BRPI0818242B1 - Methods for reducing the oxygen content of a fluid current - Google Patents

Description

“MÉTODOS PARA REDUZIR O TEOR DE OXIGÊNIO DE UMA CORRENTE DE FLUIDO” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da invenção Esta invenção diz respeito a um método para usar uma composição de reagente para remover o oxigênio de uma variedade de fluidos, e particularmente de hidrocarbonetos líquidos e gasosos e dióxido de carbono. O método é especialmente útil para remover oxigênio de correntes de hidrocarboneto gasoso, correntes de hidrocarboneto líquido leve tais como gás natural liquefeito (“GNL”), óleo bruto, mistura de ácido-gás, gás e líquido de dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, gás geotérmico, e semelhantes. 2. Descrição da Técnica Relacionada As vezes o oxigênio está presente como um contaminante em várias correntes de hidrocarboneto e dióxido de carbono gasosos e líquidos. Em alguns casos, o oxigênio é o resultado de um campo de gás natural que é contaminado com oxigênio. Outras vezes o oxigênio é frequentemente não intencionalmente introduzido através de processamento das correntes de hidrocarboneto gasoso. Um exemplo disto é quando um compressor é usado para aumentar a pressão de gás de baixa pressão, tal como camada de carvão ou gás de aterro. Pequenas quantidades de ar, contendo oxigênio, podem chegar a formar parte da corrente de gás durante o processo de compressão. A presença de oxigênio em correntes de hidrocarboneto gasoso e líquido tais como uma corrente de gás natural pode causar vários problemas. O oxigênio aumentará a quantidade e taxa de corrosão em tubulações assim como instalações de tratamento e armazenamento. Ele também pode interferir com outro tratamento da corrente de gás. Particularmente, a presença de oxigênio degradará solventes de amina que são usados para remover sulfeto de hidrogênio de uma corrente de gás natural. Isto toma difícil remover o sulfeto de hidrogênio de várias correntes de hidrocarboneto que também contém oxigênio. A remoção de sulfeto de hidrogênio e outros compostos de enxofre destas correntes é necessária para satisfazer as necessidades severas do enxofre sob leis e regulamentos ambientais modernos.

De fato, muitas companhias de tubulação descontarão o valor de uma corrente de gás natural que contém níveis altos de oxigênio ou podem ainda recusar a aceitar correntes de gás natural que contêm mais do que um certo nível de oxigênio. Muitas especificações de tubulação requerem que o gás natural contenha menos do que 10 ppm de oxigênio. O uso de sistemas de remoção de oxigênio para correntes de hidrocarboneto gasoso não é muito difundido e existe uma carência de um modo econômico para remover níveis baixos de oxigênio de correntes de gás natural. Em muitos casos, uma corrente de gás natural que contém altas quantidades de oxigênio pode ser abandonada ou combinada com outros correntes para reduzir o teor de oxigênio abaixo das especificações requeridas para tubulações.

Correntes de hidrocarboneto gasoso e líquido também frequentemente contêm quantidades significantes de compostos de enxofre. Vários compostos de enxofre que são frequentemente encontrados em correntes de hidrocarboneto gasoso tais como correntes de gás natural incluem sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, e dimetildissulfeto. Estes compostos de enxofre devem ser removidos da corrente de hidrocarboneto de modo a satisfazer padrões de emissões e exigências de tubulação. Entretanto, a presença de oxigênio na corrente gasosa inibe a remoção dos compostos de enxofre. Portanto, ainda existe uma necessidade para um modo econômico para remover oxigênio de correntes de hidrocarboneto gasoso, especialmente aquelas correntes que também contêm compostos contendo enxofre tais como sulfeto de hidrogênio.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um método de usar um reagente para remover oxigênio de correntes de fluido gasoso e líquido tal como gás natural, correntes de hidrocarboneto leve, óleo bruto, misturas gasosas de ácido, correntes de dióxido de carbono gasoso e líquido, gás anaeróbico, gás de aterro, gases e líquidos geotérmicos, e semelhantes é divulgado. Um método de reduzir a quantidade de oxigênio em uma corrente de hidrocarboneto ou dióxido de carbono contendo compostos contendo enxofre contatando-se a corrente com um reagente ativado por enxofre compreendendo carbonato ferroso também é divulgado. Em uma forma de realização preferida, o reagente é fabricado misturando-se, aglomerando-se e formando-se carbonato ferroso finamente empoado, preferivelmente siderita que são usados para remover oxigênio de uma corrente de hidrocarboneto ou dióxido de carbono que também contém compostos de enxofre tais como sulfeto de hidrogênio. A presença de quantidades suficientes de sulfeto de hidrogênio ou outras espécies de enxofre na corrente gasosa ativa e continuamente regenera o sulfeto ferroso, deste modo tomando o processo de remoção de oxigênio contínuo. Com base na análise de superfície, o oxigênio é removido oxidando-se espécies contendo enxofre tais como sulfeto de hidrogênio para produzir um sulfato e enxofre elementar.

De acordo com uma forma de realização da invenção, um leito de reagente é divulgado para o uso em reduzir a quantidade de oxigênio de correntes gasosas, líquidas ou gasosas e líquidas mistas contendo compostos contendo enxofre. O leito de reagente desejavelmente compreende um arranjo tridimensional de pelotas, pepitas, ou agregados de outro modo fabricados estreitamente espaçados compreendendo de cerca de 50 a cerca de 100 por cento em peso de carbonato ferroso, o mais preferivelmente na forma de siderita particulada (90 % através da malha 100) agregada usando um aglutinante compreendendo de cerca de dois a cerca de dez por cento em peso de cimento de aluminato de cálcio. De acordo com uma forma de realização particularmente preferida da invenção, o absorvente compreende extrusados secos contendo cerca de 95 por cento em peso de siderita e cerca de 5 por cento em peso de cimento de aluminato de cálcio.

De acordo com uma outra forma de realização da invenção, um material reagente para remover oxigênio de correntes gasosas contendo compostos contendo enxofre é fabricado misturando-se cerca de 94 partes em peso de siderita particulada (90 % através da malha 100), cerca de 6 partes de cimento de aluminato de cálcio, e cerca de 20 partes de água; compactando-se a mistura por extrusão ou de outro modo para produzir partículas maiores, pelotas ou pepitas, e depois secando-se o reagente durante um tempo suficiente para reduzir o teor de umidade a um nível de umidade menor do que cerca de três por cento em peso e preferivelmente cerca de 1 a 2 por cento em peso. De acordo com uma forma de realização particularmente preferida da invenção, as pelotas reagentes têm um diâmetro de cerca de 3/16 polegada (4,76 milímetros), um comprimento de cerca de 5/16 polegada (7,94 milímetros), e são secas em cerca de 120° F (48,89° C) durante cerca de quatro horas.

De acordo com uma outra forma de realização da invenção, a quantidade de oxigênio em uma corrente líquida, gasosa, ou gasosa e líquida mista compreendendo compostos contendo enxofre é reduzida fazendo-se com que a corrente passe através de um leito de reagente consistindo essencialmente em material particulado compreendendo de cerca de 70 a cerca de 100 por cento em peso de carbonato ferroso, preferivelmente na forma de siderita particulada agregada. O leito absorvente o mais preferivelmente compreende uma pluralidade de pelotas compreendendo de cerca de 70 a cerca de 100 por cento em peso de carbonato ferroso em combinação com uma quantidade de um aglutinante tal como cimento de aluminato de cálcio que é suficiente para manter o reagente em uma configuração física desejada durante uma vida útil desejada. Será avaliado por aqueles de habilidade comum na técnica na leitura desta divulgação que a quantidade do reagente inventivo que é necessária no leito absorvente dependerá de fatores tais como o tamanho de partícula do reagente, a densidade do leito, a área de superfície eficaz das partículas de reagente, a quantidade de reagente que está disponível para absorver o oxigênio, a quantidade de compostos contendo enxofre em corrente gasosa ou líquida que é processada, e a temperatura, pressão, velocidade e tempo de permanência da corrente gasosa ou líquida que é tratada visto que ela passa através do leito. DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÕES PREFERIDAS O Requerente descobriu que o oxigênio pode ser removido de correntes líquidas e gasosas, particularmente correntes de hidrocarboneto e dióxido de carbono gasosos e líquidos contatando-se a corrente com um reagente compreendendo sulfeto ferroso. O método pode ser realizado contatando-se a corrente com sulfeto ferroso ou, preferivelmente, reagente de sulfeto ferroso é formado “in situ” contatando-se carbonato ferroso com um fluido gasoso ou líquido que também contém compostos contendo enxofre, particularmente sulfeto de hidrogênio.

Correntes de hidrocarboneto gasoso e líquido, tais como correntes de gás natural, frequentemente contêm compostos contendo enxofre tal como sulfeto de hidrogênio além de quantidades menores de oxigênio. O contato de uma corrente que contém compostos contendo enxofre tais como sulfeto de hidrogênio, com um reagente de carbonato ferroso converterá o carbonato ferroso a sulfeto ferroso. O sulfeto ferroso depois pode remover o oxigênio que está presente na corrente. Contanto que exista um excesso de sulfeto de hidrogênio presente na corrente de alimentação, que é frequentemente o caso com correntes de hidrocarboneto, sulfeto ferroso é regenerado deste modo tomando o processo contínuo. O sulfeto de hidrogênio remanescente e outros compostos contendo enxofre depois podem ser removidos a jusante sem interferência do oxigênio que estava contido na corrente de alimentação.

Sem ser limitado a nenhum mecanismo, acredita-se correntemente que sulfeto de hidrogênio na corrente de hidrocarboneto gasoso reage com o carbonato ferroso para formar sulfeto ferroso. O sulfeto ferroso depois reage com oxigênio na corrente de alimentação de hidrocarboneto gasoso e sulfeto de hidrogênio adicional através de um processo de etapa múltipla para regenerar sulfeto ferroso e produzir enxofre elementar. Acredita-se correntemente que o oxigênio no fluido seja convertido à água durante o processo. A água adicional não é provável ter um efeito negativo sobre a corrente de fluido visto que uma quantidade pequena de água já está presente na maioria dos fluidos de hidrocarboneto e a quantidade de oxigênio na corrente de fluido é geralmente baixa. Com base em uma análise de superfície de reagente usado que foi usado, parece que o sulfato pode desempenhar um papel como um intermediário durante o processo e que o ferro parece passar por um ciclo de redução e oxidação.

Em uma forma de realização particularmente preferida, o sulfeto ferroso é formado “/« situ" contatando-se o carbonato ferroso com uma corrente de hidrocarboneto gasoso contendo compostos contendo enxofre, tais como sulfeto de hidrogênio. A fonte preferida de carbonato ferroso é Siderita, que predominantemente compreende carbonato ferroso, e é usualmente encontrada naturalmente em combinação com algum cálcio, magnésio ou manganês. Para o uso nas composições e vários métodos da invenção, a siderita pode ser originada na forma de pedaços grossos, grânulos, ou pó finamente dividido. Se originada em pedaços grossos, os pedaços grossos são desejavelmente reduzidos a grânulos de um tamanho adequado ou empoados antes do uso. Para o uso em aplicações de leito, extrusados, como descrito abaixo, ou grânulos de siderita comparavelmente dimensionados obtidos de minérios naturais são preferidos. Se siderita é originada na forma de um pó finamente moído, o pó é desejavelmente aglomerado e extrusado ou de outro modo formado antes do uso, exceto quando intencionado para o uso em aplicações tais como lamas de perfuração, onde o uso de pó de siderita é recomendado sem aglomeração anterior para formar partículas maiores.

Em alguns casos, adicionando meramente até cerca de 20 por cento em peso de água ao pó de siderita, com mistura, fornecerá aglomeração suficiente para permitir que siderita empoada seja extrusada em pelotas de tamanho adequado ou filamentos que, quando secos e subsequentemente manejados, serão friáveis ou facilmente quebrados em grânulos que são satisfatórios para o uso em leitos de absorção através dos quais líquidos ou gases contendo enxofre podem ser passados ou circulados para a remoção de oxigênio. Em alguns casos, o uso de uma quantidade eficaz menor de um aglutinante, o mais preferivelmente um material cimentício como ainda descrito abaixo pode ser desejável para o uso em aglomerar pós de carbonato ferroso finamente divididos.

Embora será avaliado na leitura desta divulgação que carbonato o ferroso pode ser sintetizado, o uso de carbonato ferroso obtido em minérios de siderita mineral que ocorrem naturalmente é preferido por razões econômicas. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (Décima Segunda Edição) relata que minérios de siderita ocorrem naturalmente em Vermont, Massachusetts, Connecticut, Nova Iorque, Carolina do Norte, Pensilvânia, Ohio e Europa.

Extrusados úteis no leito absorvente da invenção podem ser preparados misturando-se siderita empoada com uma quantidade eficaz menor, tal como cerca de 5 a 6 por cento em peso do total, de um aglutinante tal como cimento de aluminato de cálcio ou um outro material similarmente eficaz que não reduz significativamente a capacidade da siderita reagir com enxofre ou compostos contendo enxofre e remover oxigênio de uma corrente gasosa ou líquida. Um cimento de aluminato de cálcio preferido para o uso na invenção é comercializado sob a marca registrada SECAR 41® da Lafarge Aluminate of Chesapeake, Virgínia. De acordo com uma forma de realização particularmente preferida da invenção, cerca de 6 partes em peso de cimento de aluminato de cálcio são combinados em cerca de 94 partes em peso de pó de siderita (90 % através da malha 100) para distribuir o cimento por toda a siderita.

Cerca de 20 partes em peso de água por 100 partes em peso de siderita e cimento combinados são desejavelmente misturados com os sólidos para hidratar o aglutinante e facilitar a formação de agregados maiores, que são depois secos até o teor de umidade desejado. O mais preferivelmente, a mistura de siderita, cimento e água é extrusada e talhada, tal como pelo uso de um pelotizador rotativo, ou de outro modo dividida ou quebrada, em extrusados tendo um diâmetro de aproximadamente 3/16 polegada (4,76 milímetros) e um comprimento de aproximadamente 5/16 polegada (7,94 milímetros). Os extrusados produzidos a partir do pó como descrito acima são desejavelmente secos em uma temperatura de cerca de 120° F (48,89° C) durante cerca de quatro horas. Embora o tempo de secagem requerido possa variar de acordo com o tamanho e dimensões das pelotas, a temperatura de secagem e a umidade do ar ambiente, o teor de umidade dos sólidos agregados é desejavelmente reduzido a menos do que cerca de três por cento em peso durante o estágio de secagem e o mais preferivelmente até cerca de um a cerca de dois por cento.

Quantidades variadas de água podem ser necessárias se um processo exceto extrusão for usado. Por exemplo cerca de 10 a 12 partes em peso de água por 100 partes em peso de siderita e cimento combinados são usadas quando a mistura é processada em pelotas usando um Califórnia Pellet Mill. Outras técnicas de fabricação são conhecidas que requerem mais, menos, ou ainda nenhuma água de modo a formar pelotas ou grânulos que podem ser usados no processo. O reagente e método divulgados aqui são particularmente eficazes para absorver o oxigênio do gás natural, correntes de hidrocarboneto leve tal como GNL, óleo bruto, misturas gasosas de ácido, gás e líquido de dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, geotérmico e outras correntes contendo enxofre. Para a maioria das aplicações, o fluido contendo enxofre a ser tratado é passado através de um leito das pelotas ou grânulos de reagente objeto que estão dispostos dentro de um vaso tal como uma torre cilíndrica. A quantidade de reagente que é necessária no leito de reagente dependerá de muitos fatores tais como o teor de enxofre e oxigênio no fluido de alimentação, o tamanho de partícula de reagente, a densidade do leito, a área de superfície eficaz das partículas de reagente, a quantidade de carbonato ferroso no reagente que está disponível para reagir com os compostos contendo enxofre, e a temperatura, pressão, velocidade e tempo de permanência da corrente gasosa ou líquida que é tratada visto que ela passa através do leito.

Embora extrusados tendo dimensões variando de cerca de 1/16 polegada (1,58 milímetros) a cerca de 1/4 polegada (6,35 milímetros) sejam uma forma particularmente preferida para o uso do reagente objeto, será avaliado que grânulos de tamanho adequado podem ser produzidos pulverizando-se pedaços grossos de siderita em um moinho de martelo ou usando-se outros dispositivos comercialmente disponíveis bem conhecidos àqueles de habilidade comum na técnica, e depois triando a uma faixa de tamanho de partícula adequada preferivelmente não excedendo cerca de 5/16 polegada (7,94 milímetros). Similarmente, onde pó de siderita ou pó de carbonato ferroso sinteticamente produzido é o material de partida, meios exceto extrusão também podem ser usados para aglomerar ou densificar o pó para o uso em vários processos de remoção de enxofre. Tais outros meios incluem, por exemplo, prensas hidraulicamente acionadas ou outros dispositivos de compactação. Na maioria dos casos, quantidades eficazes menores de um aglutinante e água são desejavelmente adicionadas à siderita ou carbonato ferroso empoados para facilitar a aglomeração das partículas minerais individuais em corpos sólidos maiores, contanto que o aglutinante não reduza muito a área de superfície eficaz do reagente.

Análise Representativa de Siderita Uma composição de siderita processada tendo uma densidade volumétrica de 110 libras por pé cúbico, uma gravidade específica de 3,63 e um tamanho de partícula de 90 % através da malha 100, tem a análise seguinte: % em peso Fe (como elementar) 43,00 % FeC03 86,87 Si02 5,50 A1203 1,30 Cão 0,56 MgO 0,53 S 0,40 Mn 0,35 Cu 0,30 Co 0,02 Cd 0,0041 Pb 0,0001 As 0,00005 Sb 0,00005 Fe203 <1,0 Amostra A

Para demonstrar a utilidade do método inventivo, um pó de siderita finamente dividido (90 % através da malha 100) foi combinado com cimento de aluminato de cálcio em uma razão de 94 partes de siderita para 6 partes de cimento em peso. Aproximadamente 20 partes em peso de água foram combinadas com a mistura de siderita e cimento, e a mistura depois foi extrusada para produzir uma pluralidade de extrusados tendo um diâmetro de cerca de 3/16 polegada (4,76 milímetros) e um comprimento de cerca de 1/4 polegada (6,35 milímetros). Estes extrusados foram secos a 120 graus F (48,89 graus C) durante quatro horas até um teor de umidade de cerca de 1 a 2 % em peso.

Acredita-se que o reagente de carbonato ferroso que tomou-se pretejado seja causado pela formação de sulfeto ferroso sobre a superfície do carbonato ferroso durante a remoção do enxofre. O sulfeto ferroso pode ser regenerado contatando-se o sulfeto ferroso com uma fonte de oxigênio, isto é, ar e uma fonte de enxofre, isto é, sulfeto de hidrogênio. Evidência da formação de sulfeto ferroso e da regeneração de carbonato ferroso pode ser observada nos pedidos co-pendentes do requerente Pedido U.S. N° 11/228.713 e PCT/US06/035911. Altemativamente, o sulfeto ferroso que é formado pode ser usado para remover quantidades ainda pequenas de oxigênio que pode estar presente no fluido. A utilidade dos materiais de reagente de carbonato ferroso, quando preparados como descrito acima, assim como a utilidade de sulfeto ferroso formado contatando-se o carbonato ferroso com correntes gasosas e líquidas contendo compostos contendo enxofre tais como sulfeto de hidrogênio para remover oxigênio é mais descrita e explicada em relação aos exemplos apresentados abaixo. A concentração de sulfeto de hidrogênio é relatada em porcentagem em volume e o teor de oxigênio é relatado em partes por milhão em volume (PPMV).

Exemplo 1 Uma corrente de metano contaminado com oxigênio e sulfeto de hidrogênio foi intencionada a simular uma corrente de gás natural típica, junto com ar em excesso foi passada através de um leito tratador de teste de 2” (50,8 mm) de diâmetro por 8 a 10” (203,2 a 254 mm) de altura contendo uma pluralidade de reagentes de carbonato ferroso extrusados preparados de acordo com a Amostra A. A corrente de fluido foi carregada ao leito tratador em uma taxa medida em pés cúbicos por hora em condições padrão (SCFH), uma temperatura medida em graus Fahrenheit, e em uma pressão medida em libras por polegada quadrada manométrica (PSIG). Os resultados do teste são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1 Como pode ser observado a partir dos resultados mostrados na Tabela 1, carbonato ferroso pode ser usado para remover oxigênio de uma corrente de fluido que contém um excesso de sulfeto de hidrogênio. Como debatido acima, o carbonato ferroso é convertido “in situ” a sulfeto ferroso através de uma reação com o sulfeto de hidrogênio na corrente de fluido. Acredita-se que o sulfeto ferroso depois aja cataliticamente para remover o oxigênio e uma quantidade pequena de enxofre adicional da corrente de fluido. Enxofre elementar é detectado como um produto da reação. Acredita-se que o oxigênio seja convertido à água, que não interfere com o processamento subsequente do fluido e pode ser facilmente removido a jusante ao grau necessário ou desejável. Como observado a partir dos resultados mostrados na Tabela 1, o processo não requer o uso de altas temperaturas e/ou pressões e é eficaz mesmo em condições relativamente suaves. Ele também é eficaz na remoção de oxigênio mesmo quando ele está presente nas concentrações relativamente altas de 1 % em volume (isto é 10.000 ppm).

Exemplo 2 Gás natural foi coletado na cabeça do poço e comprimido usando um sistema compressor padrão. Uma porção do gás comprimido foi separada da linha de gás comprimido que sai do compressor e passada através de um leito tratador vertical que teve um diâmetro de 2 polegadas (50,8 milímetros) e uma altura de 12 polegadas (304,8 milímetros). O restante do gás comprimido normalmente seria enviado por intermédio de uma tubulação a uma refinaria ou instalação de tratamento. Entretanto, devido aos níveis inaceitavelmente altos de enxofre na corrente de gás, e o fato de que o enxofre pode não ser removido devido à presença de oxigênio na corrente de gás, a corrente particular foi queimada como resíduo durante o período de teste. O leito tratador foi enchido com aproximadamente 0,0218 pés cúbicos (617,30 mililitros) de reagente preparado de acordo com a Amostra A acima. A corrente de alimentação foi passada através do leito tratador, sem regenerar ou substituir o reagente durante um período de seis dias. As amostras 1 a 3 foram tomadas no primeiro dia, a amostra 4 foi tomada no segundo dia, as amostras 5 a 7 foram tomadas no terceiro dia, as amostras 8 a 9 foram tomadas no quarto dia, as amostras 10 a 12 foram tomadas no quinto dia, e as amostras 13 a 19 foram tomadas no sexto dia do teste. Os níveis de sulfeto de hidrogênio e oxigênio foram determinados usando cromatografia. Devido ao fato de que níveis altos de sulfeto de hidrogênio podem afetar os detectores usados para determinar a concentração de oxigênio, as amostras foram limpas de sulfeto de hidrogênio antes de sua análise quanto ao teor de oxigênio. Para verificar que tal limpeza não afetou as medições, as amostras 16 a 19 foram analisadas sem realizar nenhuma limpeza nas amostras. Como mostrado comparando-se os resultados das amostras 16 a 19 com os resultados das amostras 13 a 15 tomadas no mesmo dia, a limpeza de sulfeto de hidrogênio da amostra não afetou mensuravelmente a quantidade de oxigênio detectado na amostra. Os resultados destes testes são mostrados na Tabela 2. N/D indica que o parâmetro particular não foi medido para esta amostra particular.

Tabela 2 Como pode ser observado a partir dos resultados mostrados na Tabela 2, o reagente e método divulgados são altamente eficazes na remoção de oxigênio da corrente de hidrocarboneto gasoso. Depois de um curto período de condicionamento, a quantidade de oxigênio na corrente de fluido de produto permaneceu em tomo de 1 ppm não obstante do teor de oxigênio da corrente de alimentação, que variou em tomo de 4 ppm a acima de 78 ppm. A razão pela qual o primeiro dia de teste mostrou quantidades mais altas de oxigênio no produto fluido é provavelmente porque o carbonato ferroso ainda estava no processo de ser convertido em sulfeto ferroso por reação com sulfeto de hidrogênio no fluido. Este processo envolve não apenas a reação de carbonato ferroso na superfície do reagente, mas também a migração do sulfeto ferroso no interior do reagente. As quantidades significantes de sulfeto de hidrogênio que foi removido do fluido nas primeiras três amostras tomadas durante o primeiro dia é evidência deste processo de condicionamento. No segundo dia e dias subsequentes, o processo remove as quantidades totais mais traço de oxigênio do fluido e a quantidade de remoção de enxofre é menor do que 1 por cento em peso e essencialmente cai abaixo de quantidades mensuráveis com base na técnica analítica que foi usada. Isto provavelmente reflete que o reagente é principalmente convertido a sulfeto ferroso e a quantidade de enxofre necessário para regenerar o sulfeto ferroso está bem abaixo de 1 por cento em peso quando a quantidade de oxigênio estiver abaixo de 78 ppm. A quantidade significante de compostos contendo enxofre que permanecem na corrente de fluido, como mostrado pelas medições de sulfeto de hidrogênio, não apresenta um problema porque existem numerosos métodos conhecidos para remover o sulfeto de hidrogênio e outros compostos de enxofre uma vez que o oxigênio foi removido do fluido. Por exemplo, um leito subsequente de carbonato ferroso que é periodicamente regenerado pode ser usado para remover os compostos contendo enxofre remanescentes como debatido nos pedidos co-pendentes do requerente que serviram de referência acima.

Também pode ser observado nos resultados mostrados na Tabela 2 que a remoção de oxigênio pode ser realizada com êxito na temperatura ambiente ou próximo a ela e não requerem altas temperaturas ou pressões. De fato, o processo de remoção de oxigênio pode ser realizado nas condições relativamente suaves que são encontradas depois que um fluido de hidrocarboneto gasoso é comprimido às pressões mais altas necessárias para transportar o gás através de uma tubulação a uma refinaria ou usina de tratamento. Isto permite que o oxigênio seja economicamente removido do fluido de hidrocarboneto. Pode ser vantajoso usar uma pressão mais alta, entretanto, em pressões mais altas o oxigênio no fluido toma-se mais corrosivo e portanto um problema mais significante. Positivamente, aumentando a pressão do fluido é provável resultar na introdução de oxigênio adicional a partir do compressor. Como um resultado, é preferido que o método seja realizado na pressão que o fluido está subsequentemente se preparando para ser transportado e tratado para evitar compressão adicional depois de usar o método para remover o oxigênio do fluido. O método REIVINDICAÇÕES

Claims (28)

1. Método para reduzir o teor de oxigênio de uma corrente de fluido não aquoso compreendendo gás, líquido ou gás e líquido combinados, e compreendendo ainda compostos contendo enxofre, caracterizado pelo fato de que compreende: contactar a corrente com carbonato ferroso ativado por enxofre, em que o carbonato ferroso ativado por enxofre tem um teor de umidade abaixo de 3 por cento em peso, em que não há adição de água à corrente de fluido e em que nenhuma água adicional é adicionada à corrente de fluido e em que qualquer água presente na corrente de fluido não tem nenhum efeito na remoção de oxigênio da corrente de fluido.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do um ou mais compostos contendo enxofre também, é removida da corrente de fluido.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os compostos contendo enxofre incluem sulfeto de hidrogênio.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido é selecionada de gás natural, correntes de hidrocarboneto leve, óleo bruto, misturas gasosas de ácido, dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, e gases e líquidos geotérmicos.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ativar parte do carbonato ferroso com compostos contendo enxofre disposto na corrente de fluido para converter parte do carbonato ferroso a sulfeto ferroso, a quantidade de sulfeto ferroso sendo suficiente para reduzir o teor de oxigênio da corrente.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma porção do teor de oxigênio da corrente é convertida a água.

7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido compreende um fluido gasoso e em que enxofre elementar é produzido quando o sulfeto ferroso reage com oxigênio e sulfeto de hidrogênio adicional.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso é provido na forma de siderite.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a siderite é provida na forma de partículas, pelotas ou pepitas que também contêm cimento.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o cimento compreende aluminato de cálcio.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a siderita é provida em um leito de reagente compreendendo um arranjo tridimensional de pelotas ou pepitas estreitamente espaçadas compreendendo de 50 a 100 por cento em peso de siderita particulada agregada usando um aglutinante compreendendo de 2 a 20 por cento em peso de cimento de aluminato de cálcio.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as pelotas ou pepitas são feitas misturando 94 por cento em peso de siderita particulada e 6 partes em peso de cimento de aluminato de cálcio com 20 partes em peso de água, compactando a mistura e secando a um nível de umidade menor que 3 por cento.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que 90% da siderita particulada passam por uma malha 100.

14. Método para reduzir o teor de oxigênio em uma corrente de gás, líquido ou gás e líquido misturados compreendendo compostos contendo enxofre, caracterizado pelo fato de que compreende passar a corrente através de um leito de reagente consistindo essencialmente de material particulado compreendendo de 70 a 100 por cento em peso de carbonato ferroso e tendo um teor de umidade abaixo de 3 por cento em peso, e em que a corrente é substancialmente isenta de água.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso está na forma de siderita particulada agregada.

16. Método para reduzir o teor de oxigênio de uma corrente de fluido de hidrocarbonetos compreendendo gás, líquido ou gás e líquido combinados, e compreendendo ainda compostos contendo enxofre, caracterizado pelo fato de que compreende: contactar a corrente com carbonato ferroso ativado por enxofre; em que não há adição de água à corrente de fluido; e em que a corrente é substancialmente isenta de água.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido é gás natural.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido é reduzida a menos do que 1 ppm de oxigênio.

19. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso ativado por enxofre é formado contactando-se a corrente de fluido contendo compostos contendo enxofre com carbonato ferroso.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso é provido na forma de siderita.

21. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: o fluido é gás natural; o carbonato ferroso ativado por enxofre é formado contactando-se a corrente de fluido contendo compostos contendo enxofre com carbonato ferroso provido na forma de siderita.

22. Método para reduzir o teor de oxigênio de uma corrente de fluido de hidrocarbonetos compreendendo gás* liquido ou gás e líquido combinados, e compreendendo ainda compostos contendo enxofre, caracterizado pelo fato de que compreende: contactar a corrente com carbonato ferroso ativado por enxofre; e em que a corrente de fluido é reduzida a menos do que 1 ppm de oxigênio.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido é gás natural.

24. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido é substancial mente isenta de água,

25. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que nenhuma água adicional é adicionada à corrente de fluido.

26. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso ativado por enxofre é formado contactando-se a corrente de fluído contendo compostos contendo enxofre com carbonato ferroso.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o carbonato ferroso é provido na forma de sideríta.

28. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: o fluido é gás natural; o carbonato ferroso ativado por enxofre é formado contactando-se a corrente de fluido contendo compostos contendo enxofre com carbonato ferroso provido na forma de sideríta; e nenhuma água adicional é adicionada à corrente de fluido.