BR112013023461B1

BR112013023461B1 - Método e sistema para purificação de uma corrente de gás pressurizado

Info

Publication number: BR112013023461B1
Application number: BR112013023461-0A
Authority: BR
Inventors: Kamal C. Shah; Pàl Helge Nøkleby; Geir Vingelven
Original assignee: Aker Process Systems As
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2020-12-15
Also published as: NO20131350A1; AU2012228245B2; WO2012123571A1; AU2012228245A1; US20140090556A1; BR112013023461A2; MY165919A; US9155989B2

Abstract

método e sistema para purificação de uma corrente de gás pressurizado é descrito um método para purificação de uma corrente de gás pressurizado compreendendo gases ácidos, em que o método compreende, em uma primeira etapa de absorção, colocar a corrente de gás pressurizado em contato direto com uma primeira solução de absorção que absorve pelo menos parte dos gases ácidos, obtendo uma mistura gás-liquido; separar a mistura gás-liquido em uma corrente de gás pressurizado parcialmente purificada e uma primeira solução de absorção rica; em uma segunda etapa de absorção a jusante, colocar o gás pressurizado parcialmente purificado em contato com uma segunda solução de absorção através de um contactor de membrana, obtendo uma segunda solução de absorção rica e uma corrente de gás pressurizado purificada, e em que a primeira solução de absorção é uma solução de absorção parcialmente pobre.

Description

[1]Esta invenção se refere a um método e sistema parapurificação de gás, em particular gás hidrocarbonáceo, tal como gás natural compreendendo H2S, mercaptanas, CO2 e outros contaminantes ácidos.

Fundamentos

[2]Purificação de gás hidrocarbonáceo pressurizado, incluindogás natural, biogás, etc., a seguir denominado gás, pode ser desejável ou necessária por inúmeros motivos. A remoção de contaminantes ácidos tal como CO2 e/ou contaminantes de sulfeto do gás melhora a qualidade do produto gás. Os contaminantes ácidos incluem CO2, H2S, mercaptanas, CS2, COS e SO2.

[3]Alguns dos desafios a serem vencidos com relação àpurificação são minimizar o tamanho da instalação, consumo de energia, custos operacionais e de investimento, arraste de absorvedor e queda de pressão.

Técnica anterior

[4]A U.S. 6.228.145 descreve um método para purificar gásusando membranas e absorvedor, por meio do que o absorvedor que passa em um lado da membrana está absorvendo componentes a ser purificados do gás no outro lado da membrana. Esta purificação aponta para alguns benefícios utilizando membranas, tal como que a divisão entre as fases gás e solvente possibilita empregar uma alta taxa de gás no absorvedor sem que o solvente seja arrastado, e que um contactor de membrana tem um alto fator de empacotamento (m2/m3).

[5]O livro “Gas Purification” de Arthur Kohl e Richard Nielsen,quinta edição, publicada por Gulf Publishing Company, descreve nas páginas 59-62 um processo de absorção, incluindo ciclos de corrente dividida (Figuras 2-12) e absorção cocorrente (Figura 2, 13, 2-14).

[6]A WO 99/13963 revela um método para remover CO2 de gásnatural incluindo mistura turbulenta de absorvedor gás e líquido.

[7]A U.S. 2002/014438, U.S. 4.997.630 e U.S. 4.999.031 revelamdiferentes tipos de processos de absorção de múltiplas etapas.

[8]A WO 2010/102877 A1 revela um método e aparelho paralavar absorvedor.

[9]A indústria tem procurado várias maneiras de utilizartecnologia de membrana combinada com absorvedor líquido para obter uma instalação de purificação mais compacta e eficiente, mas ainda essas soluções existentes podem ser extensivas, já que as membranas e regeneração de absorvedor em absorvedor pobre são caros. Consequentemente, uma maneira adicional de minimizar a extensão de membrana e absorvedor pobre seria altamente desejável.

Objetivo da Invenção

[10]Um objetivo da presente invenção é prover um método parapurificação de gás com reduzido tamanho geral da instalação, consumo de energia, custo operacional e custo de investimento.

[11]Outra meta é prover um método que reduz o arraste deabsorvedor de uma etapa de absorção direta para a fase gás. Adicionalmente, um objetivo é prover um método com uma baixa queda de pressão, especialmente quando o gás a ser purificado está pressurizado.

[12]Também outro objetivo é prover controle de pressão adicional.

[13]Um objetivo adicional é prover um sistema capaz de realizar ométodo.

Descrição da Invenção

[14]A presente invenção provê um método para purificação deuma corrente de gás pressurizado compreendendo gases ácidos, em que o método compreende: -em uma primeira etapa de absorção, colocar a corrente de gás pressurizado em contato direto com uma primeira solução de absorção que absorve pelo menos parte dos gases ácidos, resultando em uma mistura gás-líquido; -separar a mistura gás-líquido em uma corrente de gás pressurizado parcialmente purificada e uma primeira solução de absorção rica; -em uma segunda etapa de absorção a jusante, colocar o gás pressurizado parcialmente purificado em contato com uma segunda solução de absorção através de um contactor de membrana, obtendo uma segunda solução de absorção rica e uma corrente de gás pressurizado purificada; e -em que a primeira solução de absorção é uma solução de absorção parcialmente pobre.

[15]Em um aspecto do método de acordo com a presente invenção,a segunda solução de absorção é uma solução de absorção pobre.

[16]Em outro aspecto do método de acordo com a presenteinvenção, a segunda solução de absorção é uma solução de absorção parcialmente pobre e em que a primeira e segunda soluções de absorção contêm um absorvedor físico.

[17]Dessa maneira, a presente invenção provê um métodocompreendendo duas etapas de absorção, onde a primeira etapa é baseada em contato direto entre o gás e o absorvedor, onde a segunda etapa é baseada no uso de um contactor de membrana. É de conhecimento que o uso de um contactor cocorrente direto provê um absorvedor compacto, mas que também resulta em arraste de absorvedor para a fase gás. Se uma segunda etapa de absorção for necessária a jusante de um contactor direto, então o teor de líquido na fase gás por causa do arraste tradicionalmente tem sido considerado limitante para a escolha da técnica de absorção para a segunda etapa.

[18]Adicionalmente, contactores de membrana são sensíveis apressão e normalmente exigem controle de pressão ou equilíbrio de pressão na membrana. Isto tem no geral sido considerado uma limitação com relação a quais processos que podem ser realizados a montante de um contactor de membrana.

[19]Agora, entretanto, os presentes inventores encontraram umasolução para limitar arraste e controlar a pressão, dessa maneira possibilitando empregar um contactor de membrana compacto na segunda etapa.

[20]Em um aspecto da presente invenção, a mistura é separada atéa magnitude da pressão de vapor do absorvedor.

[21]O método de acordo com a invenção pode adicionalmentecompreender obter a solução de absorção parcialmente pobre pela despressurização da primeira solução de absorção rica, ou da segunda corrente de absorção rica, ou de uma mistura da primeira e segunda soluções de absorção ricas.

[22]Em uma modalidade, o método compreende adicionalmenteresfriar a mistura gás-líquido antes de ela ser separada.

[23]O método de acordo com a invenção pode na primeira etapa deabsorção compreender alimentar a primeira solução de absorção de forma cocorrente com a corrente de gás. Alternativamente, o método compreende na primeira etapa de absorção alimentar a primeira solução de absorção de forma contracorrente com a corrente de gás.

[24]Em outro aspecto da presente invenção, o método compreendeadicionalmente na primeira etapa de absorção pulverizar a primeira solução de absorção na corrente de gás.

[25]Para limitar o arraste de absorvedor para o contactor demembrana, o método pode compreender adicionalmente lavar a corrente de gás parcialmente purificada e/ou passar a corrente de gás parcialmente purificada através de um eliminador de névoa.

[26]Em também outro aspecto, o método de acordo com a invenção pode compreender adicionalmente equalizar a pressão na membrana. A expressão “equalização de pressão” e similares da maneira aqui usada no geral se referem à necessidade de preparar um entorno de pressão estável e controlada para a membrana. Em um aspecto preferido do método de acordo com a presente invenção, o método compreende controlar a pressão na membrana para manter uma sobrepressão estável no lado de alimentação de gás.

[27]Em um aspecto do método, a pressão é controlada utilizandouma linha de equalização de pressão conectando o gás pressurizado parcialmente purificado por meio de um filtro com um tanque temporário de absorvedor arranjado a jusante na segunda etapa de absorção. O filtro impede que a solução absorvedora seja arrastada para o gás parcialmente purificado quando o fluxo na linha de equalização de pressão é no sentido da linha de gás parcialmente purificado.

[28]Em um aspecto diferente do método de acordo com a presenteinvenção, a pressão é controlada pela combinação controlada da primeira solução de absorção rica com a segunda solução de absorção rica na segunda etapa de absorção a jusante. Medições da pressão do gás parcialmente purificado e da pressão da segunda solução de absorção rica podem neste aspecto ser empregadas para controlar a primeira corrente de absorvedor rica para a segunda corrente de absorvedor rica a montante ou a jusante da válvula que controla o fluxo de solução absorvedora para a etapa de despressurização.

[29]Em uma modalidade, o método compreende adicionalmentemisturar absorvedor pobre no absorvedor parcialmente pobre a montante da primeira etapa de absorção para aumentar a capacidade de absorção e a corrente de absorvedor parcialmente pobre.

[30]Em outra modalidade, o método de acordo com a invençãocompreende adicionalmente resfriar o absorvedor parcialmente pobre a montante da primeira etapa de absorção.

[31]Em também outro aspecto da presente invenção, a primeirasolução absorvedora compreende um absorvedor físico e a segunda solução absorvedora compreende um absorvedor químico. Aqui, as duas soluções de absorção são mantidas separadas por meio do método.

[32]Em um aspecto diferente da presente invenção, a primeira e asegunda solução absorvedora são ambas absorvedores químicos. Em uma modalidade, os absorvedores e solventes das duas soluções de absorvedor são iguais e a regeneração das soluções é integrada de uma maneira a deixar que pelo menos parte das soluções seja misturada.

[33]Em outro aspecto da presente invenção, a primeira e a segundasolução absorvedora são ambas absorvedores físicos e a regeneração das soluções é integrada e a dessorção é obtida através de despressurização.

[34]Adicionalmente, a presente invenção provê um sistema parapurificação de uma corrente de gás pressurizado compreendendo gases ácidos, em que o sistema compreende: -uma primeira unidade de absorção direta compreendendo uma entrada de gás, uma entrada de solução absorvedora e uma saída de mistura gás-líquido; -uma unidade de separação compreendendo uma saída de gás, uma saída de solução absorvedora rico e uma entrada conectada na saída de gás-líquido; -uma unidade de dessorção por flash compreendendo uma saída de gás dessorvido, uma saída de absorvedor parcialmente pobre em comunicação fluídica com a entrada da solução absorvedora da primeira unidade de absorção e uma entrada em comunicação fluídica com a saída de solução absorvedora rico da unidade de separação; -uma segunda unidade de absorção de membrana compreendendo em um primeiro lado da membrana uma entrada de gás em comunicação fluídica com a saída de gás da unidade de separação, uma saída de gás purificado, e compreendendo em um segundo lado da membrana uma entrada de solução absorvedora pobre e uma saída de solução absorvedora rico.

[35]Em uma modalidade do sistema de acordo com a presenteinvenção, a entrada para a unidade de separação é tangencial e a unidade de separação é configurada como um ciclone.

[36]Adicionalmente, em um aspecto do sistema de acordo com ainvenção, a entrada de solução absorvedora para a primeira unidade de absorção é equipada com pelo menos um bico para pulverizar a solução absorvedora no gás. Onde mais de um bico é usado, os bicos são separados em uma distância formando um comprimento de bicos.

[37]A expressão “absorvedor direto”, na forma aqui usada, refere-se a um absorvedor cocorrente onde o gás contendo o composto a ser absorvido é posto em contato direto com o fluido compreendendo o absorvedor.

[38]Em outro aspecto do sistema de acordo com a presenteinvenção, a primeira unidade de absorção direta é combinada com a unidade de separação, formando: - uma primeira unidade de separação de absorção direta compreendendo em uma parte inferior a entrada de gás, a entrada de solução absorvedora e a saída de absorvedor rico, e em uma parte superior a saída de gás.

[39]Neste aspecto, é formada uma mistura gás-líquido na parteinferior da unidade de separação e a entrada de mistura gás-líquido e a saída de mistura gás-líquido são a entrada e a saída para a parte inferior da primeira unidade de separação e absorção direta combinada.

[40]A presente invenção provê um sistema para purificação deuma corrente de gás pressurizado compreendendo gases ácidos, em que o sistema compreende: -uma primeira unidade de separação de absorção direta combinada compreendendo em uma parte inferior uma entrada de gás, uma entrada de solução absorvedora e uma saída de absorvedor rico, e em uma parte superior uma saída de gás; -uma unidade de dessorção por flash compreendendo uma saída de gás dessorvido, uma saída de absorvedor parcialmente pobre em comunicação fluídica com a entrada de solução absorvedora da primeira unidade de absorção e separação combinada e uma entrada em comunicação fluídica com a saída de solução absorvedora rico da unidade de absorção e separação combinada; -uma segunda unidade de absorção de membrana compreendendo em um primeiro lado da membrana uma entrada de gás em comunicação fluídica com a saída de gás da unidade de absorção e separação combinada, uma saída de gás purificado, e compreendendo em um segundo lado da membrana uma entrada de solução absorvedora pobre e uma saída de solução absorvedora rico.

[41]Os sistemas para purificação de acordo com a presenteinvenção podem em um aspecto compreender um sistema, em que a entrada de dessorção por flash fica também em comunicação fluídica com a saída de solução absorvedora rica do segundo absorvedor de membrana. Em outro aspecto deste sistema, a solução absorvedora rica da unidade de separação fica por meio de uma primeira e segunda válvula em comunicação fluídica com a solução de absorção rica da membrana tanto a montante quanto a jusante de uma terceira válvula. As saídas das unidades de medição de pressão arranjadas na entrada de gás e no lado de saída de absorvedor da unidade de membrana são arranjadas para controlar a abertura e fechamento das três válvulas, resultando em controle da pressão na membrana.

[42]Em uma modalidade, o sistema para purificação de acordocom a presente invenção, a unidade de separação ou a parte superior da unidade de absorção e separação combinada compreendem adicionalmente um prato de chaminé e um sistema para introdução e reciclagem de um líquido de lavagem.

[43]Em outra modalidade, o sistema, a unidade de separação ou aparte superior da unidade de absorção e separação combinada compreende adicionalmente um eliminador de névoa.

[44]Em outro aspecto do sistema de acordo com a invenção, osistema pode adicionalmente compreender um tanque de armazenamento temporário de pressão e um conduto de equalização de pressão em comunicação fluídica com a saída de absorvedor rico do segundo absorvedor de membrana e a unidade de separação ou a unidade de absorção e separação combinada ou a saída de gás da unidade de separação ou a unidade de absorção e separação combinada.

[45]Em também outro aspecto, o sistema para purificaçãocompreende adicionalmente um ou mais refrigeradores arranjados a montante da entrada para a unidade de separação ou das entradas para a unidade de absorção e separação combinada e/ou da entrada de solução absorvedora para a primeira unidade de absorção direta.

[46]O termo “membrana” na forma aqui empregada deve serinterpretado para referir-se a qualquer tipo, formato e forma de material, adequada para difusão de compostos ácidos através dele de uma maneira semipermeável. Um tipo de membrana adequado particular é o tipo fibra oca, cujos diâmetros internos são típicos 0,01-0,1 mícron, em que gás está escoando. Esses pequenos diâmetros internos são potencialmente sensíveis a líquidos que preenchem o volume e bloqueiam o fluxo de gás.

[47]A expressão “gases ácidos” na forma aqui usada refere-se acontaminantes ácidos tal como CO2 ou contaminantes de enxofre incluindo H2S, mercaptanas, CS2, COS e SO2.

[48]O líquido absorvedor que pode ser empregado na presente invenção não está especificamente limitado, mas pode ser qualquer líquido compreendendo um ou mais absorvedores capazes de absorver contaminantes ácidos tal como CO2 e/ou contaminantes de sulfeto incluindo H2S, mercapatanas, CS2, COS e SO2.

[49]Absorvedores líquidos aplicáveis podem ser quaisquersoluções líquidas aplicáveis atuais ou futuramente desenvolvidas adequadas para absorção, incluindo absorvedores químicos onde o absorvedor passa por uma reação química com os gases ácidos e absorvedores físicos onde a absorção de CO2 é baseada na solubilidade de CO2 no absorvedor físico sem que ocorra nenhuma reação química.

[50]Exemplos de absorvedores químicos incluem, mas semlimitações, soluções de aminas tais como metil-dietanolamina (aMDA, MDEA), aminas mono álcool substituídas tais como mono etanolamina (MEA), aminas substituídas triplo álcool tal como trietanolamina (TEA), dissolvidas em um solvente tal como água, álcoois, etc.

[51]Absorvedores físicos típicos podem ser N-metil-2-pirrolidona,metanol, oligômeros de metil glymes de etileno glicol (EG), tri-n-butil fosfato, carbonato de propileno, água salgada, água doce, etc.

[52]A expressão “solução de absorção pobre” na forma aquiutilizada refere-se a uma solução de absorção fresca ou completamente regenerada. Onde completamente regenerada refere-se a uma solução de absorção que foi produzida através de um processo de dessorção compreendendo aquecimento da solução absorvedora para dessorção dos gases ácidos da solução.

[53]A expressão “solução de absorção parcialmente pobre” naforma aqui utilizada refere-se a uma solução de absorção rica que foi regenerada apenas parcialmente. A solução de absorção parcialmente pobre retomou uma parte considerável de sua capacidade de absorver gases ácidos, mas também contém ainda significantes quantidades de gases ácidos. A regeneração parcial é em geral obtida por meio de despressurização e algumas vezes sem aquecimento.

[54]Um aspecto da presente invenção é a redução da taxa de massade absorvedor pobre exigida em um processo de absorção de membrana, conseguida por remoção em massa de contaminantes a montante do processo de absorção de membrana. Uma vez que a taxa de massa de absorvedor pobre é reduzida, o equipamento e energia necessários para regenerar o absorvedor são reduzidos.

[55]O uso de contactores de membrana como tal é bem conhecido.Yeon et al revelam em “Application of pilot scale membrane contactor hybrid system for removal of carbon dioxide from flue gas”, Journal of Membrane Science Volume 257, Edições 1-2, 15 de julho de 2005, páginas 156-160, um estudo comparando contactores de membrana com torres de absorção tradicionais.

[56]Um benefício de se usar absorção de membrana é que nãoexiste arraste de absorvedor para o gás. Em torres de absorção convencionais, o mínimo arraste de absorvedor é limitado à pressão de evaporação de absorvedor menos o efeito ideal de métodos de extralavagem, como ilustrado em WO2010/102877A1.

[57]Por exemplo, se a 9 mPa um tipo de absorvedor, aMDEA,pode absorver aproximadamente 0,6 mol de CO2 por mol de aMDEA, quando a pressão de aMDEA é reduzida, por exemplo, em um separador por flash, esta capacidade de absorção é tipicamente reduzida para aproximadamente 0,3 mol de CO2 por mol de aMDEA, e um absorvedor parcialmente pobre é obtido. Assim, o teor de CO2 do gás de alimentação pode ser reduzido significativamente quando colocado em contato com o absorvedor parcialmente pobre, e o absorvedor pode ser regenerado sem a necessidade de regeneração pela geração de calor. O nível de CO2 no gás de alimentação pode tipicamente ser reduzido de 10 % para 5 % por tal remoção de CO2 em massa. Um desafio, entretanto é evitar que absorvedor vá para o lado de alimentação do contactor de absorvedor de membrana utilizado para reduzir ainda mais o teor de CO2.Absorvedor no lado de alimentação pode perturbar (por entupimento, etc.) o processo de absorção.Em uma modalidade, a membrana consiste em tubos de membrana ocos. No lado de gás, esses tipicamente têm diâmetro muito pequeno de 01, - 1,0 μ Além disso, se o absorvedor não for separado eficientemente antes de ser alimentado no absorvedor de membrana, ele terminará como um arraste no produto gás.

[58]A invenção soluciona este desafio por meio de uma separaçãode absorvedor eficiente entre a primeira etapa de absorção em massa e a segunda etapa de absorção de membrana. Preferivelmente, a separação é na magnitude da pressão de vapor do absorvedor. Isto pode ser conseguido usando um volume de separação grande o bastante para conseguir isto. Qualquer vaso de separação adequado para separação eficiente de líquido e gás poderia ser considerado com este propósito, incluindo geometria do vaso, ângulos de entrada e o sistema de malha para evitar que névoa e gotículas sejam arrastadas. Além do mais, ciclones e/ou um sistema de lavagem podem ser providos para uma separação ainda mais eficiente, se exigido.

[59]A pressão de vapor é por lei natural função da temperatura dogás. A temperatura do gás aumentará pela reação de absorvedor exotérmica e, consequentemente, a pressão do vapor de absorvedor que potencialmente poderia entrar no absorvedor de membrana no lado de alimentação de gás é alta. A presente invenção soluciona este problema potencial por meio de uma separação de gás/absorvedor intermediário, combinada com resfriamento de gás para reduzir a pressão de vapor de absorvedor. O resfriamento de gás pode ser indireto com absorvedor extrafrio e/ou com resfriamento do gás entre a primeira etapa de absorção em massa e a segunda etapa de absorção de membrana. Além do mais, etapas extras para separação podem também ser usadas, como, por exemplo, lavagem com água e/ou filtro(s) de névoa.

[60]Em uma modalidade da presente invenção, soluçãoabsorvedora rica é provida da base do contactor de membrana a uma unidade de flash, onde o absorvedor parcialmente pobre é obtido, e então ele é pressurizado e misturado com o gás de alimentação.

[61]A corrente combinada de gás de alimentação e soluçãoabsorvedora formada na primeira etapa passa através de um refrigerador (de forma cocorrente) e isto não somente resfria o solvente, mas também remove o calor de reação e aumenta o carregamento de gás ácido de equilíbrio por causa da menor temperatura e do maior tempo de permanência disponível.

[62]Por causa da alta concentração de gás ácido no gás dealimentação, alto carregamento de solvente pode ser conseguido a uma menor temperatura que é mantida no refrigerador.

[63]Em outra modalidade, gás de alimentação e/ou o absorvedorparcialmente pobre são resfriados por refrigeradores separados antes da primeira etapa de absorção. O resfriamento pode ser obtido por meio de troca de calor com o absorvedor rico da primeira etapa de absorção, ou através de troca de calor com o gás parcialmente purificado.

[64]A remoção de gás ácido em massa na primeira etapa antes dasegunda etapa do contactor de membrana efetivamente reduzirá o aumento de temperatura por causa da reação exotérmica no contactor de membrana que ajudará proteger a membrana.

[65]A circulação de solvente geral é reduzida por causa doaumento no carregamento de gás ácido obtido pelas menores temperaturas conseguidas no refrigerador. Isto reduz o tamanho geral da instalação e custo de capital do sistema geral. Economias de energia substanciais serão realizadas com a redução na circulação de solvente, já que regeneração da solução absorvedora demanda energia. Tanto tamanho/custo de capital e as economias de energia são diretamente proporcionais à taxa de circulação de solvente.

[66]O grau necessário de separação para separação de gás/líquidoantes de entrar no contactor de membrana tem que se baseado na tolerância da membrana do arraste de líquido.

Breve Descrição Dos Desenhos

[67]A Figura 1 ilustra um processo de absorção-dessorção,revelado na tecnologia de ponta de acordo com U.S. 6.228.145.

[68]A Figura 2 ilustra esquematicamente uma primeira modalidadeda presente invenção.

[69]A Figura 3 ilustra esquematicamente uma segunda modalidadeda presente invenção.

[70]A Figura 4 ilustra esquematicamente uma terceira modalidadeda presente invenção.

[71]A Figura 5 ilustra esquematicamente uma quarta modalidadeda presente invenção.

[72]A Figura 6 ilustra esquematicamente uma quinta modalidadeda presente invenção.

[73]A Figura 7 ilustra uma modalidade adicional da presenteinvenção.

[74]A Figura 8 ilustra uma modalidade da invenção utilizandosomente um absorvedor físico.

Descrição Detalhada da Invenção

[75]A presente invenção será agora descrita com detalhesadicionais com referência às Figuras anexas e às modalidades ilustradas.

[76]A Figura 1 mostra o esquema de um processo de acordo com atécnica anterior. Uma corrente de gás 1 compreendendo gases ácidos é alimentada em uma primeira extremidade de um contactor gás-líquido de membrana 3 em um primeiro lado da membrana. Gás limpo deixa o contactor por uma segunda extremidade através do conduto 2. Uma corrente 11 de absorvedor líquido passa de forma contracorrente da segunda extremidadepara a primeira extremidade do contactor em um segundo lado da membrana. O absorvedor líquido rico dessa forma obtido é removido do contactor através do tubo 12 e aquecido em um trocador de calor 8 antes de entrar como corrente 6 em um contactor de membrana de dessorção 4. No contactor de membrana 4 os gases ácidos são liberados do absorvedor e passam na membrana e são transportados para fora do contactor 4 por uma corrente de vapor contracorrente que entra do conduto 13 e sai através do conduto 14. O vapor é purificado e reciclado por meio de um circuito de recirculação de vapor. O vapor rico é resfriado primeiro no trocador de calor 15 de onde ela continua através do tubo 16 para o refrigerador 17 antes de ela entrar através do conduto 18 no separador 19. O resfriamento resulta na condensação de vapor. Os gases ácidos deixam o separador através do conduto 7, ao passo que a fase água condensada é reaquecida depois de ser removida por meio da bomba 74 através do conduto 20. Aquecimento é realizado parcialmente através de troca de calor com o vapor rico no trocador de calor 15. Daí, a corrente parcialmente aquecida é direcionada através do conduto 21 para o aquecedor 22. O aquecedor 22 fornece o calor adicional para criar a corrente de vapor contracorrente. O absorvedor pobre deixa o contactor de membrana de dessorção 4 por meio da bomba 73 através do conduto 7. O absorvedor pobre é primeiramente resfriado através de troca de calor com o absorvedor rico no trocador de calor 8. Daí, o absorvedor pobre passa através do conduto 10 para o refrigerador 9, em que a corrente de absorvedor pobre 11 é formada.

[77]O uso do contactor de membrana de dessorção limita o arraste de absorvedor para a corrente de vapor. Adicionalmente, qualquer corrente não condensada e, portanto, arrastado junto com os gases ácidos na corrente 7 não criam problemas consideráveis, nem ambientais nem quanto ao processo. Entretanto, pode haver uma necessidade de completar a perda de água no circuito de reciclagem de vapor.

[78]A Figura 2 ilustra esquematicamente uma primeira modalidade do método e sistema de acordo com a presente invenção. Aqui, gás é purificado por dois circuitos de reciclagem de absorvedor separados, ambos os circuitos incluem separação por flash, mas somente a última etapa também inclui regeneração/dessorção pelo aquecimento para criar um absorvedor pobre.

[79]Nas Figuras, onde aplicável, números de referência iguais sãousados para elementos iguais aos elementos presentes na Figura 1.

[80]Na primeira modalidade na Figura 2, a corrente de gás 1 a serpurificada é introduzida em uma unidade de absorção direta 25 e a alimentação da solução absorvedora na unidade de absorção direta 25 através do conduto 26 fica em uma solução absorvedora parcialmente pobre. Uma mistura de gás e absorvedor deixa o absorvedor através do conduto 31 e entra no refrigerador 32. O resfriamento prepara o gás para purificação no segundo circuito de absorção e também abaixa a pressão de evaporação do absorvedor.

[81]Depois do resfriamento, a mistura é alimentada em uma seçãoinferior 34 de um separador 33. Gás parcialmente purificado é removido do topo do separador através do conduto 30. A solução absorvedora rica é reciclada pelo transporte da solução através do tubo 28 para um separador por flash 27. Pelo menos uma parte dos gases ácidos absorvidos é liberada no separador por flash 27, os gases ácidos liberados são removidos através do conduto 29. A solução absorvedora parcialmente pobre assim obtida é alimentada na unidade de absorção direta 25 por meio da bomba 70 através do conduto 26. Opcionalmente, um refrigerador 56 pode ser instalado a montante da unidade de absorção 25. Se o líquido no circuito de absorvedor parcialmente pobre tiver vazão de massa suficientemente grande, e for resfriada suficientemente, este absorvedor parcialmente pobre frio funcionará como um refrigerador direto aberto no gás de alimentação.

[82]O separador 33 pode incluir um circuito de reciclagem delavagem para promover ainda mais a separação de absorvedores. O circuito de lavagem compreende introdução a montante de um fluido de lavagem e um prato de chaminé 35, permitindo que gás com absorvedor remanescente e gases ácidos entrem na zona de lavagem, mas cuja chaminé também impede que fluido de lavagem caia na zona inferior 34. O fluido para o circuito de reciclagem de lavagem poderia ser qualquer líquido aceitável como arraste e adequado para levar o absorvedor para baixo tal como água. O fluido de lavagem é removido do prato da chaminé 35 por meio do conduto 38 e resfriado no refrigerador 37 antes de ser reciclado para o topo da zona de lavagem. Adicionalmente, o circuito de reciclagem pode em uma modalidade preferida incluir uma sangria e alimentação de constituição para este fluido de lavagem, para substituir fluido de lavagem contaminado.

[83]Alternativamente, ou adicionalmente, o separador 33 podeainda compreender um eliminador de névoa 36 incluído para limitar o arraste de absorvedor para o segundo circuito de absorção.

[84]O gás parcialmente purificado é introduzido no primeiro ladode uma unidade de contactor de membrana de gás-líquido 3 em que a purificação é completada até um nível satisfatório e o gás purificado é obtido através do conduto 2. O absorvedor líquido introduzido de forma contra corrente do conduto 11 no contactor 3 consiste em absorvedor pobre regenerado de uma maneira similar à supradescrita com relação à Figura 1. A utilização de um absorvedor pobre completamente regenerado garante que um nível satisfatório de purificação é obtido. Absorvedor rico compreendendo os gases ácidos absorvidos deixa o contactor através do conduto 44 e é alimentado em um segundo separador por flash 41. Dentro do segundo separador por flash 41, uma parte dos gases ácidos absorvidos é dessorvida e removida através do conduto 43, ao passo que a solução absorvedora parcialmente regenerada através do conduto 41 e por meio da bomba 72 é introduzida no circuito de regeneração total.

[85]O sistema e método ilustrados na Figura 2 compreendem adicionalmente uma linha de equalização de pressão 39 entre a parte inferior da unidade de separação 33 e um tanque de armazenamento temporário 40 conectado no conduto de absorvedor rico 44. As membranas utilizadas no contactor de membrana 3 são sensíveis a pressão e a equalização de pressão na membrana melhora a durabilidade, estabilidade e vida útil das membranas. A linha de equalização de pressão pode, como ilustrado, ser conectada na unidade de separação 33 a montante do eliminador de névoa 36, de forma que qualquer absorvedor evaporado presente no tanque de armazenamento temporário 40 não seja arrastado para o lado de gás do contactor de membrana 3. Configurações alternativas do controle de pressão e equalização de pressão que podem ser combinadas com o sistema revelado serão descritas com relação às Figuras 3, 7 e 8.

[86]Na modalidade ilustrada na Figura 2, o circuito de reciclagemde absorvedor para a primeira etapa é mantido completamente separado do circuito de reciclagem de solução absorvedora da segunda etapa de absorção.

[87]O absorvedor no primeiro circuito de reciclagem pode em umamodalidade da invenção ser um absorvedor físico, e um absorvedor químico na segunda etapa de absorção. Como absorvedores físicos são baseados na solubilidade do CO2 em solvente, e não em uma reação química, menos ou nenhum calor é gerado por esta absorção de CO2 e menos resfriamento seria exigido a montante da absorção. Subsequentemente, menos ou nenhum aquecimento seria exigido para dessorção, consequentemente economizando equipamento e energia. De fato, o absorvedor físico pode funcionar como um sistema de resfriamento aberto para o gás a montante do contactor de membrana. Regeneração usando absorvedor físico é frequentemente realizada suficientemente apenas por liberação de pressão, isto é, sem aquecimento.

[88]Esta combinação de absorvedor físico para remoção massiva eabsorvedor químico no segundo estágio é vantajosa em muitos casos, já que absorvedor físico é normalmente menos caro, gera menos calor e é normalmente mais ambientalmente correto. A combinação consegue um sistema efetivo quanto ao tamanho e custo para purificação de gás.

[89]A Figura 3 ilustra uma segunda modalidade da presenteinvenção, onde os circuitos de reciclagem de absorvedor separados são combinados em uma lavagem comum. Aqui, a corrente de absorvedor parcialmente regenerado 26 introduzida na corrente de gás 1 na unidade de absorção direta 25 é obtida da segunda unidade de lavagem 41 e a primeira unidade de lavagem 27 é omitida. Nesta modalidade, o absorvedor rico removido da unidade de separação 33 via o conduto 28 é introduzida na segunda unidade de lavagem 41 via o conduto de absorvedor rico 44. A segunda modalidade pode opcionalmente incluir um circuito de lavagem em conexão com a unidade de separação 33.

[90]Adicionalmente, a Figura 3 ilustra uma solução alternativapara controlar a pressão na membrana. Nesta solução, a linha de equalização de pressão é conectada no gás parcialmente purificado a montante da membrana, mas a jusante do eliminador de névoa 36. O tanque de armazenamento temporário 40 e a linha de equalização são dimensionados correspondentemente. Preferivelmente, um filtro 45 então seria arranjado por cima do tanque de armazenamento temporário 40 em conexão com a linha de equalização de pressão 39' para minimizar qualquer fluxo de absorvedor para a fase gás 30 que entra no contactor de membrana. O filtro 45 poderia ser qualquer dispositivo adequado para impedir que vapor ou névoa seja transportado na linha de equalização de pressão, alguns exemplos incluem (sem limitação) uma almofada de malha, pacotes de paletas ou leitos de fibra, etc.

[91]Na modalidade ilustrada na Figura 3, a linha de equalização depressão 39' é arranjada entre o conduto 30 que transporta gás parcialmente purificado para o contactor de membrana.

[92]A Figura 4 ilustra uma terceira modalidade da presente invenção. Esta modalidade é igual à terceira modalidade, mas aqui uma porção do absorvedor pobre resfriado do conduto 11 é por meio do conduto 50 introduzido e misturado na corrente de absorvedor parcialmente pobre 26 a fim de conseguir um absorvedor ligeiramente mais pobre na corrente de absorvedor parcialmente pobre 26 a ser utilizado no absorvedor direto 25.

[93]A Figura 5 ilustra uma quarta modalidade da presenteinvenção. Nesta modalidade, o absorvedor direto é incluído na mesma unidade da unidade de separação em que o absorvedor parcialmente pobre é direcionado da primeira unidade de lavagem 41 através do tubo 55 e um refrigerador 56 para a unidade de absorção e separação combinada 57. A corrente de gás 1 é opcionalmente resfriada no refrigerador 51 antes de entrar na unidade 57 através do conduto 52. O gás entra na unidade 57 em uma zona inferior 54, mas acima da saída no conduto de absorvedor rico 28. O absorvedor parcialmente pobre é introduzido na parte superior da zona inferior 54 que, correspondentemente, serve como uma zona de absorção direta. Dentro da zona inferior 54 a unidade contém uma mistura gás-líquido. Comparadas com outras modalidades, a parte superior 58 e a parte inferior 59 da zona inferior 54 formam a entrada e saída da mistura gás-líquido. O absorvedor parcialmente pobre resfriado resfria ainda mais a corrente de gás. A Figura 5 ilustra adicionalmente que a linha de equalização de pressão 39 pode ser conectada na unidade de absorção e separação combinada 57 em uma zona 53 a montante da zona de lavagem. Aqui também um filtro 45 a montante do tanque de armazenamento temporário 40 pode ser utilizado na conexão na linha de equalização de pressão 39' para minimizar qualquer fluxo de absorvedor para a fase gás 30 que entra no contactor de membrana. Neste caso, a linha 39' provê um controle de pressão mais preciso no caso de a seção de lavagem e o eliminador de névoa 36 em si serem a causa de variações de pressão adicionais.

[94]A Figura 5 ilustra um aspecto adicional da presente invenção que também poderia ser incluída nas outras modalidades ilustradas. O sistema compreende um conduto 50 que permite que uma corrente de solução absorvedora pobre seja misturada com o absorvedor parcialmente pobre antes da primeira etapa de absorção direta. Dessa maneira, a capacidade de absorção da solução absorvedora parcialmente pobre pode ser ajustada; adicionalmente, a solução absorvedora pobre resfriar também, portanto resfria a corrente de absorvedor parcialmente pobre.

[95]A Figura 6 ilustra uma quinta modalidade da presenteinvenção. Nesta modalidade, a unidade de separação 61 inclui uma entrada direcionada tangencialmente e para baixo 60 para o gás resfriado e absorvedor do absorvedor direto 25. Dessa maneira, a zona inferior 63 da unidade de separação se parece com um separador de ciclone. Como ilustrado, o diâmetro da entrada pode ser aumentado para amortecer flutuações de gás que resultariam em flutuações de pressão na membrana. A modalidade ilustrada compreende adicionalmente um pacote de paletas 62 a montante do eliminador de névoa 36 para aumentar a separação e limitar o arraste de absorvedor.

[96]Na modalidade na Figura 6, o absorvedor parcialmente pobre éresfriado pelo refrigerador 56, que pode ser usado em substituição ou em combinação com um refrigerador 32 e/ou o refrigerador opcional 51. A energia de resfriamento total desses refrigeradores deve preferivelmente ser a soma da energia exotérmica do primeiro processo de absorção e a energia para resfriar o gás suficientemente para o segundo processo de absorção. Um grande benefício do resfriamento do gás antes de ele entrar no processo de absorção de membrana usando o absorvedor é que ele reduz a queda de pressão de gás que de outra forma seria causada mecanicamente pelo refrigerador 32. Uma baixa temperatura do gás também permite uma melhor separação de absorvedor parcialmente pobre, já que a pressão de evaporação para a solução de absorção é reduzida correspondentemente com atemperatura.

[97]O refrigerador de absorvedor 56 está também ilustrado nasFiguras 2 e 6. Essas Figuras mostram modalidades alternativas de como o resfriamento do absorvedor parcialmente pobre pode ser aplicado em adição ou em substituição ao refrigerador 32. A temperatura do absorvedor parcialmente pobre que entra na unidade de absorção direta 25 é reduzida e isto torna possível conseguir maior carregamento de gás ácido em solvente da corrente de absorvedor que deixa o absorvedor direto.

[98]A invenção descreve um primeiro e segundo processo deabsorção, por meio dos quais o segundo processo de absorção utiliza membranas. A invenção também considera que o primeiro processo de absorção pode ser configurado para ficar paralelo e/ou em série com os primeiros processos tipo absorção, e que o segundo processo de absorção pode ser configurado em paralelo e em série com os primeiros processos tipo absorção.

[99]No caso onde um absorvedor físico é usado em primeira sériee absorvedor químico no segundo estágio, a consequência de vapor de absorvedor que deixa o separador entre os estágios não é crítica e, consequentemente, a sequência de lavagem pode não ser exigida. Entretanto, ainda seria necessário impedir que fluidos do absorvedor químico do segundo estágio escapem através da linha de equalização de pressão, consequentemente, em tal configuração, um filtro a montante no tanque de armazenamento temporário, ou a montante dele, preferivelmente seria utilizado.

[100]A modalidade adicional ilustrada na Figura 7 ilustra umasolução alternativa para controlar a pressão na membrana. É importante que o controle da equalização de pressão seja rápido e preciso, e que o diâmetro seccional transversal da linha de equalização de pressão e proximidades seja desenhado com capacidade de resposta suficiente. A equalização de pressão poderia ser regulada com tempo de resposta e sistemas de proteção de membrana adequados, por exemplo, tal como mostrado na publicação de patente U.S. 6.649.047.

[101]Membranas preferivelmente devem ter uma sobrepressão nolado de gás, isto é, no lado do tubo da membrana absorvedora. Isto é para evitar o colapso dos tubos.Isto pode ser controlado usando uma linha de equalização de líquido 75 entre o separador 61 e a solução absorvedora no lado da membrana.A linha 75 também provê as mesmas funções da linha 28 nos desenhos anteriores, transportando a primeira solução de absorção rica para a unidade de lavagem 41.A diferença de pressão pode ser medida pelos instrumentos de pressão 76 e 77. O sistema compreende três válvulas 78, 79 e 80 que são empregadas para controlar a pressão da solução de absorção rica na saída da unidade de membrana. As condições de pressão estáveis, a válvula 79 é aberta e a válvula 78 é fechada. Um sistema como este sempre terá líquido bastante para ajustar a pressão à medida que o suprimento de líquido é provido pela primeira etapa de absorção, desde que o separador não seja drenado pela válvula de fluxo direto 79 para o separador por flash 41. A prevenção de que o separador seja drenado pode ser controlada ajustando-se a válvula 79 contra um nível de líquido suficiente no separador 61. Caso não se tenha este suprimento suficiente de líquido 75 e controle do nível de líquido no separador 61, um gás entraria, em vez disso, na linha de equalização de líquido, que seria compressível, e não tão eficiente para ajustar eficientemente a pressão o bastante. A configuração na Figura 7 permite uma proteção de membrana e controle de pressão eficientes combinados, e também com as economias de equipamento, já que o sistema não exige nenhum outro tanque de armazenamento temporário.

[102]Como líquido é relativamente incompressível, comparado comgás, este criará um rápido ajuste de pressão à variação de pressão da alimentação de gás 1.

[103]Para a dessorção de fluxos de gás, preferivelmente, no lado dacasca da membrana, assim aqui a sobrepressão não é preferivelmente no líquido absorvedor 6, mas, em vez disso, no vapor 13. A pressão do líquido absorvedor 6 e vapor 13 é controlada mais facilmente, já que existe pressão gerada por um sistema controlado, e não em uma produção de gás 1 com flutuações de gás graves potenciais.

[104]Pela U.S. 2002/195251 é de conhecimento resfriar gás pararemover e separar contaminantes/condensados a montante de uma membrana, e aquecer o gás novamente usando um trocador de calor transversal que entra em um separador de membrana. Entretanto, tendo-se em conta que a solubilidade de dióxido de carbono é uma forte função inversa da temperatura do absorvedor, especialmente um absorvedor físico, tal como água do mar, o resfriamento do gás a montante e remoção dos contaminantes incluindo condensado a montante da primeira etapa de absorção é preferível. Se os condensados não forem removidos a montante da primeira absorção, então eles condensarão no separador 61 e serão transportados por meio da linha 75 junto com o absorvedor rico e continuarão através das linhas 79, 42, 6, 5, 10 e 11 e dessa forma terminarão na membrana no lado de absorvedor, onde eles provavelmente coalescerão, entupindo a membrana.

[105]Na modalidade ilustrada, a corrente de gás 100compreendendo condensados é resfriada pelo refrigerador 82 e os condensados são removidos como corrente 81 no separador 84 antes de a corrente de gás pobre de condensado 1 entra no primeiro absorvedor 25. Nesta modalidade, o gás parcialmente pobre 30 pode opcionalmente ser aquecido no trocador de calor 83 a montante do separador de membrana.

[106]Em uma modalidade preferida, o gás que está sendo resfriado amontante da primeira etapa de absorção passa por troca de calor cruzada com o gás parcialmente pobre 30, as unidades separadas ilustradas 82 e 83 então seriam ilustrações dos dois lados da mesma unidade.

[107]Em uma modalidade alternativa, o gás 100 é submetido a trocade calor com o absorvedor separado 75, tanto como um trocador de calor cruzado quanto dois trocadores de calor em comunicação um com o outro, ou como dois trocadores de calor com um sistema de bomba térmica entre eles.

[108]Nesta modalidade, consegue-se melhor condensação amontante da primeira etapa de absorção, e melhor dessorção no estágio de despressurização 41, e também recupera calor extra.

[109]Na modalidade ilustrada na Figura 8, a corrente de gás 1 a serpurificada é introduzida em uma unidade de absorção direta 25 e a alimentação de solução absorvedora na unidade de absorção direta 25 através do conduto 26 é uma solução absorvedora parcialmente pobre. Nesta modalidade, é utilizado um absorvedor físico.

[110]Uma mistura de gás e absorvedor deixa o absorvedor atravésdo conduto 31.Não é necessário resfriamento.

[111]A mistura é alimentada em uma seção inferior de umseparador 33. Gás parcialmente purificado é removido do topo do separador através do conduto 30 depois de ter passado pelo eliminador de névoa opcional 36. A solução absorvedora rica é reciclada transportando a solução através do tubo 75 para um separador por flash 41. Pelo menos uma parte dos gases ácidos absorvidos é liberada no separador por flash 41, os gases ácidos liberados são removidos através do conduto 43. O absorvedor pelo menos parcialmente pobre assim obtido é alimentado na unidade de absorção direta 25 por meio da bomba 70 através do conduto 26.

[112]O separador 33 pode incluir um circuito de reciclagem delavagem para promover ainda mais a separação de absorvedores da fase gás, não mostrado.

[113]O gás parcialmente purificado é introduzido no primeiro ladode uma unidade do contactor de membrana gás-líquido 3 em que a purificação é completada até um nível satisfatório e o gás purificado é obtido através do conduto 2. O absorvedor líquido introduzido contracorrente a partir do conduto 11 no contactor 3 consiste em absorvedor pelo menos parcialmente pobre regenerado através de dessorção por flash na unidade 41 e bombeado de volta pela bomba 72 de uma maneira similar à supradescrita para o absorvedor direto. Quando se emprega um absorvedor físico, a despressurização libera os gases ácidos absorvidos. Na modalidade ilustrada, não é necessário processo de dessorção adicional.As bombas para criar a pressão e aquecimento ou resfriamento adicional é opcionalmente não exigido.

[114]O sistema para controle de pressão é igual ao sistema ilustradona Figura 7.A pressão é controlada usando uma linha de equalização de líquido 75 entre o separador 61 e a solução absorvedora no lado da membrana.A diferença de pressão pode ser medida pelos instrumentos de pressão 76 e 77. O sistema compreende três válvulas 78, 79 e 80 que são empregadas para controlar a pressão da solução de absorção rica na saída da unidade de membrana.

[115]As Figuras incluídas aqui ilustram algumas modalidades dapresente invenção, mas essas, entretanto, no geral não devem ser interpretadas como limitação para o escopo da presente invenção, definido nas reivindicações, como versados na técnica percebem. Versados na técnica perceberão adicionalmente que diferentes soluções apresentadas nas diferentes modalidades ilustradas podem ser livremente combinadas sem fugir do escopo da presente invenção.

Claims

1.Método para purificação de uma corrente de gás pressurizado (1) compreendendo gases ácidos, caracterizado pelo fato de que o método compreende: -em uma primeira etapa de absorção, colocar a corrente de gás pressurizado (1) em contato direto com uma primeira solução de absorção, absorvendo pelo menos parte dos gases ácidos, resultando em uma mistura gás-líquido; -separar a mistura gás-líquido em uma corrente de gás pressurizado parcialmente purificado e uma primeira solução de absorção rica; -em uma segunda etapa de absorção a jusante, colocar o gás pressurizado parcialmente purificado em contato com uma segunda solução de absorção através de um contactor de membrana (3), obtendo uma segunda solução de absorção rica e uma corrente de gás pressurizado purificada; e -em que a primeira solução de absorção é uma solução de absorção parcialmente pobre.

2.Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda solução de absorção é uma solução de absorção pobre.

3.Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda solução de absorção é uma solução de absorção parcialmente pobre e em que a primeira e opcionalmente também a segunda solução de absorção contém um absorvedor físico.

4.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a mistura é separada na magnitude da pressão de vapor do absorvedor.

5.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente obter a solução de absorção parcialmente pobre por meio de despressurização da primeira solução de absorção rica, ou da segunda corrente de absorção rica, ou de umamistura da primeira e da segunda solução de absorção rica.

6.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente resfriar a mistura gás-líquido antes de ela ser separada.

7.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o método compreende na primeira etapa de absorção alimentar a primeira solução de absorção de forma co-corrente com a corrente de gás.

8.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o método compreende na primeira etapa de absorção pulverizar a primeira solução de absorção na corrente de gás.

9.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o método compreende lavar a corrente de gás parcialmente purificada e/ou passar a corrente de gás parcialmente purificada através de um eliminador de névoa (36).

10.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o método compreende controlar a pressão na membrana para manter uma sobrepressão estável no lado de alimentação de gás.

11.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente misturar absorvedor pobre no absorvedor parcialmente pobre a montante da primeira etapa de absorção.

12.Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente resfriar o absorvedor parcialmente pobre a montante da primeira etapa de absorção.

13.Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a pressão é controlada utilizando uma linha de equalização de pressão (39, 39’) conectando o gás pressurizado parcialmente purificado por meio de um filtro (45) com um tanque de armazenamento temporário de absorvedor (40) arranjado a jusante da segunda etapa de absorção.

14.Método de acordo a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a pressão é controlada regulando o fluxo entre a primeira solução de absorção rica e a segunda solução de absorção rica a montante da etapa de despressurização, obtendo a absorção parcialmente pobre.

15.Sistema para purificação de uma corrente de gás pressurizado compreendendo gases ácidos para realizar o método como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: -uma primeira unidade absorvedora direta (25) compreendendo uma entrada de gás, uma entrada de solução absorvedora e uma saída da mistura gás-líquido; -uma unidade de separação (33) compreendendo uma saída de gás, uma saída de solução absorvedora rica e uma entrada conectada na saída da mistura gás-líquido; -uma unidade de dessorção por flash compreendendo uma saída de gás dessorvido, uma saída de absorvedor parcialmente pobre em comunicação fluídica com a entrada de solução absorvedora da primeira unidade de absorção e uma entrada em comunicação fluídica com a saída de solução absorvedora rica da unidade de separação (33); e -uma segunda unidade de absorção de membrana compreendendo em um primeiro lado da membrana uma entrada de gás em comunicação fluídica com a saída de gás da unidade de separação, uma saída de gás purificado, e compreendendo em um segundo lado da membrana uma entrada de solução absorvedora pobre e uma saída de solução absorvedora rica.

16.Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a primeira unidade de absorção direta (25) é combinada com a unidade de separação (33), formando: - uma unidade de separação de absorção direta combinada (57) compreendendo em uma parte inferior a entrada de gás, a entrada de solução absorvedora e a saída de absorvedor rico, e em uma parte superior a saída de gás.

17.Sistema para purificação de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a entrada de dessorção por flash está também em comunicação fluídica com a saída de solução absorvedora rica do segundo absorvedor de membrana.

18.Sistema para purificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a unidade de separação (33) ou a parte superior da unidade de absorção e separação combinada (57) compreende adicionalmente um prato de chaminé (35) e um sistema para introdução e reciclagem de um líquido de lavagem.

19.Sistema para purificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a unidade de separação (33) ou a parte superior da unidade de absorção e separação combinada (57) compreende adicionalmente um eliminador de névoa (36).

20.Sistema para purificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende adicionalmente um tanque de armazenamento temporário de pressão (40) e um conduto de equalização de pressão (39, 39’) em comunicação fluídica com a saída absorvedora rica do segundo absorvedor de membrana e a unidade de separação (33) ou a unidade de absorção e separação combinada (57) ou a saída de gás da unidade de separação ou unidade de absorção e separação combinada.

21.Sistema para purificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende adicionalmente um ou mais refrigeradores (32, 56) arranjados a montante da entrada da unidade de separação (33) ou das entradas da unidade de absorção e separação combinada (57) e/ou da entrada de solução absorvedora na primeira unidade de absorção direta.