BRPI1100399A2 - Processo e composição para obtenção de declarificador, melhorador de cor em fluídos orgânicos e sequestradores de enxofre e método para recuperação destes compostos após uso - Google Patents

Abstract

Processo e composição para obtenção de declarificador, melhorador de cor em fluídos orgânicos e sequestradores de enxofre e método para recuperação destes compostos após uso, a presente invenção refere-se a fabricação de clarificador, seqüestrador e absorvedor compostos por áxidos e/ou hidróxidos de metais, e com a inovação de ligantes, sendo estes negro de fumo e ou coque verde do petróleo na forma pelotizada, peletizada e extrudada, com a finalidade de clarificar, sequestrar e absorver, compostos contaminantes de correntes de hidrocarbonetos, tais como, misturas liquidas e gasosas, por exemplo, gás natural, gases de refinarias de petróleo, glp e de biogás. A presente invenção requer a apresenta meios para recuperação destes produtos esgotados transformando-o em matéria-prima para novas aplicações.

Description

““PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO” Refere-se o presente pedido de patente de invenção a um “PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO”, a obtenção de clarificador, seqüestrador e absorvedor compostos por óxidos e/ou hidróxidos de metais, e com a inovação de ligantes, sendo estes negro de fumo e ou coque verde do petróleo na forma pelotizada, peletizada e extrudada, com a finalidade de clarificar, sequestrar e absorver, compostos contaminantes de correntes de hidrocarbonetos, tais como, misturas liquidas e gasosas, por exemplo, gás natural, gases de refinarias de petróleo, GLP e de biogás.

Campo da invenção Esta invenção refere-se a um clarificador, seqüestrador e absorvedor em fluídos orgânicos e esses podem sofrer conformação mecânica sólida, tipo pastilhas, peletes, pelotas e ou na forma de extrudados, composto por óxidos e hidróxidos metálicos, bem como o processo de sua manufatura, e de sua recuperação após sua utilização em processos industriais. Estes clarificadores, sequestradores, absorvedores podem ser compostos por óxidos e hidróxidos de metais, como ZnO, Fe203, Fe304, FeO(OH).

Esta invenção refere-se a utilização de novos materiais aditivos em sua preparação, estes materiais aditivos, referem-se a negro de fumo, coque verde do petróleo, argilas, sílicas, carvões e carvões ativos.

Estes clarificadores, sequestradores, absorvedores referem-se preferencialmente a absorção de impurezas contidas em correntes de hidrocarbonetos, tais como, misturas líquidas, querosene, nafta, óleo diesel e óleo pesado e misturas gasosas, por exemplo, gás natural, gases de refinarias de petróleo, GLP e de biogás.

Antecedentes da Invenção Já é bem conhecido que certos produtos formulados com óxidos e hidróxidos metálicos podem ser utilizados para a remoção de compostos de enxofre de correntes líquidas ou gasosas. Esses podem ser preparados e constituídos apenas pelos óxidos e ou hidróxidos metálicos; ainda podem ser adicionados ligantes, apenas com a finalidade de unir auxiliando a forma final e alguns ligantes podem ser chamados de aditivos.

Os ligantes têm função de unir as partículas mantendo a integridade final desejada do produto. Os ligantes podem ser compostos inorgânicos ou compostos orgânicos. Exemplos de ligantes inorgânicos são: o caulim, bentonita, alumina e cimento. Exemplos de ligantes orgânicos são: pasta de amido, açúcar (sacarose), glicose, gelatina, celulose e outros, citados de forma genérica em PERRY'S Chem. Eng. Handbook, 6a Edição (1984). O polietilenoglicol (PEG) e álcool polivinílico são citados por Koichi Kitahara e colaboradores na patente US 5.670.445. Além deles, Mahesh C. Jha e colaboradores, na patente US 4,732,888, indicam o uso de amido, além de metil-celulose e melaço, para produzir pastilhas de absorvedores contendo óxidos de ferro e zinco.

Depois de utilizado, estes clarificadores, sequestradores, absorvedores são tratados como passivos ambientais. Os processos que envolvem o tratamento dessas correntes operam em condições diversas, desde baixas temperaturas a altas temperaturas e pressões variáveis, de ambiente até aproximadamente 100 kgf/cm2. A composição para processos químicos de baixas temperaturas (Ambiente a 200°C), preferencialmente levam como componente principal o óxido elou hidróxido de feno, este pode variar de 40% a 98% de óxido de ferro elou hidróxido de ferro. As equações (reações) seguintes mostram as etapas envolvidas no processo: Fe304 + 4 H2S -> 3 FeS + 4 H20 + 1/8 S8 2 FeO(OH)+ 3H2S -> 2 FeS + 4 H20 + 1/8 S8 Fe304 + 6 H2S 3 FeS2’ + 4 H20 + 2 H2 Fe304 + 3 H2S + H2 3 FeS + 4 H20 Absorvedores a base de óxidos de ferro extrudados úteis para remoção de compostos de enxofre de correntes de processo já são indicados para uso comercial no livro "Catalyst Handbook" editado por Wolfe Scientific Books, Londres, 1970. A composição para processos químicos de altas temperaturas (150°C a 400°C) levam como componente principal o óxido de zinco. AT " reação seguinte demonstra a etapa envolvida no processo: ZnO + H2S + ZnS + H20 Sumário da Invenção A presente invenção descreve a preparação de clarificadores, sequestradores absorvedores, apresenta dois novos constituintes na função ligante na conformação desses produtos, seu uso em processos de remoção de impurezas e a recuperação desses retomando-os a fase de matéria prima, que por sua vez podem ser reutilizados na produção de novos produtos. Descrição resumida das etapas preparo, teste e recuperação O modo de preparo deste clarificador, seqüestrador, absorvedor acontece segundo os exemplos abaixo: Exemplo 1 Compostos de ferro para aplicação em processos de baixa temperatura, preferencialmente entre ambiente a 150° C. - 330g de Fe203 (óxido de ferro III), 325g de Fe304 misturado com 325g de FeO(OH) (hidróxido de ferro), adiciona-se lOg de negro de fumo, lOg de coque verde do petróleo e a água necessária para chegar a uma extrusão satisfatória. A secagem é realizada até peso constante.

Exemplo 2 Compostos de óxido de zinco para aplicações em processos de alta temperatura, preferencialmente entre (100° C a 400° C). - lOOOg de ZnO (óxido de zinco), adiciona-se lOg de negro de fumo, lOg de coque verde do petróleo e a água necessária para chegar a uma extrusão satisfatória. A secagem é realizada até peso constante.

Exemplo 3 Uma mistura entre os óxidos de ferro, óxido de zinco, negro de fumo e o coque verde do petróleo para aplicações em processos de melhoramento de cor em correntes líquida derivada do petróleo. - 200g de Fe203 (óxido de ferro III), 200g de Fe304, misturado com 200g de FeO(OH) (hidróxido de ferro), lOOg de ZnO (óxido de zinco) lOOg de negro de fumo, 200g de coque verde do petróleo, adiciona água necessária para uma extrusão satisfatória. A secagem é realizada até peso constante.

Teste de desempenho Exemplo 1 O produto preparado no exemplo 1 para processos de baixa temperatura foi submetido a teste de desempenho em um reator integral. O reator foi alimentado com uma mistura de 1% de H2S em N2. Utilizamos mistura padrão certificada. As condições do processo obedeceram a seguinte ordem: 40°C, a pressão no leito em 20 kgf/cm2 e a velocidade espacial em 500 h' . Para avaliar a capacidade de absorção, o teor de H2S na alimentação foi mantido a 1% em volume e a velocidade espacial foi constante até a saída do afluente apresentar H2S. O que ocorreu após 810 minutos.

Avaliação do resultado O efluente do reator foi monitorado por colorimetria da reação de H2S com acetato de chumbo. Esse monitoramento confirma a efetividade do produto.

Exemplo 2 Teste de desempenho O produto preparado no exemplo 2 para processos de alta temperatura foi submetido a teste de desempenho em um reator integral. O reator foi alimentado com uma mistura de 1% de H2S em N2. Utilizamos mistura padrão certificada. As condições do processo obedeceram a seguinte ordem: 350°C, a pressão no leito em 20 kgf/cm2 e a velocidade espacial em 500" h'1. Para avaliar a capacidade de absorção, o teor de H2S na alimentação foi mantido a 1% em volume e a velocidade espacial foi constante. Até a saída do reator apresentar H2S. O que ocorreu após 270 minutos.

Avaliação dos resultados O efluente do reator foi monitorado por colorimetria da reação de H2S com acetato de chumbo e detetor TCD (cromatografia). Esse , monitoramento confirma a efetividade do produto.

Exemplo 3 Teste de desempenho O produto preparado no exemplo 3 foi carregado em uma coluna de vidro de 1” de diâmetro nominal, o volume deste foi de 50ml. Este produto foi submetido a percolação de querosene contaminado com substâncias que lhe davam uma cor de 200 em Pt/Co. A percolação foi em condições ambiente de pressão e temperatura, com um LHSV igual á h'1.

Avaliação dos resultados O produto efluente do reator foi acompanhado coletando amostra em intervalos de 2h e foi analisado a cor pelo método ASTM Pt/Co O efluente apresentou cor de 5 em Pt/Co. Esse processo se manteve por 48h, apresentando excelente efetividade.

Recuperação dos produtos testados acima.

Após a realização dos testes acima iniciamos o processo de recuperação do material exausto conforme descrito abaixo.

Pegou-se 1 OOg dos produtos. 100g de ácido inorgânico, (preferencialmente água régia), essa mistura foi submetida ao aquecimento por 3horas. Com esse procedimento os metais foram"sotubilizados, e o material não solúvel foi separado seco disponibilizado para reutilização. Os metais solubilizados submetidos ao processo de purificação via precipitação. Esses metais foram disponibilizados para reutilização, retomando assim ao processo de produção na confecção de um novo clarificador, melhorador de cor em fluído orgânico e seqüestrador de enxofre, resultando então, o processo dessa invenção, em um produto ambientalmente sustentável.

REIVINDICAÇÃO

Claims (4)

1 - “PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO”, caracterizado pelo processo para preparar produto sólido capaz de clarificar, seqüestrar absorver impurezas de correntes líquida e gasosa, ser constituído por óxido e/ou hidróxido de ferro e óxido de zinco, com aglutinantes negro de fumo e coque verde do petróleo e água, conformados via extrusão, pelotização e também comprimidos como peletes.

2 - “PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela composição utilizar o aglutinante, negro de fumo e o coque verde do petróleo.

3 - “PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aglutinante, negro de fumo e o coque verde do petróleo poderem ser usados separadamente e ou conjuntamente e ou variando de 0,1% a 30% na preparação desses produtos.

4 - “PROCESSO E COMPOSIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE DECLARIFICADOR, MELHORADOR DE COR EM FLUÍDOS ORGÂNICOS E SEQUESTRADORES DE ENXOFRE E MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DESTES COMPOSTOS APÓS USO” caracterizado pelo processo permitir a recuperação e reutilização desses clarificadores, sequestradores e absorvedores esgotados transformando-os e processando-os em novas matérias-primas para utilização e confecção de novos produtos.