MXPA99003678A - Metodo y agente para desulfurizacion - Google Patents

Abstract

Los compuestos de azufre son removidos de una corriente gaseosa y/o líquida mediante un agente que incluye al menos un compuesto de manganeso y al menos un compuesto de hierro;el agente de desulfurización incluye al menos un compuesto de manganeso y al menos uno de hierro presentes en proporciones molares relativas de aproximadamente 8:1 a 1:8.

Description

MÉTODO Y AGENTE PARA DESULFURIZACION MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a desulfurización y en particular a la purificación de corrientes (líquidas o gaseosa o ambas) por la remoción parcial o completa de compuestos de azufre, por ejemplo sulfuro de hidrógeno, mercaptanos de peso molecular bajo o similares de los mismos. La invención también puede aplicarse a la purificación de aire u otro gas que contiene compuestos de azufre. La invención se refiere a un método y a un agente de desulfurización. En un aspecto, la invención provee un método para reducir el contenido de un compuesto de azufre en una corriente de gas y/o líquida, el método incluye poner en contacto la corriente con partículas de un compuesto de manganeso y partículas de un compuesto de hierro caracterizado porque las partículas se incorporan en un vehículo poroso, la relación molar es de 8:1 a 1 :8 (Mn:Fe) y porque las partículas se unen mediante un agente de enlace para formar un agente de desulfurización que entra en contacto con la corriente a una temperatura de aproximadamente 20° a alrededor de 150° C. La desulfurización se lleva a cabo, por ejemplo, a una temperatura preferiblemente de aproximadamente 40°C a alrededor de 150°C. Preferiblemente, los compuestos son óxidos, hidróxidos, carbonatos, por ejemplo hidroxicarbonato o carbonato básico o similares o manganeso y hierro. Estos ingredientes activos pueden incorporarse dentro de un vehículo de la invención mediante la simple impregnación o impregnación/deposición, coformación, precipitación de solución acuosa u otras técnicas muy conocidas para los expertos en la técnica de preparación de catalizador. El vehículo puede ser alúmina, sílice, aluminosilicatos o similares. El contenido del material del vehículo estará en la escala de 1 a 40 % en peso. Preferiblemente, los compuestos se encuentran en las proporciones molares relativas de aproximadamente 1 :1. En una característica preferida, el agente de desulfurización incluye partículas con forma. Las partículas pueden presentarse en una variedad de formas y tamaños preferiblemente como esferas, comprimidos, granulos, tabletas o similares. El agente de enlace puede ser cemento, alúmina, arcilla, sílice o resinas orgánicas o similares. El agente puede requerir exposición a temperaturas elevadas para lograr la fuerza de enlace óptima. Preferiblemente, el agente incluye un promotor que es uno o más de hidróxido de sodio, hidróxido de níquel e hidróxido de sodio, opcionalmente con un derivado de zinc. La concentración del promotor está preferiblemente en la escala de aproximadamente 1 % a alrededor de 10 %. La inclusión de cobre o compuestos de cobre ha probado ser benéfico, ya que purificará las concentraciones más bajas de compuestos de azufre y también removerá arsina. En una característica más preferida, el agente de desulfurización con forma es poroso. El volumen del poro será en la escala de 0.1 a 0.6 mi/g, preferiblemente 0.25-0.45 ml/g. Se reconoce que los materiales porosos con forma deben presentar un nivel significativo de macroporosidad. El agente de desulfurización puede utilizarse en un lecho fijo, un lecho de fluido o un lecho movible. La elección del sistema del reactor dependerá de los requisitos generados y la naturaleza de la corriente de gas, por ejemplo alimentación de gas maloliente. Los tamaños de la partícula de aproximadamente 3 a alrededor de 6 mm son particularmente útiles en un lecho fijo. En un lecho fluido, el tamaño de la partícula está preferiblemente en la escala de aproximadamente 20 a alrededor de 120 mieras , más preferiblemente aún de aproximadamente 30 a alrededor de 100 mieras. Para el lecho movible, el tamaño de la partícula se encuentra preferiblemente en la escala de aproximadamente 120 a 600 mieras, más preferiblemente aún de aproximadamente 200 a alrededor de 500 mieras. El método de la invención puede aumentarse mediante la incorporación de materiales con propiedades de absorción. Dichos materiales pueden agregarse de conformidad con la forma física del agente de desulfurización. Estos pueden agregarse en la superficie o dentro de los poros de un agente de desulfurización poroso o en la fase global. Dichos materiales pueden ser catalíticamente activos. Los materiales (que pueden incluirse, ya sea solos o en combinación) son preferiblemente óxidos, carbonatos, silicatos, fosfatos de metales alcalinos, alcalinos tórreos, tierras raras, Zn, Co, Ni, Mo, Cr, Cu, Ti, Zr, Si, Al y metales preciosos. Los materiales pueden incorporarse dentro del material de la invención mediante impregnación, deposición, conformación, técnicas de precipitación muy conocidas para los expertos en la técnica de preparación de catalizador. El contenido de materiales de absorción puede variar de aproximadamente 0.5 a 40 % en peso, preferiblemente en la escala de 2 a 20 % en peso. En una característica preferida de la invención, otros reactivos se unen con el agente de desulfurización para reaccionar con otras substancias presentes en la corriente para ser tratados a aproximadamente temperatura ambiente de alrededor de 250° C. Dicho reactivo es un reactivo alcalino, como un hidróxido o silicato de metal alcalino, el metal alcalino es preferiblemente sodio. Dicho reactivo alcalino reaccionará con halogenuros o gases fuertemente ácidos presentes en la alimentación de gases malolientes como SOx para formar halogenuro o sulfito respectivamente (los cuales pueden recuperarse posteriormente). Los reactivos pueden impregnarse en agentes de desulfurización o incorporarse en la fase global por otros medios muy conocidos para los expertos en la técnica de preparación de catalizador. El agente de desulfurización gastado de la invención puede regenerarse mediante la exposición a una atmósfera de oxidación, por ejemplo, aire a temperatura elevada. La presencia de corriente puede ser benéfica al momento de la regeneración. En otro aspecto, el método de la presente invención incluye el paso adicional de exponer el agente gastado a oxidación a temperatura elevada para remover los compuestos de azufre y regenerar el agente para su utilización de nuevo.

El compuesto de azufre que será removido puede ser gas de sulfuro de hidrógeno o un mecaptano de peso molecular bajo como mercaptano de propilo. La corriente de hidrocarburo puede ser líquida, gaseosa o ambas, por ejemplo, gas natural, gas industrial, gas de desecho industrial, gas de horno de coque, gas de carbón, líquido o gas de una refinería de aceite de planta de petróleo. También pueden usarse corrientes de digestores de biomasa y procedimientos industriales generales. El método puede llevarse a cabo a presiones de una escala de aproximadamente atmosférica a alrededor de 100 atmósferas sin un efecto adverso. En otro aspecto, la invención provee un agente de desulfurización que incluye un vehículo poroso que contiene al menos un compuesto de manganeso y al menos uno de hierro, presente en proporciones molares relativas de aproximadamente 8:1 a 1 :8, enlazado mediante un agente de enlace. En un aspecto más, la invención provee dicho agente que incorpora un promotor y otro aspecto adicional es que la invención provee dicho agente incorporando un material de absorción. Para que la invención sea bien entendida, ahora se describirá a manera de ilustración con referencia al siguiente ejemplo.

EJEMPLO 1 Pellas de composición variable, como se detalla posteriormente, se prepararon mediante técnicas de formaciones estándar, calcinadas a 450°C y dejando que se enfríen.

Componente, Peso % A B C D Dióxido de manganeso 5 38 Oxido de hierro 80 70 70 10 Hidróxido de sodio 10 5 2 Aglutinante 20 20 20 20 Se colocaron 30 mi. de cada muestra en un reactor tubular sujeto a un flujo (3 litros/horas) de nitrógeno que contenía sulfuro de hidrógeno al 20 % a temperatura ambiente y presión y el tiempo observado para 10 ppm de sulfuro de hidrógeno para ser detectado en la salida del reactor. Se obtuvieron los siguientes resultados.

Muestra Minutos Tiempo A 62 B 74 C 92 D 330 Se observará que cuando tanto Mn como Fe estuvieron presentes, el tiempo aumentó y que este aumento mejoró en gran medida cuando estuvo presente más manganeso

Claims (25)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para reducir el contenido de un compuesto de azufre en una corriente de gas y/o líquido, el método incluye poner en contacto la corriente con partículas de un compuesto de manganeso y partículas de un compuesto de hierro caracterizado además porque las partículas se incorporan en un vehículo poroso, la relación molar es de 8:1 a 1 :8 (Mn:Fe) y porque las partículas se enlazan mediante un agente de enlace para formar un agente de desulfurización, que entra en contacto con la corriente de aproximadamente 20° a alrededor de 150°C.

2.- Un método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la temperatura del contacto es de aproximadamente 40° a alrededor de 150°C.

3.- Un método de conformidad con la reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque las partículas incluyen un óxido, hidróxido o carbonato de cada uno de manganeso y hierro.

4.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las proporciones molares relativas son de aproximadamente 1 :1.

5.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las partículas están enlazadas mediante un agente de enlace que es un cemento, alúmina o arcilla; sílice o resina orgánica.

6.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el vehículo tiene un volumen de poro en la escala de 0.1 a 0.6 ml/g.

7.- Un método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el volumen del poro es de aproximadamente 0.25 a 0.45 ml/g.

8.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el vehículo es alúmina, sílice o aluminosilicato poroso.

9.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el vehículo incluye un promotor que es hidróxido de potasio, níquel y sodio, opcionalmente con un compuesto de zinc.

10.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el vehículo incluye cobre o un compuesto del mismo como un purificador.

11.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque un material de absorción está presente en o sobre el vehículo.

12.- Un método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el contenido del material de absorción es de 0.5% a alrededor de 40% en peso del peso total del agente.

13.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las partículas tienen una escala de aproximadamente 3 mm a alrededor de 6 mm y el agente está dispuesto en un lecho fijo.

14.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado además porque las partículas son de aproximadamente 20 a alrededor de 120 mieras y el agente está dispuesto en el lecho fluido.

15.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado además porque las partículas son de aproximadamente 120 mieras a alrededor de 600 mieras y el agente está dispuesto en un lecho movible.

16.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el vehículo incluye un reactivo alcalino para reaccionar con un halogenuro o un gas fuertemente acido en la corriente.

17.- Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el reactivo alcalino es un hidróxido o silicato de metal alcalino.

18.- Un método de conformidad las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado además porque el cuerpo que contiene el reactivo alcalino entra en contacto con la corriente a una temperatura de aproximadamente temperatura ambiente a alrededor de 250°C.

19.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo el paso de regenerar el cuerpo gastado.

20.- Un método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el cuerpo gastado es regenerado mediante el contacto con aire o corriente a temperatura elevada.

21.- Un agente de desulfurización que incluye un vehículo poroso que contiene al menos un compuesto de manganeso y al menos uno de hierro, presentes en proporciones molares relativas de aproximadamente 8:1 a 1:8 unidos mediante un agente de enlace.

22.- Un agente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque las proporciones molares son de aproximadamente 1 :1.

23.- Un agente de conformidad con las reivindicaciones 21 ó 22, caracterizado además porque incluye un promotor.

24.- Un agente de conformidad con las reivindicaciones 21 , 22 ó 23, caracterizado además porque incluye un material de absorción.

25.- Un agente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizado además porque incluye reactivo alcalino.