BR112019000068B1

BR112019000068B1 - Processo contínuo para remoção de gás ácido

Info

Publication number: BR112019000068B1
Application number: BR112019000068-2A
Authority: BR
Inventors: Ulises Cruz; Erik Stewart; Rodrigo Zamora
Original assignee: Ineos Americas, Llc
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2023-04-11
Also published as: EP3481536A4; CA3029840A1; BR112019000068A2; WO2018009272A1; US11433347B2; US10646818B2; EP3481536A1; CO2019000890A2; CA3029840C; KR20190044057A; US20230106908A1; AU2017291680A1; GB201901515D0; MX2018016309A; US20200376427A1; AU2017291680B2; US20180015409A1; KR102406584B1; GB2567095B; GB2567095A

Abstract

Um método e um aparelho para tratamento contínuo de gases ácidos, incluindo recuperação de componentes químicos absorventes pela introdução de correntes que deixam um regenerador e/ou que deixam um absorvente para uma zona de mistura estática, em que é adicionada água de lavagem suplementar para recuperar os componentes químicos absorventes. Melhorias aos métodos da técnica anterior são proporcionadas quando uma ou mais unidades de recuperação de componente químico absorventes são incluídas para aumentar a quantidade de componentes químicos absorventes recuperados que saem do regenerador e/ou que saem do absorvedor são aumentadas e/ou maximizadas. As unidades de recuperação de componente químico absorventes podem incluir unidades de mistura, em que o líquido é adicionado à corrente de gás azedo e componente químico absorvente para misturar e absorver o componente químico absorvente da corrente.

Description

FUNDAMENTOS Sistema da Técnica Prévia

[001] Um método e um aparelho de absorção/regeneração de amina da técnica anterior são esquematicamente mostrados na Figura 1. Neste sistema da técnica anterior, um absorvedor 500 que é, de preferência, na forma de uma coluna de altura adequada e provido de um sistema de transferência de massa 550 tal como chicanas, bandejas, recheio ou outros componentes internos adequados, para reduzir a vazão e o contato eficiente do líquido de fluxo descendente com o gás de fluxo ascendente.

[002] No interior do absorvedor 500 é depositado o agente absorvente através da linha 710 na entrada superior 520. De preferência, o agente absorvente é continuamente dispensado ao absorvedor 500 enquanto o gás a ser tratado é dispensado à parte inferior através da linha 540.

[003] O gás removido é retirado do topo do absorvedor 500 na saída 530 através da linha 1530 enquanto o componente químico absorvente (juntamente com os gases absorvidos) é retirado do fundo na saída 510 através da linha 610.

[004] Conectado fluidicamente ao absorvedor 500 é um regenerador 800 tendo meios adequados 850 para efetuar contato íntimo do componente químico absorvente de fluxo descendente transportando o “gás azedo” absorvido (entrando no regenerador 800 na entrada 820 através da linha 620) com o vapor de fluxo descendente (que separa o gás azedo do agente absorvente de fluxo descendente no regenerador 800 e que depois sai do regenerador 800 na saída superior 830 através da linha 1110).

[005] O componente químico absorvente, transportando o gás azedo absorvido, é conduzido através das linhas 610 e 620 para o topo do regenerador 800, por meio de uma bomba 650 ou através de pressão diferencial superior no absorvedor 500 versus regenerador 800, e entra no regenerador 800 através da entrada superior 820. O componente químico absorvente, transportando o gás azedo absorvido, é aquecido quando passa pelo trocador de calor 600 pelo componente químico absorvente regenerado de temperatura mais alta na linha 630 que sai do regenerador 800 através da saída inferior 810. Por sua vez, o componente químico absorvente regenerado na linha 630 é resfriado ao passar pelo trocador de calor 600 pelo componente químico absorvente de temperatura mais baixa que transporta o gás azedo absorvido nas linhas 610 e 620.

[006] No fundo do regenerador 800 encontra-se um meio de aquecimento (por exemplo, o refervedor/trocador de calor 900) que gera vapor através da ebulição do vapor de água do componente químico absorvente. O gás azedo acionado a partir do agente absorvente no regenerador 800 pelo aumento de temperatura e remoção do vapor, e é retirado do topo do regenerador 800 na saída superior 830 através da linha 1110.

[007] Uma bomba 640 ou uma série de bombas retira o componente químico absorvente regenerado através da linha 630 da parte inferior do regenerador 800 (na saída inferior 810), e dispensa o componente químico absorvente regenerado para absorver 500 através das linhas 630, 640 e 710 no topo do absorvedor 500 (na entrada 520).

[008] De preferência, a temperatura do regenerador 800 é maior que o absorvedor 500. Assim, é desejável aquecer a corrente dispensada ao regenerador 800 através das linhas 610 e 620 e resfriar a corrente fornecida ao absorvedor 500 através das linhas 630, 640, e 710. Estes aquecimento e resfriador podem ser realizados por qualquer forma adequada de trocador de calor 600 (e possível trocador de calor suplementar 700). O agente absorvente, transportando o gás azedo absorvido, escoando nas linhas 610 e 620 a partir do fundo 510 do regenerador 500 escoa através do trocador de calor 600 em uma direção, enquanto a corrente de componente químico absorvente regenerado na linha 630 a partir do fundo 810 do absorvedor 800 passa através do trocador de calor 600 na direção oposta e continua para a parte superior 520 do regenerador 500. Uma vez que a queda na temperatura da corrente da corrente de componente químico absorvente regenerada que escoa nas linhas 630 e 640 pode não ser suficiente, um trocador de calor 700 de resfriador adicional pode ser proporcionado para fazer com que a temperatura desta corrente caia ainda mais da linha 640 para a linha 710 antes de entrar finalmente no absorvedor 500 na entrada 520.

[009] Ao realizar o processo, o gás azedo a ser tratado na linha 540 é dispensado e passa pelo absorvedor 500. O dióxido de carbono, o dióxido de enxofre, o sulfeto de hidrogênio e/ou outros gases azedos são removidos pela ação da corrente absorvedor (que entrou no absorvedor na entrada 520), e o “gás doce” (com o gás azedo agora tendo sido removido) passa do absorvedor 500 através da saída 530 e para a linha 1530.

[0010] A corrente absorvente, agora com o gás azedo absorvido, sai do absorvedor 500 através da saída 510 e entra na linha 610, é pré-aquecido passando pelo trocador de calor 600 e entra no regenerador 800 pela entrada 820. Refervedor/trocador de calor 900 aquece o interior 860 do regenerador 800 criando uma condição de contrafluxo dentro do interior 860, esquematicamente indicado pelas setas 865 e 867.

[0011] Dentro do interior 860 do regenerador 800, a água líquida e o componente químico absorvente gotejam descendentemente de modo atravessante ao fundo do regenerador 800 e, durante este processo, o gás azedo previamente absorvido é pelo menos parcialmente separado do componente químico absorvente. O gás azedo agora separado se move para cima através do interior 860 (esquematicamente indicado pela seta 865) e sai do regenerador 800 na saída 830 e entra na linha 1110.

[0012] Uma porção adicional do gás azedo absorvido é removida por vaporização a partir do calor gerado pelo refervedor/trocador de calor 900 aquece o interior 860 do regenerador 800, desse modo evaporando mais do gás ácido absorvido do agente absorvente (por exemplo, H2S de aminas líquidas). Isso ocorre porque o gás azedo tem uma temperatura de ebulição mais baixa em comparação com o componente químico absorvente, tal como aminas. O componente químico absorvente regenerado (por exemplo, principalmente aminas líquidas agora que a maioria do H2S é removido) a uma temperatura relativamente alta sai do regenerador 800 através da saída 810 até a linha 630 para ser resfriado no trocador de calor 600, e possivelmente ainda resfriado no trocador de calor de resfriamento 700, e retornado para reutilização no absorvedor 500.

[0013] O líquido no regenerador 800 pode ser aquecido pelo refervedor/trocador de calor 900 a tal temperatura que uma porção do componente químico absorvente (por exemplo, aminas) é vaporizada e sai do regenerador 800 através da saída 830, entrando na linha 1110. Para recuperar porções deste componente químico absorvente vaporizado, a corrente na linha 1110 pode ser corrida através de um condensador 1100 para condensar parcialmente o componente químico absorvente de temperatura de ebulição relativamente alta da corrente de gás vaporizado de gás azedo e componente químico absorvente (por exemplo, H2S vaporizado e aminas). A recuperação parcial através da condensação do componente químico absorvente é realizada porque o componente químico absorvente tem o ponto de ebulição mais alto em comparação com os gases azedos e, portanto, condensa primeiro enquanto os gases azedos permanecem na forma de vapor (por exemplo, mesmo que todo a corrente de gás H2S e componentes químicos absorventes, o H2S permanece vaporizado devido ao seu ponto de ebulição relativamente baixo enquanto o componente químico absorvente condensa). O condensador 1100 pode ser qualquer trocador de calor convencionalmente disponível, tal como um trocador de calor de contrafluxo. A corrente de gás azedo resfriado agora e a corrente de fluido condensado deixam o condensador 1100 para a linha 1120 e entram em um separador/câmara flash 1000, onde a porção de gás azedo vaporizada sai do separador/câmara flash 1000 através da linha 1010 e a corrente de fluido condensado sai através da linha 1020. A corrente de fluido condensado na linha 1020 pode então ser direcionada de volta ao regenerador 800 através da linha 1020 para a entrada 840.

[0014] O processo acima pode ser contínuo.

[0015] Uma deficiência no sistema da técnica anterior é a de não recuperar completamente os componentes químicos absorventes que saem do absorvedor 500 através da linha 1530 e/ou deixar o regenerador 800 através da linha 1110, provocando a necessidade de reabastecer periodicamente componentes químicos absorventes que podem ser dispendiosos.

[0016] As seguintes Patentes U.S. são aqui incorporadas por referência:

[0017] Números de patentes U.S. para tratamento com gás azedo: 1.783.901; 3.594.985; 4.036.932; 4.079.117; 4.080.424; 4.093.701; 4.112.051; 4.124.685; 4.184.855; 4.198.387; 4.240.923; 4.336.233; 4.483.834; 4.499.059; 5.189.221; 5.993.608; 6.495.117; 7.102.049; 7.645.433; 7.901.487; 8.058.493; e 8.816.078.

[0018] Números de Patente U.S. para sistemas de mistura estáticos: 5.255.974; 5.620.252; 5.688.047; 5.851.067; 5.865.537; 6.419.386; 6.576.617; 6.599.008; 6.676.286; 7.325.970; 7.841.765; 8.684.593; e 8.753.006.

[0019] Embora certas características inovadoras desta invenção mostradas e descritas abaixo sejam indicadas nas reivindicações anexas, a invenção não se destina a ser limitada aos detalhes especificados, uma vez que uma pessoa com habilidade comum na técnica relevante compreenderá que várias omissões, modificações, substituições e alterações nas formas e nos detalhes do dispositivo ilustrado e no seu funcionamento podem ser feitas sem se afastarem de qualquer forma do espírito da presente invenção. Nenhuma característica da invenção é crítica ou essencial, a menos que seja expressamente declarada como sendo “crítica” ou “essencial”.

BREVE SUMÁRIO

[0020] O aparelho da presente invenção resolve os problemas confrontados na técnica de uma maneira simples e direta. O que é fornecido é um Método e Aparelho para Recuperar Agentes Absorventes no Tratamento com gás ácido.

[0021] Em várias formas de realização, o método e o aparelho removem compostos ácidos, tais como H2S e CO2, entre outras espécies ácidas do gás azedo, com perdas de solventes/componentes químicos absorventes mínimas devido à evaporação.

[0022] O método e o aparelho 10 podem ser realizados em vários tipos de aparelhos intermitentemente ou continuamente.

[0023] Em uma forma de realização, uma ou mais unidades de recuperação de componente químico absorventes são adicionadas a um processo contínuo para o tratamento de gases ácidos.

[0024] Em várias formas de realização, são proporcionadas melhorias aos métodos da técnica anterior em que é/são incluída/s uma ou mais unidades de recuperação de componente químico absorventes para aumentar a quantidade de componentes químicos absorventes recuperados que saem do regenerador e/ou que saem do absorvedor são aumentados e/ou maximizados. Em várias formas de realização, as unidades de recuperação de componente químico absorventes podem compreender unidades de mistura onde o líquido é adicionado à corrente de gás azedo e componente químico absorvente para misturar e absorver o componente químico absorvente da corrente.

[0025] Em várias formas de realização, os componentes químicos absorventes podem ser uma alcanolamina selecionada do grupo consistindo em monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), metildietanolamina (MDEA) e misturas de MDEA com outros componentes químicos, incluindo combinações com uma ou mais outras aminas, piperazinas, ácidos, sais alcalinos ou solventes físicos.

[0026] Em várias formas de realização, os componentes químicos absorventes podem ser selecionados do grupo que consiste em etanolaminas, alquilaminas, acanolaminas, aminas impedidas, glicóis e combinações dos mesmos ou outros componentes químicos na forma líquida.

[0027] Os desenhos constituem uma parte desta especificação e incluem formas de realização exemplificativas da invenção, que podem ser incorporadas em várias formas.

[0028] BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS

DESENHOS

[0029] Para uma melhor compreensão da natureza, objetos e vantagens da presente invenção, deve ser feita referência à seguinte descrição detalhada, lida em conjunto com os desenhos seguintes, em que os números de referência semelhantes indicam elementos semelhantes e em que:

[0030] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um processo contínuo da técnica anterior para o tratamento de gases ácidos com uma solução tipo componente químico absorvente/amina.

[0031] A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra uma forma de realização de um método e aparelho aperfeiçoados para tratar continuamente gases ácidos com uma solução tipo componente químico absorvente juntamente com o uso de uma ou duas unidade/s de recuperação de componente químico absorvente/s para recuperar componentes químicos absorventes perdidos.

[0032] A Figura 3 mostra uma vista seccional lateral de uma forma de realização de uma unidade de recuperação de componente químico absorvente conectada de modo fluido ao regenerador do método e do aparelho.

[0033] A Figura 4 é uma vista frontal da unidade de recuperação de componente químico absorvente da Figura 3.

[0034] A Figura 5 mostra uma vista seccional lateral de uma forma de realização de uma unidade de recuperação de componente químico absorvente conectada de modo fluido ao absorvedor do método e do aparelho.

[0035] A figura 6 é uma vista frontal da unidade de recuperação de componente químico absorvente da figura 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0036] Descrições detalhadas de uma ou mais formas de realização preferidas são aqui fornecidas. É para ser entendido, no entanto, que a presente invenção pode ser incorporada em várias formas.

[0037] Portanto, os detalhes específicos descritos aqui não devem ser interpretados como limitantes, mas sim como uma base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar um habilitado na técnica para empregar a presente invenção em qualquer sistema, estrutura ou maneira apropriada.

[0038] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um processo contínuo da técnica anterior para tratar gases ácidos com uma solução tipo amina absorvente.

[0039] A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra uma forma de realização de um método e um aparelho melhorados 10 para tratar continuamente gases ácidos com uma solução tipo componente químico absorvente juntamente com a(s) unidade(s) de recuperação de componente químico absorvente(s) 2500 e 3500 para recuperar componentes químicos absorvente(s) perdido(s). Note-se que a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 e a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 podem ser omitidas do método e do aparelho 10, mas ainda mantendo o objetivo da invenção usar uma unidade de recuperação de componente químico absorvente para recuperar componente químico absorvente para reutilização no método e no aparelho que de outra forma seria perdido.

[0040] A Figura 3 mostra uma vista seccional lateral de uma forma de realização de uma unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 conectada fluidamente ao regenerador 800 do método e do aparelho 10. A Figura 4 é uma vista frontal da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500.

[0041] A Figura 5 mostra uma vista seccional lateral de uma forma de realização de uma unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 conectada fluidamente ao absorvedor 500 do método e do aparelho 10. A Figura 6 é uma vista frontal da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

Tratamento do Gás Que Sai do Absorvedor 500 Com Unidade de Recuperação de Componente químico Absorvente 3500

[0042] O gás azedo 540 é tratado por uma solução de água de contrafluxo/componente químico absorvente que entra no absorvedor 500 através da linha 710 na entrada 520 usando o dispositivo de transferência de massa 550 localizado no interior 560 do absorvedor 500 fazendo com que um componente químico absorvente para absorver ou remover gases ácidos da corrente de gás.

[0043] O agora tratado “gás doce” saindo do absorvedor 500 através da linha 3510 na saída 530 (contendo o “gás doce” tratado, algum componente químico absorvente residual e água) é encaminhado para uma unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, a corrente tratada de “gás doce”, componente químico absorvente residual, e água serão lavados e misturados com água de lavagem suplementar, cuja a água de lavagem suplementar entra na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 através da entrada 3530 a partir da linha 2020.

[0044] A água de lavagem suplementar na linha 2020 pode ser obtida de uma ou ambas das seguintes fontes de água: (a) fonte de água externa 2000 e/ou (b) água recuperada e componentes químicos absorventes da linha de saída 1020 que saem da câmara flash 1000. A partir da fonte de água externa 2000, o trajeto do fluxo está fora da fonte de água 2000, através da válvula 2100, através da linha 2020, e para a entrada 3530. Da linha de saída 1020 saindo do tambor de refluxo 1000, o trajeto de fluxo é a linha de saída 1020, através da válvula 1029, através da linha 1050, através da válvula 2029, através da linha 2010, através da válvula 2100, através da linha 2020 e para a entrada 3530 da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Com base nas condições operacionais do sistema global, como será descrito abaixo, método e aparelho 10 podem determinar as quantidades e/ou em relação às quantidades de água de lavagem suplementar para abastecer a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

[0045] No interior da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, o “gás doce” tratado saindo do absorvedor 500 através da linha de fluxo 3510 pode ser intimamente misturado com a água de lavagem suplementar abastecida para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 para provocar quantidades substanciais de componentes químicos absorventes originalmente na fase gasosa para entrar na fase líquida através de contato íntimo e mistura com a água de lavagem suplementar fornecida para unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 através da linha de fluxo 3530.

[0046] O fluxo bifásico tratado agora suplementarmente proveniente da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 através da saída 3520 será uma combinação do “gás doce” tratado que sai do absorvedor 500 através da linha de fluxo 3510 e de água/componentes químicos absorventes. Este fluxo entrará na câmara de flash 1500 através da linha 1530, em que será separado/dividido nas fases líquida e gasosa: (a) “gás doce” tratado que sai através da linha 1510 e (b) fase líquida contendo componentes químicos absorventes adicionalmente recuperados e água que sai através da linha 1520.

[0047] “Gás doce” que sai da linha 1510 é o produto final do método e do aparelho do processo global 10, e pode ser vendido e/ou usado para outros processos.

[0048] Adicionalmente, os componentes químicos absorventes recuperados e a água que saem do tambor de descarga através da linha 1520 são principalmente água, mas também podem incluir pequenas quantidades de componentes químicos absorventes juntamente com outros constituintes. Esses líquidos podem ser armazenados para uso como futuras composições de componentes químicos absorventes e água, incluindo, mas não se limitando a, serem encaminhados através de abastecimento de água externo 2000, através da linha 610 e/ou através da linha 1020 para o regenerador 800 e/ou usados em outras partes do método e aparelho 10.

Regeneração de Solução De Componente Químico Absorvente Usada Para Tratar o Gás Azedo no Absorvedor (500)

[0049] O método e o aparelho 10 captarão a solução de componente químico absorvente usada para remover o “gás azedo” no absorvedor 500, e deixando o absorvedor 500 através da saída 510, e separar esta solução para (a) uma parte de gás azedo, e (b) uma parte de componentes químicos absorvente. Esta separação permitirá que os componentes químicos absorventes sejam reutilizados para tratamento adicional de gás azedo no absorvedor 500, mas também permitirá que os gases azedos sejam adequadamente manipulados, tal como sendo descartados.

[0050] A solução de componente químico absorvente saindo do fundo 510 do absorvedor 500 é rica em gases azedos/ácidos (removidos do gás azedo tratado que entra no absorvedor a partir da linha 540), em seguida, percorre na linha 610 para ser pré-aquecida no trocador de calor 600 através do fluxo quente da linha 630 (cujo fluxo quente vem da saída 810 do regenerador 800), e continua seus percursos na linha 620 entrando no regenerador 800 através da entrada superior 820. Esta rica em solução de componente químico absorvente/gás ácido/azedo será regenerada ou removida de gases ácidos no interior 860 do regenerador 800 usando transferência de massa 850.

[0051] No regenerador 800, uma corrente de contrafluxo de vapor (indicada esquematicamente pela seta 865), incluindo “gases azedos”, tais como, H2S e CO2 entre outras espécies ácidas e quantidades menores e menores de componentes químicos absorventes gasosas é gerada pelo refervedor (900) através do regenerador de saída de líquido 800 na saída 850 e escoando na linha 910 para o refervedor 900, então tornando os mesmos aquecidos/saindo na linha 920 e entrando no regenerador 800 através da entrada 860, em seguida deixando o regenerador 800 na saída superior 830, os gases ácidos/azedos na linha 2510 são pobres em componentes químicos absorventes gasosos porque os componentes químicos absorventes têm um ponto de ebulição mais alto em comparação com os gases azedos e não escapam tanto quanto através de gás na saída superior 830, mas tendem a afundar para o fundo do regenerador 800 e finalmente saindo na saída inferior 810, e os componentes químicos absorventes que saem do regenerador 800 através da saída superior 830 podem ser recuperados em dois estágios:

[0052] (1) unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500, e

[0053] (2) unidade condensadora 1100/tambor de refluxo 1000.

[0054] Os componentes químicos absorventes recuperados e a água que sai do tambor de refluxo 1000 através da linha 1020 podem então ser reutilizados no método e no aparelho 10 em outros pontos. Por exemplo, os componentes químicos absorventes e a água recuperados podem ser:

[0055] (a) parcialmente injetados no regenerador 800 na entrada 840 através da linha 1020; e/ou

[0056] (b) parcialmente injetados na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 através da válvula de trajeto de fluxo 1029, linha 1050, válvula 2029 e linha 2530; e/ou

[0057] (c) parcialmente injetados na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 através da válvula de trajeto de fluxo 1029, linha 1050, válvula 2029, linha 2010, válvula 2100, linha 2020 e entrada 3530.

[0058] O fluxo que sai do regenerador 800 através da linha 630 na saída inferior 810 é uma mistura de componentes químicos absorventes quente, água e alguns gases azedos. A mistura na linha 630 deve ser: (a) rica em componentes químicos absorventes como esses componentes químicos absorventes foram regenerados da linha 620 no regenerador 800 e b) pobre em gases ácidos, pois a grande maioria dos gases ácidos deixou o regenerador 800 através da saída superior 830.

Unidade de Recuperação de Componente Químico Absorvente 2500

[0059] O gás ácido, componente químico absorvente, e corrente de água deixando a porção superior do regenerador 800 através da saída superior 830 na linha 2510 continua para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500, onde esta corrente é lavada pela água de lavagem suplementar fornecida através da linha 2530 e intimamente misturada com a referida água de lavagem suplementar. A mistura íntima pode ser conseguida na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 através do dispositivo de transferência de massa 2550 localizado dentro da unidade 2500. Esta mistura íntima com água de lavagem suplementar tende a ter a água de lavagem suplementar a absorver e recuperar a grande maioria das moléculas químicas absorventes provenientes da linha 2510 na fase vapor para a água na fase líquida.

[0060] Com referência às Figuras 3 e 4, o misturador estático 2500 compreende um alojamento tubular 2700 tendo primeira 2502 e segunda 2504 extremidades, e interior 2750, e eixo longitudinal 2505.

[0061] Dentro do interior 2750 pode haver uma pluralidade de elementos de mistura estáticos 2551, 2552, 2553 e 2554 que realizam uma operação de mistura à medida que o fluxo se desloca através do interior do misturador 2500 interior 2750 a partir da primeira extremidade 2502 para a segunda extremidade 2504 (por exemplo, deslocamento na direção da seta 2515).

[0062] Em uma forma de realização é proporcionado um misturador estático 2500 que inclui um alojamento tubular 2700 no elemento de mistura 2550 disposto dentro do alojamento 2700. Em várias formas de realização, a carcaça tubular 2700 pode ser um tubo de seção circular ou um tubo de seção quadrada.

[0063] Em várias formas de realização, o elemento de mistura 2550 pode incluir uma pluralidade de grupos de elementos misturadores 2551, 2552, 2553 e/ou 2554. Em várias formas de realização, os grupos de elementos misturadores 2551, 2552, 2553 e/ou 2554 estão em diferentes tipos de grupos de misturadores. Em uma forma de realização, cada grupo de elementos misturadores 2551, 2552, 2553 e/ou 2554 inclui um grande número de telas arranjadas em um “pacote” estreito para proporcionar um “tamanho de malha” pequeno.

[0064] Em uma forma de realização, o misturador 2500 inclui uma carcaça tubular 2700 e, disposto no mesmo, pelo menos, um elemento misturador 2550 na forma de telas cruzadas arranjadas em ângulo com o eixo longitudinal 2505, as telas sendo dispostas em pelo menos dois grupos, as telas de qualquer grupo de elementos se estendendo substancialmente paralelos um ao outro, e as telas de um grupo cruzando as telas do outro grupo.

[0065] Uma primeira corrente de fluxo pode entrar no misturador 2500 através da primeira extremidade 2502 e move-se geralmente na direção da seta 2510.

[0066] Uma segunda corrente de fluxo pode entrar no misturador 2500 através da entrada 2602 e ser pulverizada para o interior 2750 através do bocal de pulverização 2600. A segunda corrente de fluxo senso pulverizada para fora do bocal é esquematicamente mostrada pelas setas 2606.

[0067] A primeira e segunda correntes de fluxo podem ser misturadas no misturador 2500, uma vez que ambas as correntes se movem geralmente através do misturador 2500 para a segunda extremidade 2504.

[0068] À medida que as primeira e segunda correntes de fluxo se movem através do misturador 2500, elas passam através dos elementos de mistura 2551, 2552, 2553 e/ou 2554. Para facilitar a mistura das primeira e segunda correntes de fluxo, à medida que estas correntes de fluxo passam através de cada elemento de mistura estático, as correntes de fluxo têm a sua direção de fluxo do fluxo desviado em numerosas vezes quando o fluxo se move através do misturador 2500 interior 2750 da primeira extremidade 2502 para a segunda extremidade 2504 (por exemplo, deslocamento na direção da seta 2515). Adicionalmente, os elementos de mistura têm numerosas áreas superficiais que permitem que os líquidos cubram o aumento da área superficial do líquido e, desse modo, permitindo que esta área superficial aumentada absorva e interaja com outro fluxo que atravessa o elemento de mistura.

[0069] Em várias formas de realização, os elementos de mistura 2551, 2552, 2553 e/ou 2554 podem ser arranjados consecutivamente no tubo 2700 e os elementos adjacentes (por exemplo, 2551/2552; 2552/2553; e/ou 2553/2554) são deslocados rotacionalmente um do outro em torno do eixo longitudinal 2505. Em várias formas de realização, o deslocamento rotacional em torno do eixo longitudinal 2505 pode ser 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 e/ou 90 graus. Em várias formas de realização, o deslocamento rotacional pode situar-se em uma faixa entre quaisquer duas das quantidades referenciadas acima referidas de deslocamento rotacional (por exemplo, entre 10 e 90 graus ou entre 30 e 45 graus).

[0070] A água de lavagem suplementar na linha 2530 pode ser obtida de uma ou ambas das seguintes fontes de água: (a) fonte de água externa 2000 e (b) água recuperada e componentes químicos absorventes da linha de saída 1020 que saiu da câmara flash 1000. De fora da fonte de água 2000, o trajeto do fluxo está fora da fonte de água 2000, através da válvula 2100, através da linha 2010, e para a entrada 2530. Da linha de saída 1020 saindo do tambor de refluxo 1000, o trajeto de fluxo é a linha de saída 1020, através da válvula 1029, através da linha 1050, através da válvula 2029, e para a entrada 2530 da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500. Com base nas condições operacionais do sistema global, como será descrito abaixo, o método e o aparelho 10 podem determinar as quantidades e/ou em relação às quantidades de água de lavagem suplementar para abastecimento na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500.

[0071] Uma corrente de fase líquida com produtos químicos e gases absorventes recuperados sai da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 através da saída 2520, através da linha 1110 e entra no trocador de calor/condensador 1100, onde a corrente é resfriada para condensar líquido adicional da fase vapor, e a corrente condensada sai do trocador de calor 1100 através da linha 1120 e entra no tambor de refluxo 1000. No tambor de refluxo 1000, as fases vapor e líquido são separadas, com a fase vapor sendo principalmente vapor de água e gases ácidos/azedos saindo através da linha 1010, e coma fase líquida sendo principalmente água e componentes químicos absorventes que saem através da linha 1020.

[0072] A mistura de componentes químicos absorventes e água saindo do tambor de refluxo 1000 através da linha 1020 pode ser usado em várias outras porções do método e do aparelho 10 que incluem uma ou mais das seguintes opções:

[0073] (a) injetada no absorvedor 800 através da entrada superior 840 da válvula 1029;

[0074] (b) lavar os gases que saem do regenerador 800 injetando parte ou toda esta corrente na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 através da linha 1020, válvula 1029, linha 1050, válvula 2029 e linha 2530; e

[0075] (c) lavar os gases que saem do absorvedor 500 injetando parte ou toda essa corrente na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 através da linha 1020, válvula 1029, linha 1050, válvula 2029, linha 2010, válvula 2100, linha 2020, e na entrada 3530.

[0076] A mistura/lavagem em unidades de recuperação de componente químico absorventes 2500 e/ou 3500 foi descrita acima.

Unidades de recuperação de componente químico absorventes 2500 e 3500

[0077] As unidades de recuperação de componente químico absorventes 2500 e 3500 são responsáveis por lavar as moléculas químicas absorventes encontradas nas linhas 2510 e 3510 da fase vapor destas correntes nas suas fases líquidas, a fim de minimizar a quantidade de perdas de componentes químicos absorventes para o método e o aparelho 10 da evaporação (isto é, saindo respectivamente através das linhas 1010 e 1510) entre a faixa de 80 a 99,9%.

[0078] Em várias formas de realização, quando a formação de espuma e o uso de componentes químicos absorventes de corrosão têm que ser controlados em uma instalação controlando a contaminação de hidrocarbonetos ou produtos de degradação de componentes químicos absorventes, bem como variáveis operacionais, as perdas de vaporização (de componentes químicos absorventes) são a principal razão para adicionar componentes químicos absorventes de substituição para o processo. Este componente químico absorvente de substituição é chamado de “Constituição de Solvente”. O Solvente Constituído para a Indústria de Gás Natural pode estar na faixa de 1 a 3 libras (0,45 a 1,36 kg) de componente químico absorvente para cada Milhão de Pés Cúbicos Padrão (MMSCF) (1 MMSCF = 28316850 L) de gás processado no processo. A Constituição de Solvente Típica pode ser de até 50% ou mais para que os componentes mais leves do solvente precisem ser compensados, (já que os mais leves tendem a evaporar mais rápido e em maiores quantidades).

Método e Aparelho Usando Válvulas Para Controlar Fluxos de Líquido

[0079] O método e o aparelho 10 controlam as operações dos componentes: absorvedor 500, trocador de calor 600, trocador de calor 700, regenerador 800, trocador de calor 900, câmara flash 1000, trocador de calor 1100, câmara flash 1500, unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500, e unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

[0080] O método e o aparelho 10 usam válvulas 1029, 2029 e 2100 para controlar as vazões, incluindo vazões relativas, entre as linhas de fluxo conectadas fluidamente às válvulas específicas.

[0081] Com base nas condições operacionais do regenerador 800, o método e o aparelho 10 determinam a quantidade de fluxo de líquido requerida na linha 840.

[0082] Com base nas condições operacionais para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500, o método e o aparelho 10 determinam a quantidade de fluxo de líquido requerida na linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500. Preferencialmente, o método e o aparelho 10 controlam a quantidade de fluxo de líquido na linha 2530 em relação à quantidade de fluxo gasoso na linha 2510, em que a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 será operada com uma razão L/V compreendida entre 0,5 e 2 GPM (1,89 a 7,56 L/min)/MMSCF (Água/Gás), em que GPM significa galões por minuto; e MMSCF significa Milhões de pés cúbicos padrão de gás (1 MMSCF = 28316850 L).

[0083] O método e o aparelho 10 controlam as válvulas 2100, 2029 e/ou 2029 para fazer com que a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 seja operada com uma faixa de razão L/V entre 0,5-2 GPM (1 GPM = 3,79 L/min)/MMSCF (1 MMSCF = 28316850 L) (Água/Gás).

[0084] Com base nas condições operacionais da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, o método e o aparelho 10 determinam a quantidade de fluxo de líquido necessária na linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Preferencialmente, o método e o aparelho 10 controlam a quantidade de fluxo de líquido na linha 2020 em relação à quantidade de fluxo gasoso na linha 3510, em que a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 será operada com uma razão L/V compreendida entre 0,1 e 1,5 GPM (3,79 a 5,68 L/min)/MMSCF (1 MMSCF = 28316850 L) (Água/Gás). O método e o aparelho 10 controlam as válvulas 2100, 2029 e/ou 2029 para fazer com que a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 seja operada dentro de uma faixa de razão L/V entre 0,1 - 1,5 GPM (3,79 a 5,68 L/min)/MMSCF (1 MMSCF = 28316850 L) (Água/Gás).

[0085] Quando o método e o aparelho 10 determinam que existe um excesso de fluxo de fluido na linha 1020 em comparação com o fluxo de fluido requerido na linha 840 para operar o regenerador 800, o método e o aparelho podem encaminhar uma porção do referido fluxo excedente para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e a unidade absorvente química absorvente 3500.

[0086] Se o método e o aparelho 10 determinarem que a referida vazão excedente na linha 1020 é maior do que os fluxos necessários acumulativos na linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, então o método e o aparelho podem controlar as válvulas 1029, 2029 e 2100 para desviar uma porção da referida vazão excedente na linha 1020 e também relativamente dividir as referidas porções desviadas para a linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Por exemplo, o método e o aparelho 10 podem controlar a válvula 1029 para provocar 30 a 50% de fluxo a partir da linha 1020 para entrar na linha 840 com a finalidade de controlar a concentração de componente químico absorvente no circuito de água para menos de 1% em peso. Em uma forma de realização preferida, apenas uma porção da vazão excedente é desviada da linha 1020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou unidade de recuperação de componente químico absorvente de componente químico absorvente 3500 mesmo quando a quantidade de fluxo que entra na linha 840 seja maior do que a quantidade necessária de fluxo para a linha 840 determinada pelos método e aparelho.

[0087] Se o método e o aparelho 10 determinarem que a referida vazão excedente na linha 1020 for menor que o acumulado das vazões necessárias na linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, então o método e o aparelho 10 podem controlar as válvulas 1029, 2029 e 2100 para desviar uma porção da referida vazão excedente na linha 1020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

[0088] Se o método e o aparelho 10 determinarem que a referida vazão excedente

[0089] na linha 1020 é menor do que a vazão em linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, então o método e o aparelho 10 podem as válvulas de controle 1029, 2029 e 2100 para desviar uma porção da referida vazão excedente na linha 1020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 ou para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

[0090] Preferencialmente, o método e o aparelho 10 irá desviar a vazão excedente, neste caso, para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500, controlando as válvulas 1029 e 2029 para satisfazer a vazão necessária na linha 2530 da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500. Também neste caso, o método e o aparelho 10 controlarão a válvula 2100 para utilizar o abastecimento de água externo 2000 para satisfazer qualquer vazão necessária na linha 2020 à unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

[0091] Em uma forma de realização alternativa, se o método e o aparelho 10 determinarem que a referida vazão excedente na linha 1020 é menor do que a vazão necessária na linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500, então o método e o aparelho 10 podem controlar as válvulas 1029, 2029 e 2100 para desviar uma porção da referida vazão excedente na linha 1020 para unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 ou unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Nesta forma de realização alternativa, o método e o aparelho 10 desviarão a vazão excedente para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 controlando as válvulas 1029, 2029 e 2100 para satisfazer a vazão necessária na linha 2020 da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500. Também neste caso alternativo, o método e o aparelho 10 controlarão as válvulas 2100 e 2029 para utilizar o abastecimento de água externo 2000 para satisfazer qualquer vazão necessária na linha 2530 à unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500.

[0092] Onde método e aparelho 10 determinam que não existe fluxo de fluido excedente de fluxo de fluido na linha 1020 em comparação com o fluxo de fluido requerido na linha 840 para o funcionamento do regenerador 800, método e aparelho 10 controlará as válvulas 2100 e 2029 para utilizar o abastecimento de água externo 2000 para satisfazer quaisquer vazões necessárias na linha 2530 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou linha 2020 para a unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500.

Equipamento Atualmente Disponível

[0093] Dispositivos de lavagem com água existem atualmente e quando presentes estão localizados no interior do absorvedor 500 no interior 560 e/ou regenerador 800 no interior 860 usando dispositivos de transferência de massa 550 e 850, mas em muitas circunstâncias esses dispositivos de transferência de massa 550 e 850 não recuperam porções significativas dos componentes químicos absorventes no “gás doce” da linha 3510 e os gases azedos da linha 2510, especialmente o componente mais leve da formulação química absorvente.

[0094] Com o uso da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 colocadas externamente ao absorvedor 500 e/ou regenerador 800, a recuperação das linhas 2510 e 3510 de substancialmente todos os componentes químicos absorventes da mistura de componentes químicos absorvente é possível até para 99,9%. Além disso, a recuperação de componentes leves também está na faixa de 90% a 99,9%, dependendo das variáveis de operação.

[0095] A instalação de dois tipos diferentes de dispositivos de transferência de massa, para dois serviços diferentes dentro das colunas interiores para o absorvedor 500 (interior 560) e regenerador 800 (interior 860) não é preferida, uma vez que tais instalações internas criam um desenho mais complexo e aumentam os custos de construção - requerendo no absorvedor 500 painéis de separação para evitar a mistura das duas fases de continuação do líquido.

[0096] Cada uma da unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 (entre as linhas 2510 e 1110) e/ou da unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 (entre as linhas 3510 e 3520) é capaz de recuperar componentes químicos absorventes dos fluxos de fase gasosa nestas unidades dentro dos seguintes limites operacionais: ARU-3500 ARU-2500 (1) Razão L/V (Expressada em Fluxo de Líquido em GPM/Fluxo de Gás em MMSCFD) (1 GPM = 3,79 L/min e 1 MMSCF = 28316850 L) 0,1 - 1,5 0,5 - 2 (2) Pressão Operacional 2 - 1200 5 - 30 (3) Temperatura (°F) 50 - 150 200 - 240 (4) Queda de Pressão através do dispositivo 1 - 5 1 - 5 (5) Estágios teóricos de transferência de 0,5 - 1,5 0,5 - 1,5 massa (6) Os dispositivos de transferência de Trabalho co- Trabalho massa do equipamento corrente co-corrente (preferidos)

[0097] Nas condições 1 a (5), foram instaladas unidades de recuperação de componente químico absorventes 2500 e 3500 a serem instaladas nos interiores do absorvedor 500 (interior 560); e/ou regenerador 800 (interior 860), tais instalações interiores levarão a condições desvantajosas de: (1) operação do regime de pulverização** se forem utilizadas bandejas, ou (2) canalização de líquido e/ou fraca umectabilidade devido à razão L/V muito baixa se o recheio for usado, e em ambos os casos, levando à aplicação de transferência de massa não apropriada, e menor recuperação de componente químico absorvente. ** Operação de regime de pulverização na indústria de destilação é definido como valores abaixo de 50 galões (189,27L) por minuto de Líquido/pé Linear (1 pé = 30,48 cm) de barragem da bandeja.

[0098] A eficiência através das unidades de recuperação de componente químico absorventes 2500 e 3500 pode ser descrita pela seguinte fórmula:

em que: E = Eficiência X0 = Concentração do componente a ser recuperado do gás para a fase líquida na entrada X1 = Concentração do componente a ser recuperado do gás para a fase líquida na saída X1* = Concentração do componente a ser recuperado do gás para a fase líquida no equilíbrio de saída.

[0099] Como os componentes químicos absorventes são 100% solúveis em água mesmo em altas temperaturas e a concentração de componente químico absorvente nos tambores de refluxo 1000 e 1500 é controlada no máximo em 1-2% em peso, então a eficiência dessas unidades 2500 e 3500 pode ser superior a 99,9 em qualquer determinado tempo se a transferência de massa adequada 2550 e 3550 for fornecida com o equipamento. Em várias formas de realização, a eficiência pode ser de cerca de 80; 81; 82; 83; 84; 85; 86; 87; 88; 89; 90; 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 99,1; 99,2; 99,3; 99,4; 99,5; 99,6; 99,7; 99,8 e/ou 99,9. Em várias formas de realização, a eficiência pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas das percentagens de eficiência referenciadas acima.

[00100] A transferência de massa é dependente do tipo de transferência de massa e da área superficial entre as duas fases. Isso permite que as maiores taxas de transferência de massa e calor sejam alcançadas.

[00101] As gotas são criadas pela aplicação de cisalhamento turbulento, simultaneamente, as gotas são coalescidas por colisão com gotas vizinhas, bem como com as superfícies da placa dos elementos de mistura. O fluxo de película existe nas placas do elemento de mistura. Uma grande área interfacial, uma combinação de névoa e película, é criada e continuamente renovada. A distribuição do tamanho das gotas pode ser muito estreita. O resultado líquido é alta transferência de massa e calor.

[00102] Em várias formas de realização, a zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 está entre 5 e 30 libras por polegada quadrada (17437,5 e 20925 kg/m2). Em várias formas de realização a pressão operacional é de pelo menos 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 e 30 libras por polegada quadrada (1 libra por polegada quadrada = 697,50 kg/m2). Em várias modalidades, a pressão operacional pode cair dentro de uma faixa entre duas das pressões operacionais acima mencionadas.

[00103] Em várias formas de realização, a zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 está entre 2 e 1.200 libras por polegada quadrada (1 libra por polegada quadrada = 697,50 kg/m2). Em várias formas de realização, a pressão operacional é de pelo menos 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100. e 1.200 libras por polegada quadrada (1 libra por polegada quadrada = 697,50 kg/m2). Em várias formas de realização, a pressão operacional pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas das pressões operacionais referenciadas acima.

[00104] Em várias formas de realização, a queda de pressão através da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 está entre 1 e 5 libras por polegada quadrada (1 libra por polegada quadrada = 697,50 kg/m2). Em várias formas de realização, a queda de pressão é inferior a 1, 2, 3, 4 e 5 libras por polegada quadrada (1 libra por polegada quadrada = 697,50 kg/m2). Em várias formas de realização, a queda de pressão pode ficar dentro de uma faixa entre quaisquer duas das quedas de pressão referenciadas acima.

[00105] Em várias formas de realização, a temperatura da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 está entre 200oF e 240oF (93,3 e 115,5OC). Em várias formas de realização, a temperatura é de pelo menos 200, 205, 210, 215, 220, 225, 230, 235 e 240oF (93,3; 96,1; 98,9; 101,7; 104,4; 107,2; 110; 112,7; 115,6oC). Em várias formas de realização, a temperatura pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas das temperaturas referenciadas acima.

[00106] Em várias formas de realização, a temperatura da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 está entre 50oF e 150oF (10 e 65,6oC). Em várias formas de realização, a temperatura é de pelo menos 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 e 150oF (10; 15,6; 21,1; 26,7; 32,2; 37,8; 43,3; 48,9; 54,4; 60; 65,6oC). Em várias formas de realização, a temperatura pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas das temperaturas referenciadas acima.

[00107] Em várias formas de realização, a razão L/V da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 situa-se entre 0,5 e 2. Em várias formas de realização, a razão L/V é de pelo menos 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,25; 1,3; 1,33; 1,4; 1,5; 1,6; 1,67; 1,7; 1,75; 1,8; 1,9 e 2. Em várias formas de realização, a razão L/V pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas razões L/V referenciadas acima.

[00108] Em várias formas de realização, a razão L/V da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 está entre 0,1 e 1,5. Em várias formas de realização, a razão L/V é pelo menos 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,25; 1,3; 1,33; 1,4 e 1,5. Em várias formas de realização, a razão L/V pode situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer duas razões L/V referenciadas acima.

[00109] Em várias formas de realização, os estágios de transferência de massa através da zona de mistura estática na unidade de recuperação de componente químico absorvente 2500 e/ou na unidade de recuperação de componente químico absorvente 3500 são entre 0,5 e 1,5. Em várias formas de realização, os estágios de transferência de massa são pelo menos 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,25; 1,3; 1,33; 1,4 e 1,5. Em várias formas de realização, os estágios de transferência de massa podem situar-se dentro de uma faixa entre quaisquer dois dos estágios referenciados acima de transferência de massa.

[00110] A seguir, uma lista de numerais de referência: LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA (No de Referência) 10 (Descrição) método e aparelho 500 absorvedor 510 fundo do absorvedor 520 Solução aquosa de amina de contrafluxo 530 gás contendo gás tratado, amina e água 540 gás azedo 550 usando dispositivo de transferência de massa 560 interior 600 trocador de calor 610 linha 620 linha 630 linha 640 bomba 650 bomba 700 trocador de calor 710 linha 800 seção de regeneração/removedora 810 saída inferior do regenerador 820 entrada superior para gás azedo, amina, e água 830 saída superior 840 entrada de retorno superior 855 saída 860 interior do regenerador 865 seta 867 seta 900 refervedor/trocador de calor 910 Linha 920 Linha 1000 Tambor de refluxo 1020 linha 1029 válvula 1050 linha 1100 trocador de calor/unidade condensadora 1110 linha 1120 linha 1500 câmara de flash 1510 linha 1520 linha 2000 abastecimento de água externo 2010 linha 2020 linha 2029 válvula 2100 válvula 2500 unidade de recuperação de componente químico absorvente 2502 primeira extremidade 2504 segunda extremidade 2505 eixo longitudinal 2510 linha 2520 saída 2530 linha 2550 transferência de massa 2551 primeira seção 2552 segunda seção 2553 terceira seção 2554 quarta seção 2555 quinta seção 2600 bocal de pulverização 2602 Entrada para o bocal 2606 pulverizador 2700 alojamento tubular 2750 interior 3500 unidade de recuperação de componente químico absorvente 3502 primeira extremidade 3504 segunda extremidade 3505 eixo longitudinal 3510 linha 3520 fluxo bifásico de “gás doce” tratado (gás tratado, água e pequenas quantidades de componentes químicos absorventes) 3530 entrada 3550 transferência de massa 3551 primeira seção 3552 segunda seção 3553 terceira seção 3554 quarta seção 3555 quinta seção 3600 bocal de pulverização 3602 entrada para o bocal 3606 pulverizador 3700 alojamento tubular 3750 interior

[00111] Todas as medições aqui descritas estão em temperatura e pressão padrão, ao nível do mar na Terra, salvo indicação em contrário. Todos os materiais utilizados ou destinados a serem usados em seres humanos são biocompatíveis, salvo indicação em contrário.

[00112] Entender-se-á que cada um dos elementos descritos acima, ou dois ou mais em conjunto, podem também encontrar uma aplicação útil em outros tipos de métodos que diferem do tipo descrito acima. Sem uma análise mais aprofundada, o que precede revelará tão completamente a essência da presente invenção que os outros podem, aplicando o conhecimento atual, prontamente adaptá-lo para várias aplicações sem omitir características que, do ponto de vista da técnica anterior, constituem razoavelmente características essenciais dos aspectos genéricos ou específicos desta invenção estabelecidos nas reivindicações anexas. As formas de realização anteriores são apresentadas apenas a título de exemplo; o escopo da presente invenção deve ser limitado apenas pelas seguintes reivindicações.

Claims

1. Processo contínuo para remoção de gás ácido (10), caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: (a) introduzir em um absorvedor (500), tendo um interior do absorvedor (800) e uma zona de absorção (550) localizada no interior do absorvedor, uma mistura de gás de processo (540) e gás ácido compreendendo um gás de processo selecionado do grupo que consiste em: um hidrocarboneto, uma mistura de hidrocarbonetos, gás de síntese e uma mistura de nitrogênio e hidrogênio e de 1 a 99 porcento em volume de um gás ácido selecionado do grupo que consiste em: dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, outros gases contendo enxofre e misturas dos gases ácidos, em que o percentual em volume é baseado no volume total da mistura de gás de processo e gás ácido introduzida na zona de absorção (550); (b) contactar em contracorrente na zona de absorção (550) a mistura de gás de processo e gás ácido (540) referida na etapa “a” com um componente químico absorvente e água, o componente químico absorvente e água estão em solução antes do contato e (c) remover o gás de processo por cima (530) da zona de absorção (550); (d) remover a solução de componente químico absorvente e água com o gás ácido absorvido na mesma do fundo (510) da zona de absorção (550); (e) introduzir (820) a solução da etapa “d” em um regenerador (800) tendo um interior do regenerador (860) e uma zona de regeneração (850) localizada no interior do regenerador (860); (f) separar uma mistura de gás ácido, componente químico absorvente e água da solução referida na etapa “e”, a porção aquosa e de componente químico absorvente separada estando na forma de vapor e remover a mistura separada de gás ácido, componente químico absorvente e água por cima (830) da zona de regeneração (850); (g) introduzir (2510) a mistura separada de gás ácido, componente químico absorvente e água referida na etapa “f” em uma zona de mistura estática (2550) não localizada no interior do regenerador (860), em que a zona de mistura estática (2550) inclui um dispositivo de mistura estática (2500) tendo um alojamento tubular (2700) com um eixo longitudinal (2505) e pelo menos um elemento de mistura (2552) na forma de telas cruzadas arranjadas em um ângulo com o eixo longitudinal (2505), as telas sendo dispostas em pelo menos dois grupos, as telas de qualquer grupo de elementos se estendendo paralelas umas às outras e as telas de um grupo cruzando as telas do outro grupo, em que água de lavagem suplementar é adicionada e intimamente misturada com a mistura separada de gás ácido, componente químico absorvente e água referida na etapa “f”, criando desse modo uma mistura separada lavada com água de solução de gás ácido, componente químico absorvente e água, e em que a mistura separada de gás ácido, componente químico absorvente e solução aquosa e a água de lavagem suplementar têm fluxos em co-correntes; (h) passagem da mistura separada lavada com água de solução de gás ácido, componente químico absorvente, e água da etapa “g” para uma zona de resfriamento (1100), em que a temperatura da mistura separada lavada com água é reduzida; (i) remover o que falta da solução referida na etapa “f” do fundo (810) da zona de regeneração (850); (j) passar a solução da etapa “i” para uma zona de resfriamento (600), em que a temperatura da solução é reduzida; e (k) reciclar a solução da etapa “j” para a zona de absorção (550).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “a”, a mistura de gás de processo e gás ácido (540) compreende um hidrocarboneto ou mistura de hidrocarbonetos.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “a”, o componente químico absorvente é uma alcanolamina, e é selecionado do grupo consistindo em monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), metildietanolamina (MDEA) e misturas de MDEA com outros componentes químicos, compreendendo combinações com uma ou mais de outra(o)s aminas, piperazinas, ácidos, sais alcalinos ou solventes físicos.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “a”, a mistura de gás de processo e gás ácido (540) é saturada com vapor de água.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de mistura estática (2500) inclui pelo menos dois elementos misturadores (2551, 2552, 2553, 2554, 2555) arranjados consecutivamente no tubo (2700) e os elementos adjacentes (2551/2552, 2552/2553, 2553/2554, 2554/2555) são deslocados rotativamente um do outro acima do eixo longitudinal (2505) do tubo (2700).

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o deslocamento rotacional em torno do eixo longitudinal (2505) é de noventa graus.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a pressão operacional da zona de mistura estática (2550) está entre 34,5 e 206,7 kPa (5 e 30 libras por polegada quadrada).

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a queda de pressão através da zona de mistura estática (2550) está entre 6,9 e 34,5 kPa (1 e 5 libras por polegada quadrada).

9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a temperatura da zona de mistura estática (2550) está entre 93,3 e 115,6OC (200OF e 240OF).

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a zona de mistura estática (2550) tem uma razão L/V entre 0,5 e 2.

11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a eficiência da zona de mistura estática (2550) é de pelo menos 80 porcento.

12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a eficiência da zona de mistura estática (2550) é de pelo menos 95 porcento.

13. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “g”, a eficiência da zona de mistura estática (2550) é de pelo menos 99 porcento.

14. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa “h”, a temperatura da mistura lavada com água separada é reduzida em uma faixa entre 2°C a 210°C e, na etapa “j”, a temperatura da solução é reduzida em uma faixa entre 2°C a 210°C.

15. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de processo removido por cima (530) da zona de absorção (550) da etapa “c” possui componente químico absorvente e por compreender adicionalmente a etapa de introduzir o gás de processo removido por cima (530) da zona de absorção (550) da etapa “c” em uma segunda zona de mistura estática (3550) não localizada no interior do absorvedor (560), em que água de lavagem suplementar (2020) é adicionada e intimamente misturada com o gás de processo removido por cima (530) da zona de absorção (550) da etapa “c”, criando assim uma mistura lavada com água de de gás de processo, componente químico absorvente e solução aquosa.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a pressão operacional da segunda zona de mistura estática (3550) está entre 13,8 e 8,274 kPa (2 e 1.200 libras por polegada quadrada).

17. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a queda de pressão através da segunda zona de mistura estática (3550) está entre 6,9 e 34,5 kPa (1 e 5 libras por polegada quadrada).

18. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a temperatura da segunda zona de mistura estática (3550) está entre 10 e 65,6OC (50OF e 150OF).

19. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a segunda zona de mistura estática (3550) tem uma razão L/V entre 0,1 e 1,5.

20. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a eficiência da segunda zona de mistura estática (3550) é de pelo menos 95 porcento.

21. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a eficiência da segunda zona de mistura estática (3550) é de pelo menos 90 porcento.

22. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a eficiência da segunda zona de mistura estática (3550) é de pelo menos 99 porcento.

23. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o gás de processo removido por cima (530) da zona de absorção (550) e a água de lavagem suplementar tem fluxos em co-correntes.