parte das gotículas pequenas borrifadas são arrastadas com o gás a serem separadas do gás na placa de bandeja no topo da câmara de spray.

[000118] CuS é separado como sólido cristalizado na unidade de separação de CuS. A unidade de separação poderia ser um recipiente de decantação de CuS, hidrociclone, e centrífuga ou unidade de filtração.

[000119] O gás de exaustão depois do processo de absorção de H2S contém menos do que 50 ppb vol H2S, e nenhum leito de proteção extra para remoção de H2S adicional para a síntese de FT é necessariamente necessário.

[000120] Ao invés de íons de Cu também outros metais que formam sulfetos de solubilidade muito baixa podem ser usados. Ferro e zinco são semelhantes. Catalisadores de FT usados (Fe, Co) podem ser utilizados.

[000121] Vantagens de uso de uma coluna de absorção de lavagem: Numerosas vantagens são obtidas usando-se uma coluna de absorção de lavagem em geral, incluindo a coluna de absorção de lavagem específica mostrada no desenho. Assim, concentrações muito baixas de íons de Cu2+ reagem rápido com H2S na fase aquosa. Esse fato permite um conceito de processo proveitoso muito eficaz para a remoção de H2S e outras impurezas mencionadas acima a partir do gás de síntese baixou menos do que 20 ppb por volume. H2S é quimicamente reagido com CuSO4 que forma CuS e ácido sulfúrico. CuS é fácil ser separado como um sólido a ser utilizado como uma matéria prima na indústria de cobre. CuS formado pode ser usado na preparação de cobre metálico ou outros compostos de cobre. O processo de remoção de H2S revelado aqui é muito eficaz e nenhum leito de remoção de H2S extra é necessário para a síntese de FT. Uma unidade de spray permite transferência de massa de H2S eficaz em gotículas e tamanho de reator relativamente baixo. A maior parte da transferência de massa eficaz ocorre imediatamente depois do borrifamento.

Claims (17)

1. Método de purificação de gás obtido por gaseificação de uma carga de alimentação de biomassa para produzir um gás contendo um componente principal selecionado de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, hidrocarbonetos e misturas dos mesmos e um componente secundário selecionado de sulfeto de hidrogênio, e opcionalmente do grupo de cloreto de hidrogênio, amônia, sulfeto de carbonila, cianeto de hidrogênio e misturas dos mesmos, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) contatar o gás com uma solução de lavagem aquosa ácida de íons de metal de transição capaz de se ligar a íons de sulfeto; (b) ligar uma porção significativa das impurezas de sulfeto de hidrogênio contidas no gás em compostos de sulfeto de metal de transição praticamente insolúveis para remover impurezas de sulfeto de hidrogênio a partir do gás; e (c) separar o gás purificado assim obtido da solução aquosa; sendo a remoção de H2S do gás realizada por lavagem efetuada em um processo de múltiplos estágios, em que em um primeiro estágio, o gás de entrada do primeiro estágio é contatado com um líquido de lavagem que contém menos que uma quantidade estequiométrica de íons metálicos em relação aos compostos de sulfeto presentes e, em uma segunda etapa do processo, o gás tratado é contatado com um líquido de lavagem que contém um excesso de íons metálicos em relação aos compostos de sulfeto presentes no gás.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sulfeto de metal produzido é precipitado na solução aquosa e opcionalmente recuperado.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os íons de metal da solução de lavagem são derivados de metais de transição selecionados do grupo de íons de metal bivalentes de cobre, zinco e ferro e misturas dos mesmos, e em que preferencialmente a solução de lavagem aquosa apresenta um pH de 1 a 6,5.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa é preparada por dissolução de 1 a 10.000 partes em peso de um sal de metal em 1.000.000 partes em peso de água.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a concentração da solução de lavagem aquosa em relação ao(s) íon(s) de metal de transição é de 0,00001M a 0,1M.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que razão molar do íon de metal para compostos de sulfeto do gás a ser purificada é de 1,4 a 6.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de contatar o gás com a solução de lavagem compreende borrifamento de gotículas da solução de lavagem para dentro do gás, mantido na fase gasosa, e precipitação do composto de enxofre absorvido na forma de sulfeto de metal sólido nas gotículas da solução de lavagem, e em que solução de lavagem é posta em contato com o gás em uma câmara de spray que apresenta um eixo central essencialmente vertical, o dito gás sendo introduzido em a câmara de spray de modo a avançar na direção do eixo central da câmara de spray e a solução de lavagem sendo introduzida através dos bocais dispostos em quando uma ou mais zonas de spray em série ao longo do eixo central a diferentes alturas na câmara de spray.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o gás é introduzido na câmara de spray via distribuidores de gás dispostos abaixo da zona de spray mais baixa, e o sulfeto de metal é removido a partir do reator juntamente com o líquido de lavagem usado via uma saída disposta na parte do fundo da câmara.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a solução de lavagem contém de 10 a 1500 ppm por peso do metal de um sal de cobre.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos 98% do sulfeto de hidrogênio é removido do gás.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a concentração de sulfeto de hidrogênio do gás purificado é menor do que 100 ppb por volume.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o gás é posto em contato com a solução de lavagem a uma temperatura na faixa de 10 e 80°C e a uma pressão na faixa de 100 a 5000 kPa (1 a 50 bar)(a), e em que, preferencialmente, a etapa de contatar o gás com a solução de lavagem é precedida por pelo menos uma etapa de purificação do gás.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a remoção de H2S do gás é realizada por lavagem efetuada em um processo de múltiplos estágios por lavagem em contra-corrente.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o gás purificado é usado para a produção de hidrogênio, SNG (gás natural sintético), metanol, dimetil éter ou aldeídos opcionalmente por hidroformulação, ou o gás purificado, opcionalmente depois de outras etapas de processamento, é usado para a produção de uma composição de hidrocarboneto contendo hidrocarbonetos C4-C90, por exemplo, o gás purificado, opcionalmente depois de outras etapas de processamento, é usado para a produção de uma composição de hidrocarboneto por um processo de Fischer-Tropsch.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) gaseificar a matéria-prima para produzir um gás contendo como principais componentes monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio e hidrocarbonetos possivelmente juntamente com componentes inertes e como componente secundário impurezas selecionadas de sulfeto de hidrogênio, cloreto de hidrogênio, amônia, cianeto de hidrogênio e sulfeto de carbonila e misturas dos mesmos; (b) alimentar o gás obtido por gaseificação da matériaprima para dentro de um reformador; (c) reformar o gás a fim de diminuir o teor de hidrocarbonetos em um efluente gasoso do reformador; (d) retirar o efluente gasoso de uma saída do reformador; (e) opcionalmente ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono do gás purificado; (f) remover uma porção significativa das impurezas a partir do gás pelo contato do gás com a solução de lavagem que consiste de uma solução pobre de íons de metal de transição em água; (g) retirar o gás purificado; (h) opcionalmente ajustar a razão molar de hidrogênio para monóxido de carbono do gás purificado, e (i) alimentar o gás assim obtido em uma zona de reação de Fischer-Tropsch, em que a concentração de sal de cobre na solução de lavagem é de 100 a 1200 ppm por peso de cobre.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende produzir uma composição de hidrocarboneto que é sólida ou semissólida a temperatura ambiente e ainda processar a composição de hidrocarboneto por hidrotratamento, tal como hidroisomerização, com gás de hidrogênio a uma temperatura aumentada na presença de um catalisador a fim de produzir uma composição de hidrocarboneto adequada como hidrocarboneto de classe de diesel ou como composição a partir da qual tal hidrocarboneto pode ser produzido.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o sal de cobre na solução de lavagem é sulfato de cobre.

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