MX2010010928A - Procedimiento para la separacion de condensado de procedimiento en conversion de vapor. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un aparato para secado de un gas al liberar y condensar gradualmente la humedad en diversas cámaras de una columna, a presiones diferentes y temperaturas diferentes están presentes de esta manera en las cámaras de la columna; el gas que se va a secar primero se suministra en la cámara inferior, en donde la cantidad más grande del agua contenida en el gas se condensa y el gas después es descargado desde la cámara inferior vía una boquilla; posteriormente el gas se enfría y se suministra en por lo menos una cámara adicional que se localiza por encima de la primera cámara, en donde la humedad adicional se condensa antes de que el condensado resultante sea suministrado por medio de un tubo - preferiblemente conformado como un sifón - en el depósito inferior para evitar que el gas fluya desde la cámara inferior a la cámara superior; la invención también se relaciona con un procedimiento el cual permite que se seque gas.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA SEPARACIÓN DE CONDENSADO DE PROCEDIMIENTO EN CONVERSIÓN DE VAPOR MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se relaciona con un aparato para secar gas reductor. La invención facilita el secado de gases reductores a diversos niveles de temperatura y presión en una columna única que ahorra espacio. El aparato permite que se lleve a cabo el procedimiento de secado, en el cual se condensa el agua contenida en el gas reductor, en etapas y el condensado que se forma se recolecta en un receptor combinado sin necesidad de dispositivos reguladores de presión. La invención también se relaciona con un procedimiento el cual permite que los gases reductores se sequen en etapas a diversos niveles de temperatura.

Los gases producto se generan durante la elaboración de gases reductores como resultado del procedimiento. Estos gases contienen una cantidad relativamente grande de agua evaporada. Los ejemplos de gases reductores son gas de síntesis, hidrógeno, e hidrocarburos de 3 y 4 átomos de carbono. Al final del procedimiento de conversión de vapor el gas de síntesis contiene, por ejemplo, cantidades incluso mayores de vapor de agua el cual no se ha convertido completamente y el cual está presente como vapor a la elevada temperatura de formación del gas de síntesis. En consecuencia, el gas de síntesis fresco producido en un procedimiento de conversión puede contener más de 25 por ciento en masa de vapor de agua. En general esto no es deseable para los procedimientos posteriores y, de este modo, el vapor de agua debe ser eliminado por precipitación separándolo del gas. Otros gases reductores con frecuencia contienen también vapor de agua. Muchos gases también son tratados en un procedimiento de depuración de gas. Después de este procedimiento, el vapor de agua (humedad) está presente como vapor (condensado) en el gas.

Por esta razón, es común utilizar procedimientos en los cuales se pueden secar gases. El secado habitualmente se lleva a cabo utilizando un procedimiento de enfriamiento en el cual el agua contenida en el gas condensa. Durante este procedimiento, la temperatura del gas primero se hace descender a la temperatura normal de manera que la mayor parte del agua contenida en el gas se separa por condensación. En una etapa subsecuente, el gas se puede enfriar aún más utilizando una unidad refrigerante de manera que las impurezas tales como metano o amoníaco se pueden separar con el agua. No obstante, este procedimiento es muy costoso dado que requiere el uso de una unidad refrigerante y el gas líquido obtenido debe ser fraccionado de manera que pueda colocarse par uso posterior.

La temperatura del gas con frecuencia desciende gradualmente hasta la temperatura normal. Esto provoca que la presión del gas descienda en consecuencia. El agua contenida en el gas condensa gradualmente de manera que se puede secar más eficazmente. En el procedimiento de enfriado gradual, el mantenimiento del flujo de gas en el flujo de procedimiento habitualmente requiere una distribución compleja de válvulas, bombas y dispositivos reguladores de presión. Además, con frecuencia es necesario utilizar varios condensadores y separadores en serie los cuales son costosos y utilizan mucho espacio de una planta.

El documento WO 2005118466 A2 describe un procedimiento para la elaboración de hidrógeno el cual se origina del gas de síntesis. Para este fin, el gas de síntesis obtenido, que tiene agua, se enfría en un condensador y después se suministra a un segundo sistema de enfriamiento. Esto provoca que el agua se condense gradualmente. El segundo sistema de enfriamiento se enfría utilizando un agente de enfriamiento el cual es suministrado a través de un depósito de enfriamiento el cual puede estar incrustado de manera subterránea y el cual aprovecha la elevada capacidad térmica del subsuelo circundante. Después el agua es separada del gas de síntesis obtenido utilizando un separador de agua. Posteriormente se utiliza otro dispositivo de secado para separar las trazas de agua restantes. De esta manera, el gas de síntesis puede ser enfriado gradualmente y el agua puede ser eliminada en su mayor parte.

No obstante, la construcción del aparato es muy costosa y dado que requiere varios condensadores y separadores los cuales deben conectarse en serie, uno de los cuales puede estar conectado a un depósito de enfriamiento enterrado en el subsuelo. En consecuencia, el aparato utilizado para condensar el agua requiere mucho espacio en si mismo. Cuando se implementa el procedimiento, se puede requerir agente de enfriamiento adicional para permitir que el gas se condense gradualmente. Esto esta susceptible a problemas e involucra elevados costos de inversión. Además, no se proporciona indicación de que manera el gas debe ser transportado para evitar que fluya de regreso en los separadores localizados corriente arriba en el flujo de procedimiento.

Por esta razón, la tarea en mente es volver disponible un dispositivo que ahorre espacio que permita que la temperatura de un gas reductor disminuya gradualmente de manera que la humedad contenida dentro del gas se pueda condensar gradualmente. Al hacerlo de esta manera, las diferencias de presión que se producen deben compensarse para dispositivos regulación sin costo, si es posible. También debe ser posible, si se requiere, utilizar máquinas refrigerantes para asegurar que el agua se separe por condensación completamente. En principio, el aparato debe ser capaz de ser utilizado para cualquier gas reductor en donde sea factible aplicar un procedimiento de condensación gradual para liberar el agua. También debe ser posible recolectar el agua condensada en un receptor común sin dispositivos muy costosos.

La invención utiliza una columna dividida en varias cámaras para cumplir con los requerimientos de esta tarea. Las cámaras están conectadas físicamente utilizando tuberías de manera que el líquido puede fluir de regreso a la cámara inferior desde la cual es descargada. Las cámaras también pueden describirse como cámaras de condensación. Idealmente, los tubos deben estar en forma de un sifón de manera que el líquido en el tubo pueda fluir de regreso y se evite el retroflujo de gas sin control durante los tiempos de inactividad del dispositivo. El líquido en los tubos también puede sellar las cámaras una contra otra si se equilibra el nivel de presión entre las cámaras. De esta manera, nuevamente, si los niveles de presión son diferentes el líquido puede fluir de regreso incluso durante el funcionamiento de la planta. La columna representada en la invención contiene por lo menos dos cámaras colocadas una encima de la otra.

El enfriamiento real se produce principalmente fuera de la columna. Después de esta etapa de enfriamiento el gas es suministrado a la cámara la cual se encuentra situada por encima de la etapa de enfriamiento previa. Esto permite que las máquinas refrigerantes se utilicen también si se requiere. Se recomienda que la cámara más baja, en la cual se recolecta la mayor parte del agua de condensación, esté cerrada en el fondo por un dispositivo de cierre. Este puede ser una válvula, por ejemplo. Esto permite que el agua de condensación se separe y recolecte en un receptor común.

Se elabora una reivindicación en particular para un aparato para enfriamiento de gas el cual está formado por medio de una columna rodeada por una cubierta de presión, la cual se caracterizada porque: la columna comprende por lo menos dos cámaras separadas, la primera cámara, inferior, está cerrada en el fondo por medio de una salida la cual puede ser obturada utilizando una válvula, con lo que se permite que un baño con líquido se instale en esta cámara - la cámara tiene una entrada lateral para el gas reductor, y la primera cámara inferior está cerrada en la parte superior por un techo de cámara y tiene una salida de gas, y la segunda cámara, superior, está cerrada en el fondo por un techo de cámara de la primera cámara, con una cámara superior que tiene otra entrada de gas lateral y que está cerrada en la parte superior por una salida para el gas de síntesis, y es posible calentar estas cámaras a niveles de temperatura diferentes y presurizarlas o crear vacíos en estas cámaras de manera que se puedan establecer niveles de presión diferentes, además una columna líquida hidrostática o una conexión física similar a sifón, la cual se puede llenar con líquido, se integra entre las cámaras.

Para la construcción de la columna, la cámara inferior tiene un techo el cual sirve simultáneamente como el piso de la cámara superior. La salida de gas desde la cámara inferior está situada en la sección superior, en un lado. De manera alternativa, el techo se coloca con un tubo el cual se dirige al interior de la cámara superior y el cual no permite que el gas fluya dentro de la cámara superior, más bien lo separa por ramificación a un lado y conduce el gas fuera, a un lado de la columna. En contraste, la cámara superior se coloca con una salida de gas, la cual preferiblemente permite que el gas salga en la parte superior y puede ser cerrada utilizando una válvula, si así se requiere. El gas puede ser suministrado por medio de tuberías de gas las cuales se localizan en la sección superior de la cámara respectiva y las cuales preferiblemente entran en la columna transversalmente desde un lado.

Las cámaras pueden ser calentadas o enfriadas. Esto es a criterio. Las opciones de calentamiento incluyen calentamiento eléctrico o calentamiento por medio de gas caliente o vapor. También se pueden utilizar sistemas internos de enfriamiento.

En una modalidad preferida de la invención, la columna tiene dos cámaras colocadas una encima de la otra. No obstante, también es posible que la columna tenga tres cámaras colocadas una encima de la otra. En este caso, el techo de una cámara genera el piso de la cámara encima de esta. Preferiblemente, el gas permite la salida al conducirlo a través del techo de una cámara respectiva y después descargarlo hacia el exterior por un lado sin que el gas sea secado entrando a la cámara anterior. Las cámaras individuales están conectadas físicamente por medio de un tubo el cual puede ser de un diseño sencillo. La altura de la columna líquida se define por la diferencia de presión entre las cámaras. La instalación de esta columna permite que el condensado fluya de regreso al interior de la cámara inferior. Los tubos pueden conectar las cámaras las cuales están uno encima del otro así como en cámaras no adyacentes al avanzar a través de otras cámaras. Por ejemplo, puede existir un tubo entre la primera cámara inferior y la tercera cámara, por ejemplo.

En principio la columna puede tener tantas cámaras como se requiera. El techo de una cámara siempre funciona como el piso de la cámara superior. Preferiblemente, el gas se descarga hacia arriba y hacia fuera, a un lado por medio del tubo a través del techo de la cámara sin que el gas entre a la cámara anterior. Preferiblemente, únicamente la salida de gas en la cámara superior se diseña para descargar el gas directamente por encima. Dado que, en la mayor parte, se producen cantidades relativamente grandes de condensado en la cámara inferior, la cámara puede ser muy grande. El tubo de conexión física puede estar en forma de un sifón de manera que un volumen residual de líquido permanece en el tubo. Esto evita el intercambio de gas entre las cámaras.

Una vez que el gas ha sido descargado de una cámara, es suministrado, por medio de las tuberías a un dispositivo de enfriamiento. Este gas puede ser un enfriador de aire o un enfriador de agua. El gas es suministrado a través de un enfriador de aire, por ejemplo, si se encuentra a una temperatura mayor o si existe una mayor cantidad. El gas debe ser suministrado a través de un dispositivo de enfriamiento de agua si existe una cantidad más pequeña o la temperatura es menor. Conforme el gas va a ser secado, se recomienda que sea enfriado indirectamente utilizando serpentines de enfriamiento o intercambiadores de calor. El enfriamiento directo por medio de goteo, por ejemplo utilizando líquido suministrado desde el exterior, también puede formar parte de la invención. Si el gas se va a secar para algunos ppm de agua o si las temperaturas externas con frecuencia son altas, también se puede utilizar una máquina refrigerante como el dispositivo de enfriamiento.

Se puede instalar un separador de gotitas o un separador de partículas en la cámara superior si el gas que se va a secar aún contiene una cantidad residual de agua. En principio, un separador de gotitas o un separador de partículas se puede instalar en las otras cámaras; no obstante, esto habitualmente es necesario únicamente en la cámara superior debido al contenido de humedad diferente del gas.

La conexión física entre las cámaras puede ser en forma de un tubo sencillo. No obstante, el tubo también puede estar en forma de un sifón en cuyo caso se puede evitar en gran medida el intercambio de gas entre las cámaras. La configuración de tipo de sifón asegura que exista siempre líquido residual en la columna de manera que si por algún motivo hay una detención, no es posible que se produzca un intercambio de gas entre las cámaras. No obstante, la conexión física puede adquirir cualquier forma, por ejemplo incluso cónica o cilindrica.

El tubo se puede colocar en la columna para ahorrar espacio. No obstante, también es posible colocarlo fuera de la columna. Esto puede ser necesario, por ejemplo, si el líquido siempre está muy caliente y debe ser enfriado por el aire exterior. En este caso, es adecuado que se localice fuera de la columna. También es benéfico si el condensado es viscoso o contiene cantidades muy grandes de material sólido que vuelven esencial la limpieza periódica de los tubos.

El tubo también se puede colocar con dispositivos de llenado o de drenado para permitir que el tubo sea limpiado, rellenado o vaciado. Si uno o varios de los tubos se localizan fuera de la columna, pueden estar distribuidos para acceso fácil. Los tubos con dispositivos de llenado o de drenado también se pueden distribuir de manera que llenen o drenen tubos localizados en la columna. Los tubos de comunicación también se pueden colocar con dispositivos para calentamiento o enfriamiento. Estos pueden ser aletas de enfriamiento pequeñas, por ejemplo o elementos de calentamiento eléctrico.

El gas es suministrado al interior de la cámara por medio de boquillas de entrada de gas. En una modalidad favorable, estas alimentan el gas lateralmente al interior de la cámara. La salida de gas real puede adquirir cualquier forma. Dado que el gas en el fondo de la cámara aún contiene grandes cantidades de humedad y dado que habitualmente existe un depósito de agua más grande en ése lugar, la boquilla de entrada de gas preferiblemente se diseña para permitir que el gas sea suministrado directamente al depósito de agua. No obstante, la boquilla de entrada de gas también puede estar en forma de una cabeza de alimentación o una campana con aberturas puntiformes. Esencialmente, la cabeza de alimentación puede adquirir cualquier forma y se recomienda que esté diseñado para permitir que el gas sea suministrado de manera óptima al interior de la cámara o al interior del depósito condensado contenido dentro de la cámara. Además, las partes internas adicionales en la cámara respectiva pueden resultar en una separación benéfica de gotitas y una reducción en la altura de la cámara. Estas secuencias internas pueden ser, por ejemplo deflectores o canales.

Las boquillas de entrada en los tubos de conexión entre las cámaras las cuales determinan la altura del depósito a líquido en las cámaras respectivas pueden adquirir cualquier forma. Se pueden equipar con una espita o con un embudo. No obstante, también pueden estar doblados o colocados con una válvula. Las boquillas de salida en los tubos de conexión también pueden adquirir cualquier forma. Pueden tener una forma sencilla tal como doblado en U o pueden colocarse con un embudo o con una entrada en forma de campana, con aberturas puntiformes (como una cabeza de regadera). El punto crucial es que funcionen como una conexión física entre las cámaras y que sean capaces de crear conectividad hidrostática.

Los pisos de la cámara pueden adquirir cualquier forma. Pueden ser similares a vertedero que tiende hacia arriba. También pueden tener forma de campana que tiende hacia abajo. Las cámaras pueden adquirir cualquier forma dentro de la columna. Preferiblemente, están situadas dentro de la columna con el fin de asegurar construcción que ahorre espacio. También se pueden localizar fuera de las columnas, particularmente cuando las necesidades espaciales lo vuelven obligatorio. Las cámaras individuales pueden estar en forma de tanques o pueden estar en forma de una proyección lateral la cual forma un tanque. En general, aunque la columna en su modalidad estándar tiene una construcción cónica para asegurar un moldeado fácil de una cubierta que retenga la presión. Si una de las cámaras se localiza fuera de la columna, también puede estar rodeada por una cubierta que retenga la presión. Las cámaras en sí mismas pueden tener perfiles diferentes. El usuario de la invención puede decidir qué tan alta puede ser la cámara. También es posible que las conexiones físicas entre las cámaras o los tubos tengan perfiles diferentes.

Para asegurar un flujo de gas regulado en la columna, la línea de gas o el interior de las cámaras se puede colocar con dispositivos reguladores de gas. Estos pueden ser, por ejemplo, mezcladores estáticos. También pueden ser válvulas de control o bombas de gas o incluso pueden ser bombas de vacío. En general, los elementos que cambian la presión tales como bombas, válvulas o termostatos pueden formar parte de la invención en cualquier punto dentro de los mismos. Además, los dispositivos que regulan el flujo de gas, la precipitación de líquido o el intercambio de masa o de calor también se pueden encontrar en cualquier punto dentro de la invención. Estos pueden ser deflectores o canales, por ejemplo.

Se elabora una reivindicación para un procedimiento en el cual el gas puede ser secado utilizando un aparato de acuerdo con la invención. Se elabora una reivindicación en particular para un procedimiento para secado de gas, caracterizado porque: el gas es suministrado en primer lugar en el lado de una columna la cual está rodeada por un recipiente que retiene la presión y el cual comprende varias cámaras, en donde el gas entra primero a la cámara inferior en donde está enfriado de antemano al momento de llegar, o es enfriado, liberando parte de su contenido de humedad por medio de condensación, y la cámara inferior se llena con un baño líquido en el cual se puede suministrar el gas reductor, el nivel de líquido de este baño líquido es regulado por la posición de la válvula para la salida de líquido inferior. El gas secado después se puede descargar por medio de una salida de gas. el gas desde esta salida entra a un dispositivo adicional en el cual se enfría aún más antes de entrar a la segunda cámara la cual está por encima de la primera cámara, en donde libera humedad adicional a través de condensación antes de que se suministre a una aplicación adicional vía una boquilla de salida de gas en la segunda cámara, con el líquido en la segunda cámara o cámara superior es capaz de correr a una cámara inferior por medio de una columna de líquido hidrostático o similar a sifón, una conexión física la cual se puede llenar con líquido.

El procedimiento se diseña de manera que el gas es descargado preferiblemente de manera lateral fuera de la cámara inferior sin que el gas entre a la cámara superior. Una vez que es transportado fuera de la columna, es enfriado aún más en un dispositivo de enfriamiento. Una vez que el gas ha sido enfriado, entra a la siguiente cámara en donde libera humedad, como se determina por las condiciones prevalentes. Esto vuelve posible suministrar el gas a través de las dos cámaras situadas una encima de la otra de manera que puede ser enfriado en dos etapas secuenciales lo que permite la liberación de su humedad por medio de condensación. También es posible suministrar al gas a través de tres cámaras situadas una encima de la otra de manera que el gas se enfríe en tres etapas secuenciales lo que permite que libere su humedad por medio de condensación.

En principio, es posible enviar el gas a través de cualquier cantidad de cámaras si el aparato ha sido arreglado para permitir esto. El gas es descargado del lado de las cámaras inferiores. Es adecuado si la boquilla de salida de gas en la cámara superior está en el techo de la columna que retiene presión. Después se coloca un tubo entre las cámaras y este tubo conecta físicamente las cámaras y regula el nivel del líquido en la cámara por encima a través de la altura de la boquilla de entrada. La altura del nivel del líquido, no obstante, también se puede regular utilizando otros dispositivos tales como válvulas o bombas. El tubo puede atravesar una o varias cámaras no conectadas de manera que, por ejemplo, en una construcción con tres cámaras, el líquido sea suministrado desde la cámara superior a la cámara inferior.

El gas de síntesis e hidrógeno los cuales pueden haber sido producidos a partir del gas de síntesis son ambos adecuados como gases reductores para secado. El monóxido de carbono, gases de horno de coque y fracciones de hidrocarburos de refinería son todos adecuados como gases reductores para secado. Los ejemplos sin fracciones de 3 ó 4 átomos de carbono a partir de rectificación de petróleo crudo. En principio, cualquier gas que pueda secarse por enfriamiento es adecuado para uso en el procedimiento de acuerdo con la invención. Por ejemplo, incluso gases corrosivos se pueden secar en el aparato de acuerdo con la invención si el equipo de procedimiento se diseña para este propósito, utilizando, por ejemplo, material de construcción resistente.

El condensado el cual se acumula durante el proceso de secado se puede recolectar en un receptor común y/o puede suministrarse a un tanque común. El condensado después se puede colocar o se puede utilizar según se desee. Esto significa que en una modalidad benéfica el condensado puede ser suministrado de regreso al procedimiento para producir gas para uso industrial. No obstante, también se puede utilizar en procedimientos subsecuentes o para generación de vapor una vez que ha sido depurado.

Con el fin de que el líquido en el gas se ha separado por condensación, el gas debe enfriarse entre las cámaras individuales. Para este propósito son adecuados cualquiera de diversos dispositivos. Aunque en principio es posible enfriar el gas directamente corriente arriba o en la columna de retención de presión, es preferible que el gas sea suministrado por medio de tuberías al dispositivo de enfriamiento. En principio, también es posible calentar el gas si la temperatura externa sí lo requiere. En este caso, un dispositivo de calentamiento se localiza en el punto apropiado. También es posible condensar líquidos no acuosos si se localizan dispositivos de enfriamiento adecuados en el punto apropiado. El procedimiento preferiblemente se utiliza para separar agua de gases. Una modalidad típica es la separación de humedad del gas de síntesis.

Los enfriadores de aire convencionales con aletas de enfriamiento o enfriadores de agua se pueden utilizar para enfriar el gas de síntesis entre las cámaras individuales. No obstante, el gas de síntesis caliente también se puede utilizar para calentar agua de alimentación de una caldera o gas de alimentación. Los intercambiadores de calor se pueden colocar en la tubería de gas de síntesis entre las cámaras para este fin.

La temperatura del gas de síntesis durante la primera etapa de condensación y la primera cámara preferiblemente estará entre 100 y 200°C a una presión de 10 a 50 bar. La condensación parcial comienza de antemano aquí, dependiendo del nivel de presión y saturación. Después del proceso de enfriamiento, el cual puede llevarse a cabo utilizando aire, el gas es suministrado a la segunda cámara. Aquí, el gas después tiene una temperatura de 50 a 70°C. Se puede llevar a cabo enfriamiento y condensación adicionales utilizando un enfriador de agua, por ejemplo. De esta manera se obtiene gas de síntesis con una temperatura de 30 a 70°C a presión estándar. Bajo estas condiciones, el agua habitualmente condensa hasta un contenido residual de 0.1 por ciento en masa. Así, es posible secado adicional utilizando máquinas refrigerantes, por ejemplo, pero cualquiera de las condiciones puede prevalecer en la medida en que se pueda obtener secado óptimo.

El enfriamiento gradual significa que se pueden separar eficazmente los productos secundarios de la producción del gas de síntesis. Por lo tanto, en un caso ideal, el gas de síntesis no necesita ser purificado por medio de destilación de vapor. Dado que no hay retromezclado de los condensados, los productos secundarios de la producción de gas de síntesis se pueden descargar en el condensado de procedimiento. Dado que estos productos secundarios habitualmente son amoniaco, dióxido de carbón y metanol, los cuales se presentan como gases a las temperaturas prevalentes, no es posible el retromezclado con el gas de síntesis que se produce.

La invención proporciona la ventaja de un aparato el cual seca un gas de procedimiento de manera gradual a presiones y temperaturas diferentes sin que se produzca un flujo de gas indeseable a través de los tubos de gas y de condensado. La construcción de acuerdo con la invención permite que una columna, la cual es adecuada para separación por condensación gradual del condensado de procedimiento se construye como un componente para ahorrar espacio. El diseño de la conexión de tubo entre las cámaras evita la necesidad de dispositivos reguladores de flujo de gas tales como bombas y válvulas reguladoras. Esto resulta en bajos costos de inversión generales. La invención también proporciona la ventaja de ser capaz de descargar condensados de procedimiento a alta temperatura si está presente un canal de condensado de procedimiento adecuado.

La modalidad de la invención de un aparato para la gasificación de combustible se describe con mayor detalle utilizando siete diagramas, aunque el procedimiento de acuerdo con la invención no se limita a estas modalidades. La figura 1 muestra un aparato de acuerdo con la invención con tres cámaras y tubos de conexión hidrostática internos entre las cámaras. El gas de síntesis se suministra dentro de la cámara inferior. La figura 2 muestra un aparato de acuerdo con la invención con tres cámaras y tubos de conexión hidrostáticos externos entre las cámaras. La figura 3 muestra un aparato de acuerdo con la invención con tres cámaras y tubos de conexión hidrostática externos entre las cámaras superiores y la cámara inferior. La figura 4 muestra un aparato de acuerdo con la invención con dos cámaras y un tubo de conexión hidrostático sencillo entre las dos cámaras. La figura 5 muestra un aparato con tres cámaras por lo que la cámara media está colocada fuera del dispositivo que retiene presión. La figura 6 muestra un aparato de acuerdo con la invención con tres cámaras por lo que la cámara inferior está diseñada como una proyección lateral la cual actúa como un tanque para recolectar una gran cantidad de condensado. La figura 7 muestra un aparato de acuerdo con la invención con tres cámaras por lo que la longitud de la cámara inferior se utiliza para mejorar la separación de gotitas.

La figura 1 muestra, a modo de ejemplo, una columna (1) con una cubierta de retención de presión y tres cámaras de condensación (2, 3, 4). La cámara (2) inferior se utiliza para introducir el gas (5) de síntesis caliente. La cámara alberga un depósito con condensado (2a) en el cual se introduce el gas de síntesis caliente por medio de una boquilla (6) de entrada de gas. Después de que fluye a través del depósito de condensado, el gas entra a la cámara (2b) de condensación. Una vez que el líquido se ha separado por condensación, el gas es suministrado al exterior de la primera cámara (7) por medio de la boquilla (7a) de salida de gas. Una vez que el gas ha abandonado la primera cámara, es enfriado y suministrado (8a) dentro de la segunda cámara (3) vía la boquilla (3) de entrada de gas. Aquí, el gas libera más condensado de manera que el condensado (3a) adicional se recolecta en el piso de la segunda cámara. Un tubo (9) se localiza entre la primera y segunda cámara y este tubo forma una columna líquida hidrostática. Esto permite que el líquido retrofluya en la primera cámara sin sobreflujo de gas desde la primera cámara en la segunda. El tubo tiene una abertura para llenado, limpieza y drenado (9a). La altura del nivel del líquido en la segunda cámara (9b) se puede determinar por la altura de la boquilla de entrada del tubo (9). Una vez que se ha condensado más líquido en la segunda cámara, el gas es suministrado hacia el exterior lateralmente a través del techo (10) de la cámara. Después es suministrado a través de otro dispositivo de enfriamiento (no mostrado). Después (11a) el gas fluye a través de otra boquilla (11) de entrada de gas dentro de la tercera cámara (4). Un depósito de condensado (4a) se forma aquí, también, debido a la condensación. La condensación del agua provoca que el gas libere su agua residual (4a) como se determina por las condiciones de condensación en esta cámara. También existe un tubo (12) entre la segunda y tercera cámaras las cuales forman una columna de líquido hidrostático. Esto permite que el líquido fluya de regreso dentro de la primera cámara sin sobreflujo de gas desde la segunda dentro de la tercera cámara. El tubo también tiene una abertura para llenado, limpieza y drenado (12a). La altura del nivel (12b) de líquido en la tercera cámara se puede determinar por la altura de la boquilla de entrada del tubo (12). Una vez que el líquido remanente sea condensado, el gas seco es separado por alimentación (13) vía una boquilla (13a) y fluye primero a través de un separador (14) de gotitas. Se obtiene (15) el gas de síntesis secado. El condensado puede ser alimentado fuera (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 2 muestra, a modo de ejemplo, una columna con una cubierta (1) que retiene la presión y tres cámaras de condensación (2, 3, 4). La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. En este caso, los tubos (9, 12) los cuales sirven como columnas de líquido hidrostático se unen fuera, entre las cámaras de la columna de manera que son accesibles con mayor facilidad. Esto también permite que las columnas líquidas se calienten o enfríen, según se requiera. El gas crudo es suministrado en la cámara (2) inferior por medio de una boquilla (5) de entrada. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado al exterior (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 3 muestra, a modo de ejemplo, una columna con una cubierta (1) que retiene la presión y tres cámaras de condensación (2, 3, 4). La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. En este caso, los tubos (9, 12) los cuales sirven como columnas de líquido hidrostático se unen al exterior entre las cámaras de la columna de manera que son accesibles con mayor facilidad. La cámara (4) de condensación superior tiene un piso el cual se diseña como un vertedero. Esto significa que el depósito de líquido no se forme en esta cámara. El condensado fluye a través del tubo (12) directamente en la cámara inferior (2). El gas crudo es suministrado en la cámara (2) inferior por medio de la boquilla (5) de entrada. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 4 muestra, a modo de ejemplo, una columna sencilla con una cubierta (1) que retiene la presión y dos cámaras de condensación (2, 3) . La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. Existe una conexión (9) sencilla entre las dos cámaras. La altura del depósito (9b) en la cámara (3) superior se puede determinar por la altura de la boquilla de entrada del tubo (9). Debido a que el tubo (9) no está en forma de un sifón, debe sumergirse lo suficiente en el depósito líquido de la cámara (2) inferior para evitar que el gas sobrefluya desde la cámara (2) inferior dentro de la cámara (3) superior. El gas crudo es suministrado en la cámara (2) inferior por medio de la boquilla (5) de entrada. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado al exterior (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 5 muestra, a modo de ejemplo, una columna sin cubierta (1) que retiene la presión y con tres cámaras de condensación (2, 3, 4) . La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. Las cámaras no se localizan en una columna sino más bien están separadas entre sí. El gas crudo se suministra en la cámara (2) inferior por medio de una boquilla (5) de entrada. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado hacia el exterior (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 6 muestra, a modo de ejemplo, una columna con una cubierta (1) de retención de presión y tres cámaras (2, 3, 4) de condensación. La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. En este caso, los tubos (9, 12) los cuales sirven como columnas de líquido hidrostático se unen en el exterior, entre las cámaras de la columna de manera que son accesibles con mayor facilidad. La cámara inferior tiene una proyección (2c) lateral la cual actúa como un tanque de manera que se pueden recolectar cantidades más grandes de condensado. El condensado también se puede descargar por medio de una salida de descarga en el lado (16b). La descarga desde el tubo (9) inferior se lleva a cabo por medio de un múltiple (9c) similar a campana para crear contacto intenso con el gas en la cámara inferior. El gas crudo se suministra a la cámara (2) inferior por medio de la boquilla (5) de entrada. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado al exterior (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

La figura 7 muestra, a modo de ejemplo, una columna con una cubierta (1) de retención de presión y tres cámaras (2, 3, 4) de condensación. La cámara (2) inferior se utiliza para el secado inicial del gas de síntesis caliente. En este caso, los tubos (9, 12) los cuales sirven como columnas de líquido hidrostático se unen hacia fuera entre las cámaras de la columna de manera que son accesibles con mayor facilidad. La cámara inferior tiene una proyección (2c) lateral para mejorar la separación de las gotas y para permitir que la altura general de la columna se reduzca. La descarga desde el tubo inferior (9) se lleva a cabo por medio de un múltiple (9c) similar a campana para crear contacto intenso con el gas en la cámara inferior. El gas crudo se suministra en la cámara (2) inferior por medio de la boquilla (5) de entrada en el lado de la sección inferior de la proyección. Esto proporciona más espacio para que se lleve a cabo la condensación. El gas (15) de síntesis secado se separa por medio de la salida (13) de gas superior. El condensado puede ser suministrado al exterior (16) en la boquilla inferior, por ejemplo a través de una espita (16a) de válvula.

Lista de números de referencia v designaciones 1 Columna con cubierta que retiene la presión 2 Primera cámara o cámara de condensación 2a Depósito para condensado en la primera cámara de condensación 2b Compartimiento de gas en la primera cámara de condensación 2c Proyección similar a tanque en la primera cámara de condensación 3 Segunda cámara de condensación 3a Depósito para condensado en la segunda cámara de condensación 3b Compartimiento de gas en la segunda cámara de condensación 4 Tercera cámara de condensación 4a Depósito para condensado en la tercera cámara de condensación 4b Compartimiento de gas en la tercera cámara de condensación 5 Entrada de gas en la primera cámara de condensación 5a Flujo de entrada de gas en la primera cámara de condensación 6 Boquilla de entrada de gas para el gas crudo 7 Salida de gas desde la primera cámara de condensación 7a Flujo de gas desde la primera cámara de condensación 8 Entrada de gas en la segunda cámara de condensación 8a Flujo de entrada de gas en la segunda cámara de condensación 9 Columna de líquido hidrostático entre la primera y segunda cámaras de condensación 9a Abertura para llenado, limpieza y drenado de la columna de líquido hidrostático entre la primera y segunda cámaras de condensación 9b Altura de la columna líquida en la segunda cámara de condensación 9c Entrada de gas en la columna de líquido hidrostático como una campana con aberturas puntiformes 10 Salida de gas desde la segunda cámara de condensación 10a Flujo de gas desde la segunda cámara de condensación 11 Entrada de gas en la tercera cámara de condensación 11a Flujo de entrada de gas en la tercera cámara de condensación 12 Columna de líquido hidrostático entre la segunda y tercera cámaras de condensación 12a Abertura para llenado, limpieza y drenado de la columna de líquido hidrostático entre la segunda y tercera cámaras de condensación 12b Altura de la columna líquida en la tercera cámara de condensación 13 Salida de gas para el gas secado 13a Válvula 1 Separador de partículas o separador de gotitas 15 Salida de gas secado 16 Salida para el condensado 16a Válvula 16b Descarga del condensado o alimentación para otro medio.

Claims (32)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un dispositivo para enfriar un gas el cual se forma por una columna rodeada por una cubierta de presión, caracterizada porque: la columna comprende por lo menos dos cámaras diferentes, la primera cámara, inferior, está cerrada en el fondo por una salida la cual puede ser obstruida por una válvula, por lo tanto permite que un baño con líquido se instale en esta cámara - la cámara tiene una entrada lateral para el gas reductor, y; la primera cámara, inferior, está cerrada en la parte superior por un techo de cámara y tiene una salida de gas, y; la segunda cámara, superior, está cerrada en el fondo por un techo de cámara de la primera cámara, la cámara superior tiene otra entrada de gas lateral y está cerrada en la parte superior por una salida del gas de síntesis, y; es posible calentar estas cámaras a niveles de temperatura diferentes y presurizarlas para crear un vacío en estas cámaras de manera que se puedan establecer niveles de presión diferentes, y; una columna líquida hidrostática o una conexión física similar a sifón, la cual se puede llenar con líquido, que se integra entre las cámaras.

2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la segunda cámara de la columna se cierra en la parte superior por otro techo de cámara y una tercera cámara está adyacente vía este techo de cámara, la segunda cámara tiene una salida de gas para el gas reductor para descargar el gas desde la segunda cámara, la tercera cámara está cerrada en la parte superior por una salida del gas de síntesis y una columna de líquido hidrostático o una conexión física similar a sifón, la cual se puede llenar con líquido, que se integra entre la segunda y tercera cámaras.

3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la columna de líquido hidrostático o una conexión física, la cual se puede llenar con líquido, se integra entre la primera y tercera cámaras.

4.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque la tercera cámara de la columna está cerrada en la parte superior por otro techo de cámara, y otra cámara o cualquier número de cámaras están unidas vía este techo de cámara, la otra cámara tiene una salida de gas para el gas reductor, el cual descarga el gas desde la cámara, y la cámara superior está cerrada en la parte superior por una salida para el gas de síntesis, una columna de líquido hidrostático o una conexión física similar a sifón, la cual se puede llenar con líquido, se integra entre la tercera y la otra cámara u otras cámaras.

5. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque el dispositivo de enfriamiento se localiza en una o más tuberías entre por lo menos dos de las cámaras.

6. - El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el dispositivo de enfriamiento utilizado es un enfriador indirecto de aire o agua.

7.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque el dispositivo de enfriamiento se localiza en una o más cámaras.

8.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado además porque el dispositivo de enfriamiento utilizado es una máquina refrigerante o una máquina refrigerante que ayuda en el proceso de enfriamiento de gas.

9. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque la cámara superior tiene un separador de partículas o separador de gotitas frente a la salida de gas orientada hacia arriba.

10. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la columna de líquido hidrostático o la conexión física similar a sifón dentro de la columna conecta la cámara individual consecutiva o siguiente excepto una de las cámaras.

11. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la columna de líquido hidrostático o la conexión física similar a sifón fuera de la columna conecta la cámara individual consecutiva o siguiente, excepto una de las cámaras.

12. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 10 y 11 , caracterizado además porque por lo menos uno de los dispositivos similares a sifón tiene una abertura para llenado y drenado.

13. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado además porque la boquilla de entrada de gas o el dispositivo similar a sifón se diseñan como una campana con aberturas punctiformes.

14. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado además porque por lo menos uno de los techos de la cámara sobresale hacia arriba para formar una forma de campana.

15. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado además porque por lo menos uno de los pisos de campana sobresale hacia abajo para formar un vertedero.

16.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque por lo menos una de las cámaras se localiza fuera de la cubierta de presión que rodea la columna.

17. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado además porque por lo menos un tubo de entrada de gas se dobla hacia abajo de manera que puede servir como un tubo de inmersión bajo un nivel de líquido y suministra el flujo de gas debajo del nivel de líquido.

18. - El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado además porque otro separador de partículas o separador de gotitas se localiza entre la entrada de gas de una cámara y la salida de gas.

19.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado además porque la cámara inferior de la columna está en forma de un tanque que sobresale lateralmente.

20.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado además porque tiene un mezclador estático en su interior.

21.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado además porque los pisos y/o tubos entre las cámaras están aislados térmicamente en su totalidad o en parte.

22.- El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1 a 21 , caracterizado además porque la construcción de las cámaras permite que la altura de las cámaras individuales se seleccione para un efecto ventajoso.

23.- Un procedimiento para secar un gas, caracterizado porque: el gas primero se suministra al interior de una columna la cual está rodeada por un recipiente que retiene la presión y el cual comprende varias cámaras, en donde el gas entra primero a la cámara inferior en donde está enfriado de antemano al momento de llegar, o es enfriado, liberando parte de su contenido de humedad mediante condensación, y; la cámara inferior se llena con un baño líquido en el cual se puede suministrar el gas reductor, el nivel de líquido de este baño líquido es regulado por la posición de la válvula para la salida de líquido inferior; el gas secado después se puede descargar por medio de una salida de gas; el gas desde esta salida entra a un dispositivo adicional en el cual se enfría aún más antes de entrar a la segunda cámara la cual está por encima de la primera cámara, en donde libera humedad adicional a través de condensación antes de que se suministre a una aplicación adicional vía una boquilla de salida de gas en el techo de la cámara de la segunda cámara, con; el líquido en la segunda cámara o cámara superior capaz de desplazarse a la cámara inferior por medio de una columna de líquido hidrostático o similar a sifón, una conexión física la cual se puede llenar con líquido.

24. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque una vez que el gas ha sido secado en la segunda cámara, es descargado vía boquilla de salida de gas antes de ser enfriado y suministrado a una tercera cámara en la cual libera más humedad a través de condensación antes de ser suministrado hacia el exterior a través de una boquilla de salida de gas en la tercera cámara - con una columna de líquido hidrostático o una conexión física similar a sifón, la cual se puede llenar con líquido, que se integra entre un número opcional de las cámaras.

25. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque una vez que el gas ha sido secado en la tercera cámara, es descargado vía una boquilla de salida de gas antes de ser enfriado y suministrado en otra o en cualquier número de otras cámaras, en el cual libera más humedad a través de condensación antes de ser suministrado al exterior a través de una boquilla de salida de gas en la tercera cámara u otras cámaras - con la tercera cámara u otras cámaras que también están conectadas vía una columna de líquido hidrostático o una conexión física similar a sifón.

26.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 25, caracterizado además porque el gas es un gas de síntesis el cual se produce por medio de un procedimiento de conversión de vapor.

27.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 26, caracterizado además porque el agua condensada que se forma durante el procedimiento es retroalimentada al procedimiento de producción de gas de síntesis.

28. - El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 27, caracterizado además porque el gas entre las cámaras individuales es enfriado.

29. - El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 28, caracterizado además porque la presión y temperatura en las cámaras individuales del dispositivo de secado varía.

30.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 29, caracterizado además porque el gas crudo es suministrado al aparato para secado a una temperatura de 100 a 200°C.

31. - El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 30, caracterizado además porque el gas secado se extrae del aparato para secado a una temperatura de 30 a 70°C.

32. - El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 23 a 31 , caracterizado además porque el gas crudo es suministrado en el aparato para secado a una presión de 10 a 50 bar.