ES2568635T3 - Producción de ácido sulfúrico con reciclaje de gas desulfurado - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para la oxidación de SO2 a SO3, que comprende las etapas de (a) dirigir una corriente de gas de alimentación que comprende SO2 y O2 a un material catalíticamente activo, (b) oxidar una cantidad de dicho SO2 en dicho gas de proceso a SO3 en presencia de al menos 0,1% de agua y el material catalíticamente activo, proporcionando un primer gas de proceso oxidado, (c) hacer reaccionar SO3 con agua en una columna de condensación, (d) condensar H2SO4 en un condensador, (e) retirar un primer gas de proceso desulfurado y una primera corriente de ácido sulfúrico, (f) del gas de proceso desulfurado retirar una corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado, en donde la corriente de reciclaje se añade a dicha corriente de gas de alimentación o a dicho primer gas de proceso oxidado.

Description

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DESCRIPCION
Produccion de acido sulfurico con reciclaje de gas desulfurado
La presente invencion se refiere a un metodo para la produccion de acido sulfurico por desulfuracion de un gas de proceso rico en SO2, incluyendo gases de alimentacion procedentes de la combustion de una fuente de azufre tales como H2S, azufre y acido gastado y los gases de combustion procedentes de plantas de combustion. Mas espedficamente, se refiere a un procedimiento con reducidos requerimientos de equipo que implica el reciclaje del gas de proceso desulfurado.
El acido sulfurico puede ser producido a partir de gases que contienen oxidos de azufre. Uno de estos procedimientos se basa en la oxidacion de SO2 a SO3 en presencia de vapor de agua, seguido de la condensacion para dar H2SO4, y se vende bajo el nombre comercial WSA (el Wet gas Sulphuric Acid) por la comparua Haldor Tops0e A/S de Dinamarca. La fuente de azufre puede ser un gas de escape con alto contenido en azufre, o mas dpicamente, un gas producido por la combustion de una fuente rica en azufre tal como azufre elemental o sulfuro de hidrogeno.
Con el aumento de la preocupacion medioambiental, las regulaciones de las emisiones de oxido de azufre a concentraciones muy bajas ha conducido al desarrollo de dos plantas de proceso de WSA configurados en serie tal como se describe en el documento WO 2008/064698, de aid el nombre comercial WSA-DC para la doble condensacion.
El proceso WSA opera con concentraciones de agua en el gas de proceso proximas a o por encima de concentraciones estequiometricas con respecto a la hidratacion de SO3. Por lo tanto, la capacidad de controlar la condensacion de acido sulfurico es cntica, dado que el acido sulfurico es muy corrosivo. La condensacion de acido sulfurico se produce si la temperatura del gas esta por debajo del punto de rodo del acido sulfurico, que es una funcion de las presiones parciales de acido sulfurico y agua. Las condiciones en el proceso WSA aguas abajo de la oxidacion catalrtica se eligen dpicamente para obtener un punto de rodo dado de H2SO4, de manera que la condensacion de H2SO4 solo se produce dentro de la unidad de condensacion. Con concentraciones de SO3 en el gas de proceso oxidado por encima de aproximadamente 5% en volumen esto requiere dpicamente la dilucion del gas de proceso oxidado, que se proporciona mediante la adicion de aire en exceso, en comparacion con los requisitos estequiometricos para la oxidacion de compuestos de azufre en trioxido de azufre. Este aire en exceso dara lugar a un exceso de flujo del gas de proceso y, por lo tanto, a un costo extra y una recuperacion de calor reducida.
El coste del material y el coste operativo del proceso de desulfuracion se incrementan con el aumento del flujo molar total en la planta. Por lo tanto, es deseable identificar formas de reducir este flujo. Ademas de ello, la cantidad de calor recuperado en la planta de desulfuracion es tambien un factor economico importante para la planta.
Para la oxidacion catalftica de SO2se requiere que la temperatura del gas de proceso sea de al menos 370°C en la entrada al convertidor de SO2. Esto se puede obtener. p. ej., atemperando el gas de proceso aguas arriba del reactor catalftico en el que el SO2 se oxida a SO3. La reaccion exotermica requiere dpicamente temperaturas por encima de 370 a 390°C para la activacion, pero, por otro lado, temperaturas por encima de esto empujan el equilibrio entre SO2 y SO3 hacia SO2, de tal manera que se forma menos acido sulfurico.
Aguas abajo del reactor catadtico. el gas rico en SO3 se enfria a 230-310°C y el SO3 es hidratado para formar vapor de H2SO4 en o aguas arriba de un condensador en el que el vapor de H2SO4 y la mayor parte del SO3 se condensa selectivamente como acido sulfurico concentrado.
El documento WO 2008/064698 se refiere a un procedimiento para producir acido sulfurico a partir de gases de alimentacion implementados como un proceso de desulfuracion dual, que emplea dos plantas de proceso WSA en serie, con el beneficio asociado de ser capaz de hacer funcionar cada uno de los procesos combinados de manera optima a altos y bajos niveles de SO2, respectivamente.
Los documentos EP 0 972 746 y EP 2 330 075 se refieren a procedimientos para la produccion de acido sulfurico, mediante el llamado proceso de contacto en seco, en el que se recicla al quemador de azufre un gas residual secado. De acuerdo con el proceso de contacto en seco, SO2 se oxida a SO3 en un entorno seco, seguido de
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absorcion de SO3 poniendo en contacto el gas con un absorbente de agua/acido sulfurico, con la ventaja asociada de menos exigencias a la robustez del catalizador y con la flexibilidad para los disenos del intercambiador de calor debido a la ausencia de acido sulfurico condensable, pero a expensas de requerir un equipo para secar el gas de alimentacion antes de la oxidacion. Un gas agotado en azufre se recicla para ser alimentado aguas arriba de una unidad de combustion de azufre, con el fin de controlar la temperature de combustion, aumentar la separacion de azufre y reducir el tamano del equipo. Ninguna de estas dos descripciones se aperciben de las relaciones importantes entre la dilucion por el gas de reciclado y el punto de rodo de un gas que comprende agua, trioxido de azufre y acido sulfurico.
La presente descripcion esta dirigida a reducir la inversion y los costos operativos de una planta de desulfuracion doble, reduciendo el flujo molar de gas de proceso en las secciones seleccionadas de la planta de WSA. Esto se realiza mediante la configuracion de la planta de desulfuracion para el reciclaje de una sub-corriente de un primer gas de proceso desulfurado, de manera que el primer proceso de desulfuracion funciona con una dilucion suficiente para evitar la condensacion de acido sulfurico fuera del condensador, mientras que el resto del proceso de desulfuracion, en la que requiere menos o no se requiere dilucion alguna debido a las menores concentraciones de SO3 se pueden reducir en tamano debido a la ausencia del gas reciclado en el flujo. De manera similar, puede reducirse el tamano de la camara de combustion de azufre y otros equipos aguas arriba de la adicion de gas desulfurado reciclado. Esto tambien reduce la cantidad de energfa requerida para calentar el gas de alimentacion al segundo reactor catalftico.
Secciones de la presente solicitud se refieren a un procedimiento que tiene dos etapas de desulfuracion. A este respecto, las expresiones proceso de desulfuracion o unidad de desulfuracion aguas arriba o primero se entenderan relacionadas con unas etapas de desulfuracion mas proximas al gas de alimentacion, y aguas abajo, segundo o secundario a la otra etapa de desulfuracion mas proxima a la pila.
A lo largo del presente texto, elementos triviales, pero crfticos, tales como bombas, valvulas e intercambiadores de calor pueden no mencionarse expftcitamente, pero tal omision no se debe interpretar como una ausencia de los elementos, a menos que se mencione expftcitamente como tal.
En una primera realizacion, la invencion se refiere a un procedimiento para la oxidacion de SO2 a SO3, que comprende las etapas de,
(a) dirigir una corriente de gas de alimentacion que comprende SO2y 02 a un material catalfticamente activo,
(b) oxidar una cantidad de dicho SO2 en dicho gas de proceso a SO3 en presencia de al menos 0,1% de agua y el material catalfticamente activo, proporcionando un primer gas de proceso oxidado,
(c) hacer reaccionar S03con agua,
(d) condensar H2SO4,
(e) retirar un primer gas de proceso desulfurado y una primera corriente de acido sulfurico,
(f) del gas de proceso desulfurado retirar una corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado, en donde la corriente de reciclaje se anade a dicha corriente de gas de alimentacion o a dicho primer gas de proceso oxidado con el beneficio asociado de reducir el flujo molar de la retirada aguas abajo del gas de proceso de la corriente de reciclaje, y aguas arriba del punto de mezcladura, con el beneficio asociado de separar SO2 a partir de un gas de combustion tal como acido sulfurico, sin tener que secar el gas de proceso y, subsiguientemente, anadir agua al gas, al tiempo que se mantienen las condiciones no corrosivas en toda la planta del proceso.
En una realizacion adicional, el procedimiento comprende, ademas, las etapas secundarias de procedimiento de separacion de azufre de
(g) recalentar el primer gas de proceso desulfurado,
(h) oxidar una cantidad del SO2 restante en dicho primer gas de proceso desulfurado a SO3 en presencia de un segundo material catalfticamente activo, proporcionando un segundo gas de proceso oxidado,
(i) hacer reaccionar SO3 con agua,
(j) condensar H2SO4,
(k) y retirar un segundo gas de proceso desulfurado y una segunda corriente de acido sulfurico con el beneficio asociado de reducir adicionalmente la concentracion de SO2 en el gas de proceso.
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En una realizacion adicional, el procedimiento comprende, ademas, la etapa de procedimiento de (1) calentar la corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado a una temperatura por encima del punto de rodo de acido sulfurico en el gas de combustion desulfurado con el beneficio asociado de reducir el riesgo de condensacion del acido sulfurico corrosivo, despues de la mezcladura con el gas de proceso.
En una realizacion adicional, la temperatura de la corriente de reciclaje es de al menos 10°C, preferiblemente de al menos 30°C y aun mas preferible de al menos 50°C por encima del punto de rodo con respecto al acido sulfurico con el beneficio asociado de reducir el riesgo de la corrosion, asegurando un amplio margen hasta el punto de condensacion del acido sulfurico.
Una realizacion adicional implica una o mas etapas secundarias del proceso de separacion de azufre tomadas del grupo que consiste en (m) la separacion de vapor de acido sulfurico mediante la recogida de gotitas en un filtro de niebla y la retirada de gotitas de acido sulfurico recogidas,
(n) la separacion de vapor de acido sulfurico por precipitacion electrostatica, y la separacion de acido precipitado sulfurico, (o) la separacion de oxidos de azufre por absorcion en un lavador, en el que dicho lavador contiene una disolucion alcalina y/o una disolucion oxidante con el beneficio asociado de proporcionar medios optimos para la reduccion de concentraciones de SOx en el gas limpio de acuerdo con los requisitos espedficos del procedimiento.
En una realizacion adicional, la corriente de reciclaje se retira aguas abajo de la etapa secundaria del procedimiento de separacion de azufre con el beneficio asociado de un flujo molar reducido aguas arriba del proceso de desulfuracion, mientras que la alta dilucion se mantiene en la totalidad de la planta de desulfuracion.
En una realizacion adicional, la corriente de reciclaje se retira aguas abajo de la etapa secundaria del procedimiento de separacion de azufre con el beneficio asociado de un flujo molar reducido aguas arriba del proceso de desulfuracion y en el proceso secundario de separacion de azufre.
En una realizacion adicional, la concentracion de SO2 en el gas rico en SO2 esta en el intervalo de 5-100% en vol., preferiblemente 5-30% en vol., lo que permite el maximo beneficio de la separacion de oxidos de azufre en dos procesos independientes montados en serie.
En una realizacion adicional, al menos 99% del azufre comprendido en el gas de alimentacion esta en forma oxidada tal como SO2 o SO3 o los acidos correspondientes, con el beneficio asociado de que sustancialmente todo el azufre es condensable como acido en el proceso.
En una realizacion adicional menos de 50% de dicho gas de proceso desulfurado se retira como una corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado, con el beneficio asociado de evitar una acumulacion de gases inertes tales como nitrogeno y argon.
En una realizacion adicional, la concentracion volumetrica de oxfgeno en dicho gas de proceso que se dirige para contactar con el material catalfticamente activo es al menos la misma que la concentracion volumetrica de dioxido de azufre, con la ventaja asociada de proporcionar un proceso de oxidacion eficiente con reaccion rapida debido al exceso de oxfgeno.
En una realizacion adicional, la temperatura de dicho gas reciclado esta por encima de 200°C, con el beneficio asociado de mantener no corrosivo el gas reciclado, incluso en presencia de agua y oxidos de azufre.
Un aspecto adicional de la invencion, se refiere a una planta de proceso para la desulfuracion de un gas de alimentacion que comprende un primer lecho de material catalfticamente activo, una primera unidad de condensacion y una planta de desulfuracion de aguas abajo, configurada para el reciclaje de una corriente que es retirada aguas abajo de dicha primera unidad de condensacion y opcionalmente aguas abajo de la unidad de desulfuracion de aguas abajo y se recicla a una posicion del proceso aguas arriba de la primera unidad de condensacion y, opcionalmente, aguas arriba de dicho primer lecho de material catalfticamente activo, con el beneficio asociado de reducir el flujo molar de la retirada aguas abajo del gas de proceso de la corriente de reciclaje, con el beneficio asociado de proporcionar una planta para la separacion de SO2 a partir de un gas de combustion tal como acido sulfurico, sin tener que secar el gas de proceso, al tiempo que se mantienen condiciones no corrosivas en la totalidad de la planta del proceso.
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Una realizacion adicional implica una o mas unidades de proceso de separacion de azufre aguas abajo de la planta de desulfuracion, tomadas del grupo que consiste en (i) una unidad de proceso que comprende un material catalftico para la oxidacion de SO2 a SO3 y un condensador para la condensacion del acido sulfurico, (ii) un filtro de vapor para la separacion de vapor de acido sulfurico mediante la recogida de gotitas y la retirada de gotitas de acido sulfurico recogidas, (iii) un precipitador electrostatico para la recogida de acido sulfurico ftquido a partir de vapor de acido sulfurico, y (iv) un lavador para la separacion de oxidos de azufre mediante absorcion en una disolucion alcalina y/o una disolucion oxidante con el beneficio asociado de proporcionar los medios optimos para la reduccion de concentraciones de SOx en el gas limpio de acuerdo con los requisitos espedficos del procedimiento.
Una forma de realizacion adicional esta configurada para el reciclaje de una corriente que es retirada aguas abajo de dicha primera unidad de condensacion y aguas arriba de la unidad de desulfuracion de aguas abajo, con el beneficio asociado de reducir el flujo molar dentro de la unidad de desulfuracion de aguas abajo.
Una realizacion adicional implica una unidad de combustion para un material rico en azufre aguas arriba de dicha planta proceso, en la que se recicla la corriente que es dirigida a una posicion aguas arriba o aguas debajo de dicha unidad de combustion, con el beneficio asociado de proporcionar independientemente una fuente de azufre para la produccion de acido sulfurico.
La Fig. 1 ilustra un procedimiento de acuerdo con la tecnica anterior.
La Fig. 2 ilustra un procedimiento de acuerdo con una realizacion de la presente descripcion que
implica dos procesos WSA en serie.
La Fig. 3 ilustra un procedimiento de acuerdo con una realizacion de la presente descripcion que
implica un proceso WSA y un proceso de lavado en serie.
La Fig. 4 ilustra un procedimiento de acuerdo con una realizacion de la presente descripcion, en la que
la corriente reciclada es retirada aguas debajo de los dos procesos de desulfuracion.
Un procedimiento, tal como se muestra en la Fig. 1, para la separacion de SO2 a partir de gases de proceso, con la produccion asociada de acido sulfurico se conoce de la tecnica anterior, y se puede describir como un procedimiento de Condensacion Doble/Conversion Doble. En el procedimiento, un gas de alimentacion 2 que contiene SO2 se puede proporcionar, opcionalmente, por enfriamiento o calentamiento, a un intercambiador de calor 4 apropiado, se puede proporcionar como un gas de proceso 6 a una temperatura suficiente para que se inicie la oxidacion catalftica de SO2 a SO3 tal como de alrededor de 370-420°C. El gas de proceso 8 atemperado es dirigido a un reactor catalftico 8 en el que la oxidacion de SO2 a SO3 tiene lugar en presencia de un catalizador de acido sulfurico apropiado. Una gama de catalizadores de acido sulfurico de este tipo es conocida por la persona experta en la tecnica. Un catalizador posible es oxido de vanadio soportado sobre un material de soporte de sflice y fomentado con metales alcalinos. Los metales alcalinos preferidos son potasio, sodio y/o cesio.
Para evitar el empuje del equilibrio SO2/SO3 hacia SO2 al tiempo que se disfruta del beneficio de las altas velocidades de reaccion a altas temperaturas, la oxidacion se lleva a cabo a menudo en dos o tres lechos con intercambiadores de calor intermedios, y seguidos por un intercambiador de calor adicional.
A la salida del reactor catalftico esta disponible un primer gas de proceso 10 oxidado. Este primer gas de proceso oxidado contiene vapor de agua, el cual, a medida que se reduce la temperatura, hidrata SO3 para formar acido sulfurico H2SO4 gaseoso. El gas de proceso oxidado y parcialmente hidratado se dirige a una unidad de condensacion 12, en la que la temperatura se reduce a por debajo del punto de rodo del acido sulfurico. El acido sulfurico se condensa y se puede recoger en forma concentrada en la parte inferior de la unidad de condensacion 36. En la salida superior de la unidad de condensacion un gas de proceso 14 desulfurado se dirige aguas abajo a un reactor catalftico 24 adicional, en donde la mayor parte del SO2 restante es oxidado, formando un segundo gas de proceso 26 oxidado, que se somete a un proceso de condensacion similar en 30, antes de que se dirija a la pila 34 en forma de un gas 32 limpio.
Ahora, de acuerdo con la presente descripcion con referencia a la Fig. 2 y la Fig. 3, se desea mantener el gas de proceso 10 oxidado por encima del punto de rodo del acido sulfurico, al tiempo que garantizar un alto nivel de separacion de azufre y reducir el tamano del equipo. Esto se obtiene manteniendo la concentracion de oxidos de azufre baja, por dilucion del gas de alimentacion 6 con una primera corriente de reciclaje 22 de gas de proceso desulfurado en un punto de mezcladura 40. El flujo molar de la corriente de reciclaje 22 es aproximadamente el mismo que la cantidad de aire en exceso de acuerdo con la tecnica anterior y, por lo tanto, las condiciones generales, incluyendo la concentracion de SO3y H2SO4 en el primer gas de proceso 10 oxidado de esta realizacion, son equivalentes a las de la tecnica anterior. El flujo molar reducido de gas de proceso 23 desulfurado, aguas abajo
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del punto 42 de retirada constituye ahora un gas de proceso secundario, que puede ser desulfurado adicionalmente en un proceso de desulfuracion de aguas abajo.
En una forma de realizacion preferida ilustrada en la Fig. 2, el proceso de desulfuracion de aguas abajo es un segundo proceso WSA configurado para la separacion de un nivel bajo de oxidos de azufre, que comprende un reactor catalttico 24 y un condensador 30. Este proceso de desulfuracion de aguas abajo puede ser significativamente mas pequeno que el proceso de desulfuracion de aguas arriba, ya que el flujo molar es mucho menor debido a la retirada de la corriente de reciclaje 22.
En una realizacion alternativa se ilustra en la Fig. 3, el primer proceso WSA es seguido por un proceso alternativo para la separacion de bajas concentraciones de oxidos de azufre tal como un lavador 44,46 para la recogida de los oxidos de azufre en cualquiera de hidroxido de sodio o peroxido de hidrogeno.
En una realizacion adicional ilustrada en la Fig. 4, el punto de retirada puede estar situado aguas abajo del proceso de desulfuracion de aguas abajo. En este caso estara presente un flujo molar grande en los dos procesos de desulfuracion, pero un flujo molar reducido estara presente aguas arriba de la primera desulfuracion. Esta forma de realizacion puede ser especialmente adecuada para la produccion de acido sulfurico mediante la combustion de una fuente de azufre, ya que la camara de combustion de azufre puede ser reducida en tamano, en comparacion con la tecnica anterior.
La adicion de la corriente de reciclaje en el punto de mezcladura 40 puede requerir una mezcladura cuidadosa para evitar bolsas de condiciones de condensacion, en donde puede tener lugar una corrosion. Esto puede ser beneficiosamente implementado por un mezclador de gas apropiado tal como se describe en el documento WO2011/101038.
En una realizacion adicional, el procedimiento puede incluir tambien una camara de combustion que recibe una alimentacion rica en azufre, que comprende, p. ej., sulfuro de hidrogeno, acido gastado o azufre, y la corriente de reciclaje se puede anadir al gas de alimentacion aguas arriba de esta camara de combustion. Una adicion de este tipo aguas arriba de una camara de combustion de azufre se considerara equivalente a la adicion de una corriente de reciclaje aguas debajo de dicha camara de combustion de azufre.
EJEMPLOS
Con el fin de evaluar las realizaciones de la tecnica anterior y las realizaciones de la presente descripcion, se han evaluado los parametros de comportamiento y de diseno para 3 procedimientos de acido sulfurico disenados para la produccion de 600 toneladas metricas de acido sulfurico por dfa (calculado como 100% de H2SO4). Los procedimientos producen 98% (p/p) de H2SO4, con una conversion de SO2 de 99,83%. Fuera de la planta de desulfuracion el vapor de agua se puede convertir en energfa electrica. Para el procedimiento, la alimentacion es 100% de gas H2S y las condiciones ambientales son presion de 1001 mbar abs a 25°C, 65% de HR.
Ejemplo 1
La unidad de proceso esta disenada de acuerdo con la Fig. 1, es decir, de conversion doble/condensacion doble. Los siguientes pasos del procedimiento se aplican con referencia a los elementos de la Fig. 1:
Combustion (no mostrada)

Enfriamiento (4)

1a Conversion y Enfriamiento (8)

1a Condensacion y retirada de acido (12, 36) Recalentamiento (18)
2a Conversion y Enfriamiento (24, 18)
2a Condensacion y retirada de acido (30, 38)

Gas limpia para apilar (34)
A partir de los datos de la Tabla 1, se puede observar que la unidad esta funcionando de acuerdo con los requisitos de comportamiento con un flujo de gas limpio de 73500 Nm3/h.
Ejemplo 2
La unidad de proceso esta disenada como una unidad de conversion doble / condensacion doble de acuerdo con 5 una realizacion de la presente descripcion, es decir, gas de proceso desulfurado es reciclado aguas abajo del recalentamiento 18 a aguas arriba del convertidor 8 de SO2 de acuerdo con la Fig. 2.
Combustion
(no mostrada)
Enfriamiento
(4)
Mezcla de gas de proceso con gas de reciclaje (6,22,40)
1a Conversion y Enfriamiento
(8)
1a Condensacion y retirada de acido
(12, 36)
Recalentamiento
(18)
Retirada de gas de reciclaje
(22,42)
2a Conversion y Enfriamiento
(24,18)
2a Condensacion y retirada del acido
(30,38)
Gas limpio para apilar
(34)
A partir de la Tabla 1 es evidente que la emision de azufre es tan baja como para el procedimiento de la tecnica anterior del Ejemplo 1. Ademas, el flujo molar de gas de proceso antes del punto 40 de mezcladura de gas de reciclaje y despues del punto 42 de retirada de gas de reciclaje se ha reducido en mas de 20% a un flujo de gas 10 limpio de 56500 Nm3/h, lo cual resulta en un diseno eficiente mas pequeno y mas economico.
Ejemplo 3
La unidad de proceso esta disenada de acuerdo con la Fig. 3 como una unidad de Conversion Sencilla / Condensacion Sencilla con una unidad 44 de enfriamiento brusco y un lavador 46 de gases de cola de peroxido de hidrogeno y reciclaje de gas de proceso.
Combustion (no mostrada)

Enfriamiento (4)
Mezcladura de gas de proceso con gas de reciclaje (6,22,40)

1a Conversion y Enfriamiento (8)
1a Condensacion y retirada del acido (12, 36)

Retirada de gas de reciclaje (42)
Enfriamiento de gas del proceso (Enfriamiento brusco) (44)

Lavado de gas del proceso (46)
15 De la Tabla 1 se puede ver que el comportamiento es bueno de acuerdo con la especificacion y que es posible reducir el flujo molar aproximadamente un 20% fuera del bucle de reciclaje 42,22,40, lo cual resulta de nuevo en una unidad mas economica que si se construyera de acuerdo con de la tecnica anterior.
Tabla 1
Ejemplo 1 sin recirculacion Ejemplo 2 recirculacion Ejemplo 3 conversion sencilla, recirculacion y lavador Unidad
Flujo de Alimentacion
5731 5731 5731 Nm3/h
Air de Combustion
85600 68600 (-20%) 71000 (-17%) Nm3/h
GP antes de reciclaie
88400 71400 (-19%) 74400 (-16%) Nm3/h
Convertidor SO2 a la entrada del GP
88400 88600 (0%) 92100 (44%) Nm3/h
Reciclaje
0 17100 17700 Nm3/h
Gas de proceso despues de reciclaje
74400 57400 (-23%) 59400 (-20%) Nm3/h
Gas Limpio
73500 56500 (-23%) 61700 (-17%) Nm3/h
Produccion de Ene^a
13,3 13,6 (+2,5%) 13,7 (+3,0%) Nm3/h
Azufre en gas limpio en forma de SO2
50 50 50 kg/h
Separacion de SO2
99,83 99,83 99,83 %

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para la oxidacion de SO2 a SO3, que comprende las etapas de
    (a) dirigir una corriente de gas de alimentacion que comprende SO2 y O2 a un material catalfticamente activo,
    (b) oxidar una cantidad de dicho SO2 en dicho gas de proceso a SO3 en presencia de al menos 0,1% de agua y el material catalfticamente activo, proporcionando un primer gas de proceso oxidado,
    (c) hacer reaccionar SO3 con agua en una columna de condensacion,
    (d) condensar H2SO4 en un condensador,
    (e) retirar un primer gas de proceso desulfurado y una primera corriente de acido sulfurico,
    (f) del gas de proceso desulfurado retirar una corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado, en donde la corriente de reciclaje se anade a dicha corriente de gas de alimentacion o a dicho primer gas de proceso oxidado.
  2. 2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende, ademas, la etapa secundaria de procedimiento de separacion de azufre de
    (g) recalentar el primer gas de proceso desulfurado,
    (h) oxidar una cantidad del SO2 restante en dicho primer gas de proceso desulfurado a SO3 en presencia de un segundo material catalfticamente activo, proporcionando un segundo gas de proceso oxidado,
    (i) hacer reaccionar SO3 con agua,
    (j) condensar H2SO4,
    (k) y retirar un segundo gas de proceso desulfurado y una segunda corriente de acido sulfurico.
  3. 3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende, ademas, la etapa de procedimiento de
    (1) calentar la corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado a una temperatura por encima del punto de rodo de acido sulfurico en el gas de combustion desulfurado, tal como al menos 10°C, preferiblemente al menos 30°C e incluso mas preferiblemente al menos 50°C por encima del punto de rodo con respecto al acido sulfurico en dicha corriente de reciclaje.
  4. 4. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, ademas, una o mas etapas secundarias del proceso de separacion de azufre tomadas del grupo que consiste en
    (m) la separacion de vapor de acido sulfurico mediante la recogida de gotitas en un filtro de niebla y la retirada de gotitas de acido sulfurico recogidas,
    (n) la separacion de vapor de acido sulfurico por precipitacion electrostatica, y la separacion de acido precipitado sulfurico,
    (o) la separacion de oxidos de azufre por absorcion en un lavador, en el que dicho lavador contiene una disolucion alcalina y/o una disolucion oxidante.
  5. 5. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 4, en el que la corriente de reciclaje se retira aguas abajo de la etapa secundaria del procedimiento de separacion de azufre.
  6. 6. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 4, en el que la corriente de reciclaje se retira aguas abajo de la etapa secundaria del procedimiento de separacion de azufre.
  7. 7. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, en el que la concentracion de SO2 en el gas de alimentacion esta por encima de 5% en vol., y por debajo de 100% en vol., preferiblemente por debajo de 30% en vol.
  8. 8. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos 99% del azufre comprendido en el gas de alimentacion esta en forma oxidada tal como SO2 o SO3 o los acidos correspondientes.
  9. 9. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, en el que menos de 50% de dicho gas de proceso desulfurado se retira como una corriente de reciclaje de gas de proceso desulfurado.
    5
    10
    15
    20
    25
  10. 10. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9, en el que la concentracion volumetrica de ox^geno en dicho gas de proceso que se dirige para contactar con el material catalfticamente activo es al menos la misma que la concentracion volumetrica de dioxido de azufre.
  11. 11. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10, en el que la temperatura de dicho gas reciclado esta por encima de 200°C.
  12. 12. Una planta de proceso para la desulfuracion de un gas de alimentacion que comprende un primer lecho de material catalfticamente activo,
    una primera unidad de condensacion y una unidad de desulfuracion de aguas abajo, configurada para el reciclaje de una corriente que es retirada aguas abajo de dicha primera unidad de condensacion y opcionalmente aguas abajo de la unidad de desulfuracion de aguas abajo y se recicla a una posicion del proceso aguas arriba de la primera unidad de condensacion y, opcionalmente, aguas arriba de dicho primer lecho de material catalfticamente activo.
  13. 13. Una planta de proceso de acuerdo con la reivindicacion 12, en la que dicha unidad de desulfuracion se toma del grupo que consiste en (i) una unidad de proceso que comprende un material catalftico para la oxidacion de SO2 a SO3 y un condensador para la condensacion de acido sulfurico, (ii) un filtro de vapor para la separacion de vapor de acido sulfurico mediante la recogida de gotitas y la retirada de gotitas de acido sulfurico recogidas, (iii) un precipitador electrostatico para la recogida de acido sulfurico ftquido a partir de vapor de acido sulfurico, y (iv) un lavador para la separacion de oxidos de azufre mediante absorcion en una disolucion alcalina y/o una disolucion oxidante.
  14. 14. Una planta de proceso para la desulfuracion de un gas de alimentacion de acuerdo con la reivindicacion 12 o 13, configurada para el reciclaje de una corriente que es retirada aguas abajo de dicha primera unidad de condensacion y aguas arriba de la unidad de desulfuracion de aguas abajo.
  15. 15. Una planta de proceso para la produccion de acido sulfurico, que comprende una unidad de combustion para un material rico en azufre aguas arriba de una planta proceso de desulfuracion de acuerdo con la reivindicacion 12 ,13 o 14, en la que la corriente que se recicla es dirigida a una posicion aguas arriba o aguas debajo de dicha unidad de combustion.
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