MXPA04012968A - Reactor de separacion para una instalacion de claus. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un reactor (1) de separacion para una instalacion de claus, comprendiendo una caldera (9) con recubrimiento refractario conteniendo una camara (2) de combustion con una abertura de entrada para una mezcla de gas combustible, aire y gas acido conteniendo H2S, una camara (10) de catalizador con una cama de catalizador y una camara en el lado (11) de salida comprendiendo una salida de gas para un gas de proceso caliente conteniendo azufre elemental. Segun la invencion, la caldera esta configurada como caldera cilindrica horizontal en la que se localizan, una junto a la otra, una camara (2) de combustion, una camara de catalizador y una camara en el lado (11) de salida. La camara de catalizador esta delimitada en ambos lados en la direccion de corriente por tabiques (14) perforados permeables al gas y tiene una abertura (15) de carga en el lado de la envolvente para introducir la cama de catalizador.

Description

REACTORDE SEPARACIONPARAUNAINSTALACIONDE CLAUS DESCRIPCION La invención se relaciona con un reactor de separación para una instalación de claus comprendiendo una caldera con revestimiento refractario que tiene una cámara de combustión con una abertura de admisión para una mezcla consistiendo de gas combustible, aire y gas ácido conteniendo ¾S, una cámara de catalizador con una cama de catalizador y una cámara en el lado de escape con una salida de gas para gas de proceso caliente conteniendo azufre elemental . En una instalación de claus se transforma ácido sulfhídrico en azufre elemental que es condensado y separado mediante enfriamiento del flujo de gas de proceso. Una instalación de claus consiste, en su construcción básica, del reactor de separación descrito en lo precedente, una caldera recuperadora asi como al menos una etapa de catalizador. Un gas ácido conteniendo ¾S se introduce junto con aire y gas de combustión a la cámara de combustión del reactor de separación. Aqui se transforma, en una reacción exotérmica en la cama de catalizador aproximadamente 60-70% del ácido sulfhídrico en azufre. El gas de proceso sale del reactor de separación a una temperatura de aproximadamente 1200°C y se enfría en la caldera recuperadora a una temperatura por debajo 170°C. Después de precipitar el azufre en condensación se vuelve a calentar el gas de proceso y se conduce a la etapa de catalizador, en la que se transforma el ácido sulfhídrico, aún contenido en el gas de proceso, en azufre elemental a una temperatura de trabajo por debajo de 300°C. En el marco de las medidas conocidas, se emplea como reactor de separación un horno de -cubo vertical que tiene en su extremo superior una cámara de combustión y por debajo de la cámara de combustión una cama de una carga suelta de catalizador. El horno, por el que la corriente pasa de arriba hacia abajo, tiene una gran altura. Por razones de estabilidad se requiere una estructura de horno costosa para recibir la carga del viento que actúa sobre el horno. Existe además el problema de que las llamas de la cámara de combustión pueden pasarse hasta la cama de catalizador, lo que daña el catalizador. La invención se basa en el objetivo de reducir la complejidad técnica para el reactor de separación de una instalación de claus . La meta es que el reactor de separación trabaje con seguridad funcional teniendo simultáneamente una construcción compacta. Para lograr este objetivo, la invención ofrece la enseñanza de que la caldera es formada como caldera cilindrica horizontal, en la que están dispuestas, una junto a la otra, la cámara de combustión, la cámara de catalizador y la cámara en el lado de salida, y que la cámara de catalizador es delimitada en dirección de la corriente en ambos lados con tabiques perforados permeables al gas, y que tiene una abertura para llenado en la envolvente para introducir la carga de catalizador. Preferentemente, la abertura de admisión y la salida de gas están dispuestas en lados frontales opuestos de la caldera. La invención se base en el reconocimiento de que es posible realizar una disposición horizontal del reactor de separación, si la carga de catalizador se introduce en la cámara de catalizador delimitada en ambos lados por tabiques perforados permeables al gas. Gracias a la disposición inventiva, se obtienen ventajas considerables. El reactor de separación puede configurarse de manera compacta con una cámara de combustión corta, ya que los tabiques perforados de un material refractario impiden efectivamente el paso de las llamas de la cámara de combustión hasta la cama de catalizador. Gracias a la disposición horizontal de la caldera se eliminan los problemas de estática en la erección del reactor de separación. Se elimina un armazón para absorber las presiones del viento. Según una modalidad preferida de la invención, los tabiques perforados consistiendo de materiales refractarios contienen agujeros alargados que no pueden ser obstruidos por los catalizadores, generalmente en forma esférica. En otra modalidad del reactor de separación, la invención muestra que en la circunferencia de la cámara en el lado de salida se conecta una tubería de ramificación con revestimiento refractario, que emboca en una tubería de gas de proceso por la que pasa un gas de proceso más frío. En el área de embocadura de la tubería de ramificación se ha dispuesto un cuerpo de válvula de manera ajustable, con el cual se puede regular el volumen de corriente de una corriente de gas caliente de sale de la tubería de ramificación. El gas de proceso más frío conducido por la tubería de gas de proceso enfría, en esto, el cuerpo de válvula y el dispositivo de ajuste asociado con el cuerpo de válvula, de manera que se pueden usar las materias metálicas usuales para el cuerpo de válvula y el dispositivo de ajuste. Otras modalidades · son descritas en la reivindicación 5 posterior y se describen a continuación mediante un ejemplo de ejecución. Muestran a manera de esquema Fig. 1 una instalación de claus comprendiendo un reactor de separación formado inventivamente, Fig. 2 el reactor de separación en una representación aumentada en comparación con Fig. 1.

En la instalación de claus representada en Fig. 1 se transforma ácido sulfhídrico en azufre elemental. Parte de la construcción básica forman un reactor 1 de separación comprendiendo una cámara 2 de combustión y una carga 3 de catalizador, una caldera 4 recuperadora conectada con la salida de gas del reactor 1 de separación, así como al menos una etapa 5 de catalizador. Un gas 6 ácido conteniendo ácido sulfhídrico se introduce junto con aire 7 y gas 8 combustible en la cámara 2 de combustión del reactor 1 de separación. En una reacción exotérmica se transforma una parte del ácido sulfhídrico en los catalizadores en azufre elemental . El gas de proceso abandona el reactor 1 de separación con una temperatura de aproximadamente 1200 °C y se enfría en la caldera 4 de recuperación a una temperatura necesaria para la condensación del azufre de menos de 170°C. El azufre condensado es retirado. Después de retirar el azufre, el gas de proceso enfriado se vuelve a calentar y se conduce a la etapa 5 de catalizador, donde compuestos de azufre son transformados, en un catalizador, en azufre elemental. El gas de proceso que sale de la etapa 5 de catalizador se enfría también a la temperatura necesaria para la condensación del azufre y el azufre condensado es retirado. De una inspección comparativa de las figuras 1 y 2 se desprende que el reactor 1 de separación consiste de una caldera 9 cilindrica horizontal revestida con material refractario, en la que se encuentran dispuestas, una junto a la otra, la cámara 2 de combustión, una cámara 10 de catalizador para la carga 3 de catalizador, así como una cámara 11 en el lado de salida. En las caras frontales opuestas de la caldera 9 están dispuestas aberturas 12 de admisión para un gas ácido conteniendo una mezcla de gas combustible, aire y ¾S, asi como un escape 13 de gas para gas de proceso caliente conteniendo azufre elemental . La cámara 10 de catalizador está delimitada en ambos lados por tabiques 14 perforados permeables a gas de material refractario y tiene en el lado de la envolvente una abertura 15 de carga para introducir la carga de catalizador. Los tabiques 14 perforados tienen, convenientemente, agujeros ovalados. En la circunferencia de la cámara en el lado de salida, una tubería 16 de ramificación con revestimiento refractario está conectada que emboca en una tubería 17 de gas de proceso contigua a la caldera. La tubería 17 de gas de proceso conecta el escape de gas de la caldera 4 recuperadora con la etapa 5 de catalizador y es pasada por un gas de proceso que sale con una temperatura de menos de 170°C de la caldera 4 recuperadora y que se calienta a una temperatura de trabajo entre 210 °C y 250 °C antes de su entrada a la etapa 5 de catalizador. El calentamiento se realiza mezclándolo con gas de proceso caliente que se une a la corriente a través de la tubería 16 de ramificación. En la región de embocadura de la tubería 16 de ramificación está dispuesto un cuerpo 18 de válvula de manera ajustable, con el que puede regularse la corriente de volumen de la corriente de gas caliente que sale de la tubería 16 de ramificación. El cuerpo 18 de válvula y un dispositivo 19 de ajuste asociado con el cuerpo de válvula es enfriado por el gas de proceso más frío que pasa por la tubería 17 de gas de proceso, de manera que es posible usar materias metálicas usuales. El reactor de separación tiene además aberturas 20 de limpieza e inspección, así como un acceso 21 para un dispositivo de medición de temperatura. La caldera 4 recuperadora tiene una cámara generadora de vapor encerrado por una envolvente a prueba de presión, a la cual están conectados un dispositivo 22 de alimentación para el agua de alimentación de caldera, así como una dispositivo 23 de ventilación para el vapor de baja presión. La caldera 4 recuperadora contiene un haz de tubería largo de tubos intereambladores de calor que se extienden a través de la cámara generadora de vapor y que está insertado en ambos extremos en fondos de tubos que delimitan la cámara generadora de vapor. Además se está previendo al menos un haz adicional de tubería consistiendo de tubos intercambiadores de calor más cortos, que también están insertados en el fondo de tubería en el lado de escape, y que embocan en su extremo de admisión en una cámara 24 de admisión. El haz de tubería largo es pasado por el gas de proceso caliente saliente del reactor de separación. La cámara 24 de admisión está dispuesta dentro de la cámara generadora de vapor y recibe presión de un gas de proceso más frío de la etapa 5 de catalizador. La caldera 4 recuperadora tiene además una pieza 25 de cabeza que sigue en el extremo de escape en el fondo de tubería y que está subdi ida en secciones. Cada sección de la pieza 25 de cabeza está asociada respectivamente con un haz de tubería. Las secciones están conectadas con dispositivos para retirar el azufre condensado .

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Reactor de separación para una instalación de claus con una caldera recubierta de material refractario comprendiendo una cámara de combustión con una abertura de admisión para un gas ácido consistiendo de una mezcla de gas de combustión, aire y ¾S, una cámara de catalizador con una carga de catalizador y una cámara en el lado de escape con una salida de gas para gas de proceso caliente conteniendo azufre elemental, caracterizado porque la caldera es configurada como caldera cilindrica horizontal en la que la cámara de combustión, la cámara de catalizador y la cámara en el lado de escape están dispuestas una junto a la otra y porque la cámara de catalizador está delimitada en dirección de corriente en ambos lados por tabiques perforados permeables al gas, así como porque tiene una abertura de carga en el lado de la envolvente para introducir la carga de catalizador.

2. Reactor de separación según la reivindicación 1, caracterizado porque la abertura de admisión y el escape de gas están dispuestos en caras frontales opuestas de la caldera .

3. Reactor de separación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los tabiques perforados contienen agujeros alargados.

4. Reactor de separación según una de las reivindicaciones 1 a 2 , caracterizado porque en la circunferencia de la cámara del lado de escape está dispuesta una tubería de ramificación con revestimiento refractario que desemboca en una tubería contigua a la caldera, que en la región de embocadura de la tubería de ramificación está dispuesto de manera ajustable un cuerpo de válvula con el que se puede regular la corriente de volumen de una corriente de gas caliente saliente de la tubería de ramificación, y porque un gas de proceso más frío, que enfría el cuerpo de válvula y un dispositivo de ajuste asociado con el cuerpo de válvula, pasa por la tubería de gas de proceso.

5. Reactor de separación según la reivindicación 4, caracterizado porque una caldera recuperadora está conectada con el escape de gas, en la que se enfría el gas de proceso caliente saliente de la caldera para la condensación de azufre elemental y en la que se genera vapor, y porque la tubería de ramificación desemboca en una tubería de gas de proceso que está conectada con la caldera de recuperación y que conduce el gas de proceso enfriado a una etapa de catalizador de la instalación de claus .