BRPI0716564A2 - Processo para purificar uma corrente fluida, e, sistema para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida - Google Patents
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Description
"PROCESSO PARA PURIFICAR UMA CORRENTE FLUIDA, E, SISTEMA PARA SEPARAR SULFETO DE HIDROGÊNIO E DIÓXIDO DE CARBONO DE UMA CORRENTE FLUIDA" CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção em geral diz respeito à separação fluida e, mais particularmente, um sistema de Ciclo Combinado de Gaseificação Integrado (IGCC) para gerar eletricidade e/ou vapor bem como isolar os componentes múltiplos a partir de uma síntese de corrente a vapor.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A gaseificação é um tecnologia comercialmente demonstrada que converte de modo eficaz o coque de petróleo, carvão, correntes de óleos pesadas e ainda mesmo gás natural em gás de síntese através de um reação parcial de oxidação, que não combustão.
O gás de síntese pode ser usado como um combustível de combustão purificadora para turbinas a gás, tais como em um sistema de IGCC, para produzir eletricidade e/ou vapor. Além de gerar eletricidade e/ou vapor, o gás de síntese também pode ser usado para gerar hidrogênio para o uso em melhoradores de óleo pesado e unidades de hidroprocessamento em uma refinaria. Além disso, os componentes de gás de síntese tais como hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e nitrogênio constituem os blocos de construção básicos de produtos químicos valiosos tais como oxo-alcoóis, metanol, amônia, líquidos de Fischer-Tropsch, por exemplo, diesel com teor de enxofre ultra baixo, plásticos e fertilizantes químicos.
A corrente de síntese gasosa bruta é tipicamente submetida a um ou mais processos de separação dependendo do tipo de produtos a ser produzidos pelo sistema de IGCC. Um processo de separação gasosa que é em geral necessário em um sistema de IGCC é a remoção seletiva dos compostos de enxofre tais como sulfeto de carbonila e sulfeto de hidrogênio da o gás de síntese bruto. A remoção de tais compostos que contêm enxofre é desejável por muitas razões, dependendo em parte do uso intencionado do produto gasoso final. Visto que uma grande porcentagem do gás de síntese produzido é tipicamente usado como combustível em uma turbina a gás, a presença dos compostos que contêm enxofre é em geral submetida a objeções devido a um ou mias interesses tais como, envolvendo: segurança, corrosão e poluição bem como o odor desagradável comumente associado com os compostos que contêm enxofre. Adicionalmente, tais compostos que contêm enxofre podem ter um efeito deletério no equipamento e sistemas a jusante usados para a produção do hidrogênio e outros compostos químicos.
Uma técnica de separação usada para remover os compostos que contêm enxofre da corrente gasosa de síntese bruta envolve contactar a corrente gasosa de síntese bruta com um solvente para absorver de modo seletivo os compostos que contêm enxofre. Contudo, como o solvente líquido absorve de modo seletivo os compostos de enxofre da corrente gasosa de síntese bruta, este também co-absorve o dióxido de carbono. O dióxido de carbono co-absorvido, se não removido a montante de uma unidade de recuperação de enxofre tal como, por exemplo, uma unidade de Claus, pode influenciar negativamente os custos de capital e operacional da unidade de recuperação de enxofre. De modo vantajoso, a recuperação do dióxido de carbono co-absorvido resulta em geração de energia adicional.
Usar o nitrogênio para extrair o dióxido de carbono co- absorvido do solvente líquido apresenta vantagens sobre o uso de gás de síntese tratado, isto é, isento de enxofre. Por exemplo, as perdas de hidrogênio da unidade de unidade de absorção de sulfeto são minimizadas se o nitrogênio é usado.
Embora o nitrogênio seja prontamente disponível de uma unidade de separação de ar que fornece o oxigênio necessário para a gaseificação, a pureza da corrente de nitrogênio usada para extração tipicamente necessita de ser aumentado de 97% a 99,9% em volume. Além disso, dependendo de onde o nitrogênio está sendo utilizado dentro da unidade de absorção de sulfeto, a compressão pode ser necessária. Como será apreciado por aqueles habilitados na técnica, a produção ou mesmo a obtenção do nitrogênio comprimido de alta pureza que é em geral necessário para dividir o dióxido de carbono de modo eficaz do solvente líquido pode danosamente adicionado ao gasto associado com a produção dos gases do produto desejados.
Os processos adicionais para remover os compostos que contêm enxofre e/ou dióxido de carbono das correntes gasosas são descritos na Patente U.S. 3.362.133 para Kutsher et al., Patente U.S. 4.330.305 para Kuessner et al, Patente U.S. 5.861.051 para Critchfield et al., e Patente U.S. 6.203.599 para a Schubert et al.
Além disso para uma unidade de absorção de sulfeto, um bloco de processamento de gás de síntese tipicamente também inclui uma ou mais unidades de purificação e/ou recuperação tais como, por exemplo, uma unidade de recuperação de enxofre e unidades de separação e purificação de hidrogênio. Tais unidades de purificação e/ou recuperação em geral produzem correntes de sub-produto ou desperdício que podem conter níveis residuais dos componentes desejavelmente isolados pelas unidades de purificação e/ou recuperação tais como, por exemplo, dióxido de carbono, hidrogênio e compostos que contêm enxofre. Tipicamente, tais correntes de sub-produto ou desperdício, dependendo da composição química, podem ser recicladas no bloco de processamento de gás de síntese, extraídas com gás ou queimadas como combustível. O destino de tais correntes de sub-produto ou desperdício podem basicamente depender dos custos, tanto monetário e em termos de despesas de energia, necessário para recuperar os níveis residuais de compostos desejáveis. Deste modo, existe uma necessidade e uma demanda para os esquemas de processamento que melhoram a eficiência e economias de separar pelo menos sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida.
Existe uma necessidade adicional e uma demanda quanto aos processos para separar pelo menos o sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida tendo dependência reduzida nas entradas de gás externas.
Existe uma necessidade adicional e uma demanda quanto processos para a separação de sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida que são eficazes para resultar em uma recuperação aumentada dos gases desejados e/ou benéficos de correntes de sub-produto ou desperdício do processo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um objetivo geral da invenção é fornecer um esquema e arranjo de processo melhorado para gerar energia e/ou vapor, e/ou produzir hidrogênio e outros componentes químicos úteis do ponto de vista industrial de uma corrente fluida, tal como uma corrente efluente gaseificadora em um sistema de ciclo de gaseificação combinado integrado (IGCC).
Um objetivo mais específico da invenção é superar um ou mais dos problemas acima descritos.
O objetivo geral da invenção pode ser obtido, pelo menos em parte, através de um esquema de processo para separar dióxido de carbono de uma corrente fluida incluindo pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio. De acordo com uma forma de realização, um tal esquema processo envolve contactar a corrente fluida com um solvente em uma zona absorvente para formar uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida isenta de enxofre. A corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono. A corrente fluida isenta de enxofre inclui pelo menos hidrogênio e uma segunda porção do dióxido de carbono. O esquema do processo também envolve contactar pelo menos um primeiro elemento de membrana permeável gasosa em uma primeira zona de separação de membrana com uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre para produzir uma corrente que permeia o hidrogênio enriquecido e uma primeira corrente de não permeado contendo pelo menos dióxido de carbono. Uma primeira porção da primeira corrente de não permeado contacta pelo menos um segundo elemento de membrana permeável a gás em uma segunda zona de separação de membrana para produzir uma corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono e uma segunda corrente de não permeado. Pelo menos uma porção da segunda corrente de não permeado contacta a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio em uma zona de extraída de dióxido de carbono para produzir uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono.
A técnica anterior em geral falha em fornecer um esquema e arranjo de processamento que é tanto econômico quanto eficiente na geração de energia, vapor, hidrogênio e/ou outros compostos industrialmente benéficos como pode ser desejado se comparado aos processos convencionais ais como pode ser usado no sistema de IGCC.
De acordo com uma outra forma de realização, um esquema de processamento para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio envolve contactar a corrente fluida com um solvente em uma zona de absorção para produzir uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida isenta de enxofre. A corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio inclui pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono. A corrente fluida isenta de enxofre inclui pelo menos hidrogênio e uma segunda porção do dióxido de carbono. O esquema de processo também envolve contactar pelo menos um elemento de membrana de fibra oca em uma primeira zona de separação de membrana com uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio e uma primeira corrente de não permeado que contém pelo menos dióxido de carbono. Uma primeira porção da primeira corrente de não permeado é tratada contactando- se pelo menos um elemento de membrana enrolado em espiral em uma segunda zona de separação de membrana para produzir uma corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono e uma segunda corrente de não permeado. A segunda corrente de não permeado contém menos do que cinco por cento em volume de dióxido de carbono. O esquema de processamento ainda envolve tratar a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão para produzir uma corrente de hidrogênio purificada e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão. A corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio é tratada contactando-se a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio com pelo menos uma porção da segunda corrente de não permeado em uma zona de extraída de dióxido de carbono para produzir uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono. A corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio é tratada em uma zona de extraída de sulfeto de hidrogênio para produzir uma corrente de solvente exaurida de sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio. A corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio é tratada em uma unidade de recuperação de enxofre para produzir uma corrente de enxofre elementar e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre. O esquema de processamento adicionalmente envolve combinar pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão com a corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre para produzir uma corrente de gás de arraste combinada. Pelo menos uma primeira porção da corrente de gás de arraste combinada é combinada com a corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio antes de entrar na zona de absorção.
De acordo com uma outra forma de realização, um esquema de processamento para separar o sulfeto de hidrogênio e o dióxido de carbono de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio envolve contactar a corrente fluida com um solvente físico em uma zona de separação gasosa ácida para produzir pelo menos uma corrente fluida isenta de enxofre, uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio. A corrente fluida isenta de enxofre inclui pelo menos hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono. A corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio inclui pelo menos sulfeto de hidrogênio. O esquema de processamento também envolve contactar pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa em uma zona de separação de membrana com uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre para produzir pelo menos uma corrente permeável enriquecida com hidrogênio e uma corrente de não permeado. Pelo menos uma porção da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio é tratada em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão para produzir uma corrente de hidrogênio purificada e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão. A corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio é tratada em uma unidade de recuperação de enxofre para produzir um corrente de enxofre elementar e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre. O esquema de processamento adicionalmente envolve combinar pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão com a corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre para produzir uma corrente de gás de arraste combinada. A corrente de gás de arraste combinada é comprimida em uma zona de compressão para produzir uma corrente de gás de arraste comprimida. Pelo menos uma primeira porção da corrente de gás de arraste comprimida é combinada com a corrente fluida para produzir uma corrente fluida combinada que é subseqüentemente tratada na zona de separação gasosa ácida.
A invenção também compreende um sistema para separar o sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio. O sistema inclui uma zona absorvente em que um solvente contacta a corrente fluida para produzir uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono, e uma corrente fluida isenta de enxofre que contém pelo menos hidrogênio e uma segunda porção de dióxido de carbono. O sistema também inclui pelo menos uma zona de separação de membrana. A pelo menos uma zona de membrana inclui pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa em que uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre contacta o pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio e uma corrente de não permeado. O sistema também inclui uma unidade de adsorção por oscilação de pressão em que pelo menos uma porção da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio é tratada para produzir uma corrente de hidrogênio purificada e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão. O sistema adicionalmente inclui uma zona de extraída de dióxido de carbono em que pelo menos uma porção da corrente de não permeado contacta o solvente rico em sulfeto de hidrogênio para produzir uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono e uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio, e um zona de extraída de sulfeto de hidrogênio em que pelo menos uma porção do solvente enriquecido com sul feto de hidrogênio é tratado para produzir um solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio. O sistema também inclui uma unidade de recuperação de enxofre em que pelo menos uma porção da corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio é tratada para produzir uma corrente de enxofre elementar e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre.
Outros objetivos e vantagens serão evidentes àqueles habilitados na técnica a partir da descrição detalhada dada em conjunção com as reivindicações e desenhos em anexo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A FIG. 1 é um esquema simplificado de um esquema melhorado de processamento para a separação de sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono a partir de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de acordo com uma forma de realização.
A FIG. 2 é um esquema simplificado de um esquema melhorado de processamento para a separação de sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono a partir de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de acordo com outra forma de realização.
A FIG. 3 é um esquema simplificado de um esquema melhorado de processamento para a separação de sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono a partir de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de acordo com outra forma de realização.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Os processos de ciclo combinado de gás integrado (IGCC) em geral incluem vários processos de separação, recuperação e/ou purificação para tratar uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio produzidos a partir da gaseificação de uma carga de alimentação contendo hidrocarbonetos em um gaseificador.
A FIG. 1 ilustra de modo esquemático um esquema de processamento 110 para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida 112 que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio. O esquema de processamento 110 envolve contactar a corrente fluida 112 com um solvente 113 em uma zona de absorção 114 para produzir uma corrente fluida isenta de enxofre 116 que contém pelo menos hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono, e uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 115 que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma segunda porção do dióxido de carbono. Como aqui usado o termo "corrente fluida isenta de enxofre" se refere uma corrente fluida que contém menos do que 1 ppm em volume de sulfeto de hidrogênio. De acordo com certas formas de realização, a corrente fluida isenta de enxofre 116 inclui ou contém de 35% a 50% em volume de hidrogênio.
O solvente 113 utilizado dentro da zona de absorção 114 pode ser qualquer material que absorve seletivamente o sulfeto de hidrogênio. Os solventes que podem ser utilizados na zona de absorção podem incluir, mas não são limitados a, solventes tais como éteres de dialquila de polietileno glicóis tais como éteres dimetílicos de polietileno glicóis, éteres dietílicos de polietileno glicóis, éteres metil isopropílicos de polietileno glicóis e combinações destes, mono- ou dietanolamina, metildietanolamina, e metildietanolamina promovida a soluções tais como misturas de metildietanolamina e 2-(2-aminoetóxi) etanol. As propriedades de e usos de tais solventes são mais completamente descritas na Patente U.S. 6.203.599 para Schubert et al, Patente U.S. 4.330.305 para Kuessner et al, Patente U.S. 3.362.133 para Kutsher et al., e Patente U.S. 5.861.051 para Critchfield et al.\ todo o conteúdos de cada uma dessas patentes são aqui incorporadas por referência. De acordo com certas formas de realização, o solvente utilizado na zona de absorção 114 inclui um éter dimetílico de polietileno glicol.
O esquema de processamento 110 ainda envolve tratar pelo menos uma primeira porção 117 da corrente fluida isenta de enxofre 116 contactando-se pelo menos um primeiro elemento de membrana permeável gasosa em uma primeira zona de separação de membrana 118 com a primeira porção 117 para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 120 e uma primeira corrente de não permeado 122 que contém pelo menos dióxido de carbono. Tal tratamento na primeira zona de separação de membrana 118 em geral inclui uma unidade de separação de membrana gasosa em que o hidrogênio e, em certas formas de realização, componentes adicionais selecionados contidos na primeira porção 117 da corrente fluida isenta de enxofre 116 permeia através do pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa e são coletados para produzir a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 120. Os componentes da primeira porção 117 da corrente fluida isenta de enxofre 116 que não permeia através do pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa são coletados e saem da primeira zona de separação de membrana 118 como a primeira corrente de não permeado 122. De acordo com certas formas de realização, a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 120 pode incluir ou conter de 70% a 90% em volume de hidrogênio.
De acordo com certas formas de realização, a primeira zona de separação de membrana 118 pode incluir pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa de fibra oca. De acordo com outras formas de realização, a primeira zona de separação de membrana 118 pode incluir uma turba de elementos de membrana permeável gasosa de fibra ocas conectada para formar séries de separação. Tais séries de separação podem em geral ser desejavelmente utilizadas em instalações industriais em que volumes maiores de carga de alimentação são processados. Os materiais e processos para formar e utilizar o elemento de membrana permeável gasosa de fibra ocas são mais completamente descritos, por exemplo, na Patente U.S. 5.411.721 comumente atribuída para Doshi et ai., todo conteúdo é aqui incorporado por referência.
Uma primeira porção 123 da primeira corrente de não permeado 122 é tratada em uma segunda zona de separação de membrana 124 em que a primeira porção 123 contacta pelo menos um segundo elemento de membrana permeável gasosa para produzir uma corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono 126 e uma segunda corrente de não permeado 128 (por exemplo, um corrente de não permeado deficiente em dióxido de carbono). De acordo com certas formas de realização, até 10% em volume da primeira corrente de não permeado 122, isto é, a primeira porção 123, pode ser alimentada para a segunda zona de separação de membrana 124.
Tal tratamento na segunda zona de separação de membrana 124 em geral inclui uma unidade de separação de membrana gasosa em que o dióxido de carbono e, em certas formas de realização, componentes adicionais selecionados contidos na primeira porção 123 da primeira corrente de não permeado 122 permeia através do menos um elemento de membrana permeável gasosa e são coletados para produzir a corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono 126. Os componentes da primeira porção 123 da primeira corrente de não permeado 122 que não permeia através do pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa são coletados e saem da segunda zona de separação de membrana 124 como a segunda corrente de não permeado 128. De acordo com certas formas de realização, a segunda corrente de não permeado 128 inclui ou contém menos do que 5% em volume de dióxido de carbono. De acordo com outras certas formas de realização, a segunda corrente de não permeado 128 inclui ou contém menos do que 3% em volume de dióxido de carbono.
De acordo com certas formas de realização, a segunda zona de separação de membrana 124 pode incluir pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa enrolado em espiral. De acordo com outras formas de realização, a segunda zona de separação de membrana 124 pode incluir um turba de elementos de membrana permeável gasosas enrolados em espiral conectados para formar séries de separação. Tais séries de separação podem ser em geral utilizadas nos esquemas de processamento em que em maiores volumes de carga de alimentação podem ser processados. Os materiais e processos para formar e utilizar o elemento de membrana permeável gasosa enrolado em espiral são mais completamente descritos em, por exemplo, Patente U.S. 4.608.060 comumente atribuída para Kulprathipanja et ai. e Patente U.S. 5.702.503 comumente atribuída para Tang; os conteúdos de cada uma dessas patentes são aqui incorporadas por referência.
A segunda corrente de não permeado 128, ou pelo menos um porção selecionada desta, é usada para remover o dióxido de carbono co- absorvido na corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 115. Tipicamente, o dióxido de carbono co-absorvido na corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 115 é dessorvido aquecendo-se a dita corrente de solvente 115 a uma temperatura desejada e depois contactando a corrente de solvente aquecida rica em sulfeto de hidrogênio 115 com a segunda corrente de não permeado 128, ou uma porção selecionada desta, em uma zona de extraída de dióxido de carbono 130. Em geral, o dióxido de carbono que foi extraído da corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 115 é absorvido pela segunda corrente de não permeado 128 para produzir uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 132 e uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 134.
De acordo com certas formas de realização, pelo menos uma segunda porção 119 da corrente fluida isenta de enxofre 116, uma segunda porção 125 da primeira corrente de não permeado 122, a corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono 126 e a corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 132 pode ser subseqüentemente submetida à combustão em um turbina a gás 136 para gerar uma saída de energia elétrica 138.
De acordo com outras formas de realização, a corrente de
permeado enriquecida com hidrogênio 120 pode ser subseqüentemente tratada em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão (PSA) 140 para produzir uma corrente de hidrogênio purificada 142 e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 144. Tal unidade de adsorção por oscilação de pressão 140 em geral opera adsorvendo-se os gases leves tais como monóxido de carbono, metano, e dióxido de carbono da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 120 em um leito fixo de adsorventes. A adsorção de impurezas ocorre em uma pressão relativamente alta. O hidrogênio é adsorvido somente em quantidades pequenas e pode, portanto, ser recuperado como a corrente de hidrogênio purificada 142 em alta pressão e pureza após passar através do leito absorvente. As purezas típicas para as correntes de produto de hidrogênio de adsorção por oscilação de pressão varia de 99 a 99,999% em volume. A regeneração do leito adsorvente pode ser efetuada reduzindo-se a pressão no adsorvente para dessorver as impurezas na corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 144. Em um esquema de processamento tal como aquele descrito na FIG. 1, a unidade de adsorção por oscilação de pressão 140 é tipicamente operada em pressões de alimentação que variam de 1,825 kPa (cerca de 265 psia) a 2,520 kPa (cerca de 365 psia). O produto de hidrogênio purificado 142 é coletado em uma pressão de 70 kPa (cerca de 10 psia) menos do que a alimentação, e a corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 144 é tipicamente coletada em uma pressão de 138 kPa abs. (cerca de 20 psia). De acordo com certas formas de realização, a primeira corrente de não permeado 120 pode ser comprimida antes de entrar na unidade de adsorção por oscilação de pressão 140.
Em geral, tais unidades de adsorção por oscilação de pressão operam em uma base cíclica, com recipientes adsorventes individuais ciclizados entre as etapas de adsorção e dessorção. Os adsorvente múltiplos são usados de modo a fornecer um produto constante e fluxo de causa gasosa. Os adsorventes são selecionados com base no tipo e quantidade de impurezas presentes na corrente de alimentação e também o grau necessário de remoção de tais impurezas. Tais unidades de adsorção por oscilação de pressão e sua operação são mais completamente descritas, por exemplo, na Patente U.S. 4.964.888 comumente atribuída para Miller e Patente U.S. comumente designada 6.210.466 para a Whysall et ai; todos os conteúdos de cada um dessas patentes são aqui incorporadas por referência.
De acordo com outras formas de realização, a corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 134 pode ser tratada em uma zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 146 para produzir uma corrente de solvente exaurido de uma sulfeto de hidrogênio 148 e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 150. Em geral, tal tratamento na zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 146 envolve uma unidade de separação unidade em que a corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 134 é aquecida para extrair o sulfeto de hidrogênio do solvente e produzir a corrente solvente exaurida de sulfeto de hidrogênio 148. De modo vantajoso ou benéfico, corrente de solvente exaurida de enxofre 148 pode ser combinada com o solvente 113 na zona de absorção 114.
De acordo com outras certas formas de realização, a corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 150 pode ser tratada em uma unidade de recuperação de enxofre 152 para produzir uma corrente de enxofre elementar 154 e corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 156. Tal unidade de recuperação de enxofre 152 pode ser, por exemplo, uma unidade de Claus. Em uma unidade de Claus, sulfeto de hidrogênio é primeiro oxidado com ar em altas temperaturas, isto é, em uma faixa de 1000° C a 1400° C, para produzir enxofre elementar e dióxido de enxofre. Contudo, um pouco do sulfeto de hidrogênio permanece não reagido. Este sulfeto de hidrogênio restante é depois reagido cataliticamente, em dois ou três estágios, com o dióxido de enxofre formado para produzir mais enxofre elementar e água. Uma pequena quantidade de sulfeto de hidrogênio permanece na corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 156 produzida.
De modo vantajoso ou benéfico, a corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 156 pode ser comprimida em uma série de compressão 158 para produzir uma corrente de gás de arraste comprimida 160. Pelo menos uma porção, tal como uma primeira porção 162, da corrente de gás de arraste comprimida 160 pode ser combinada com a corrente fluida 112 e a corrente combinada resultante 164 pode ser tratada na zona de absorção 114 para recuperar ou remover compostos adicionais por intermédio do processo ou processos descritos acima.
De modo alternativo ou adicional, toda ou pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste comprimida 160 pode ser combinada com uma corrente de alimentação 166 e tratada em uma unidade do reator de troca de água 168. Por exemplo, de acordo com certas formas de realização, particularmente as formas de realização em que a produção aumentada de hidrogênio e/ou dióxido de carbono é desejada, uma segunda porção 170 da corrente de gás de arraste comprimida 160 pode ser combinada com a corrente de alimentação 166 para formar uma corrente de alimentação combinada 172. A corrente de alimentação combinada 172 pode depois ser no reator de troca de água 168 para fornecer a corrente fluida 112.
De acordo com certas formas de realização, a corrente de alimentação 166 pode incluir um gás de síntese bruto produzido a partir da gaseificação do coque de petróleo, carvão, correntes de óleos pesadas e/ou gás natural. De acordo com outra forma de realização, como apresentado na FIG. 2, um esquema de processamento 210, similar ao esquema de processamento 110 ilustrado na FIG. 1, para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida 212 incluindo pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio envolve um zona de absorção 214, uma primeira zona de separação de membrana 218, um segunda zona de separação de membrana 224, uma zona de extraída de dióxido de carbono 230, uma turbina a gás 236, uma unidade de adsorção por oscilação de pressão 240, uma zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 246 e um zona de recuperação de enxofre 252.
Similar ao esquema de processamento 110, o esquema de processamento 210 também envolve contactar a corrente fluida 212 com um solvente 213 na zona absorvente 214 para produzir uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 215 e uma corrente fluida isenta de enxofre 216 tal como pelo processo de separação descrito acima e, conexão com a zona de absorção 114, como apresentado FIG. 1.
Pelo menos uma primeira porção 217 da corrente fluida isenta de enxofre 216 é tratada, tal como pelo processo de separação descrito em conjunção com a primeira zona de separação de membrana 118, como apresentado na FIG. 1, na primeira zona de separação de membrana 218 para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 220 e uma primeira corrente de não permeado 222. Uma primeira porção 223 da primeira corrente de não permeado 222 é subseqüentemente tratada, tal como através do processo de separação descrito acima em conexão com a segunda zona de separação de membrana 124, como apresentado na FIG. 1, na segunda zona de separação de membrana 224 para produzir uma corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono 226 e uma segunda corrente de não permeado 228. De acordo com certas formas de realização, até 10% em volume da primeira corrente de não permeado 222, isto é, a primeira porção 223, pode ser alimentada para a segunda zona de separação de membrana 224.
A segunda corrente de não permeado 228, ou uma porção selecionada desta, contacta a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 215 na zona de extraída de dióxido de carbono 230 para produzir uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 232 e uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 234 tal como pelo processo de separação descrito acima em conjunção com a zona de extraída de dióxido de carbono 130, como apresentado na FIG. 1.
A corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 220, ou uma porção selecionada desta, é tratada na unidade de adsorção por oscilação de pressão 240 para produzir uma corrente de hidrogênio purificada 242 e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 244 tal como através do processo de separação descrito acima em conjunção com a unidade de adsorção por oscilação de pressão 140, como apresentado na FIG. 1. De acordo com certas formas de realização, a corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 244 pode ser fornecida em uma pressão de 138 kPa a 172 kPa abs. (cerca de 20 a 25 psia). De acordo com outras certas formas de realização, a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 220 pode ser comprimida antes de entrar na unidade de adsorção por oscilação de pressão 240.
A corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 234 é subseqüentemente tratada na zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 246 para produzir uma corrente de solvente exaurida de sulfeto de hidrogênio 248 e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 250 tal como através do processo de separação descrito acima em conjunção com a zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 146, como apresentado na FIG. 1. A corrente de solvente exaurida de sulfeto de hidrogênio 248 pode ser subseqüentemente utilizada na zona de absorção 214.
A corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 250 é tratada na zona de recuperação de enxofre 252 para produzir uma corrente de enxofre elementar 254 e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 256 tal como através do processo descrito acima em conjunção com a zona de recuperação de enxofre 152, como apresentado na FIG. 1.
De acordo com certas formas de realização, uma ou mais de
uma segunda porção 219 da corrente fluida isenta de enxofre 216, uma segunda porção 225 da primeira corrente de não permeado 222, a corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono 226, e a corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 232 podem ser submetidas à combustão na turbina a gás 236 para produzir uma saída de energia elétrica 238.
O esquema de processamento 210 também envolve combinar pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 244, isto é, uma primeira porção 245, com a corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 256 para produzir uma corrente de gás de arraste combinada 260 que pode ser subseqüentemente tratada na zona de absorção 214. Por exemplo, de acordo com certas formas de realização, a corrente de gás de arraste combinada 260 pode ser comprimida em uma série de compressão 258 para produzir uma corrente de gás de arraste comprimida 262 pelo menos uma porção de que, isto é, uma primeira porção 264, pode ser combinada com a corrente fluida 212. A corrente fluida combinada 266 resultante pode ser depois alimentada para a zona de absorção 214. De acordo com certas formas de realização, uma segunda porção 247 da corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 244 pode ser removida ou extraída do esquema de processamento 210 para o uso em outro processo ou unidade de processamento.
De modo alternativo ou adicional, todas ou pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste comprimida 262 pode ser combinada com uma corrente de alimentação 268 e tratada em uma unidade do reator de troca de água 270. Por exemplo, de acordo com certas formas de realização, particularmente as formas de realização em que a produção aumentada de hidrogênio e/ou dióxido de carbono é desejada, uma segunda porção 272 da corrente de gás de arraste comprimida 262 pode ser combinada com a corrente de alimentação 268 para fornecer uma corrente de alimentação combinada 274. A corrente de alimentação combinada 274 pode ser tratada na unidade do reator de troca de água 270 para fornecer a corrente fluida 212.
De acordo com outra forma de realização, como apresentado na FIG. 3, um esquema de processamento 310 para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida 312 que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio envolve contactar a corrente fluida 312 com um solvente físico 313 em uma zona de separação gasosa ácida 314 para produzir uma corrente fluida isenta de enxofre 316 que contém pelo menos hidrogênio e uma porção do dióxido de carbono, uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 318, e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 320 incluindo pelo menos sulfeto de hidrogênio. Tais correntes 316, 318 e 320, respectivamente, podem ser produzidas, por exemplo, usando os processos de separação descritos acima em conjunção com a zona de absorção 114, a zona de extraída de dióxido de carbono 130, e a zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 146, como apresentado na FIG. 1.
Uma primeira porção 317 da corrente fluida isenta de enxofre 316 é subseqüentemente tratada em uma zona de separação de membrana 322 contactando-se pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 324 e uma corrente de não permeado 326 tal como através dos processos de separação descritos acima em conjunção com a primeira e/ou segunda zona de separação de membranas, 118 e 124, respectivamente, como apresentado na FIG. 1.
Pelo menos uma porção da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 324 é tratada em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão 328 para produzir uma corrente de hidrogênio purificada 330 e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão 332 tal como através do processo de separação descrito acima em conjunção com a unidade de adsorção por oscilação de pressão 140, como apresentado na FIG. 1. De acordo com certas formas de realização, a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 324 pode ser comprimida antes de entrar na unidade de adsorção por oscilação de pressão 328.
O esquema de processamento 310 também envolve tratar pelo menos uma porção da corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 320 em uma unidade de recuperação de enxofre 334 para produzir uma corrente de enxofre elementar 336 e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 338 tal como pelo processo de separação descrito acima em conjunção com a unidade de recuperação de enxofre 152, como apresentado na FIG. 1.
Pelo menos uma porção do gás de cauda de adsorção por oscilação de pressão 332 é combinado com a corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre 338 para produzir uma corrente de gás de arraste combinada 342. Pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste combinada 342 pode ser comprimida em uma série de compressão 344 para produzir uma corrente de gás de arraste comprimida 360. Pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste comprimida 360, tal como, por exemplo uma primeira porção 362, pode ser combinada com a corrente fluida 312 para formar uma corrente fluida combinada 364 que pode ser tratada na zona de separação gasosa ácida 314 para recuperar ou remover componentes adicionais para o processo ou processos descritos acima em conjunção com o esquema de processamento 110, como apresentado na FIG. 1.
De modo alternativo ou adicional, toda ou pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste comprimida 360 pode ser combinada com uma corrente de alimentação 366 e tratada em uma unidade do reator de troca de água 368. Por exemplo, de acordo com certas formas de realização, particularmente as formas de realização em que a produção aumentada de hidrogênio e/ou dióxido de carbono é desejada, uma segunda porção 370 da corrente de gás de arraste comprimida 360 pode ser combinada com a corrente de alimentação 366 para formar uma corrente de alimentação combinada 372. A corrente de alimentação combinada 372 pode ser tratada no reator de troca de água 368 para fornecer a corrente fluida 312.
De acordo com certas formas de realização, a zona de separação gasosa ácida 314 pode incluir uma zona de absorção 346, uma zona de extraída de dióxido de carbono 348 e uma zona de extraída de sul feto de hidrogênio 350 para separar dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio da corrente fluida 312. Por exemplo, o esquema de processamento 310 também pode envolver contactar o solvente físico 313 na zona de absorção 346 com a corrente fluida 312 e/ou corrente fluida combinada 364 para produzir a corrente fluida isenta de enxofre 316 e uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 354 que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma porção do dióxido de carbono. Tais corrente fluidas 316 e 354, respectivamente, podem ser produzidas usando o processo de separação como descrito acima em conjunção com a zona de absorção 114, como apresentado na FIG. 1.
A corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 354 é tratada na zona de extraída de dióxido de carbono 348 contactando-se a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio 354 com uma corrente gasosa de varredura 356 para produzir a corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 318 e uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 358. Tais corrente fluidas 318 e 358, respectivamente, podem ser produzidas usando o processo como descrito acima em conjunção com a zona de extraída de dióxido de carbono 130, como apresentado na FIG. 1.
De acordo com certas formas de realização, uma ou mais de uma segunda porção 319 da corrente fluida isenta de enxofre 316, pelo menos uma porção da corrente de não permeado 326, e a corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono 318 pode ser submetida à combustão na turbina a gás 340 para produzir um saída de energia elétrica 343.
De acordo com certas formas de realização, corrente gasosa de
varredura 356 pode ser fornecida a partir de uma fonte externa tal como, por exemplo, de uma unidade de separação de ar (não apresentada) que pode ser utilizada para produzir uma corrente de oxigênio para um gaseificados associado em um processo de IGCC. De acordo com outras certas formas de realização, uma porção
da corrente de não permeado 326 pode ser usada para fornecer a corrente gasosa de varredura 356. De acordo com certas formas de realização, até 10% em volume da corrente de não permeado 326 podem ser usados para fornecer a corrente gasosa de varredura 356. De acordo com tais formas de realização, a zona de separação de membrana 322 é vantajosamente e/ou beneficamente configurada tal que o dióxido de carbono que entra na zona de separação de membrana 322 por intermédio da primeira porção 317 da corrente isenta de enxofre 316 permeia através do pelo menos um elemento de membrana de separação gasosa e é coletado na corrente de permeado enriquecida com hidrogênio 328 e a porção da corrente de não permeado 326 alimenta à zona de extraída de dióxido de carbono 348 inclui menos do que 5% em volume, e, de acordo com certas formas de realização, menos do que 3% em volume de dióxido de carbono.
De acordo com outras certas formas de realização, a zona de separação de membrana 322 pode incluir pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa de fibra oca conectado em série com pelo menos um elemento de membrana enrolado em espiral permeável gasoso. Por exemplo, a zona de separação de membrana 322 pode incluir a primeira e a segunda zona de separação de membranas tais como, por exemplo, a primeira 10
25
zona de separação de membrana 118 e a segunda zona de separação de
membrana 124, como apresentado na FIG. 1, em que a corrente de não
permeado 326 é tratada na segunda zona de separação de membrana para
produzir uma corrente de não permeado adequada para o uso como a corrente gasosa de varredura 356.
De acordo com certas formas de realização, a corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio 358 é tratada na zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 350 para produzir uma corrente de solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio 352 e a corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio 320. De acordo com outras certas formas de realização, da corrente de solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio 352 pode ser combinada com a corrente de solvente 313 e utilizada na zona de absorção 346. Tais corrente fluidas 352 e 320, respectivamente, podem ser produzidas pelo processo descrito acima em conjunção com a zona de extraída de sulfeto de hidrogênio 146, como apresentado na FIG. 1.
Como descrito acima, a invenção fornece processos melhorados para separar o sulfeto de hidrogênio e o dióxido de carbono de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio que utiliza pelo menos as porções de correntes de sub- produto produzidas no sistema. A invenção também fornece os processos melhorados para separar o sulfeto de hidrogênio e o dióxido de carbono de uma corrente fluida que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio que recicla pelo menos as porções de correntes de resíduos ou sub-produtos selecionadas para melhorar a dos produtos desejáveis tais como, por exemplo, dióxido de carbono e hidrogênio.
Como aqui detalhado, as melhoras e benefícios realizáveis através da prática de tais processos melhorados incluem, de modo vantajoso e/ou econômico utilizar uma ou mais correntes de sub-produto ou desperdício produzidas pelo processo para auxiliar ou facilitar certas etapas dentro do
20 processo.
A invenção aqui adequadamente divulgada de modo ilustrativo pode ser praticada na ausência de qualquer elemento, etapa, parte, componente, ou ingrediente que não são especificamente aqui divulgados.
Enquanto na descrição detalhada precedente, esta invenção foi
descrita em relação a certas formas de realização preferidas desta, e muitos detalhes foram ajustados para propósitos de ilustração, será evidente para aqueles habilitados na técnica que a invenção é suscetível a formas de realização adicionais e que alguns dos detalhes aqui descritos podem variar consideravelmente sem romper com os princípios básicos da invenção.
Claims (10)
1. Processo para purificar uma corrente fluida contendo pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio, caracterizado pelo fato de que o esquema de processamento compreende: contactar a corrente fluida com um solvente em uma zona de absorção para produzir uma corrente fluida isenta de enxofre que contém pelo menos hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono, e uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma segunda porção do dióxido de carbono; contactar pelo menos um primeiro elemento de membrana de separação gasosa em uma primeira zona de separação de membrana com uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio e uma primeira corrente de não permeado que contém pelo menos dióxido de carbono; contactar pelo menos um segundo elemento de membrana de separação gasosa em uma segunda zona de separação de membrana com uma primeira porção da primeira corrente de não permeado para produzir uma corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono e uma segunda corrente de não permeado; e contactar a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio com pelo menos uma porção da segunda corrente de não permeado em uma zona de extraída de dióxido de carbono para produzir uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono e corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um éter dimetílico de um polietileno glicol.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro elemento de membrana de separação gasosa compreende pelo menos um elemento de membrana de fibra oca e o pelo menos um segundo elemento de membrana de separação gasosa compreende pelo menos um elemento de membrana enrolado em espiral.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no esquema de processamento a segunda corrente de não permeado compreende menos do que 5% em volume dióxido de carbono.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o esquema de processamento adicionalmente compreende queimar pelo menos uma segunda porção de pelo menos uma da uma segunda porção da corrente fluida isenta de enxofre, uma segunda porção da primeira corrente de não permeado, a corrente de permeado enriquecida com dióxido de carbono e a corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono em uma turbina a gás.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o esquema de processamento adicionalmente compreende tratar a corrente de permeado enriquecida com hidrogênio na unidade de adsorção por oscilação de pressão para produzir pelo menos uma corrente de hidrogênio purificada.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado. pelo fato de que o esquema de processamento adicionalmente compreende tratar o solvente enriquecido com o sulfeto de hidrogênio em uma zona de extraída de sulfeto de hidrogênio para produzir pelo menos uma corrente de solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o esquema de processamento adicionalmente compreende combinar o solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio com o solvente na zona de absorção.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: tratar pelo menos uma porção da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão para produzir uma corrente de hidrogênio purificada e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão; tratar pelo menos uma porção da corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio em uma unidade de recuperação de enxofre para produzir uma corrente de enxofre purificada e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre; combinar pelo menos uma porção da corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre e a corrente de gás de arraste de adsorção de pressão oscilante para produzir uma corrente de gás de arraste combinada; comprimir a corrente de gás de arraste combinada em uma série de compressão para produzir a corrente de gás de arraste comprimida; combinar pelo menos uma primeira porção da corrente de gás de arraste comprimida com a corrente fluida para produzir uma corrente fluida combinada; e tratar a corrente fluida na zona de separação gasosa ácida combinada.
10. Sistema para separar sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono de uma corrente fluida (112) que contém pelo menos sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio, caracterizado pelo fato de que compreende: uma zona absorvente (114) em que um solvente contacta a corrente fluida (112) para produzir uma corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio (115) incluindo pelo menos sulfeto de hidrogênio e uma primeira porção do dióxido de carbono e uma corrente fluida isenta de enxofre (116) incluindo pelo menos hidrogênio e uma segunda porção do dióxido de carbono; pelo menos uma zona de separação de membrana (118) incluindo pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa em que uma primeira porção da corrente fluida isenta de enxofre (116) contacta o pelo menos um elemento de membrana permeável gasosa para produzir uma corrente de permeado enriquecida com hidrogênio (120) e uma corrente de não permeado (122); uma unidade de adsorção por oscilação de pressão (140) em que pelo menos uma porção da corrente de permeado enriquecida com hidrogênio é tratada para produzir uma corrente de hidrogênio purificada (142) e uma corrente de gás de arraste de adsorção por oscilação de pressão (144); uma zona de extraída de dióxido de carbono (130) em que pelo menos uma porção da corrente de não permeado (122) contacta a corrente de solvente rica em sulfeto de hidrogênio (115) para produzir uma corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio (134) e uma corrente fluida enriquecida com dióxido de carbono (132); uma zona de extraída de sulfeto de hidrogênio (146) em que pelo menos uma porção da corrente de solvente enriquecida com sulfeto de hidrogênio (134) é tratada para produzir uma corrente de solvente exaurido de sulfeto de hidrogênio (148) e uma corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio (150); e uma unidade de recuperação de enxofre (152) em que pelo menos uma porção da corrente fluida enriquecida com sulfeto de hidrogênio (150) é tratada para produzir uma corrente de enxofre purificada (154) e uma corrente de gás de arraste de recuperação de enxofre (156).
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