PT94642B

PT94642B - Processo para a regeneracao de uma solucao de lavagem que contem co2 e h2s com elevado ponto de ebulicao

Info

Publication number: PT94642B
Application number: PT94642A
Authority: PT
Inventors: Manfred Kriebel; Gerhard Gruenewald; Hans-J Fritzche
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1997-02-28
Also published as: AU624971B2; US5085675A; SE8902640D0; DE59003062D1; BR9003299A; SE8902640L; AU5881690A; DE3922785A1; SE500128C2; DE3922785C2; CA2017308C; EP0408100A1; DD300108A5; PT94642A; ES2046674T3; ATE95721T1; EP0408100B1; CA2017308A1; AR244100A1

Description

REQUERENTE: METALLGESELLSCHAFT AKTIENGESELLSCHAFT, alemã, com sede em Reuterweg 14, D-6000 Frankfurt am Main, República Federal da Alemanha,

EPÍGRAFE: Processo para a regeneração de uma solução de lavagem que contêm CO2 e í^S, com elevado pon do de ebulição

INVENTORES: Dr.-Ing. Manfred Kriebel,

Dipl.-Ing. Gerhard Grúnewald, Dipl.-Ing. Hans-J. Fritzche,

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

República Federal da Alemanha, em 11 de Julho de 1989, sob o Ns P 39 22 785.5 inPi wCO

KETáLLGESSLLSCEàFT AKTIE^GESELLSCHAFT

PROCESSO PARA A REGENERAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE LAVAGEM QUE CONTEM CC₂ e H₂S, CCM 2LE7ÁDC PC^TO DE E3ULIÇÃC”

A presente invenção diz respeito a um processo para a regeneração de uma solução de lavagem de elevado ponto de ebulição que provém de uma instalação de purificação de gases, a qual possui um ponto de ebulição superior a 1CO°C à pressão atmosférica, que na instalação de limpeza foi carregada ccm gases a temperaturas de· 5 até 70°C, pelo menos com CC₂ e H₂s e, depois da regeneração, é utilizada na instalação de purificação de gases .

As soluções de lavagem de ponto de ebulição elevado a utilizar,contêm como componentes principais, por exemplo, '^T-metilpirrolidona (^ΛΤΜΡ) ou éter polietilenoglicol-dimetílico (DMPEG). C teor de água das soluções de lavagem é relativamen te pequeno e, na maior parte dos casos, é inferior a IC /, em peso.

^vc processo descrito na patente de invenção europeia C 05*+ 772 para a purificação de uma corrente gasosa, a solução de lavagem de baixo ponto de ebulição que fci carregada com C0₂ e H₂S é alimentada através de uma zona de expansão e uma zona de reabsorção e subsequentemente à regeneração a quente.

Va zona de reabsorção, elimina-se uma parte do 0Γ₉ pela parte superior e retira-se da regeneração a quente um gás rico en H₂3, que é alimentado a uma instalação de Claus. A solução ^e lavagem regenerada a quente cujc constituinte principal é metanol é a

reciclada para a instalàção de lavagem de gases. No entanto, no caso da utilização de soluções de lavagem de ponto de ebulição elevado a regeneração não se realiza tão facilmente como no caso das soluções de lavagem de baixo ponto de ebulição, como por exemplo metanol.

A invenção tem como objectivo realizar a regeneração de soluções de lavagem de elevado ponto de ebulição de maneira sim pies e 'efectiva e sem aquecer a solução de lavagem ao seu ponto de ebulição.

No processo mencionado antes, isto realiza-se, de acordo com a presente invenção, fazendo com que a solução de lavagem exausta tendo uma pressão de pelo menos 2 bar a uma temperatura de pelo menos 6o°C, seja expandida numa zona de expansão, a par tir da zona de expansão retira-se um gás de expansão rico em H2S, a solução de lavagem da zona de expansão e submetida a regeneração a quente, em que a solução de lavagem á libertada a uma temperatura inferior à sua temperatura de ebulição das restantes impurezas por arrastamento com gases inertes e a mistura gagesa^ que contem gases inertes retirada da regeneração a quente é posta em contacto com a solução de lavagem.

No processo de acordo com a presente invenção, é facilmente possível retirar da zona de expansão um gás expandido com um teor de igual a, pelo menos, 50 % em volume e, de preferencia , superior a 70 % em volume que pode ser alimentado a uma instalação pelo processo de Claus. Na instalação de Claus, produz-se de maneira já conhecida, por combustão parcial, uma mistura de A^Z e de SO^ que se faz reagir com obtenção de enxofre elementar e água.

De acordo com uma outra forma de realização do proces. so a solução de lavagem exausta proveniente da lavagem de gases é, em primeiro lugar, alimentada a uma zona de reabsorção , que também é alimentada por uma mistura de gases que con tém gases inertes proveniente da regeneração a quente e, em seguida alimenta-se a solução de lavagem à zona de expansão.

Na zona de reabsorção elimina-se sobretudo CO- da solução de lavagem exausta . Desta forma, o gás de expansão rico em H₂S provém da zona de expansão e contém apenas uma pequena quantidade de Co₂ θ é, portanto, mais facilmente processável numa instalação de Claus .

As possibilidades de realização do processo são esclarecidas com o auxílio dos desenhos. Neles:

A figura 1 representa um diagrama de fluxo de uma pri meira variante do processo.

A figura 2 representa um diagrama de fluxo de uma segunda variante do processo.

gás a purificar que contém CO- e H₂S, é alimentado por intermédio da tubagem (1) à zona inferior de um lavador de gases (2) que éorrentemente , consiste numa coluna de lavagem.

A solução de ponto de ebulição elevado é alimentada ao purificador de gases (2) através da tubagem (3) e o gás purificado é retirado através da tubagem (4). 0 gás a ser purificado pode consistir , por exemplo, num gás de síntese impuro ou também em gás natural, muito embora o processo não se restrinja ao tra tamento destes gases. Na instalação de purificação de gases (2), existem temperaturas compreendidas dentro do intervalo de > a 70 c, a pressão fica na maior parte dos casos compreendida dentro -do intervalo de 5 ^a 100 bar.

A solução de lavagem exausta que contém CO. e H.S é retirada pela tubagem (6) e é alimentada de preferência , em primeiro lugar, à zona de reabsorção (7). Pela parte superior da zona de reabsorção, é alimentada solução de lavagem regenerada por intermédio da tubagem (δ) e à parte inferior da zona (7) alimenta-se uma mistura de gases que contém gases inertes e é rica em H^S através da tubagem (9X Esta mistura gasosa actua na zona de reabsorção (7) principalmente como gás de arrastamento e elimina o CO. da solução de lavagem introduzida através da tubagem (6). A solução de lavagem regenerada alimentada através da tubagem (3) fáz com que a mistura gasosa retirada pela tubagem (10) seja praticamente isenta de í^S e, portanto, pode ou ser descarregada para a atmosfera ou ser mis turada com o gás lavado da tubagem (4).

A solução de lavagem sai da zona de reaosorção (7) atra vés da tubagem (12) e é alimentada através da bomba (13) primeiramente através de um permutador de calor (14) para aquecer e, em seguida, é descarregada para um recipiente de expansão (16) através de uma válvula de expansão (15). Dessa forma, a solução de lavagem é expandida para dentro do recipiente (ló) passando através da válvula de expansão (15), liberta-se um gás de expansão rico em H.S que se encontra presente na tubagem (18) com uma pressão de 1 a 6 bar e não pode ser alimentado a uma instalação de Claus , não representada.

Ma instalação de Claus. pode obter-se enxofre elementar de acordo com a maneira de proceder corrente. Para o processo de Claus , é vantajoso que o gás a tratar contenha H^S o nais concentrado possível. C zás de expansão que sai através da tubagem (13) possui correntemente um tecr de de pelo pe nos ?0 % em volume e na maior parte das vezes, de pelo menos 70 % em volume. Por este motivo, a solução de lavagem da tuba gem (19) proveniente do recipiente de expansão (16) á parcialmente isenta de H^S.

Para a regeneração completa, a solução de lavagem na tu bagem (19) á alimentada a uma zona de regeneração a quente (2C) e, aí, á isentada das concentrações restantes de H^S e de CO₂ por aquecimento e arrastamento com um gás inerte.

C aquecimento efectua-se de uma maneira já conhecida por meio do aquecedor (21). Para o arrastamento simultâneo com gases alimenta-se a regeneração a quente (2C) com um gás inerte atravás da tubagem (23)· Este gás de arrastamento pode ser azo to, per exemple, mas tabám pede ser uma corrente parcial do gás puro da tubagem (4).

Uma mistura gasosa que contém gases inertes á fetirada da zona de regeneração a quente (20) atravás da tubagem (25), á alimentada a um arrefeôedor ( 26) é depcls á alimentada à coluna de reabsorção (7) Per meio da tubagem (9). A solução de lavagem não regenerada á feita passar atravás da tubagem (27) per meio da bomba (23), chegando primeiramente ac permutador de calor (14) em que se realiza um arrefecimento atá temperaturas no máximo de 70^CC. Depois a solução ^e lavagem á alimentada atravás de um outro arrefecedõr (29) e atravás das tubagens (30) e (5) parcialmente ao reabsorvedor (7) sobretudo ao purificador de gases (2) por intermédio da tubagem (3)* A instalação de pu rificaçãc de gases (2), a coluna de reabsorção (7) s também a zona de regeneração a quente (20) contêm material de enchimen to já conhecido ou pratos que são atravessados por líquidos . que aumentam a taxa de transferência de massa.

A variante de processo representada na Figura 2 diferencia-se do processo da Figura 1 pelo facto de o reabsorvedor (7a) não possuir uma parte superior com alimentação da solução de lavagem nã© regenerada. For consequência, o gás retirado: atravás da tubagem (35) bem ainda uma certa proporção de e á alimentado à instalação de purificação de gases (2) através do ventilador (36).

Os restantes pormenores do processo da Figura 2 são os mesmos que os do processo da Figura 1, o que é indicado pela utilização dos mesmos numeros de referência.

é possível também omitir completamente o reabsorvedor (7a). Neste cas©, a tubagem (9), na realização do processo da gigura 2, é ligada ao ventilador (30) e a tubagem (6) a bomba (13).

No entanto, o reabsorvedor (7), na Figura 1, ou (7a), na Figura 2, têm a vantagem de se poder retirar pela tubagem (18) um gás de expansão rico em H^S que contém apenas uma pequena quantidade de CO^ sem necessidade de utilização de equi pamento dispendioso.

Exemplo

Se se trabalhar de acordo com a forma de realização do processo que corresponde a Figura 2 e se alimentar a lavagem de gases (2) através da tubagem (1), alimentam-se 10.000 qui1

lemoles per hera de um ?ás misto que ccntén CCe K?S se realiza a lavagem cen 3CC metres cúbicos ^ΛΤΜΡ da de lavagem, obtendo-se os valores indicados ”0 Quadro te calculando as quantidades de gases ~as diferentes em que · solução seguintubagens.

Todas as quantidades são expressas em quilomcles/hora. Gemo gás misto interessa, por exemplo, hidrogénio cu metano, nas também uma mistura de Hg e CC.

As expressões e as temperaturas são as seguintes

	Pressão	Temperatura
na purificação do gás (2)	30 bar	25°C
na tubagem (35)	1,1 bar	25°C
na tubagem (9)	1,2 bar	25°C
Antes da válvula de expansão (15)	5 bar	no^rc
na tubagem (18)	2,4 bar	25°C
na regeneração a quente (2C)	1,6 bar	12C°C

A sclução de lavagem regenerada a quente por aquecimento e arrastamento com gases na tubagem ( 27) tem uma tempe ratura de 12C°C. 31a é alimentada ao purificador de gases. (2) ο

por intermédio da tubagem (3), com a temperatura de 2C°C.

Rei-

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo tiara a regeneração de uma-solução de lavagem com um elevado ponto de ebulição proveniente de uma instalação de purificação de gases, a qual tem um ponto de ebulição a pressão atmosférica superior a 100°C e foi saturada pelo menos com CC^ e na instalação de lavagem de gás a uma temperatura compreendida entre 5 e 70°C e que, depois da regeneração, é de novo utilizada para a purificação do gás, caracterizado pelo facto de se expandir a solução de lavagem exausta que tem uma pressão de pelo menos 2 bar e uma temperatura de pelo menos 50°C numa zona de expansão, de se retirar da zona de expanção um gás expandido rico em H^S, de se submeter a uma regeneração a quente a solução de lavagem proveniente da zona de expansão, na qual a solução de lavagem a uma tempe ratura inferior à sua temperatura de ebulição é tratada por arrastamento com um gás inerte de maneira a eliminar substancialmente os gases contidos na solução de lavagem e de se fazer contactar os gases mistos que contêm o gás inerte e que foram retirados da zona de regeneração a quente com solução de lavagem.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza * — do pelo facto de o gás expandido rico em H^S libertado se encontrar submetido a uma pressão de 1 a 6 bar na zona de expansão.
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o gás expandido retirado da zona ds expan são conter pelo menos 50% em volume de H^S.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou uma qualquer das reivindicações seguintes, caracterizado pelo facto de a solução de lavagem exausta proveniente da instalação de purificação dos gases ser primeiramente introduzida numa zona de reabsorção que ê também alimentada com a mistura de gases contendo gás inerte proveniente da regeneração a quente e de a solução de lavagem ser subsequentemente alimentada à zona de expansão.
5.- Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de uma corrente parcial da solução de lavagem regene rada a quente ser alimentada ã zona de reabsorção.

/
6. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do pelo facto de a mistura gasosa contendo gás inerte ser alimentada à instalação de purificação de gases.
7. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracteriza do pelo facto de o gás de descarga retirado da zona de reabsorção ser alimentado ã instalação de purificação de gases.
8. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ou uma qual quer das reivindicações seguintes, caracterizado pelo facto de o gás de expansão rico em HjS ser alimentado a uma instalação de Claus para a reprodução de enxofre elementar.

Lisboa, 10 de Julho de 1990

O Agsnle Cficiai da Prcpr.saade Indvsir (“Ί

RESUMO

PROCESSO PARA A REGENERAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE LAVAGEM QUE CONTÊM CO₂ E H₂S, COM ELEVADO PONTO DE EBULIÇÃO

A solução de lavagem que tem um Donto de ebulição superior a 100°c à pressão atmosférica serve para a purificação de gases a temperaturas de 5 a 70°C e fica assim saturada com C0₂ e H₂S. A solução de lavagem exausta para a regeneração, com uma pressão de pelo menos 2 bar e a uma temperatura de pelo menos 60°C é alimentada a uma zona de expansão e expandida, condições em que se liberta um gãs rico em H₂S que é retirado da zona de expansão. A solução de lavagem proveniente da zona de expansão é submetida a uma regeneração a quente, na qual a solução de lavagem a uma temperatura inferior à sua temperatura de ebulição é isenta substancíalmente das impurezas restantes por arrastamento com um gãs inerte. A partir da regeneração a quente, retira-se uma mistura gasosa que con tãngãs inerte e ê posta em contacto com a solução de lavagem.

Lisboa, 10 de Julho de 1990

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