MX2014003315A - Aplicacion de oxigeno en unidades claus cargadas con una carga adicional particularmente una corriente de gas de desecho que contiene so2 y procedente de la regeneracion de adsorbente. - Google Patents

Aplicacion de oxigeno en unidades claus cargadas con una carga adicional particularmente una corriente de gas de desecho que contiene so2 y procedente de la regeneracion de adsorbente.

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Abstract

La presente invención se refiere a un método de eliminación de azufre de un fluido, que comprende los pasos de: - proporcionar un primer fluido que comprende un compuesto que contiene azufre, - adsorber el azufre del compuesto que contiene azufre sobre un adsorbente, en particular en la presencia de hidrógeno, - regeneración del adsorbente por oxidación del azufre adsorbido a dióxido de azufre produciendo de este modo una corriente de gas de escape que comprende dióxido de azufre, - proporcionar un segundo fluido que comprende sulfuro de hidrógeno, - el uso del segundo fluido y la corriente de gas de como reactivos en un proceso de Claus para producir azufre elemental, • en donde una parte de sulfuro de hidrógeno proporcionada por el segundo fluido se oxida a dióxido de azufre y agua a una temperatura de reacción, • en donde el sulfuro de hidrógeno residual, el óxido de azufre resultante y el óxido de azufre proporcionado por la corriente de gas de salida se convierten en azufre elemental (34) • en donde el oxígeno requerido para la oxidación del sulfuro de hidrógeno proporcionado por el segundo fluido es proporcionado por una corriente de aire, y • en donde la corriente de gas de escape diluye el segundo fluido en el proceso de Claus, De acuerdo con la invención, esta proporciona que el proceso de Claus está enriquecido con oxígeno para mantener la temperatura de reacción igual o superior a 1100°C.

Description

APLICACION DE OXIGENO EN UNIDADES CLAUS CARGADAS CON UNA CARGA ADICIONAL PARTICULARMENTE UNA CORRIENTE DE GAS DE DESECHO QUE CONTIENE S02 Y PROCEDENTE DE LA REGENERACION DE ADSORBENTE Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un método para eliminar azufre de un fluido.
Tal método comprende los pasos de proporcionar un primer fluido que comprende un compuesto que contiene azufre, adsorber el azufre del compuesto que contiene azufre sobre un adsorbente, en particular en la presencia de hidrógeno, regenerar el adsorbente mediante la oxidación del azufre adsorbido a dióxido de azufre produciendo de este modo una corriente de gas de salida que comprende dióxido de azufre, proporcionando un segundo fluido que comprende sulfuro de hidrógeno, utilizando el segundo fluido y la corriente de descarga gaseosa como reactivos en un proceso de Claus para producir azufre elemental, en donde una parte de sulfuro de hidrógeno proporcionado por el segundo fluido se oxida a dióxido de azufre y agua a una temperatura de reacción, y en donde el sulfuro de hidrógeno residual, el óxido de azufre resultante y el óxido de azufre proporcionado por la corriente de gas de salida se convierte en azufre elemental, y en donde el oxígeno requerido para la oxidación del sulfuro Ref. 246896 de hidrógeno proporcionado por el segundo fluido es proporcionado por una corriente de aire, y en donde la corriente de gas diluye el segundo fluido en el proceso de Claus .
Unidades de recuperación de azufre basadas en el llamado "proceso de Claus modificado" producen azufre elemental a partir de gases de alimentación con alta concentración de H2S por oxidación parcial de este último utilizando aire como el oxidante primario. Esta oxidación de aire se realiza mediante la aplicación de una flama abierta dentro de una cámara de combustión (también denominado como horno de Claus) . Las alimentaciones de unidades Claus operadas en las refinerías de petróleo son típicamente corrientes de gas que tienen una alta concentración de H2S (en este caso, gas ácido) a veces combinada con una segunda corriente del llamado gas separador de agua ácida que contiene H2S y cantidades mayores de amoníaco (NH3) .
La estabilidad de cualquier flama basada en la combustión de combustible es altamente dependiente de la concentración de productos inflamables dentro de la corriente de combustible, en este caso el más diluido el combustible con compuestos que no participan en el proceso de oxidación la más baja es la temperatura de la flama. En el caso extremo la flama incluso puede caducar. En caso de inertes como el nitrógeno este efecto es más evidente, pero si S02 es importado en un horno Claus la complicación es aún agravada por un segundo efecto - es decir, que aún menos del combustible principal (por ejemplo, H2S) se puede oxidar a S02, que es el socio de reacción importante de H2S residual dentro de las secciones corriente abajo de la unidad Claus. Por lo tanto, en casos de importación de gases que contienen S02 en un horno Claus la consecuencia natural es una - bajo circunstancias aún sustanciales - caída de la temperatura del horno. Los efectos secundarios de tal disminución de temperatura son ampliamente conocidos.
La más notoria es la destrucción incompleta de los llamados compuestos traza como hidrocarburos persistentes (benceno, tolueno, xilenos, estireno) y también NH3. Un descubrimiento de hidrocarburos conduce a ensuciamiento/desactivación del catalizador y calidad de azufre reducida. Incluso más sensible a la reducción de la temperatura del horno es la eficiencia de destrucción de NH3. Si esta última es incompleta NH3 acumula sales sólidas en "puntos fríos" de la sección Claus corriente abajo, lo que puede dar lugar a efectos como baja eficiencia de recuperación de azufre, más el tiempo de inactividad de la planta, un daño considerable debido a la corrosión, capacidad de la planta reducida, etc.
Sobre la base de estos antecedentes, es el objetivo de la presente invención proporcionar un método eficiente y económico para la eliminación de azufre.
El problema se resuelve mediante un método que tiene las características de la reivindicación 1.
De acuerdo con la misma, el proceso de Claus se enriquece con oxígeno para mantener la temperatura de reacción igual o superior a 1100°C, preferiblemente superior a 1200°C, preferiblemente superior a 1250°C, preferiblemente superior a 1300°C, preferiblemente superior a 1400°C.
Un fluido en el sentido de la presente invención particularmente se refiere a un líquido o un gas. El enriquecimiento con oxígeno del proceso de Claus conduce a una mejora de la oxidación de sulfuro de hidrógeno y a un aumento de la temperatura de reacción.
Una ventaja adicional del método de la invención es que la dilución es compensada por el enriquecimiento de oxígeno del proceso de Claus . Debido a que las unidades Claus están limitadas en su velocidad de flujo de gas por diseño, una dilución del sulfuro de hidrógeno alimentado disminuye la capacidad de la unidad. De este modo el rendimiento de azufre elemental disminuye, debido a que menos sulfuro de hidrógeno es oxidado y posteriormente convertido a azufre elemental. Debido al enriquecimiento de la corriente de aire con oxígeno, el volumen de la corriente de aire puede ser disminuido y un mayor volumen de sulfuro de hidrógeno puede ser alimentado en la unidad de Claus/proceso de Claus aumentando de este modo la capacidad de la unidad de Claus/proceso de Claus.
Otra ventaja del método de acuerdo con la invención es que los hidrocarburos opcionalmente presentes en la corriente de gas de salida, por ejemplo, debido a la oxidación insuficiente, en particular en el caso de mal funcionamiento, tal como un suministro inadecuado de aire utilizado para la regeneración oxidativa del adsorbente, son oxidados en el proceso de Claus en la temperatura de reacción descrita anteriormente y eliminados de ese modo.
En algunas modalidades, el proceso de Claus es alimentado con aire enriquecido con oxígeno o directamente con oxígeno puro. Aire enriquecido con oxígeno en el sentido de la presente invención se refiere particularmente a aire con un contenido de oxígeno de por lo menos 21 % (v/v) , 28% (v/v) , 45% (v/v) , 60% (v/v) o 75 % (v/v) . El oxígeno puro en el sentido de la presente invención se refiere en particular a oxígeno con una pureza de por lo menos 90 % (v/v) . El uso de aire enriquecido con oxígeno u oxígeno puro permite una mayor conversión del sulfuro de hidrógeno en el segundo fluido en la misma unidad y evita reacciones secundarias no deseadas y la contaminación con el nitrógeno. Además, el uso de aire enriquecido con oxígeno u oxígeno puro permite el procesamiento de un segundo fluido con un bajo contenido de sulfuro de hidrógeno (particularmente por debajo de 20 % (v/v) de H2S) y/o un segundo fluido que comprende amoniaco, hidrocarburos, en particular metano o árenos tales como benceno, tolueno, xileno y estireno.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención y en contraste con las operaciones normales de Claus, no un tercio pero menos de un tercio del sulfuro de hidrógeno es convertido en dióxido de azufre, que reacciona después con el dióxido de azufre proporcionado por la corriente de descarga gaseosa al azufre elemental .
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la conversión de sulfuro de hidrógeno y dióxidos de azufre se lleva a cabo en la presencia de un catalizador.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el catalizador comprende óxido de aluminio u óxido de titanio.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el adsorbente es un metal reducido, un óxido de metal o un óxido de metal mezclado, o un metal reducido combinado con un óxido de metal o un óxido de metal mezclado.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el metal reducido es seleccionado de zinc, níquel, hierro y cobre .
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el óxido de metal es seleccionado de óxido de zinc, óxido de níquel, óxido de hierro y óxido de cobre.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el óxido de metal mezclado es seleccionado de Zn-Fe-O, Zn-Ti-0 y Cu-Fe-Al-O.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el primer fluido es seleccionado del grupo compuesto por gas de síntesis crudo y una corriente de hidrocarburos.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la corriente de hidrocarburos es un destilado de petróleo crudo o producto de petróleo crudo, gas natural o biogás.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el compuesto que contiene azufre es seleccionado del grupo compuesto de sulfuro de hidrógeno, un mercaptano, un tioéter, un ditioéter, un heteroareno sustituido o no sustituido, COS y CS2.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el heteroareno es seleccionado de tiofeno y sus derivados, como por ejemplo benzotiofeno y dibenzotiofeno .
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el azufre contenido en el primer fluido es adsorbido en el adsorbente en presencia de hidrógeno en el caso del compuesto que contiene azufre no es sulfuro de hidrógeno.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el primer fluido es adsorbido en el adsorbente en ausencia de hidrógeno en el caso del compuesto que contiene azufre es sulfuro de hidrógeno.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el segundo fluido es un gas ácido de un proceso de eliminación de gases ácidos, particularmente del tratamiento de gases de amina.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el segundo fluido comprende, además, amoníaco o un hidrocarburo, en donde el amoníaco se convierte a nitrógeno y agua y el hidrocarburo es oxidado a dióxido de carbono y agua en las condiciones de reacción en la sección térmica del proceso de Claus, en particular a la temperatura de reacción mencionada anteriormente de arriba de 1100 °C.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el hidrocarburo comprendido dentro del segundo fluido es un alcano ligero, una olefina o un compuesto aromático tal como por ejemplo benceno, tolueno, xileno o estireno.
Como una ventaja de la presente invención, la conversión de amoníaco a nitrógeno a la temperatura de reacción impide la formación de sales de amoniaco sólido en puntos fríos de la sección de Claus corriente abajo del horno Claus.
Como otra ventaja de la presente invención, la oxidación completa del hidrocarburo impide el ensuciamiento o desactivación del catalizador descrito anteriormente.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el primer fluido que comprende el compuesto o compuestos que contienen azufre es hidrogenado, en donde el compuesto o compuestos que contienen azufre se reducen a sulfuro de hidrógeno y un resto o restos del compuesto correspondiente produciendo de este modo un fluido enriquecido con hidrógeno de sulfuro, en donde la hidrogenación se lleva a cabo antes de la adsorción.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la hidrogenación se lleva a cabo en la presencia de hidrógeno .
La invención se caracteriza además, sin limitaciones, mediante los siguientes ejemplos, de los cuales se pueden derivar otras características, ventajas o modalidades. Los ejemplos no limitan pero ilustran la invención, en donde La Figura 1 muestra una modalidad del método de acuerdo con la invención.
La Figura 2 muestra otra modalidad del método de acuerdo con la invención; y La figura 3 muestra otra modalidad del método de acuerdo con la invención.
Ejemplo 1: En las refinerías de petróleo un nuevo proceso para desulfuración profunda de corrientes de hidrocarburos 21 que contiene moléculas que portan S hizo su entrada en los últimos años. Este proceso (también designado como S-Zorb) , basado en la adsorción reductora 12 de azufre en un sólido 26, conduce - por la regeneración oxidativa 13 del adsorbente cargado 25 por oxidación de aire 32 - a un gas de salida 27 que comprende una apreciable pero no dominante cantidad de S02 (por ejemplo, 5 % en vol) . Una descripción detallada del proceso S-Zorb se puede encontrar en Song et al., Applied Catalysis B: Environmental 41 (2003), páginas 207-238.
Una forma de deshacerse de esta corriente de desecho 27 es enviarla a una unidad Claus (o proceso Claus) 14, en donde todos los componentes de esta corriente de residuos están presentes (N2, 02, CO, C02, árenos, hidrocarburos) , respectivamente, son producidos dentro del horno Claus (S02, H2, CO, C02) .
En el caso de que el flujo de residuos mencionado anteriormente se alimente en la unidad Claus 14 tiene que ser asumido que la temperatura en el horno de Claus puede caer considerablemente y que las mediciones pueden tener que ser tomadas para restablecer la estabilidad de operación y/o destrucción de trazas suficientemente eficientes.
Una característica particularmente crucial se puede ver en la operación de gas de salida de S-Zorb 27 mediante el envío en una unidad de Claus 14 y la combinación de esta medida de procedimiento con la aplicación de oxígeno 33 (por ejemplo, el enriquecimiento de oxígeno 33 de la sección o paso térmico de Claus) con el fin de mantener la temperatura del horno en un nivel apropiado.
El método de acuerdo con la invención proporciona entre otras las siguientes ventajas: Deshacerse de una corriente de desecho 27 que comprende S02 de una manera benigna con el medio ambiente - en este caso, de una manera que el azufre de las moléculas S02 se recupera en forma elemental y por lo tanto útil 34; y por enriquecimiento de oxígeno 33 para garantizar las condiciones apropiadas para un funcionamiento fiable y eficiente del proceso de recuperación de azufre (en este caso, proceso de Claus 14) .
Una corriente de hidrocarburos 21, preferiblemente un destilado de petróleo crudo, con un compuesto que contiene azufre tal como un mercaptano, un tioéter, un ditioéter o un heteroareno como tiofeno o benzotiofeno 12 se pone en contacto con un adsorbente 26 en la presencia de hidrógeno 22 (cf . Fig. 1) . El átomo de azufre adsorbe 12 sobre el adsorbente 26 y reacciona con el adsorbente 26, mediante el cual el átomo de azufre es eliminado del compuesto y es retenido 12 por el adsorbente 26. El adsorbente 26 puede ser cualquier compuesto capaz de formar sulfuros y es preferiblemente un metal reducido u óxido metálico, que forma un sulfuro de metal cuando se hace reaccionar con sulfuro de hidrógeno. La corriente de hidrocarburos de azufre agotado 24 después es procesado adicionalmente .
El adsorbente cargado 25 entonces es regenerado por oxidación 13 con oxígeno molecular, típicamente compuesto por aire, produciendo un S02 rico en gas de escape 27, y el adsorbente regenerado 26 es entonces retransferido al proceso de adsorción 12. La adsorción 12 se realiza generalmente en un reactor de lecho fluido 12, en el que el adsorbente gastado 25 se retira continuamente del reactor 12 y se transfiere a una sección de regeneración 13. En la sección de regeneración 13 el sulfuro se oxida fuera del adsorbente 25 en la presencia de aire 32, y el adsorbente limpiado 26 se recicla de nuevo al reactor 12. En caso de que el adsorbente 25, 26 sea un metal reducido el adsorbente 25 además más puede ser regenerado por reducción con hidrógeno 22.
Esta corriente de gas de escape 27 se envía después, en una unidad Claus (o proceso de Claus) 14. En la unidad de Claus 14, un sulfuro de hidrógeno que contiene un segundo fluido 31 es procesado, en donde una parte de sulfuro de hidrógeno es oxidado por aire 32. El segundo fluido 31 puede ser cualquier fluido que comprende sulfuro de hidrógeno, por ejemplo, gas de ácido a partir del endulzamiento de gas o de otros procesos de eliminación de gas ácido. Típicamente, un tercio del sulfuro de hidrógeno se convierte en óxido de azufre que reacciona después con los dos tercios restantes del sulfuro de hidrógeno a azufre elemental 34. Debido a que la corriente de gas de salida 27 proporciona una cierta cantidad de dióxido de azufre, menos de un tercio de sulfuro de hidrógeno tiene que ser oxidado.
El proceso de Claus 14 se realiza generalmente en una unidad de Claus 14 que consiste esencialmente de un horno que representa la sección térmica de la unidad de Claus 14, en donde el sulfuro de hidrógeno es oxidado, y un convertidor catalítico que representa la sección catalítica, en donde el convertidor es un reactor diseñado para facilitar la reacción de sulfuro de hidrógeno y óxido de azufre a azufre elemental 34. El convertidor puede comprender un lecho que contiene catalizador tal como óxido de aluminio u óxido de titanio. Uno o dos convertidores catalíticos adicionales están conectados típicamente a un primer convertidor catalítico. Antes de entrar en el convertidor catalítico el segundo fluido 31 pueden volver a calentarse por arriba de 200°C por medios apropiados para calentar tal intercambiador de calor. La formación 14 de azufre elemental 34 puede, a un cierto grado, ya ocurrir en paralelo a la reacción de oxidación 14 en el horno.
El azufre elemental 34 puede ser eliminado en un condensador, en donde el vapor de azufre 34 es condensado a azufre líquido 34. El vapor de azufre 34 se puede enfriar adicionalmente en el condensador por debajo de 140°C. Adicionalmente, un condensador puede estar dispuesto entre el horno y el convertidor catalítico.
Al enviar el gas de escape 27 en la unidad de Claus 14, la mezcla de reacción que consiste en el segundo fluido 31 y aire 32 se diluye causando una caída de la temperatura de reacción y una disminución de la concentración de sulfuro de hidrógeno en la reacción 14. Además, debido a que una unidad de Claus 14 está generalmente limitada por una velocidad de flujo de gas, agregar volúmenes adicionales disminuye el volumen y, por lo tanto la cantidad de sulfuro de hidrógeno que puede ser convertida. Este efecto negativo es compensado por enriquecimiento de aire 32 o directamente el proceso de Claus 14 con oxígeno 33. El enriquecimiento -de oxígeno 33 soporta la oxidación 14 del sulfuro de hidrógeno que resulta en una temperatura más alta y un mayor índice de conversión de sulfuro de hidrógeno.
Particularmente, la concentración de oxígeno del aire 32 se incrementa de tal manera que el volumen del aire 32 se puede reducir, compensando así el efecto de dilución del gas de escape 27. Además, la aplicación de oxígeno 33 de aire enriquecido 32 en el proceso de Claus 14 asegura que se mantenga una temperatura de reacción deseada de por lo menos 1,100°C, preferiblemente temperatura de reacción de por lo menos 1250 °C (ver también más arriba) .
El segundo fluido 31 puede comprender además compuestos traza como hidrocarburos persistentes (por ejemplo, benceno, tolueno, xilenos, o estireno) . Los compuestos traza son oxidados 14 a monóxido de carbono, dióxido de carbono y agua a temperaturas por encima de 1100°C, lo que impide el ensuciamiento/desactivación del catalizador y calidad azufre reducida 34 causada por los compuestos traza. El segundo fluido 31 también puede comprender amoniaco, que se convierte en nitrógeno y agua a temperaturas superiores a 1100°C. Esta conversión es casi totalmente completa a temperatura superior a 1250° y evita la formación de acumulaciones y obstrucciones sólidas causadas por sales de amonio.
Alternativamente, la corriente de hidrocarburos 21 primero puede ser tratada con hidrógeno 22 en la presencia de un catalizador apropiado tal como Co-Mo/Al203 o Ni-Mo/A1203, mediante el cual el compuesto que contiene azufre se reduce a sulfuro de hidrógeno y un resto de compuesto residual (cf. Fig. 2) . Después de esto, la corriente de hidrocarburos resultante 23 enriquecida con sulfuro de hidrógeno se pone en contacto con un adsorbente 26, en donde el sulfuro de hidrógeno reacciona 12 con el adsorbente 26, y en donde el átomo de azufre está retenido por el adsorbente 12. La adsorción 12, la regeneración 13 y la alimentación de la corriente de gas de escape resultante 27 a la unidad de Claus 14 se realiza de forma análoga al ejemplo descrito anteriormente.
Ej emplo 2 : Este concepto no sólo es válido para las corrientes residuales procedentes del proceso de S-Zorb mayormente aplicado en las refinerías de petróleo. Para los esquemas de gasificación un proceso de adsorción está ya muy desarrollado con el fin realizar la desulfuración de gas caliente. Aquí, también un gas residual es producido en el paso de regeneración de adsorbente, que se puede enviar en una unidad de Claus .
Aquí, de nuevo, la combinación con la aplicación de oxígeno es una solución elegante; deshacerse de S02 mediante la recuperación del azufre. También la eliminación de azufre de otras corrientes de gas tal como gas natural es una fuente para corrientes de desechos ricas en dióxido de sulfuro, que pueden ser procesadas como se describió anteriormente.
En caso de una corriente de hidrocarburo tal como gas natural u otra corriente de gas, tal como gas de síntesis crudo ya comprende sulfuro de hidrógeno, la corriente (21) se pone en contacto directamente con el adsorbente (fig. 3) sin ningún preparado. Una vez más, la adsorción 12, la regeneración 13 y la alimentación de la corriente gas de escape resultante 27 a la unidad de Claus 14 se realiza de forma análoga a los ejemplos descritos anteriormente.
Lista de números de referencia Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (5)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Un método para eliminar azufre de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar un primer fluido que comprende un compuesto que contiene azufre, - adsorber el azufre del compuesto que contiene azufre sobre un adsorbente, en particular en la presencia de hidrógeno, - regeneración del adsorbente por oxidación del azufre adsorbido a dióxido de azufre produciendo de este modo una corriente de gas de escape que comprende dióxido de azufre, - proporcionar un segundo fluido que comprende sulfuro de hidrógeno, - el uso del segundo fluido y la corriente de gas de salida como reactivos en un proceso de Claus para producir azufre elemental, • en donde una parte de sulfuro de hidrógeno proporcionada por el segundo fluido se oxida a dióxido de azufre y agua a una temperatura de reacción, • en donde el sulfuro de hidrógeno residual, el óxido de azufre resultante y el óxido de azufre proporcionado por la corriente de gas de salida se convierten en azufre elemental, • en donde el oxígeno requerido para la oxidación del sulfuro de hidrógeno proporcionado por el segundo fluido es proporcionado por una corriente de aire, y • en donde la corriente de gas de salida diluye el segundo fluido en el proceso de Claus, en donde el proceso de Claus está enriquecido con oxígeno para mantener la temperatura de reacción igual o superior a 1100°C, preferiblemente superior a 1200°C, preferiblemente superior a 1250°C, preferiblemente superior a 1300°C, preferiblemente superior a 1400°C.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de aire es enriquecida con oxígeno o el oxígeno se alimenta directamente al proceso de Claus.
3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el adsorbente es un metal reducido, preferiblemente zinc, níquel, hierro o cobre, o un óxido de metal, preferiblemente óxido de zinc, óxido de níquel, óxido de hierro u óxido de cobre, o un óxido de metal mezclado, preferiblemente Zn-Fe-0, Zn-Ti-0, o Cu-Fe-Al-0.
4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer fluido es seleccionado a partir de gas de síntesis crudo y una corriente de hidrocarburos, particularmente un destilado de petróleo crudo, un producto de petróleo crudo, gas natural o biogás .
5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer fluido es hidrogenado, en donde el compuesto que contiene azufre se reduce a sulfuro de hidrógeno y un resto de compuesto correspondiente, y en donde la hidrogenación es realizada antes de la adsorción. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método de eliminación de azufre de un fluido, que comprende los pasos de: proporcionar un primer fluido que comprende un compuesto que contiene azufre, - adsorber el azufre del compuesto que contiene azufre sobre un adsorbente, en particular en la presencia de hidrógeno, - regeneración del adsorbente por oxidación del azufre adsorbido a dióxido de azufre produciendo de este modo una corriente de gas de escape que comprende dióxido de azufre, - proporcionar un segundo fluido que comprende sulfuro de hidrógeno, - el uso del segundo fluido y la corriente de gas de como reactivos en un proceso de Claus para producir azufre elemental , • en donde una parte de sulfuro de hidrógeno proporcionada por el segundo fluido se oxida a dióxido de azufre y agua a una temperatura de reacción, • en donde el sulfuro de hidrógeno residual, el óxido de azufre resultante y el óxido de azufre proporcionado por la corriente de gas de salida se convierten en azufre elemental (34) , • en donde el oxígeno requerido para la oxidación del sulfuro de hidrógeno proporcionado por el segundo fluido es proporcionado por una corriente de aire, y • en donde la corriente de gas de escape diluye el segundo fluido en el proceso de Claus, De acuerdo con la invención, esta proporciona que el proceso de Claus está enriquecido con oxígeno para mantener la temperatura de reacción igual o superior a 1100°C.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104841268A (zh) * 2015-05-19 2015-08-19 农业部沼气科学研究所 流化床式沼气生物脱硫装置
US10850229B2 (en) * 2018-10-08 2020-12-01 Porocel International, Llc Method of processing sulfur-bearing wastes from refineries and upgraders
WO2020163584A1 (en) 2019-02-07 2020-08-13 California Bioenergy Llc Systems for aggregating and processing of biogas to biomethane

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2295784A1 (fr) * 1974-12-27 1976-07-23 Inst Francais Du Petrole Procede d'epuration d'un gaz contenant des composes du soufre
US4533529A (en) * 1983-10-21 1985-08-06 Standard Oil Company Sulfur recovery process
US4888162A (en) * 1984-07-03 1989-12-19 Air Products And Chemicals, Inc. Temperature moderation with water of an oxygen enriched claus sulfur plant
DE3777861D1 (de) * 1986-03-07 1992-05-07 Boc Group Plc Behandlung von gasen.
DE3735002A1 (de) * 1987-10-16 1989-04-27 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum entfernen von schwefelwasserstoff aus abgas
RU2040464C1 (ru) * 1992-01-23 1995-07-25 Государственный научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов Способ получения серы из сероводородсодержащего газа
US5547648A (en) * 1992-04-15 1996-08-20 Mobil Oil Corporation Removing SOx, NOX and CO from flue gases
US5266274A (en) * 1992-10-13 1993-11-30 Tpa, Inc. Oxygen control system for a sulfur recovery unit
GB0204224D0 (en) * 2002-02-22 2002-04-10 Boc Group Plc Partial oxidation of hydrogen sulphide
CA2481350C (en) * 2002-04-04 2010-01-19 Conocophillips Company Desulfurization system with novel sorbent transfer mechanism
US7182918B2 (en) * 2004-03-11 2007-02-27 Conoco Phillips Company Desulfurization process
US7172746B1 (en) * 2005-12-30 2007-02-06 Gaa Engineered Systems, Inc. Temperature moderated claus process
US7682424B2 (en) * 2008-01-31 2010-03-23 Conocophillips Company Contaminant removal from a gas stream
FR2952629B1 (fr) * 2009-11-13 2011-10-28 Inst Francais Du Petrole Procede de traitement de gaz riche en h2s comportant une premiere etape d'adsorption de l'h2s sur oxide metallique a temperature inferieure a 600°c

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