ES2211973T3 - Procedimiento y equipo de desgasificado del azufre. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO PARA ELIMINAR LOS COMPUESTOS DE SULFURO DE HIDROGENO PRESENTES EN AZUFRE LIQUIDO MEDIANTE EL TRATAMIENTO DEL AZUFRE LIQUIDO CON UN GAS, DE MODO QUE EL AZUFRE LIQUIDO ES SOMETIDO AL MENOS A DOS TRATAMIENTOS DIFERENTES CON UN GAS FINAMENTE DIVIDIDO, HACIENDOSE USO EN CADA TRATAMIENTO DE UN SISTEMA DE RECIRCULACION CON EXTRACCION POR GAS, EVITANDO PRACTICAMENTE POR COMPLETO LA POSIBILIDAD DE QUE UNA PARTE DEL AZUFRE LIQUIDO NO SEA SOMETIDA A NINGUN TRATAMIENTO.

Description

Procedimiento y equipo de desgasificado del azufre.

La presente invención se refiere a un método para eliminar compuestos de sulfuro de hidrógeno a partir de azufre líquido, haciendo pasar un gas finamente dividido a través de azufre líquido.

Se conoce de Journal of Physical Chemistry, Vol. 70, Nº 1, 234-238, que el sulfuro de hidrógeno en azufre líquido es disuelto en forma de polisulfuros, designados como H_{2}Sx, donde x es un entero de al menos 5, y en forma de H_{2}S disuelto físicamente. A través de la descomposición de los polisulfuros, es liberado el sulfuro de hidrógeno. En el presente texto, los términos sulfuro de hidrógeno y los compuestos de sulfuro de hidrógeno serán utilizados en el sentido tanto de H_{2}S como H_{2}S_{x}, a menos que se especifique de otro modo.

El azufre producido en las plantas de recuperación de azufre contiene una media de 300 a 400 ppm en peso de sulfuro y polisulfuros de hidrógeno. Durante el almacenamiento, transporte o aplicación adicional, la liberación de sulfuro de hidrógeno disuelto puede dar lugar a situaciones peligrosas, por ejemplo, donde las personas pueden padecer estupor por lo muy tóxico del H_{2}S, con frecuencia con un resultado mortal (600 ppmv es ya letal para humanos), y el riesgo de explosión debido al sulfuro de hidrógeno liberado en el espacio de cabecera por ejemplo de los depósitos de almacenamiento (el límite inferior de explosión es aproximadamente 3,5% en volumen de sulfuro de hidrógeno en aire). Además, los problemas de hedor debido al sulfuro de hidrógeno puede ser un gran fastidio. En instalaciones que producen o procesan el azufre se requiere, por tanto, que el azufre producido pueda ser desgasificado para eliminar el sulfuro de hidrógeno y los polisulfuros a valores por debajo de 10 ppm en peso.

El sulfuro de hidrógeno disuelto es fácil de eliminar del azufre líquido, por ejemplo, por agitación, pulverización, bombeo o haciendo pasar gas o aire a través de él. Es considerablemente más difícil eliminar los polisulfuros. Los polisulfuros tienen que descomponerse, en primer lugar, de acuerdo con la reacción

H_{2}Sx \rightarrow H_{2}S + (x-1) S

antes el sulfuro de hidrógeno formado puede ser retirado del azufre líquido por desgasificación

H_{2}S (disuelto) \rightarrow H_{2}S (gas)

La descomposición de los polisulfuros puede promoverse a través de la adición de compuestos nitrogenosos, tales como amoniaco, sales de amonio, compuestos de nitrógeno orgánico (tales como alquil aminas, alcanol aminas o compuestos de nitrógeno aromático) o urea. Estos compuestos de nitrógeno funcionan como un catalizador, y por tanto, acortan el tiempo de descomposición y de este modo el tiempo requerido para la desgasificación.

Societé Nationale des Pétroles d' Aquitaine creó un proceso de desgasficación del azufre, por lo que el azufre es bombeado y pulverizado, añadiéndose el amoniaco como catalizador (patente Francesa Nº 1.435.788). SNPA, conocido más tarde como SNEA (Société Nationale Elf Aquitaine), mejoró el proceso a partir de un proceso no continuo a continuo en el que se circula el azufre sobre dos compartimentos y se pulveriza. Aquí también, se añade el amoniaco como catalizador. Estas variantes del proceso se describen en Hydrocarbon Processing, Octubre de 1982, (p. 85-89). SNEA ha mejorado el proceso una vez más a través del uso de un catalizador líquido. Este proceso se conoce bajo el nombre de Aquisulf. En este proceso también, el azufre se pone en circulación y se pulveriza. El proceso Aquisulf se describe en Oil and Gas Journal, 17 de Julio de 1989, p. 65-69.

Exxon creó un proceso de desgasificación de azufre añadiendo un catalizador líquido en la fosa o depósito de azufre. En el proceso de Exxon, el azufre no está en circulación o se agita en cualquier otro modo. El proceso ahorra energía, pero el proceso de desgasificación adecuado requiere un tiempo de residencia de 3 a 4 días. El proceso se describe en CEP, Octubre de 1985, p.42-44 y en Hydrocarbon Processing, Mayo de 1981, p. 102-103.

Texas Gulf ha creado un proceso de desgasificación de azufre en el que el azufre líquido fluye hacia debajo de una columna sobre platos y el azufre es desgasificado a contracorriente con aire (patentes de los Estados Unidos 3.807.141, 3.920.424).

El documento DD 291065 describe un proceso de desgasificación de azufre en un proceso de una sola etapa en el que el azufre es desgasificado con aire para eliminar polisulfuros.

El documento DD 292635 describe un proceso de múltiples etapas para desgasificar azufre.

Shell Internationale Research Maatschappij creó un proceso de desgasificación de azufre que se describe en la patente Alemana 173.735.

Este método consta de una sola etapa de proceso en la que el aire o una mezcla de un gas inerte y oxígeno pasa a través de azufre líquido en la presencia de un catalizador, típicamente un compuesto de nitrógeno, en condición finalmente dividido, y, después, el azufre líquido y el gas utilizado son separados entre sí.

Se describe un método comparable en el documento DD-A 292.635. De acuerdo con este método, el azufre tratado, antes del procesamiento adicional, está sometido a una post-gasificación suplementaria. No obstante, una post-gasificación de este tipo no tiene efecto o substancialmente ningún efecto sobre la reducción del contenido de sulfuro en el azufre líquido.

Procor creó un proceso de desgasificación de azufre conocido bajo el nombre de "HySpec", en el que están dispuestas en serie un número de mezcladoras de contacto de líquido. Se añade un catalizador a las mezcladoras de contacto y, finalmente, en la última etapa de mezcla, el azufre es disociado del catalizador añadido haciendo pasar aire a través de él. Una mezcladora de contacto de gas-líquido de este tipo consta de una mezcladora accionada por un motor eléctrico, que circula el azufre con aire de aspiración sobre un cilindro perforado. Este proceso fue presentado en la Sulphur 94 conference at Tampa Florida, 6-9 de Noviembre de 1994, (ver también WO-A-95/06616). Un inconveniente de este método es el uso de piezas móviles tales como un agitador que se pone en contacto con el azufre líquido. En sistemas con azufre líquido, existe una gran posibilidad de que se atasquen las piezas móviles.

Como se menciona anteriormente, las plantas de desgasificación de azufre pueden fabricarse de tamaño más pequeño debido al uso de un catalizador. No obstante, la adición de catalizadores tiene muchos inconvenientes asociados con respecto al descenso de la calidad del azufre. Se conoce también que se producen problemas de obstrucción como resultado de estos catalizadores debido a la formación de sales, tales como sulfato de amonio. Se han escuchado muchas quejas de compradores de azufre en la producción de ácido sulfúrico. Muchos de los grandes compradores de azufre, por consiguiente, requieren que el azufre no contenga catalizador.

Son también bien conocidos los problemas de corrosión provocados por la presencia de sales. Muchas compañías han tenido que adaptar sus plantas de desgasificación de azufre o han optado por la inauguración de un proceso en el que no se utilice catalizador. Un inconveniente principal es que un proceso de este tipo requiere mucho más tiempo de desgasificación, lo que conlleva mayores inversiones e implica un mayor consumo de energía.

Un objeto de la invención es proporcionar un método para eliminar los compuestos de sulfuro de hidrógeno a partir de azufre líquido, en el que no se producen estos inconvenientes. Por consiguiente, la invención se refiere a un método para desgasificar azufre sin la adición de un catalizador, en el que la desgasificación se produce utilizando un tiempo de desgasificación corto, con un consumo de energía comparativamente baja. Más particularmente, la invención se refiere a un método no catalizado para eliminar los sulfuros de hidrógeno a partir de azufre líquido, en el que puede obtenerse un contenido residual de sulfuro/polisulfuro de menos de 10 ppm en el azufre líquido de una manera muy simple utilizando una fácil adaptación técnica de los sistemas conocidos.

La presente invención se refiere a un método para eliminar los compuestos de sulfuro de hidrógeno a partir de azufre líquido haciendo pasar un gas a través del azufre líquido, donde el azufre líquido que debe tratarse pasa sucesivamente a través de al menos dos compartimentos de desgasificación, cuyos compartimentos están divididos cada uno en al menos dos subcompartimentos que son separados entre sí por al menos una pared de división, donde estos subcompartimentos están en comunicación unos con respecto a otros en la parte superior y en la parte inferior y donde el azufre líquido fluye desde un compartimento de desgasificación precedente hasta el siguiente compartimento de desgasificación a través de una abertura en una pared de división compartida de los compartimentos de desgasificación, cuya abertura está colocada bajo el nivel del azufre, y donde en al menos un subcompartimento en la parte inferior dicho gas es suministrado en forma finamente dividida, en cuyo subcompartimento fluye hasta al menos otro subcompartimento, en el que el azufre líquido fluye hacia abajo y de esta manera recircula al menos parcialmente hasta el subcompartimento en el que se suministra el gas, y el gas es recibido en el espacio de gas por encima del azufre líquido, y donde el azufre líquido fluye desde un compartimento de desgasificación hasta el siguiente compartimento de desgasificación y es descargado desde el último compartimento de desgasificación.

El método de acuerdo con la invención conduce entonces a contenidos inferiores de H_{2}S/H_{2}S_{x} en el azufre líquido desgasificado que pueden obtenerse con los métodos conocidos. Por consiguiente, dependiendo del tipo de tiempo de desgasificación, puede ajustare el contenido de H_{2}S/H_{2}S_{x}. En la práctica, esto significa también que el método de acuerdo con la invención proporciona mayor flexibilidad hacia el alcance de un equilibrio óptico de gastos y resultados.

De manera sorprendente, se ha encontrado que con un método de este tipo, se obtiene una considerable reducción del tiempo de residencia necesario, sin que esto afecte de forma adversa a la efectividad de la eliminación. Más particularmente, el método se lleva a cabo utilizando medios que previenen enormemente que el azufre líquido pase sin ser tratado (prevención de derivación o canalización).

Las diferencias esenciales del nuevo método y el método como se conoce de la patente Alemana 173.735 son la ausencia de un catalizador, el uso de más de una etapa de tratamiento de gas con recirculación y elevación del gas, y la prevención de la posibilidad que el azufre líquido no se someta a ningún tratamiento.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la medida simple de prevención de la derivación o canalización es suficiente para reducir el contenido residual del sulfuro en un sistema de este tipo hasta un nivel bajo aceptable, pro ejemplo, de 10 ppm. Esto es más sorprendente en consideración del hecho de que son suficientes algunos por cientos de derivación para dar lugar a fallo para alcanzar el valor de 10 ppm. El sistema es, además, particularmente impredecible puesto que se producen un número de efectos de forma concurrente. La desgasificación se determina tanto por efectos químicos como físicos, mientras que es muy grande la influencia de la temperatura.

La contra reacción de la canalización en el sistema tiene lugar en un número de modos, con frecuencia simples, como se indicará adicionalmente de aquí en adelante.

En la invención, es también importante que implique el uso de al menos dos tratamientos de recirculación separados del azufre con un gas finamente divido, por lo que al menos se crean dos zonas separadas que implican la gasificación del azufre. Como consecuencia de esto, se forman al menos dos zonas en las que el azufre, a través de la elevación del gas, adquiere un flujo ascendente. Fuera de estas zonas, por tanto, el azufre fluirá substancialmente hacia abajo, de forma que se termina el azufre en el extremo inferior de la zona de flujo ascendente de nuevo y se trata con gas una vez más. Esto conduce a un nuevo tratamiento intensivo con recirculación del azufre líquido. En general, durante un tratamiento de este tipo, el azufre recirculará algunos cientos de instantes de tiempo por hora, lo que significa en la práctica que se produce la recirculación una media de 1.000 o más veces para obtener la desgasificación deseada.

Una parte del azufre fluye sobre la siguiente zona y deja eventualmente la planta, con su contenido de compuestos de azufre de hidrógeno reducidos drásticamente.

Las zonas de flujo ascendente y descendente son separadas entre sí a través de divisiones. Estas divisiones dejan naturalmente espacio en la parte superior y en la parte inferior, de forma que el azufre puede circular desde una zona a otra zona.

De acuerdo con la invención, el azufre líquido es tratado con un gas finamente dividido. En la práctica, esto es entendido por significar que el gas es introducido en el azufre líquido con la ayuda de los tubos de desgasificación provistos con una multiplicidad de pequeñas aberturas. El gas que debe utilizare puede ser un gas capaz de reaccionar con los compuestos de sulfuro de hidrógeno para formar azufre, tal como aire o un gas que contiene oxígeno, o un gas incapaz de reaccionar con los compuestos de sulfuro de hidrógeno, tal como nitrógeno, o gas hidrocarburo (gas natural). El uso de un gas que contiene oxígeno, tal como aire es preferido, puesto que como es bien conocido, la efectividad de la operación se mejora enormemente con él.

Más particularmente, el método de acuerdo con la invención es una mejora del método como se describe en la patente Alemana 173.735. De hecho, este método conocido tiene el inconveniente de que se hace uso de un compuesto (catalizador) que promueve la desgasificación. Como resultado, como se ha indicado ya, el azufre está contaminado con residuos de este compuesto o de sus productos de reacción. Es cierto que es posible adaptar este proceso de tal manera que no se añada el compuesto mencionado, y esta adaptación es de hecho mucho más utilizada en la práctica, pero esto tiene el inconveniente de que el tiempo de residencia del azufre es mucho más largo, lo que es poco deseado desde el punto de vista de la inversión.

De manera sorprendente, el desarrollo y mejora adicionales de este método revelaron que con una adaptación particularmente simple del método puede obtenerse una reducción particularmente fuerte del tiempo de residencia necesario, sin que esto sea una compensación por un aumento fuerte de los costes de energía. Por el contrario, los costes de energía permanecen aproximadamente iguales o son menores.

Para la puesta en práctica de la invención, generalmente se utiliza un aparato que consta de al menos dos, particularmente, al menos tres compartimentos de desgasificación, mientras que desde el último compartimento de desgasificación, el azufre líquido fluye sobre un compartimento de bombeo. Todas las formas de realización comprenden un compartimento de bombeo o un sistema equivalente para la descarga del azufre desgasificado. Las diferencias entre las varias formas de realización residen substancialmente en la manera en que se construyen los compartimentos de desgasificación, la forma en que ha tenido lugar la división de los compartimentos de desgasificación en subcompartimentos o zonas, la forma en que el azufre fluye desde un compartimento de desgasificación hasta un siguiente compartimento de desgasificación o el compartimento de bombeo, y la construcción de la división entre los varios compartimentos de desgasificación o entre el último compartimento de desgasificación y el compartimento de bombeo.

Por consiguiente, son posibles varias variantes de este método de acuerdo con la invención. El punto de partida es un sistema en el que están presentes al menos dos compartimentos de desgasificación que están divididos en al menos dos subcompartimentos o zonas separadas físicamente, que comunican en la parte superior y en la parte inferior.

Puede incorporarse un número de variaciones en la construcción de los compartimentos de desgasificación. De acuerdo con la invención, están presentes medios para reducir la posibilidad de derivación o canalización del azufre. Las diversas variantes de esta forma de realización preferida se hacen evidentes adicionalmente en los dibujos.

De acuerdo con la invención, la pared de división entre los varios compartimentos de desgasificación está dispuesta de tal manera que divide un "recipiente de gasificación" en dos. Esto puede realizarse, por un lado, de la manera descrita en la Figura 4, donde la división cierra solamente el espacio debajo y lateralmente del recipiente. En la forma de realización de la figura 7, la división no solamente divide el espacio alrededor del recipiente, sino que divide también el propio recipiente en dos. El azufre fluye sobre la división hasta el siguiente compartimento. Una variante de esta forma de realización se muestra en la figura 10 donde el azufre no fluye sobre la división, pero fluye hasta el siguiente compartimento a través de una abertura en la división. En esta forma de realización, es preferible proporcionar la abertura en la división en la proximidad del lado inferior del subcompartimento en el que fluye el azufre líquido, más particularmente, no obstante, por encima de los medios para distribuir el gas en el azufre. Una forma de realización en la que se utiliza una división de acuerdo con la figura 10, se muestra en la figura 1.

En esta conexión, la figura 8 es una vista en planta superior de la forma de realización de la figura 1. La figura 2 es comparable con la forma de realización de la figura 8, siendo la diferencia que se ha utilizado una división como en la figura 4. La figura 5 es a su vez diferente a esto, en que utiliza una división de acuerdo con la figura 7. Las figuras 3, 6 y 9 se diferencian de las figuras 2, 5 y 8 a través de la presencia de una división adicional entre los recipientes. Esta división adicional, si se desea, puede comprender una válvula de cierre que está abierta cuando el espacio entero está siendo llenado y cerrado en funcionamiento. Esto proporciona la ventaja de que la construcción de la división puede ser mucho más ligera. Para esta cuestión, es cierto también de las divisiones en las figuras 5, 6 y 7.

En esta conexión, se observa adicionalmente que la división de los compartimentos de desgasificación en subcompartimentos no es necesario que tenga lugar con un recipiente. Puede ser ventajoso también para la división entre los dos subcompartimentos, extender desde pared a pared de los compartimentos de desgasificación, naturalmente con la salvedad de que se deje espacio libre en la parte superior y en la parte inferior del transporte de azufre entre los subcompartimentos.

En los compartimentos de desgasificación, el azufre líquido es tratado preferentemente con un gas que contiene oxígeno, por ejemplo, aire o una mezcla de gas inerte y oxígeno. Como un gas inerte, puede utilizares nitrógeno o vapor. La ventaja del gas que contiene oxígeno es que se oxida una parte del H_{2}S gaseoso hasta azufre elemental.

El gas descargado de los compartimentos de desgasificación, que consta del gas que contiene oxígeno con el sulfuro de hidrógeno retirado, se designa de aquí en adelante como gas de disociación. El gas de disociación es descargado a la planta de recuperación de azufre o a una post-combustión.

De manera sorprendente, se ha encontrado que cuando están dispuestas divisiones en un aparato de desgasificación conocido, de tal manera que dividen además los recipientes de los espacios de gasificación (subcompartimentos o zonas) en dos, el tiempo de desgasificación puede reducirse por más de un tercio a desde 24 horas o menos de 8 horas. Como se ha indicado ya, pueden mejorarse otros aspectos a través de la variación de las condiciones. No obstante, es preferible emplear tiempos de residencia de 15 horas en un máximo. En general, se ha encontrado que la división de los compartimentos de gasificación en un número de subcompartimentos mejora la efectividad de la desgasificación de forma superproporcional.

El método de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo de forma discontinua o continua en dos o más espacios de desgasificación para azufre líquido. Es preferible llevar a cabo el método de forma continua. Todo el aparato puede ser una fosa de hormigón convencional pero puede disponerse también de forma horizontal o vertical un depósito o recipiente de acero.

El método de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo haciendo pasar el azufre líquido, derivado de una planta de recuperación de azufre, en un espacio de desgasificación, que es dividido en al menos dos compartimentos por una división. El azufre líquido es alimentado en el primer compartimento, que está provisto con un espacio de gasificación separado. El espacio de gasificación está formado por un recipiente abierto en la parte superior y en la inferior. Este recipiente es de configuración cuadrada, rectangular o cilíndrica. Bajo este recipiente, se introduce el aire u otro gas adecuado con la ayuda de un distribuidor de gas. El distribuidor de gas está dispuesto bajo el recipiente abierto de manera que el gas es conducido a través del azufre en este recipiente.

Este distribuidor de gas está provisto con agujeros u otras aberturas para obtener una buena distribución. El segundo compartimento está provisto también con al menos un espacio de gasificación con distribuidores de gas. El uso de un recipiente que está abierto en la parte superior y en la inferior es preferido, pero no es absolutamente necesario para una acción adecuada del proceso.

En otra forma de realización del método de acuerdo con la invención, las divisiones están montadas sobre los recipientes de los espacios de gasificación y estas divisiones dividen el espacio de gasificación en esta forma de realización en tres compartimentos, y adicionalmente, los recipientes están divididos en dos (figura 1).

Las divisiones están montadas de pared a pared del foso o depósito o recipiente de desgasificación. El azufre fluye a través de una abertura en la división al segundo compartimento. La abertura es prevista preferentemente en el nivel de la parte inferior del recipiente del espacio de gasificación.

Después, el azufre fluye hasta el segundo espacio de gasificación y a través de una misma abertura en la segunda división hasta el tercer compartimento.

Las divisiones lateralmente, o centradas y sobre l aparte inferior del recipiente previenen que el azufre no desgasificado pase los espacios de gasificación. Las divisiones previenen un contacto pobre entre el azufre que debe desgasificarse y el gas de disociación, de forma que se incrementa enormemente la eficiencia de desgasificación con las divisiones. Por tanto, se llevan a cabo para cada compartimento el descenso sucesivo, discreto de los niveles de concentración de polisulfuro y el H_{2}S disuelto físicamente.

La construcción de las particiones o divisiones puede ser tal que estén completamente cerradas. Especialmente es importante que esté implicada una limitación del flujo, con el resultado de que se produzca solamente una ligera fluctuación del tiempo de residencia del azufre.

En el método de acuerdo con la invención, el tiempo de desgasificación del sistema de desgasificación es de seis a quince horas, preferentemente, ocho horas. La temperatura de desgasificación máxima está limitada por la viscosidad del azufre. Por encima de 157ºC, la viscosidad del azufre desgasificado se incrementa muy fuertemente; por tanto, en el método la desgasificación se lleva a cabo entre temperaturas por encima del punto de solidificación del azufre (115ºC), y la temperatura de limitación en vista de la viscosidad. Además, a una temperatura inferior, la desgasificación continúa mejor, de forma que puede reducirse el tiempo de desgasificación, o la cantidad de gas.

La desgasificación del azufre líquido puede llevarse a cabo tanto a presión en exceso, a presión atmosférica y a presión reducida.

A una presión en exceso del sistema, el gas de disociación es suministrado típicamente con un ventilador, de forma que el gas de cola puede ser descargado fácilmente a la planta de recuperación del azufre o a la incineradora. A presión reducida, se utiliza típicamente un eyector accionado con vapor es utilizado para extraer el gas de cola.

Con respecto a la cantidad de gas que debe utilizarse, puede indicarse, en general, que esto debe elegirse de manera que la producción de gas por sección transversal horizontal de los espacios de gasificación es al menos suficiente para la desgasificación deseada, pero, por otro lado, no debería ser demasiado alta con el fin de evitar la espumación del azufre líquido.

La cantidad de gas que debe utilizarse corresponde, a presión atmosférica, con el volumen de aproximadamente 0,02 - 0,10 kg de gas por kg de azufre que debe desgasificarse, y, preferentemente, de 0,04 - 0,06 kg de gas por kg de azufre. Se ha encontrado, de una manera sorprendente, que cuando se utilizan tales cantidades de gas, el tiempo de residencia es reducido de manera considerable. El gas es calentado preferentemente a una temperatura no mucho menor de 115ºC, siendo el punto de solidificación de azufre, antes de pasar a través del azufre líquido. El gas de cola es descargado y retornado hasta una planta de recuperación de azufre o descargarse hasta una post-combustión. Una planta de recuperación de azufre es una planta en la que el sulfuro de hidrógeno reacciona con el dióxido de azufre para formar azufre y agua, o el sulfuro de hidrógeno es oxidado selectivamente con oxígeno en azufre elemental. El gas de cola puede retornare hasta el quemador principal, o hasta el reactor de oxidación selectiva de la planta de recuperación de azufre, de manera que se recupera el azufre elemental de nuevo con el fin de prevenir, tanto como sea posible, la emisión de SO_{2}.

Otro procedimiento es descargar el gas de cola hasta una planta de post-combustión, donde el sulfuro de hidrógeno liberado y el vapor de azufre presenta y/o las partículas de azufre arrastradas son quemadas para dióxido de azufre. Si el contenido de oxígeno del gas de cola es todavía suficiente, puede producirse la combustión sin suministro adicional de aire.

En el método de acuerdo con la invención, adicionalmente se ha encontrado de manera sorprendente que cuando un gas que contiene oxígeno se utiliza como gas de disociación, más del 50% del sulfuro de hidrógeno eliminado y los polisulfuros son oxidados a azufre elemental, de manera que el contenido de H_{2}S en el gas de cola es inferior a lo esperado sobre la base de 300-400 ppm de sulfuro de hidrógeno y polisulfuros que están presentes en la alimentación de azufre. Esto es especialmente favorable si el gas de cola es descargado hasta la post-combustión. Con el fin de prevenir la formación de SO_{2} después de la post-combustión del gas de cola tanto como sea posible, puede ser deseable hacer un barrido del vapor de azufre y cualquiera de las partículas de azufre arrastradas en un refrigerador de gas de cola, como se describe la solicitud de patente Europea 655.414 o purificar el gas de cola de partículas de azufre arrastradas con la ayuda de una estera de separación de partículas.

Cuando se pone en funcionamiento un sistema de desgasificación de forma que se utiliza el aire o una mezcla de gas con oxígeno como un medio de desgasificación, es importante que no se exceda el límite de explosión inferior. Por tanto, en el diseño, la circunstancia de que se libera el sulfuro de hidrógeno disuelto físicamente en un tiempo corto debe tenerse en cuenta, de forma que se suministre el gas de dilución suficiente. Esta cantidad adicional de gas puede ser suministrada a través de la conmutación sobre el ventilador o eyector de reserva, de manera que se alimenta una cantidad adicional suficiente de gas de dilución al espacio de cabecera por encima del nivel de azufre líquido. De este modo, se ha encontrado que no es necesario instalar un analizador costoso para la medición de H_{2}S en el gas de disociación.

La invención se aclarará adicionalmente ahora con referencia a los dibujos.

En la figura 1, el azufre líquido derivado de una planta de recuperación de azufre es alimentado a través de una línea 1 hasta un espacio de desgasificación 2 que comprende dos espacios de gasificación 6 y 18. Cada espacio de gasificación consta de un recipiente 7 y 19, respectivamente, bajo ellos un distribuidor de gas 13 y 20, respectivamente. El recipiente está provisto con una división 50 y 51, respectivamente, que se extiende de pared a pared del espacio de gasificación 2. Estas divisiones 50 y 51 dividen el espacio de gasificación 2 en tres compartimentos 3, 4 y 52. Estas divisiones 50 y 51 dividen adicionalmente los recipientes 7 y 19 en dos.

El azufre que fluye en el compartimento 3 a través de la línea 1 fluye a través de las aberturas 53 y 54, respectivamente, prevista en la división 50 y 51, respectivamente, en el nivel de la parte inferior del recipiente 7 y 19, respectivamente, hasta el siguiente compartimento 4, y, después de esto, el compartimento 52, respectivamente.

Se produce la desgasificación en los espacios de gasificación 6 y 18 a través de la mezcla intensa con el gas, dando lugar a la denominada elevación del azufre. La cantidad de gas que se suministra al espacio de desgasificación a través de la línea 14 es controlada a través de un calibre de cantidad 11 y una válvula de control 12 en proporción con la cantidad de azufre suministrado. El gas es suministrado a través de la línea 15 y 22, respectivamente, hasta el distribuidor de gas 13 y 20, respectivamente. El gas es precalentado en el elemento calefactor 16 y 23, respectivamente.

El azufre circula sobre la parte superior de las paredes de los recipientes 7 y 19 como resultado de la fuerza de accionamiento del gas de elevación y la diferencia en el peso específico entre el azufre gasificado dentro del recipiente y el azufre no gasificado fuera del recipiente.

El nivel de azufre en el espacio de desgasificación 2 se mantiene por la división 9. El azufre fluye sobre esta división hasta el compartimento de bombeo 5 que incluye una bomba 25 para bombear el azufre desgasificado a través de la línea 26 hasta la instalación de almacenamiento o de transferencia. El gas de cola es descargado a través de la línea 31 hasta la planta de recuperación de azufre o hasta la post-combustión, respectivamente. El gas de dilución es suministrado a través de la línea 35.

Los compartimentos 3, 4, 52 y 5 están provistos con bobinas de vapor 17, 21, 55 y 24.

En la división de sobreflujo 9, justo por encima del fondo, se dispone una válvula de cierre 32.

La válvula de cierre 32 está cerrada normalmente y puede abrirse y cerrarse a través de la varilla 33.

Alternativamente, el gas de disociación puede ser suministrado a través de la línea 14 con un ventilador 34 en el caso donde la desgasificación en el espacio de desgasificación 2 se lleva a cabo bajo la presión en exceso. En este caso, el gas de cola es descargado directamente a través de la línea 31 y el eyector 29 no está instalado.

En la figura 2 a 10, se indican un número de variantes del método de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra una vista de planta superior de una forma de realización en la que una división en forma de U se ha dispuesto alrededor del recipiente de gasificación.

En la figura 4, se muestra en perspectiva la construcción de la forma de realización de la figura 3.

Las figuras 5 y 6 se refieren a dos formas de realización del uso de una división continua prevista en la parte superior con un sobreflujo para el azufre líquido. El principio de la división de los compartimentos y subcompartimentos corresponde con el de las figuras 2 y 3. La figura 7 muestra en perspectiva la construcción de las formas de realización de las figuras 5 y 6.

De manera similar, las figuras 8 - 10 muestran las formas de realización en las que el azufre fluye hasta un siguiente compartimento a través de una abertura en las paredes de división.

Una forma de realización que no se muestra puede constar de un sistema de acuerdo con las figuras 2 y 3 en las que, en lugar de una sección en forma de U alrededor de los recipientes, solamente están dispuestas divisiones laterales en el lado de los recipientes.

Ejemplo 1

El azufre líquido derivado de una planta de recuperación de azufre que contiene 355 ppm de sulfuro de hidrógeno y polisulfuros con una temperatura de 150ºC, pasó dentro de un espacio de desgasificación que contiene cinco espacios de gasificación provistos con los recipientes cuadrados que tiene cada uno un distribuidor de gas de disociación. El aire fue utilizado para disociación. Durante estos primeros ensayos, no se han instalado las divisiones, de forma que los espacios de gasificación estaban en comunicación entre sí. Se llevaron a cabo una serie de ensayos en los que se variaron la cantidad de azufre suministrado y la cantidad de gas de disociación, respectivamente. Las mismas series de ensayos se realización entonces bajo condiciones iguales en un mismo espacio de desgasificación, pero ahora con divisiones como se describe en la forma de realización preferida, es decir, con divisiones que están instaladas de pared a pared y dividen los recipientes en dos (principio de la figura 1). El contenido residual de sulfuro de hidrógeno y polisulfuro fue analizado en el azufre desgasificado de acuerdo con el procedimiento conocido en la técnica. Los resultados son resumidos en la siguiente revisión.

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Ejemplo 2

En el espacio de desgasificación con las divisiones como se describe en el Ejemplo 1, se llevaron a cabo posteriormente un número de ensayos para determinar los criterios para desgasificar azufre líquido por debajo de 10 ppm.

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Claims (15)

1. Un método para eliminar compuestos de sulfuro de hidrógeno a partir de azufre líquido haciendo pasar un gas a través del azufre líquido, donde el azufre líquido que debe ser tratado pasa sucesivamente a través de al menos dos compartimentos de desgasificación, cuyos compartimentos están divididos cada uno en al menos dos subcompartimentos que están separados entre sí por al menos una pared de división, donde estos subcompartimentos está cada uno en comunicación con respecto a otro en la parte superior y en la parte inferior y, donde el azufre líquido fluye desde un compartimento de desgasificación precedente hasta el siguiente compartimento de desgasificación a través de una abertura en una pared de división compartida de los compartimentos de desgasificación, cuya abertura está localizada bajo el nivel del azufre, y donde en al menos un subcompartimento en la parte inferior dicho gas es alimentado en forma finamente dividida, en cuyo subcompartimento el azufre líquido, a través de la acción de dicho gas fluye hacia arriba, en la parte superior de dicho primer subcompartimento fluye hasta al menos otro subcompartimento, en el que el azufre líquido fluye hacia abajo y de esta manera circular de nuevo al menos parcialmente hasta el subcompartimento en el que se alimenta el gas, y el gas es recibido en un espacio de gas por encima del azufre líquido, y donde el azufre líquido fluye desde un compartimento desde un compartimento de desgasificación hasta un siguiente compartimento de desgasificación y se descarga desde el último compartimento de desgasificación.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el azufre líquido de un compartimento de desgasificación precedente fluye sobre el borde superior de la pared de división hasta el siguiente compartimento de desgasificación.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, donde dicha abertura está localizada en el fondo de la pared de división del subcompartimento en el que fluye hacia arriba el azufre líquido.

4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, donde como gas pasa a través del azufre líquido, se utiliza el gas que contiene oxígeno.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, donde el aire es utilizado como gas que contiene oxígeno.

6. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, donde la disociación se lleva a cabo a presión atmosférica o super-atmosférica.

7. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-6, donde el contenido de los compuestos de sulfuro de hidrógeno es reducido a menos de 10 ppm.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, donde se produce la desgasificación en al menos tres etapas, donde en la primera etapa el contenido de los compuestos de sulfuro de hidrógeno se reduce hasta un valor entre 75 y 150 ppm en peso, después en una segunda etapa, el contenido de los compuestos de sulfuro de hidrógeno se reduce hasta un valor entre 25 y 75 ppm en peso, mientras que en la tercera etapa el contenido de los compuestos de sulfuro de hidrógeno se reduce hasta un valor menor que o igual a 10 ppm en peso.

9. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-8, donde la cantidad de gas se corresponde con el volumen de 0,02 a 0,10, preferentemente, de 0,04 a 0,06 kg por kg de azufre, calculado a presión atmosférica.

10. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-9, donde el azufre líquido es derivado de una planta de recuperación de azufre.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, donde la planta de recuperación de azufre consta al menos de un aparato para el tratamiento del gas con al ayuda de un absorbente y una oxidación de los componentes de azufre hasta azufre elemental, cuyo azufre es licuado en al menos un condensador de azufre.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, donde el gas derivado del tratamiento del azufre líquido es suministrado a la planta de recuperación de azufre.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, donde el gas es suministrado hasta un quemador principal u otro lugar adecuado en la planta.

14. Aparato adecuado para eliminar compuestos de sulfuro de hidrógeno a partir de azufre líquido pasando un gas a través del azufre líquido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, comprendiendo dicho aparato al menos dos compartimentos de desgasificación, separados entre sí por una pared de división compartida, cuyos compartimentos están divididos cada uno en al menos dos subcompartimentos que están en comunicación entre sí en la parte superior e inferior y, donde al menos un subcompartimento en cada compartimento de desgasificación está previsto en la parte inferior con medios para alimentar dicho gas en forma finamente dividida, teniendo la pared de división compartida una abertura para el flujo del azufre desde un compartimento hasta un compartimento posterior, estando dicha abertura por debajo del nivel de azufre normal de los compartimentos, y cada compartimento de desgasificación está provisto con medios para hacer fluir el azufre líquido hasta el siguiente compartimento de desgasificación, el último compartimento de desgasificación está provisto con medios para descargar el azufre líquido, y están provistos todos los compartimentos con un a provisión de recepción de gas y una descarga de gas.

15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14, donde el aparato consta de al menos tres compartimentos de desgasificación separados mutuamente.