ES2600741T3 - Método para la separación de gases ácidos de una corriente de fluido que contiene agua - Google Patents

Método para la separación de gases ácidos de una corriente de fluido que contiene agua Download PDF

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Abstract

Método para la separación de gases ácidos de una corriente de fluido que contiene agua, en el que a) se pone en contacto la corriente de fluido que contiene agua en una zona de absorción con un agente de absorción, el cual contiene por lo menos una amina, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene ácidos y un agente de absorción cargado con gases ácidos b) se pone en contacto la corriente de fluido que no tiene ácidos en una zona de lavado con un líquido acuoso de lavado, mediante el cual se conduce sin bombear el líquido de lavado en un paso individual, para transferir por lo menos parcialmente la amina arrastrada al líquido de lavado, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene amina ni ácidos y líquido de lavado cargado con amina, c) se enfría la corriente de fluido que no tiene amina ni ácidos, corriente abajo de la zona de lavado, en la que se condensa un condensado de cabeza del equipo de absorción, de la corriente de fluido que no tiene amina ni ácidos, d) se conduce el agente de absorción cargado a una zona de desorción, en la cual se liberan por lo menos parcialmente los gases ácidos, en el que se obtiene un agente de absorción regenerado y gases ácidos desorbidos e) se retorna el agente de absorción regenerado a la zona de absorción, para formar un circuito de agente de absorción, f) se introduce el líquido de lavado cargado con amina y el condensado de cabeza del equipo de absorción en el circuito de agente de absorción, y g) se conducen los gases ácidos desorbidos a través de una zona de enriquecimiento que tiene un empaquetado estructurado, un empaquetado desordenado y/o una pluralidad de fondos y que en la cabeza de la zona de enriquecimiento enfría los gases ácidos que escapan, para separar por condensación desde los gases ácidos un condensado de cabeza de equipo de desorción, el cual es retornado parcialmente a la zona de enriquecimiento y retirado parcialmente del proceso.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para la separacion de gases acidos de una corriente de fluido que contiene agua
La presente invencion se refiere a un metodo para la separacion de gases acidos de una corriente de fluido que contiene agua.
Numerosas corrientes de fluido contienen gases acidos, como por ejemplo CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS o mercaptanos. Estas corrientes de fluido pueden ser por ejemplo corrientes gaseosas como gas natural, gas de refinerla, gas de slntesis, gases de combustion o gases de reaccion, que consisten en materiales residuales que contienen sustancias organicas de la produccion de compost. La eliminacion de los gases acidos de estas corrientes de fluido es deseable por diferentes razones.
La eliminacion de dioxido de carbono de gases de combustion sirve en particular para reducir la emision de dioxido de carbono, la cual es denominada la causa principal para el denominado efecto invernadero.
El gas de slntesis consiste esencialmente en monoxido de carbono e hidrogeno. El gas de slntesis es producido en general por oxidacion parcial o reformado de hidrocarburos con vapor. El gas de slntesis crudo contiene gases acidos como dioxido de carbono, sulfuro de hidrogeno o sulfuro de carbonilo, los cuales tienen que ser eliminados.
El contenido de gases acidos en el gas natural es reducido mediante medidas adecuadas de acondicionamiento de inmediato en la fuente del gas natural, dado que estos forman acidos en el agua que lleva consigo frecuentemente el gas natural, los cuales tienen accion corrosiva.
A escala industrial, para la eliminacion de gases acidos, como dioxido de carbono, de las corrientes de fluido se usan como agentes de absorcion frecuentemente soluciones acuosas de bases organicas, por ejemplo aminas como en particular alcanolaminas. En la disolucion de gases acidos se forman al respecto a partir de la base y los componentes del gas acido, productos ionicos. El agente de absorcion puede ser regenerado mediante calentamiento, reduccion de presion o arrastre, en los que los productos ionicos reaccionan de vuelta hasta gases acidos y/o los gases acidos son arrasados por medio de vapor. Despues del proceso de regeneracion, puede usarse nuevamente el agente de absorcion.
Sin embargo, las aminas usadas exhiben una presion de vapor no despreciable. Por ello, la corriente de fluido libre de gases acidos contiene trazas de aminas. La contaminacion de la corriente de fluido tratada es indeseable por varias razones. De este modo es una desventaja cuando con el gas de combustion tratado, escapan al ambiente trazas de aminas. El gas de slntesis es el material de partida de otras transformaciones catallticas. Al respecto, las trazas de amina pueden actuar como toxico del catalizador. El contenido de aminas en el gas natural o el LPG (gas licuado de petroleo) producido mediante licuefaccion del mismo puede estar igualmente sometido a limitaciones.
En el estado de la tecnica se ha propuesto lavar la corriente de fluido tratada con un llquido acuoso, para transferir al llquido acuoso, al menos parcialmente, la amina acompanante.
El documento EP 0 798 029 A2 manifiesta un metodo en el cual se trata un gas para la absorcion de dioxido de carbono, con un compuesto basico de amina y se pone en contacto entonces a 20 a 60 °C el gas tratado con una fase acuosa, para transferir a la fase acuosa por lo menos parcialmente la amina basica transportada. Preferiblemente la fase acuosa deberla ser un condensado, el cual se condensa a partir del dioxido de carbono liberado en la torre de regeneracion.
El documento EP 0 502 596 A1 ensena un metodo para la eliminacion de CO2 de un gas de escape de combustion, en el que en una primera etapa se pone en contacto el gas de escape de combustion con un agente de absorcion el cual contiene una solucion acuosa de una alcanolamina, se condensa agua mediante el enfriamiento del gas de escape de combustion y en una segunda etapa se pone en contacto el agua condensada con el gas de escape de combustion empobrecido en dioxido de carbono.
El documento EP 1 132 125 A1 manifiesta un metodo para el control de la concentracion de un agente de absorcion, en una instalacion para la separacion de CO2, en el que la temperatura del agua circulante en una zona de lavado, es controlada dependiendo del estado de llquido en el fondo de la torre de absorcion.
El documento EP 1 334 759 A1 ensena un metodo y un dispositivo para la recuperacion de amina, en el que la amina que esta presente en una corriente gaseosa libre de CO2, es eliminada de la corriente de gas mediante varias etapas de lavado consecutivas.
A partir del documento US 2008/0159937 surge un metodo para la eliminacion de dioxido de carbono de una corriente de gas, en el cual la corriente de gas empobrecida en dioxido de carbono es lavada con agua en una seccion de empaque de la columna de absorcion. El agua puede ser condensada de la cabeza de la columna de
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regeneracion o agua fresca para la compensacion de cantidades perdidas.
En forma de vapor de agua que es descargado sobre la corriente de fluido tratada y los gases acidos liberados, o debido a otras perdidas flsicas, una instalacion para eliminacion de gases acidos pierde agua corriente circulante. Por ello, para compensar las perdidas y preservar el balance de agua de la instalacion, es por regla general necesario agregar periodicamente agua fresca al circuito de agente de absorcion, para compensar las cantidades perdidas (agua de compensacion). El agua fresca para la compensacion de las cantidades perdidas no deberla contener ninguna sustancia disuelta y es por ejemplo agua desmineralizada o condensado de vapor.
Por otro lado, bajo determinadas condiciones, en la instalacion de eliminacion de gases acidos puede registrarse mas agua que la descargada sobre la corriente tratada de fluido y gases acidos liberados. Este es en particular entonces el caso cuando (i) la corriente de fluido que va a ser tratada exhibe un elevado contenido de agua o esta saturada en vapor de agua, (ii) la corriente de fluido que va a ser tratada esta muy frla en la zona de lavado o corriente abajo a la zona de lavado, para garantizar una eficiente retencion de amina, y/o (iii) la corriente de fluido que va a ser tratada contiene una proporcion relativamente baja de gases acidos y por ello la corriente volumetrica de los gases acidos liberados en el regenerador, es pequena.
En este caso es necesario retirar agua de la instalacion de eliminacion de gases acidos, para impedir una dilucion no controlada del agente de absorcion, por agua condensada.
El documento EP 2 228 119 A1 ensena un metodo para la eliminacion de gases acidos de un gas, en el cual se elimina una parte del agua presente en los gases acidos. Esto puede ocurrir mediante la eliminacion de una parte del condensado de cabeza del regenerador y la no conduccion como retorno al regenerador.
La corriente de condensados de una instalacion para eliminacion de gases acidos contiene cantidades mas o menos grandes de aminas. Por ello, en la extraccion de una cantidad parcial de una corriente de condensado, se retiran pequenas cantidades de amina circulante de la instalacion. Esto acarrea problemas economicos y ecologicos. Por un lado, para la disposicion segura, el agua residual tiene que ser tratada de manera costosa. Por otro lado, tienen que reemplazarse las perdidas de amina de manera corriente o periodica. Concretamente existe la posibilidad de recuperar la amina presente del condensado que sale, por ejemplo por destilacion. En general, debido a su elevado requerimiento energetico, tales metodos no son sostenibles desde el punto de vista economico.
El documento US 2003/0045756 manifiesta un metodo para la eliminacion de dioxido de carbono de una corriente de gas, con lavado con agua para la eliminacion de la amina.
La presente invencion basa el objetivo en establecer un metodo para la eliminacion de gases acidos de corrientes acuosas de fluido, en particular para la eliminacion de gases acidos de gas natural, el cual permite esencialmente sin requerimiento energetico adicional, una retencion eficiente de aminas de la corriente de fluido tratada, preservando el balance de agua de la instalacion de eliminacion de gases acidos.
El objetivo se logra mediante un metodo para la separacion de gases acidos de una corriente de fluido que contiene agua, en el que
a) se pone en contacto la corriente de fluido que contiene agua en una zona de absorcion con un agente de absorcion, el cual contiene por lo menos una amina, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene acidos y un agente de absorcion cargado con gases acidos,
b) se pone en contacto la corriente de fluido que no tiene acidos en una zona de lavado con un llquido acuoso de lavado, mediante el cual se conduce el llquido de lavado en el paso individual sin bombear, para transferir por lo menos parcialmente la amina arrastrada al llquido de lavado, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene amina ni acidos y llquido de lavado cargado con amina,
c) se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos, corriente abajo de la zona de lavado, en la que se condensa un condensado de cabeza del equipo de absorcion, de la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos,
d) se conduce el agente de absorcion cargado a la zona de desorcion, en la cual se liberan por lo menos parcialmente los gases acidos, en el que se obtiene un agente de absorcion regenerado y gases acidos desorbidos,
e) se retorna el agente de absorcion regenerado a la zona de absorcion, para formar un circuito de agente de absorcion,
f) se introduce el llquido de lavado cargado con amina y el condensado de cabeza del equipo de absorcion en el circuito de agente de absorcion, y
g) se conducen los gases acidos desorbidos a traves de una zona de enriquecimiento que tiene un empaquetado
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estructurado, un empaquetado desordenado y/o una pluralidad de fondos y que en la cabeza de la zona de enriquecimiento enfrla los gases acidos que escapan, para separar por condensacion desde los gases acidos un condensado de cabeza de equipo de desorcion, el cual es retornado parcialmente a la zona de enriquecimiento y retirado parcialmente del proceso.
La corriente de fluido que tiene agua es puesta en contacto en una zona de absorcion con un agente de absorcion, el cual contiene por lo menos una amina. Al respecto se obtiene una corriente de fluido por lo menos parcialmente desacidificada (presente como la denominada corriente de fluido desacidificada) y un agente de absorcion cargado con gases acidos. El tratamiento de la corriente de fluido con el agente de absorcion ocurre preferiblemente en contracorriente. Al respecto, la corriente de fluido es inyectada en general en una region inferior y el agente de absorcion en una region superior de la zona de absorcion. Para el mejoramiento del contacto y generacion de una gran interfase de intercambio de material, la zona de absorcion contiene por regla general deflectores, por ejemplo cuerpos de relleno, empaquetados y/o pisos. El tratamiento de la corriente de fluido con el agente de absorcion ocurre de manera adecuada en una torre de absorcion o bien columna de absorcion, por ejemplo una columna con cuerpo de relleno, empaquetados o pisos. Se considera como zona de absorcion la seccion de una columna de absorcion, en la cual la corriente de fluido esta en contacto de intercambio de material con el agente de absorcion.
La temperatura del agente de absorcion introducido en la zona de absorcion es en general de aproximadamente 20 a 60°C.
Se pone entonces en contacto la corriente de fluido que no tiene acidos, en una zona de lavado con un llquido acuoso de lavado, para transferir por lo menos parcialmente al llquido de lavado la amina arrastrada. Al respecto, se obtiene una corriente de fluido que no tiene amina ni acidos y un llquido de lavado cargado con amina. El lavado de acuerdo con la invencion de la corriente de fluidos que no tiene acidos, con el llquido acuoso de lavado garantiza la eliminacion de la mayorla de la amina arrastrada as! como dado el caso productos de descomposicion de la amina arrastrada.
Como llquidos acuosos de lavado son adecuados llquidos acuosos, que estan ampliamente libres de aminas y productos de descomposicion de aminas. Tlpicamente, el llquido de lavado contiene menos de 2 % en peso, preferiblemente menos de 1 % en peso, de modo particular preferiblemente menos de 5000 ppm en peso de amina y productos de descomposicion de amina. Los llquidos de lavado pueden ser llquidos intrlnsecos, es decir llquidos acuosos que surgen en otro sitio del proceso, o llquidos acuosos suministrados desde fuera.
Preferiblemente, el llquido de lavado comprende condensado de cabeza del equipo de absorcion, condensado de cabeza del equipo de desorcion y/o agua fresca.
En formas preferidas de realizacion, el llquido de lavado esta formado total o parcialmente de condensado de cabeza del equipo de absorcion, el cual surge en el enfriamiento corriente abajo de la corriente de fluidos, que no tiene amina ni acidos y es conducido a la zona de lavado. Para alcanzar una humectacion suficiente de los deflectores en la zona de lavado, puede ser deseable ademas conducir otro llquido acuoso a la zona de lavado. Por ello, en una forma preferida de realizacion se conduce a la zona de lavado una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion, como llquido de lavado. Como llquido acuoso adicional, se prefiere el uso del condensado de cabeza del equipo de desorcion, porque el esta sin efecto sobre el balance de agua de la totalidad del sistema y esta fase acuosa esta ampliamente libre de impurezas de amina. En determinadas formas de realizacion, el llquido de lavado comprende ademas agua fresca (agua de reposicion), que es conducida a la zona de lavado.
En determinados casos, puede preferirse que el llquido de lavado no tenga condensado de cabeza del equipo de absorcion y por ejemplo este formado exclusivamente de condensado de cabeza del equipo de desorcion y/o agua fresca. Este es el caso por ejemplo cuando el condensado de cabeza del equipo de absorcion contiene componentes hidrofobos volatiles, como hidrocarburos, que se separan por condensacion junto con condensado acuoso de la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos. El condensado bifasico de cabeza del equipo de absorcion puede en este caso conducir a formacion no deseada de espuma en la zona de lavado. En este caso, puede ser ventajoso combinar el condensado de cabeza del equipo de absorcion con el agente de absorcion cargado, por ejemplo en lo cual el condensado de cabeza del equipo de absorcion se conduce a un recipiente de expansion descrito posteriormente.
En la zona de lavado se conduce la corriente de fluido que no tiene acidos en contracorriente hacia el llquido de lavado. Preferiblemente, la zona de lavado exhibe cuerpos de relleno, empaquetados y/o suelos, para aumentar la intensidad del contacto de la corriente de fluido con el llquido de lavado. El llquido de lavado puede ser distribuido por encima de la zona de lavado mediante un distribuidor adecuado de llquido, sobre la seccion transversal de la zona de lavado.
En formas preferidas de realizacion, la zona de lavado esta formada como seccion de una columna de absorcion dispuesta por encima de la zona de absorcion. Para ello, la zona de lavado es una seccion de la columna de
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absorcion formada como seccion de retrolavado o parte de refuerzo, por encima de la inyeccion del agente absorcion.
En una forma de realizacion no de acuerdo con la invencion, se recicla el llquido de lavado sobre la zona de lavado. Para ello, se colecta el llquido de lavado por debajo de la zona de lavado, por ejemplo en el medio de un suelo adecuado de recoleccion y mediante una bomba se envla al extremo superior de la zona de lavado. Puede enfriarse el llquido reciclado de lavado, preferiblemente una temperatura de 20 a 70 °C, en particular 30 a 60 °C. Para ello, de manera conveniente el llquido de lavado es bombeado hasta un enfriador. Para evitar una acumulacion en el llquido de lavado, de componentes del agente de absorcion retirados por lavado, se retira de la zona de lavado una corriente parcial del llquido de lavado, como llquido de lavado cargado de amina. Mediante el reciclaje y opcional enfriamiento del llquido de lavado, puede elevarse el efecto del lavado. Sin embargo, mediante el reciclaje ocurre una retromezcla del llquido de lavado. Para elevadas relaciones de reciclaje puede alcanzarse en la zona de lavado solo un maximo del efecto de una etapa teorica de separacion, independientemente de la longitud de la ruta de contacto en la zona de lavado. Se define la relacion de reciclaje como la relacion de cantidad bombeada del llquido de lavado a la cantidad de la corriente parcial que sale. Por ello, por reciclaje del llquido de lavado puede alcanzarse solo una limitada reduccion de la concentracion de aminas arrastradas en la corriente de fluido que no tiene acidos. Por ello, no se prefiere el reciclaje del llquido de lavado.
De acuerdo con la invencion, se conduce el llquido acuoso de lavado en el paso individual sin bombear, a traves de la zona de lavado. El llquido de lavado que sale de la zona de lavado es conducido preferiblemente a la zona de absorcion.
Despues de abandonar la zona de lavado, la corriente de fluido que no contiene amina ni acidos esta saturada con vapor de agua. Con el vapor de agua, la corriente de fluido que no contiene amina ni acidos conduce consigo aun trazas de aminas y/o productos de descomposicion de aminas. Para una eliminacion amplia de las aminas y/o productos de descomposicion de amina arrastrados, se enfrla corriente abajo la corriente de fluido que no contiene amina ni acidos (referida a la direccion de flujo de la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos) hasta la zona de lavado, en lo que se separa por condensacion un condensado acuoso. El condensado acuoso es denominado actualmente como condensado de cabeza del equipo de absorcion.
Preferiblemente se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos, a una temperatura de 5 °C a 40 °C, de modo particular preferiblemente a una temperatura de 17 °C a 27 °C. De modo conveniente se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos a una temperatura, que es inferior a la temperatura de la corriente de fluidos que tiene agua. La diferencia de temperatura entre la corriente frla de fluido que no tiene amina ni acidos y la corriente de fluido que tiene agua es por ejemplo por lo menos 2 K, preferiblemente por lo menos 5 K, de modo particular preferiblemente por lo menos 10 K, con maxima preferencia preferiblemente 10 a 30 K. Con el incremento de diferencia de temperatura, se separa por condensacion una cantidad creciente de la corriente de fluido que tiene agua y no tiene acidos, como condensado de cabeza del equipo de absorcion y cantidades residuales de amina all! disueltas.
El enfriamiento de la corriente de fluidos que no tiene amina ni acidos corriente abajo hasta la zona de lavado ocurre preferiblemente por intercambio indirecto de calor (enfriamiento indirecto). Como enfriadores indirectos son adecuados todos los intercambiadores de calor que son adecuados para el enfriamiento de gases o fluidos. Son adecuados por ejemplo intercambiadores de calor de camisa hueca. La corriente de fluido que no tiene amina ni acidos fluye hacia abajo a traves de los tubos del intercambiador de calor. El medio de enfriamiento fluye hacia arriba a traves de la camisa del intercambiador de calor. En el enfriamiento de la corriente de fluidos que no tiene amina ni acido condensa llquido en los tubos y fluye hacia abajo. Para la separacion del condensado de cabeza del equipo de absorcion se usa una unidad de separacion de fases o colector (tambores de descarga).
Puesto que el condensado de cabeza del equipo de absorcion contiene solo pequenas cantidades de aminas y/o productos de descomposicion de amina disueltos, puede ser conducido como llquido de lavado a la zona de lavado.
Para evitar una perdida de la amina presente en el llquido de lavado cargado con amina y en el condensado de cabeza del equipo de absorcion, se introducen el llquido de lavado cargado de amina y el condensado de cabeza del equipo de absorcion, en el circuito de agente de absorcion. Esto puede ocurrir mediante combinacion inmediata o no inmediata con el agente de absorcion cargado y/o regenerado.
Se entiende por combinacion inmediata con el agente de absorcion, la introduccion directa del llquido de lavado cargado con amina y/o del condensado de cabeza del equipo de absorcion, en el agente de absorcion cargado y/o regenerado, por ejemplo en una conduccion que lleva agente de absorcion cargado y/o regenerado, o al fondo de la columna de absorcion o desorcion. Se entiende por combinacion no inmediata con el agente de absorcion, que el llquido de lavado cargado con amina y/o el condensado de cabeza del equipo de absorcion se usan primero por ejemplo para el lavado o enfriamiento de corrientes de fluido, pero finalmente se combinan con el agente de absorcion cargado y/o regenerado.
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En general, se prefiere conducir el llquido de lavado cargado con amina a la zona de absorcion, en la cual se combina el llquido de lavado cargado con amina con el agente de absorcion. El condensado de cabeza del equipo de absorcion es conducido preferiblemente como llquido de lavado a la zona de lavado.
El agente de absorcion cargado con gases acidos es conducido a una zona de desorcion, en la cual se liberan por lo menos parcialmente los gases acidos. Al respecto, se obtiene un agente de absorcion regenerado, el cual es retornado a la zona de absorcion, y gases acidos desorbidos.
En general, el llquido de absorcion cargado es regenerado mediante calentamiento, por ejemplo a 70 a 150 °C, reduccion de la presion, arrastre con un fluido inerte o una combinacion de dos o todas estas medidas. Preferiblemente, el llquido de absorcion cargado es regenerado en un equipo de fraccionamiento. El gas de arrastre requerido para el fraccionamiento es generado mediante evaporacion parcial del llquido de absorcion en el fondo del equipo de fraccionamiento.
La configuracion preferida de la desorcion depende de la presion en la zona de absorcion. Si la corriente de fluido que contiene agua exhibe una presion notoriamente alta en comparacion con la atmosfera circundante de 20 a 120 bar, preferiblemente 35 a 95 bar, de modo particular preferiblemente 50 a 70 bar, se ofrece para la desorcion la reduccion de la presion hasta 0,5 a 5 bar, preferiblemente 0,7 a 3,5 bar, de modo particular preferiblemente 0,9 a 2,0 bar. Si la corriente de fluido que contiene agua exhibe una presion de 0,5 a 5 bar, preferiblemente 0,7 a 3,5 bar, de modo particular preferiblemente 0,9 a 2,0 bar, entonces se ofrece para la desorcion el calentamiento del agente de absorcion cargado con gases acidos, a una temperatura de 20 a 150 °C, preferiblemente 100 a 140 °C, de modo particular preferiblemente 110 a 130 °C. En una forma preferida de realizacion, para la regeneracion del agente de absorcion cargado con gases acidos en la zona de desorcion, se reduce la presion y se calienta.
En una forma preferida de realizacion, en un recipiente de expansion se reduce la presion del agente de absorcion cargado, en lo que se obtiene una fase gaseosa y agente de absorcion con presion reducida. El agente de absorcion con presion reducida es entonces conducido a la zona de desorcion. Con expansion, se liberan los componentes coabsorbidos de la corriente de fluido, como gases inertes, oxlgeno y/o hidrocarburos. Con expansion pueden liberarse tambien pequenas cantidades de los gases acidos. En el recipiente de expansion se ajusta la presion preferiblemente de modo que no se libera la mayorla de los gases acidos. En determinadas formas de realizacion, la presion en el recipiente de alivio puede ser 1,0 a 9 bar, preferiblemente 1,5 a 6 bar. La presion puede ser solo levemente mayor o incluso menor a la presion en la zona de desorcion, por lo cual en determinadas formas de realizacion el agente de absorcion con presion reducida es bombeado desde el recipiente de expansion hasta la zona de desorcion.
En determinadas formas de realizacion se conduce el condensado de cabeza del equipo de absorcion de manera total o parcial, al recipiente de expansion y de ese modo se introduce en el circuito de agente de absorcion. Se prefiere esto cuando el condensado de cabeza del equipo de absorcion contiene componentes volatiles hidrofobos como hidrocarburos. En el recipiente de alivio pueden escapar con la fase gaseosa, los componentes volatiles del condensado de cabeza del equipo de absorcion.
Antes de introducir nuevamente el agente de absorcion regenerado en la zona de absorcion, se le enfrla a una temperatura adecuada de absorcion. Para aprovechar la energla contenida en el agente de absorcion caliente regenerado, se prefiere calentar previamente el agente de absorcion cargado de la zona de absorcion, mediante intercambio indirecto de calor con el agente de absorcion caliente regenerado. Mediante el intercambio de calor se lleva el agente de absorcion cargado hasta una temperatura superior, de modo que en la etapa de regeneracion se requiere un bajo uso de energla. Mediante el intercambio de calor puede ocurrir tambien ya una regeneracion parcial del agente de absorcion cargado, con liberacion de gases acidos.
Los gases acidos desorbidos son conducidos de acuerdo con la invencion a traves de una zona de enriquecimiento. Los gases acidos que escapan en la cabeza de la zona de enriquecimiento son enfriados para separar por condensacion una fase acuosa, la cual en este caso es denominada como condensado de cabeza del equipo de desorcion. El condensado de cabeza del equipo de desorcion es devuelto parcialmente como retorno a la zona de enriquecimiento y retirado parcialmente el proceso. Mediante el retiro de una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion se mantiene el balance de agua del sistema total y se reduce una acumulacion de agua en el sistema. El retiro puede ocurrir por ejemplo por medio de un divisor de retorno ajustable. El retiro de una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion ocurre preferiblemente de acuerdo con la preservacion del balance de agua del proceso. Parametros, como el nivel del llquido en determinados recipientes del circuito de agente de absorcion o la concentracion de la amina en el agente de absorcion, pueden ser medidos de manera continua o periodica y ser usados para el control de la cantidad condensado de cabeza del equipo de desorcion, que es retirado. Una region adecuada para la medicion del nivel del llquido en el circuito de agente de absorcion, se distingue porque el nivel de llenado aumenta por acumulacion de agua en el circuito de agente de absorcion y desciende por perdida de agua. Preferiblemente la medicion del nivel de llquido ocurre en el fondo de la columna de desorcion o un recipiente amortiguador, el cual esta comunicado con el circuito de agente de absorcion.
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La zona de enriquecimiento, a traves de la cual se conducen los gases acidos desorbidos, esta dispuesta preferiblemente sobre la zona de desorcion y en una forma particularmente preferida de realizacion dispuesta por encima de la zona de desorcion y en la columna de desorcion.
La zona de enriquecimiento exhibe un empaquetamiento estructurado, un empaquetamiento desordenado y/o una multiplicidad de pisos. Preferiblemente el empaquetamiento estructurado o el empaquetamiento desordenado exhiben una altura de por lo menos 1,5 metros, en particular por lo menos 1,8 metros. La altura del empaquetamiento estructurado o empaquetamiento desordenado es por ejemplo de hasta 3,0 metros. La superficie geometrica del empaquetamiento estructurado de la zona de enriquecimiento puede estar entre 100 y 600 m2/m3, preferiblemente entre 140 y 500 m2/m3, de modo particular preferiblemente entre 180 y 400 m2/m3.
Si la zona de enriquecimiento comprende pisos, el numero de pisos es preferiblemente de por lo menos 4, en particular por lo menos 5, mas preferiblemente por lo menos 6, y con maxima preferencia por lo menos 8. El numero de pisos puede ser de hasta 14, preferiblemente hasta 12 o hasta 10. En general se prefiere un numero de pisos de 6 a 10.
En la zona de enriquecimiento se afinan trazas de las aminas arrastradas de los gases acidos liberados, mediante el retorno de una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion, de modo que los gases acidos que escapan en la cabeza de la zona de enriquecimiento estan ampliamente libres de impurezas de amina. El condensado de cabeza del equipo de desorcion, el cual se separa por condensacion de los gases acidos que escapan la cabeza de la zona de enriquecimiento, esta por ello as! mismo ampliamente libre de impurezas de amina y puede ser retirado parcialmente del proceso sin perdida apreciable de amina. Cuanto mas alto es el poder de separacion de la zona de enriquecimiento, tanto menor es la perdida de aminas por la corriente de gas acido.
El condensado de cabeza del equipo de desorcion contiene menos de 500 ppm en peso, preferiblemente menos de 300 ppm en peso, mas preferiblemente menos de 200 ppm en peso, de modo particular preferiblemente menos de 100 ppm en peso, de modo muy particular preferiblemente menos de 50 ppm en peso, con maxima preferencia menos de 30 ppm en peso de amina y productos de descomposicion de amina.
El metodo de acuerdo con la invencion es adecuado para el tratamiento de corrientes de fluido que contienen agua, en particular corrientes de gas de todo tipo que contienen agua. Los gases acidos son en particular CO2, H2S, COS y mercaptanos. Ademas, pueden eliminarse tambien SO3, SO2, CS2 y HCN. Por regla general, los gases acidos comprenden por lo menos CO2 o consisten predominantemente en CO2.
En una forma preferida de realizacion, la corriente de fluido que contiene agua exhibe un contenido de agua de por lo menos 20 %, preferiblemente por lo menos 30 %, de modo particular preferiblemente por lo menos 40 %, de la concentracion de saturacion en agua. Como la concentracion de saturacion se considera la concentracion de agua o bien vapor de agua en la corriente de fluido bajo las condiciones de temperatura y presion, con las que la corriente de fluido es introducida en la zona de absorcion, que cuando es superada se forma agua en la corriente de fluido, por superarse el punto de roclo de una fase propia.
En una forma de realizacion preferida se introduce la corriente de fluido que contiene agua con una presion de 20 a 120 bar, preferiblemente 35 a 95 bar, de modo particular preferiblemente 50 a 70 bar, a la zona de absorcion.
Todas las presiones indicadas en este documento son presiones absolutas.
En una forma preferida de realizacion alternativa, se introduce la corriente de fluido que contiene agua con una presion de 0,1 a 10 bar, preferiblemente 0,3 a 3 bar, de modo particular preferiblemente 0,6 a 1,5 bar, a la zona de absorcion.
En una forma preferida de realizacion, la corriente de fluido que contiene agua exhibe una presion parcial de gas acido, la cual es de 2,5 bar o menos, preferiblemente 1 bar o menos, de modo particular preferiblemente 500 mbar o menos.
Las corrientes fluidas que contienen agua, que contienen gases acidos, son por un lado gases como gas natural, gas de slntesis, gas de horno de coque, gas de descomposicion, gas de gasificacion del carbon, gas reciclado, gas de relleno sanitario y gas de combustion, y por otro lado llquidos esencialmente no miscibles con el agente de absorcion, como LPG (gas licuado de petroleo) o NGL (llquidos de gas natural).
En formas preferidas de realizacion, la corriente de fluido que contiene agua es una
(i) corriente de fluido que contiene hidrogeno; entre ellos se cuentan gas de slntesis, que puede ser producido por ejemplo mediante gasificacion de carbon o reforma con vapor y dado el caso sometido a una reaccion de desplazamiento gas-agua; los gases de slntesis son usados por ejemplo para la produccion de amoniaco, metanol, formaldehldo, acido acetico, urea, para la slntesis de Fischer-Tropsch o para la produccion de energla en un
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proceso de ciclo combinado integrado de gasificacion (IGCC);
(ii) corriente de fluido que contiene hidrocarburos; entre ellos se cuentan gas natural, gases de escape de diferentes procesos de refinerla, como la unidad de gas de cola (TGU), una ruptura por disminucion de la viscosidad (VDU), una ruptura catalltica (LRCUU/FCC), una hidroruptura (HCU), un sistema de hidrotratamiento (HDS/HTU), un productor de coque (DCU), una destilacion atmosferica (CDU) o un sistema de tratamiento llquido (por ejemplo LPG).
El metodo de acuerdo con la invencion es adecuado para el tratamiento de corrientes de fluido que contienen oxlgeno, como gases de combustion.
En formas preferidas de realizacion, la corriente de fluido que contiene oxlgeno proviene de
a) la oxidacion de sustancias organicas,
b) la produccion de compost o almacenamiento de materiales de desecho que contienen sustancias organicas, o
c) la descomposicion bacteriana de sustancias organicas.
En algunas formas de realizacion, la presion parcial de dioxido de carbono en la corriente de fluido es inferior a 500 mbar, por ejemplo 30 a 150 mbar.
La oxidacion puede ser ejecutada con aparicion de llama, es decir como combustion corriente, o como oxidacion sin aparicion de llama, por ejemplo en forma de una oxidacion catalltica u oxidacion parcial. Las sustancias organicas que son sometidas a combustion son comunmente combustibles fosiles como carbon, gas natural, petroleo, bencina, diesel, refinado o queroseno, biodiesel o materiales de desecho con un contenido de sustancias organicas. Son materiales de partida de la oxidacion (parcial) catalltica por ejemplo metanol o metano, que pueden reaccionar hasta dar acido formico o formaldehldo.
Los materiales residuales que son sometidos a la oxidacion, la produccion de compost o el almacenamiento, son tlpicamente residuos domesticos, residuos plasticos o residuos de material de empaque.
La combustion de las sustancias organicas ocurre frecuentemente en instalaciones corrientes de combustion con aire. La produccion de compost o almacenamiento de residuos que contienen sustancias organicas ocurre en general en basureros. El gas de escape o bien aire de escape de tales instalaciones puede ser tratado de manera ventajosa segun el metodo de acuerdo con la invencion.
Como sustancias organicas para la descomposicion bacteriana se usan comunmente estiercol de granja, paja, estiercol llquido, lodo activado, residuos de fermentacion, ensilaje y similares. La descomposicion bacteriana ocurre por ejemplo en instalaciones comunes de biogas. El aire de escape de tales instalaciones puede ser tratado de manera ventajosa segun el metodo de acuerdo con la invencion.
El metodo es adecuado tambien para el tratamiento de los gases de escape de celdas de combustion o instalaciones de slntesis qulmica, que atienden una oxidacion (parcial) de sustancias organicas.
El agente de absorcion comprende por lo menos una amina. Preferiblemente la amina comprende por lo menos una amina primaria o secundaria.
Son aminas preferidas las siguientes:
(i) aminas de la formula I:
NR1(R2)2 (I)
en la que R1 es elegido de entre grupos hidroxialquil C2-C6, grupos alcoxi C1-C6 alquil C2-C6, grupos hidroxialcoxi C1- C6 alquilo C2-C6 y grupos 1-piperacinil alquil C2-C6 y R2 es elegido independientemente de entre H, grupos alquil C1- C6 y grupos hidroxialquil C2-C6;
(ii) aminas de la formula II:
R3R4N-X-NR5R6 (II)
en la que R3, R4, R5 y R6 son elegidos independientemente de entre H, grupos alquil C-i-C6, grupos hidroxialquil C2- C6, grupos alcoxi C1-C6 alquil C2-C6 y grupos aminoalquil C2-C6 y X representa un grupo alquileno C2-C6, -X1-NR7-X2- o -X1-O-X2-, en la que X1 y X2 independientemente uno de otro representan grupos alquileno C2-C6 y R7 representa H, grupo alquilo C1-C6, grupos hidroxialquil C2-C6 o grupos aminoalquil C2-C6;
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(iii) heterociclos saturados con 5 a 7 miembros con por lo menos un atomo de nitrogeno en el anillo, los cuales pueden contener en el anillo uno o dos otros heteroatomos elegidos de entre nitrogeno y oxigeno, y
(iv) mezclas de ellos.
Son ejemplos especificos:
(i) 2-aminoetanol (monoetanolamina), 2-(metilamino)etanol, 2-(etilamino)-etanol, 2-(n-butilamino)etanol, 2-amino-2- metilpropanol, n-(2-aminoetil)-piperacina, metildietanolamina, etildietanolamina, dimetilaminopropanol, t- butilaminoetoxietanol, 2-aminometilpropanol;
(ii) 3-metilaminopropilamina, etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, 2,2-dimetil-1,3-diaminopropano, hexametilendiamina, 1,4-diaminobutano, 3,3-iminobispropilamina, tris(2-aminoetil)amina, bis(3-dimetilamino- propil)amina, tetrametilhexametilendiamina;
(iii) piperacina, 2-metilpiperacina, n-metilpiperacina, 1-hidroxietil-piperacina, 1,4-bis-hidroxietil-piperacina, 4- hidroxietil-piperidina, homopiperacina, piperidina, 2-hidroxietilpiperidina y morfolina; y
(iv) mezclas de ellos.
En una forma preferida de realizacion, el agente de absorcion comprende por lo menos una de las aminas monoetanolamina (MEA), metilaminopropilamina (MAPA), piperacina, dietanolamina (DEA), trietanolamina (TEA), dietiletanolamina (DEEA), diisopropilamina (DIPA), aminoetoxietanol (AEE), dimetilaminopropanol (DIMAP) y metildietanolamina (MDEA) o mezclas de ellos.
En general, el agente de absorcion comprende 10 a 60 % en peso de amina.
El agente de absorcion puede contener tambien aditivos, como inhibidores de corrosion, enzimas, etc. En general la cantidad de tales aditivos esta en el intervalo de aproximadamente 0,01-3 % en peso del agente de absorcion.
La invencion es ilustrada en mas detalle mediante los dibujos anexos y los siguientes ejemplos.
La figura 1 muestra de manera esquematica una instalacion para la ejecucion de un metodo no de acuerdo con la invencion, el que para mantener el balance de agua se retira una parte del condensado acuoso de la corriente de fluido que no contiene amina ni acidos.
La figura 2 muestra de manera esquematica una instalacion para la ejecucion de un metodo no de acuerdo con la invencion, en el que para mantener el balance de agua, se retira una parte del condensado acuoso de los gases acidos desorbidos, en el que los gases acidos no son conducidos a traves de una zona de enriquecimiento.
La figura 3 muestra una instalacion adecuada para la ejecucion del metodo de acuerdo con la invencion. Los gases acidos desorbidos son conducidos a traves de una zona de enriquecimiento, antes de que de los gases acidos desorbidos se separe por condensacion un condensado de cabeza del equipo de desorcion y sea retirado parcialmente.
Segun la figura 1 se conduce una corriente 1 de fluido que contiene agua a la parte inferior de una columna 2 de absorcion. La columna 2 de absorcion exhibe una zona 3 de absorcion y una zona 4 de lavado. En la zona 3 de absorcion se pone en contacto la corriente de fluido que contiene agua, en contracorriente con un agente de absorcion, el cual es introducido mediante la conduccion 5 sobre la zona de absorcion en la columna 2 de absorcion. La corriente de fluido sin acidos es lavada en la zona 4 de lavado con un condensado acuoso y agua fresca, en el que el condensado acuoso es obtenido mediante enfriamiento en el enfriador 6 de la corriente de fluidos que no tiene amina ni acidos, se colecta en el recipiente 7 de separacion de fases y mediante la conduccion 8 se conduce a la zona de lavado. Mediante la conduccion 9 se conduce agua fresca. La corriente tratada de gas abandona el recipiente 7 de separacion de fases mediante la conduccion 23. Se retira una parte del condensado acuoso mediante la conduccion 25, con lo cual se impide la acumulacion de agua en el agente de absorcion.
El agente de absorcion cargado con gases acidos es tomado en el piso de la columna 2 de absorcion y mediante una valvula de estrangulacion (no representada) se alivia la presion en el recipiente 10 de alivio. La expansion conduce a la desorcion de componentes coabsorbidos de la corriente de fluido y una parte de los gases acidos, que son tomados por la corriente 24. El agente de absorcion sometido a expansion es conducido mediante un intercambiador 11 de calor y conduccion 12 a una columna 13 de desorcion. La columna 13 de desorcion exhibe una zona 14 de desorcion. En la parte inferior de la columna 13 de desorcion se calienta el agente de absorcion sometido a expansion con el evaporador 15 y se evapora parcialmente. Mediante el aumento de temperatura se liberan los gases acidos absorbidos. Los gases acidos son descargados mediante la conduccion 16 en la cabeza de la columna 13 de desorcion y conducidos al enfriador 17. En el enfriador 17 se produce un condensado de cabeza del equipo de desorcion, el cual se colecta en el recipiente 18 de separacion de fases y se retorna a la columna de
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desorcion. Se retiran los gases acidos como corriente 19. El agente 20 de absorcion regenerado es retornado mediante el intercambiador 11 de calor, bomba 21, el enfriador 22 y conduccion 5 nuevamente a la columna 2 de absorcion.
En la figura 2 los mismos signos de referencia tienen el mismo significado que en la figura 1. A diferencia de la Fig.
I no se retira condensado acuoso del recipiente 7 de separacion de fases. Para mantener el balance de agua se retira mediante la conduccion 26 una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion, el cual se forma en el recipiente 18 de separacion de fases.
La figura 3 muestra una forma de realizacion de acuerdo con la invencion. En la figura 3 los mismos signos de referencia tienen el mismo significado que en la figura 1. Frente al metodo representado en la figura 2, en la region superior de la columna de desorcion se integro la zona 28 de refuerzo. Para mantener el balance de agua se retira mediante la conduccion 27 una parte del condensado de cabeza del equipo de desorcion, el cual surge en el recipiente 18 de separacion de fases.
Ejemplo 1 de comparacion
Mediante un modelo de simulacion se realizaron calculos. La base del modelo de simulacion es un modelo termodinamico a base de carga NRTL de electrolitos segun Chen et al. (Chen, C.C; Evans, L.B.: A local Composition Model for the Excess Gibbs Energy of Aqueous Electrolyte Solutions, AlChE J. (1986) 32(3), 444), por medio de los cuales pueden describirse los equilibrios de fases para este sistema. La simulacion del proceso de absorcion es descrita por medio de una carga a base de transferencia de materiales; en Asprion (Asprion, N.: Nonequilibrium Rate-Based Simulation of Reactive Systems: Simulation Model, Heat Transfer, and Influence of Film Discretization, Ind. Eng. Chem. Res. (2006) 45(6), 2054-2069) se describen detalles de ello.
Se simulo un proceso en una instalacion segun la figura 1. La columna 2 de absorcion tenia un diametro de 2220 mm y exhibla un empaquetamiento 3 desordenado (INTALOX® Metal Tower Packing IMTP 25, Koch-Glitsch, Wichita EEUU), en cada caso con una altura de empaquetamiento de 4 metros. La zona 4 de lavado comprendla tres pisos. La columna 13 de desorcion tenia un diametro de 1220 mm y exhibia un empaquetamiento 14 desordenado (PRM 35, de Pall Corporation, Port Washington, NY, EEUU), en cada caso con una altura de empaquetamiento de 5 metros.
Se uso como agente de absorcion una solucion acuosa con 32 % en peso de metildietanolamina y 8 % en peso de piperacina. El agente de absorcion fue conducido a la zona de absorcion con 60262 kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5. Como corriente de fluido que contiene agua se suministraron 151609 kg/h de gas natural (88,52 % en volumen de CH4, 9,72 % en volumen de C2H6, 0,94 % en volumen de CO2, 0,58 % en volumen de N2, 0,23 % en volumen de H2O) con una temperatura de 35 °C y una presion de 53,7 bar. El caudal de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue 197 kg/h, en el que el agua de lavado contenia 194 kg/h de condensado acuoso reciclado, enfriado a 22 °C y 3 kg/h de agua fresca (agua de reposicion). De los 358 kg/h de condensado acuoso que surgen en total en el enfriador 6 y recipiente 7 de separacion de fases, se retiraron 164 kg/h mediante la conduccion 25. Mediante la conduccion 23 abandonan el proceso 147205 kg/h de gas natural tratado con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, un contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 2 ppm en volumen. Se retiraron en el extremo inferior de la zona de absorcion 64505 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente 10 de expansion se alivio la presion hasta 6 bar. En la cabeza del recipiente 10 de expansion se retiraron 639 kg/h de gases desorbidos, que consistian esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y se condujo mediante el intercambiador
II de calor a la columna 13 de desorcion y alli se calento mediante el evaporador 15 a 130,9 °C. Se enfriaron los gases acidos desorbidos en el enfriador 17 desde 113,5 °C a 40 °C. En la unidad 18 de separacion de fases se separaron de los gases acidos los 2272 kg/h de fase acuosa formados al respecto, y se condujeron de vuelta a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina de la instalacion fue 6.366 t; eso corresponde al 53 % de las 12 t de amina usada originalmente.
Ejemplo 2 de comparacion
Se simulo un proceso en una instalacion segun la figura 2. La construccion de la columna 2 de absorcion y columna 13 de desorcion corresponde al Ejemplo de comparacion 1.
La composicion de agente de absorcion y de la corriente de fluido corresponde al Ejemplo de comparacion 1. Se condujo el agente de absorcion con 60263 Kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5 a la zona de absorcion. Se suministraron 151609 kg/h de gas natural con una temperatura de 35 °C y con una presion de 53,7 bar. El flujo de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue de 361 kg/h, en el que el agua de lavado contenia
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358 kg/h de condensado acuoso reciclado, enfriado a 22 °C y 3 kg/h de agua fresca. Mediante la conduccion 23 abandonan el proceso 147206 kg/h de gas natural tratado, con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, un contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 3 ppm en volumen. Se retiraron en el extremo inferior de la zona de absorcion 64834 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente de expansion 10 se alivio la presion hasta 6 bar. En la cabeza del recipiente 10 de expansion se retiraron 639 kg/h de gases desorbidos, que consistlan esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y mediante el intercambiador 11 de calor se condujo a la columna de desorcion y all! se calento mediante el evaporador 15 a 130,8 °C. Se enfriaron los gases acidos desorbidos en el enfriador 17 desde 113,5 °C hasta 40 °C. En la unidad 18 de separacion de fases se separaron de los gases acidos los 2102 kg/h de fase acuosa all! formados. Se eliminaron 165 kg/h del condensado de cabeza del equipo de desorcion y el resto fue enviado de retorno a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina fue 5.671 t; esto corresponde a 47 % de las 12 t de amina usadas originalmente.
Ejemplo 3 de acuerdo con la invencion
Se simulo un proceso de acuerdo con la invencion en una instalacion segun la figura 3. La construccion de la columna 2 de absorcion y columna 13 de desorcion corresponde al Ejemplo 1 de comparacion, en el que sin embargo en la columna de desorcion por encima de la alimentacion del agente de absorcion cargado mediante la conduccion 12, se instalo una zona 28 de refuerzo la cual exhiblan 4 pisos.
La composicion del agente de absorcion y de la corriente de fluido corresponde al Ejemplo 1 de comparacion. Se condujo el agente de absorcion con 60279 Kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5 a la zona de absorcion. Se suministraron 151609 kg/h de gas natural con una temperatura de 35 °C y con una presion de 53,7 bar. El flujo de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue de 363 kg/h, en el que el agua de lavado contenla
359 kg/h de condensado acuoso enfriado a 22 °C reciclado y 4 kg/h de agua fresca. A traves de la conduccion 23 abandonan el proceso 147208 kg/h de gas natural tratado, con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 3 ppm en volumen. Por el extremo inferior de la zona de absorcion se retiraron 64849 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente 10 de expansion se redujo la presion hasta 6 bar. En la cabeza del recipiente 10 de expansion se retiraron 636 kg/h de gases desorbidos, que consistlan esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y mediante el intercambiador 11 de calor se condujo a la columna 13 de desorcion y all! se calento mediante el evaporador 15 a 130,8 °C. Se enfriaron los gases acidos desorbidos en el enfriador 17 de 113,4 °C a 40 °C. Los 1875 kg/h de fase acuosa formados al respecto fueron separados de los gases acidos en la unidad 18 de separacion de fases. Se eliminaron 165 kg/h de condensado de cabeza del equipo de desorcion y el resto fue enviado de vuelta a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina fue de 0,396 t; esto corresponde a 3,3 % de las 12 t de amina usadas originalmente.
Ejemplo 4 de acuerdo con la invencion
Se repite el ejemplo 3, en el que sin embargo la zona 28 de refuerzo exhibe 5 pisos.
Se condujo el agente de absorcion con 60279 Kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5 a la zona de absorcion. Se suministraron 151609 kg/h de gas natural con una temperatura de 35 °C y con una presion de 53,7 bar. El flujo de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue de 364 kg/h, en el que el agua de lavado contenla 359 kg/h de condensado acuoso reciclado, enfriado a 22 °C y 5 kg/h de agua fresca. Mediante la conduccion 23 abandonaron el proceso 147208 kg/h de gas natural tratado, con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, un contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 3 ppm en volumen. Se retiraron en el extremo inferior de la zona de absorcion 64849 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente 10 de expansion se redujo la presion a 6 bar. En la cabeza del recipiente
10 de expansion se retiraron 636 kg/h de gases desorbidos, que consistlan esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y se condujo mediante el intercambiador
11 de calor a la columna 13 de desorcion y all! se calento mediante el evaporador 15 a 130,8 °C. En el enfriador 17 se enfriaron los gases acidos desorbidos, de 113,4 °C a 40 °C. En la unidad 18 de separacion de fases se separaron de los gases acidos, los 1875 kg/h de fase acuosa formados al respecto. Se eliminaron 165 kg/h del condensado de cabeza del equipo de desorcion y el resto fue conducido de vuelta a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina fue de 0,231 t; esto corresponde a 1,93 % de las 12 t de amina usada originalmente.
5
10
15
20
25
30
35
Ejemplo 5 de acuerdo con la invencion
Se repite el ejemplo 3, en el que sin embargo la zona 28 de refuerzo exhibla 6 pisos.
Se condujo el agente de absorcion con 60279 Kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5 a la zona de absorcion. Se suministraron 151609 kg/h de gas natural con una temperatura de 35 °C y con una presion de 53,7 bar. El flujo de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue de 364 kg/h, en el que el agua de lavado contenla 359 kg/h de condensado acuoso reciclado, enfriado a 22 °C y 5 kg/h de agua fresca. Mediante la conduccion 23 abandonaron el proceso 147208 kg/h de gas natural tratado, con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, un contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 3 ppm en volumen. Se retiraron en el extremo inferior de la zona de absorcion 64849 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente 10 de expansion se redujo la presion a 6 bar. En la cabeza del recipiente 10 de expansion se retiraron 636 kg/h de gases desorbidos, que consistlan esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y mediante el intercambiador 11 de calor se condujo a la columna 13 de desorcion y all! se enfrio mediante el evaporador 15 a 130,8 °C. Se enfriaron los gases acidos desorbidos en el enfriador 17, de 113,4 °C a 40 °C. En la unidad 18 de separacion de fases se separaron de los gases acidos los 1875 kg/h de fase acuosa formados al respecto. Se eliminaron 165 kg/h del condensado de cabeza del equipo de desorcion y se condujo al resto de vuelta a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina fue de 0,152 t; esto corresponde a 1,27 % de las 12 t de amina originalmente usada.
Ejemplo 6 de acuerdo con la invencion
Se repite el ejemplo 3, en el que sin embargo la zona 28 de refuerzo exhibla 8 pisos.
Se condujo el agente de absorcion con 60279 Kg/h con una temperatura de 40 °C mediante la conduccion 5 a la zona de absorcion. Se suministraron 151609 kg/h de gas natural con una temperatura de 35 °C y con una presion de 53,7 bar. El flujo de agua de lavado en la zona 4 de lavado fue de 364 kg/h, en el que el agua de lavado contenla 359 kg/h de condensado acuoso reciclado, enfriado a 22 °C y 5 kg/h de agua fresca. Mediante la conduccion 23 abandonaron el proceso 147208 kg/h de gas natural tratado, con una temperatura de 22 °C, una presion de 53,6 bar, un contenido de agua de 0,094 % en volumen y un contenido de CO2 de 3 ppm en volumen. Se retiraron en el extremo inferior de la zona de absorcion 64849 kg/h de solucion de absorcion cargada con gases acidos, con una temperatura de 39,8 °C y en el recipiente 10 de expansion se redujo la presion a 6 bar. En la cabeza del recipiente 10 de expansion se retiraron 636 kg/h de gases desorbidos, que consistlan esencialmente en metano y etano.
Se retiro el agente de absorcion en el fondo del recipiente 10 de expansion y mediante el intercambiador 11 de calor se condujo a la columna 13 de desorcion y all! se calento mediante el evaporador 15 a 130,8 °C. Los gases acidos desorbidos fueron enfriados en el enfriador 17, de 113,4 °C a 40 °C. En la unidad 18 de separacion de fases se separaron de los gases acidos, los 1875 kg/h de fase acuosa formados al respecto. Se eliminaron 165 kg/h de condensado de cabeza del equipo de desorcion y se condujo el resto de vuelta a la columna de desorcion.
La perdida anual de amina fue de 0,095 t; esto corresponde a 0,80 % de las 12 t de amina usada originalmente.

Claims (16)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para la separacion de gases acidos de una corriente de fluido que contiene agua, en el que
    a) se pone en contacto la corriente de fluido que contiene agua en una zona de absorcion con un agente de absorcion, el cual contiene por lo menos una amina, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene acidos y un agente de absorcion cargado con gases acidos
    b) se pone en contacto la corriente de fluido que no tiene acidos en una zona de lavado con un llquido acuoso de lavado, mediante el cual se conduce sin bombear el llquido de lavado en un paso individual, para transferir por lo menos parcialmente la amina arrastrada al llquido de lavado, en el que se obtiene una corriente de fluido que no tiene amina ni acidos y llquido de lavado cargado con amina,
    c) se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos, corriente abajo de la zona de lavado, en la que se condensa un condensado de cabeza del equipo de absorcion, de la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos,
    d) se conduce el agente de absorcion cargado a una zona de desorcion, en la cual se liberan por lo menos parcialmente los gases acidos, en el que se obtiene un agente de absorcion regenerado y gases acidos desorbidos
    e) se retorna el agente de absorcion regenerado a la zona de absorcion, para formar un circuito de agente de absorcion,
    f) se introduce el llquido de lavado cargado con amina y el condensado de cabeza del equipo de absorcion en el circuito de agente de absorcion, y
    g) se conducen los gases acidos desorbidos a traves de una zona de enriquecimiento que tiene un empaquetado estructurado, un empaquetado desordenado y/o una pluralidad de fondos y que en la cabeza de la zona de enriquecimiento enfrla los gases acidos que escapan, para separar por condensacion desde los gases acidos un condensado de cabeza de equipo de desorcion, el cual es retornado parcialmente a la zona de enriquecimiento y retirado parcialmente del proceso.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el condensado de cabeza del equipo de desorcion contiene menos de 500 ppm en peso de amina y productos de descomposicion de amina.
  3. 3. Metodo segun las reivindicaciones 1 o 2, en el que el llquido de lavado comprende condensado de cabeza del equipo de absorcion, condensado de cabeza del equipo de desorcion y/o agua fresca.
  4. 4. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que se conduce el llquido de lavado cargado de amina a la zona de absorcion.
  5. 5. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que en un enfriador indirecto se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos.
  6. 6. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que se enfrla la corriente de fluido que no tiene amina ni acidos, a una temperatura que es inferior a la temperatura de la corriente de fluido que contiene aguas.
  7. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el empaquetamiento estructurado o el empaquetamiento desordenado exhibe una altura de por lo menos 1,5 metros.
  8. 8. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el numero de pisos es por lo menos 4.
  9. 9. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que en la zona de desorcion se regenera el agente de absorcion cargado, mediante por lo menos una medida elegida de entre alivio de la presion, arrastre con un gas inerte y calentamiento.
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, en el que se calienta previamente el agente de absorcion cargado con gases acidos, antes de la entrada a la zona de desorcion, mediante intercambio indirecto de calor con el agente de absorcion regenerado.
  11. 11. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que en un recipiente de expansion se alivia la presion del agente de absorcion cargado, en el que se obtiene una fase gaseosa y un agente de absorcion sometido a expansion y se conduce el agente de absorcion sometido a expansion a la zona de desorcion.
  12. 12. Metodo segun la reivindicacion 11, en el que se introduce por lo menos una parte del condensado de cabeza del equipo de absorcion, en el recipiente de expansion.
  13. 13. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la corriente de fluido que contiene agua
    exhibe un contenido de agua, que es por lo menos 20 % de la concentracion de saturacion en agua.
  14. 14. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que se introduce la corriente de fluido que contiene agua con una presion de 50 a 70 bar a la zona de absorcion.
  15. 15. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la corriente de fluido que contiene agua 5 exhibe una presion parcial de gas acido inferior a 2,5 bar.
  16. 16. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la corriente de fluido que contiene agua es elegida de entre
    a) gas natural,
    b) gas de slntesis,
    10 c) gases de escape de diferentes procesos de refinerla,
    d) gases de combustion, o
    e) gas, es obtenido de un proceso Claus.
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