WO1999002244A1 - Composicion y proceso para la purificacion selectiva de corrientes gaseosas a base de soluciones acuosas de alcanolaminas - Google Patents
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- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
Definitions
- the present invention is related to a composition and process for
- alkanolamines The composition consists of a mixture of two
- alkanolamines in aqueous solution whose composition may comprise a broad
- the invention relates to mixtures composed simultaneously of
- primary e.g. monoethanolamine
- secondary e.g. diethanolamine
- tertiary e.g.
- acid gases gaseous streams, natural or industrial, rich in
- gaseous streams such as natural gas, refinery gas, synthesis gas, etc.
- Alkanolamines are not selective in themselves to some of the acid gases that are
- aqueous tertiary alkanolamine solution used in the process be
- the invention is based on the use of mixtures of two alkanolamines, one of them
- Aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine present the
- Aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine present the
- Aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine have a
- Aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine can be
- gaseous streams rich in hydrocarbons such as natural gas, refinery gas and
- dialkyl mono-alkanolamine for the removal of acid gases from mixtures of
- Shell IR Patent 163137 describes a process to separate gases
- composition of aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine The composition of aqueous solutions of diethanolamine and methyldiethanolamine,
- composition of the aqueous diethanolamine solution More particularly, the composition of the aqueous diethanolamine solution
- gaseous streams rich in hydrocarbons can be established according to the
- alkanolamines can vary at very wide intervals and the exact composition is
- Methyldiethanolamine can be used industrially in the best way they are:
- weight percentages of each of the alkanolamines are between 1 and 50 percent
- Gaseous streams rich in hydrocarbons of the present invention are carried out with
- the absorption and regeneration stages are not generally critical, except that
- Figure 2 shows the absorption capacity
- Methyldiethanolamine object of this invention, towards hydrogen sulfide.
- Figures 3 and 4 show the absorption capacity towards hydrogen sulfide
- Girbotol used in the industrial process
- Figure 5 illustrates the specific case for the treatment of a gas of
- composition of acid gases and the conditions of the gas stream cause the partial pressure of the hydrogen sulfide to be 1.0 Kg / cm ⁇ ; in
- object of the present invention is 50% greater than that corresponding to the
- present invention are superior to aqueous solutions of diethanolamine and the
- Methyldiethanolamine object of this invention, as part of the industrial process
- the sweet hydrocarbon stream is obtained from the dome and from the bottom the
- alkanolamines object of this invention, together with the suggested process,
- the invention is economically more profitable than the process with aqueous diethanolamine solution currently used in industry.
Abstract
Composición de solución acuosa de mezclas de dos alcanolaminas, caracterizada por una gama de composición dietanolaminametildietanolamina entre 5 y 45 porciento de dietanolamina y entre 5 y 45 porciento peso de metildietanolamina, a condición de que el porcentaje peso total de las dos alcanolaminas se situe entre 15 y 50 porciento peso y la diferencia con respeto a 100 porciento peso sea agua.
Description
COMPOSICIÓN Y PROCESO PARA LA PURIFICACIÓN
SELECTIVA DE CORRIENTES GASEOSAS A BASE
DE SOLUCIONES ACUOSAS DE ALCANOLAMINAS
DESCRIPCIÓN
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención está relacionada con una composición y proceso para
la purificación selectiva de corrientes gaseosas a base de soluciones acuosas de
alcanolaminas. La composición está constituida por una mezcla de dos
alcanolaminas, en solución acuosa cuya composición puede comprender un amplio
intervalo de valores, ya sea en unidades de porciento peso, porciento volumen,
concentración molar, etc., para la purificación selectiva, aplicada a un proceso
industrial de tipo cíclico que comprende principalmente la absorción gas/líquido y la
regeneración de la solución absorbedora por medio de elevación de la temperatura,
de corrientes gaseosas compuestas principalmente de hidrocarburos ligeros.
Particularmente, la invención se refiere a mezclas compuestas simultáneamente por
dietanolamina y metildietanolamina en agua y a un proceso para la remoción
eficiente de gases ácidos, tales como el ácido sulfhídrico y el bióxido de carbono,
que se presentan como contaminantes en diferentes corrientes gaseosas de
hidrocarburos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La absorción de gases en líquidos puede ocurrir de manera natural, como la
disolución del oxígeno ambiental en agua, o bien ser provocada para aprovecharse
industrialmente con la finalidad de llevar a cabo transformaciones químicas de
materias primas y corrientes intermedias y para efectuar procesos industriales de
separación. En esta última aplicación es práctica común separar selectivamente
aquellos componentes gaseosos indeseables de una corriente principal de gas para
lograr especificaciones de calidad de productos, para obtener nuevos productos o
bien para reducir emisiones contaminantes al medio ambiente.
Así por ejemplo, durante más de sesenta años ha sido práctica común utilizar
industrialmente soluciones acuosas de una sola alcanolamina, ya sea del tipo
primaria, e.g. monoetanolamina, secundaria, e.g. dietanolamina, o terciaria, e.g.
trietanolamina, para la remoción de ácido sulfhídrico y bióxido de carbono, también
denominados gases ácidos, de corrientes gaseosas, naturales o industriales, ricas en
hidrocarburos ligeros. La remoción de los gases ácidos de una gran variedad de
corrientes gaseosas, tales como gas natural, gas de refinería, gas de síntesis, etc.,
tiene como finalidad aumentar la utilidad industrial y comercial de las
corrientes de hidrocarburos, reducir las emisiones contaminantes al
medio ambiente durante la combustión de aquellas, reducir los
problemas de corrosión en equipos y tuberías provocados por la presencia de los
gases ácidos y adicionalmente aprovechar a estos gases para su aplicación en otros
procesos industriales, como en la producción de azufre en el caso del ácido
sulfhídrico.
La eliminación de los gases ácidos de mezclas gaseosas de hidrocarburos, al
poner en contacto éstas con una solución acuosa de una alcanolamina, se efectúa
principalmente por medio de un fenómeno de naturaleza química, es decir, ocurren
diferentes reacciones químicas entre los gases ácidos y los dos componentes de la
solución. En los procesos industriales de absorción de gases ácidos para la
purificación de diferentes tipos de corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos, ha sido
tradicional emplear por separado a la alcanolamina primaria denominada
etanolamina o monoetanolamina y a la alcanolamina secundaria llamada
dietanolamina en una solución acuosa. Sin embargo, es recientemente que se han
entendido los mecanismos de reacción por medio de los que se realiza la absorción
de los mencionados gases ácidos y por lo cual se ha concluido que estas
alcanolaminas no son selectivas por sí solas a algunos de los gases ácidos que se
absorben. Por otro lado, los productos de degradación o descomposición de estas
alcanolaminas producen sales térmicamente estables que son el origen de problemas
operativos importantes en el proceso industrial que se utiliza en la actualidad, tales
como espumación en la torre de absorción, corrosión y ensuciamiento en los
diferentes equipos del proceso. Adicionalmente, puesto que las soluciones acuosas
que contienen individualmente a cualquiera de las dos alcanolaminas mencionadas
son altamente corrosivas, particularmente cuando reaccionan con los gases ácidos, se
tienen limitaciones en cuanto al aumento de la concentración de la alcanolamina
para mejorar la capacidad de absorción hacia los gases ácidos.
Es por lo anterior que en la búsqueda y evaluación de nuevos disolventes,
para ser aplicados industrialmente en procesos de absorción o de purificación de
corrientes gaseosas, los factores más importantes a considerar son que el disolvente
tenga alta capacidad de absorción hacia ambos gases ácidos y baja capacidad de
absorción por los hidrocarburos, simultáneamente es deseable tener selectividad
hacia uno de los gases ácidos, así mismo, que no se generen productos indeseables,
e.g. las sales térmicamente estables o carbamatos, para reducir considerablemente
los problemas de espumación, corrosión y ensuciamiento; para que todo esto en su
conjunto dé origen a un proceso industrial de purificación de diferentes corrientes
gaseosas más eficiente, técnica y ambientalmente, y más económico.
Algunas de las características mencionadas en el párrafo anterior se
encuentran con el uso de soluciones acuosas de alcanolaminas terciarias, ya que
presentan una alta capacidad de absorción hacia los gases ácidos, son selectivas hacia
el ácido sulfhídrico y no presentan la reacción que da origen a los carbamatos,
reduciendo por lo tanto la espumación, la corrosión y el ensuciamiento en los
equipos utilizados en el proceso industrial de purificación de corrientes gaseosas ricas
en hidrocarburos. Esas propiedades tienen como efecto global que la cantidad de
solución acuosa de alcanolamina terciaria utilizada en el proceso sea
substancialmente menor a la que se emplea en los procesos que usan las soluciones
acuosas de una alcanolamina primaria o de una alcanolamina secundaria y por lo
tanto que la cantidad de energía empleada en el proceso, principalmente en la etapa
de regeneración del disolvente después de la absorción de los gases ácidos, sea
reducida de manera importante y consecuentemente los costos de operación sean
también menores que en los dos casos mencionados.
Por otra parte, la combinación simultánea de una alcanolamina secundaria
con una alcanolamina terciaria en solución acuosa presenta como ventajas
adicionales a lo descrito antes la obtención de un disolvente de alta capacidad de
absorción y al mismo tiempo con alta selectividad hacia el ácido sulfhídrico.
La utilización de una solución constituida por una mezcla de alcanolamina
secundaria y una alcanolamina terciaria presenta una velocidad de absorción mayor
por el bióxido de carbono, si se le compara con un disolvente a base de una mezcla
de dos alcanolaminas terciarias. Acción que resulta positiva cuando el gas tratado es
utilizado como combustible de adecuado poder calorífico.
Luego entonces, la composición de la solución acuosa para la remoción de
gases ácidos de corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos, objeto de la presente
invención, está basada en el uso de mezclas de dos alcanolaminas, una de ellas
secundaria, la dietanolamina, y la otra del tipo terciario, la metildietanolamina.
A continuación se hará mención de los aspectos novedosos del uso industrial
de soluciones acuosas, en intervalos de composición bien definidos, de
dietanolamina y metildietanolamina para la remoción de gases ácidos, por medio del
proceso industrial de tipo cíclico conocido como de absorción, de corrientes
gaseosas ricas en hidrocarburos que los contienen.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina presentan la
característica de alta capacidad de absorción hacia gases ácidos; que se encuentran
presentes en corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina presentan la
característica, en virtud del párrafo anterior, de requerir substancialmente menores
flujos de circulación en el proceso industrial que las soluciones acuosas de una sola
alcanolamina tradicionalmente utilizadas en la industria. Esto redunda en un menor
consumo de solución acuosa de las dos alcanolaminas y en la reducción de costos de
energía por bombeo y por regeneración con vapor de dicha solución acuosa de
alcanolaminas.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina presentan una
alta selectividad de absorción hacia el ácido sulfhídrico en relación a la
correspondiente al bióxido de carbono.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina pueden ser
utilizadas para remover gases ácidos, que se encuentran como contaminantes en
corrientes ricas en hidrocarburos, en un amplio intervalo de presiones parciales de
dichos gases ácidos y de presión total de las corrientes gaseosas de hidrocarburos
contaminadas con gases ácidos.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina para la
remoción por absorción de gases ácidos, pueden ser aplicadas en diferentes tipos de
corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos, tales como gas natural, gas de refinería y
gas de síntesis.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina para la
remoción por absorción de gases ácidos, presentan menor corrosividad que las
soluciones acuosas de una sola alcanolamina tradicionalmente utilizadas en la
industria.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina para la
remoción por absorción de gases ácidos, provocan menor ensuciamiento que las
soluciones acuosas de una sola alcanolamina tradicionalmente utilizadas en la
industria.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina para la
remoción por absorción de gases ácidos, originan menores productos de
degradación, carbamatos, que las soluciones acuosas de una sola alcanolamina
primaria o secundaria tradicionalmente utilizadas en la industria.
La solicitud de patente publicada No. 9304934 del 1 3 de agosto de 1993,
de la Dow Chemical, denominada "Composición de solvente mejorada para
remover gases ácidos, describe el uso de una mezcla de metildietanolamina y N,NΪ -
bis (dimetil)-N-hidroxietil-etilendiamina.
El certificado de invención 6342 de la Shell I.R. describe el uso de una
dialquil-mono-alcanolamina para la remoción de gases ácidos a partir de mezclas de
gases.
La patente 163137 de Shell I.R. describe un proceso para separar gases
ácidos a partir de una mezcla gaseosa que contiene metano utilizando un absorbente
físico y uno químico.
La patente U.S. No. 5, 100,643, de la Universidad de Texas describe un
proceso para separar componentes ácidos a partir de corrientes gaseosas.
Las patentes U.S. 4,775,519 de Texaco Inc., 4,714,480 de Shell Oil Co.;
4,702,898 de Union Carbide Corp.; 4,696,803 de Texaco, Inc.; 4,540,552 de
Unión Carbide Corp.; 4,460,385 de Exxon; 4,359,450 de Shell Oil Co.;
4, 160,810; 4,093,701 de Union Carbide Corp.; 4,079, 1 17 de Unión Carbide
Corp.; 4,412,977 de Shell Oil Co. y 5,246,619 de Dow Chemical Co., se
refieren a la remoción de gases ácidos a partir de corrientes gaseosas que los
contienen.
La novedad de la presente composición para purificar en forma selectiva,
corrientes gaseosas, consiste en utilizar una mezcla acuosa de una amina secundaria y
una amina terciaria, aprovechando las cualidades de estos dos tipos de aminas, a
diferencia de todos los documentos citados.
De igual manera el proceso para purificar selectivamente corrientes gaseosas
utilizando una composición a base de una mezcla acuosa de una amina secundaria y
una amina terciaria, presenta características novedosas que lo distinguen del estado
de la técnica.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La composición de soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina,
objeto de la presente invención, para la remoción por absorción de gases ácidos, se
utiliza industrialmente en un proceso cíclico, ver figura 1 , que consta de una sección
de contacto o torre absorbedora en donde dichas soluciones se ponen íntimamente
en contacto, a contracorriente, con la mezcla gaseosa rica en hidrocarburos que
contiene a los gases ácidos y otra sección, de regeneración de la solución rica en los
gases ácidos por desorción de los mismos por medio de vapor a alta temperatura, o
torre desorbedora. Una vez que parte de la solución acuosa de mezclas de
dietanolamina y metildietanolamina ha sido regenerada, ésta es reciclada hacia la
torre absorbedora, después de un intercambio de calor con parte de la solución rica
en los gases ácidos que viene de la sección inferior de la torre absorbedora. La
corriente purificada o endulzada (eliminación de los gases ácidos) de hidrocarburos
sale de la parte superior o domo de la torre absorbedora y los gases ácidos son
obtenidos en la sección superior o domo de la torre desorbedora para su posterior
aprovechamiento en otros procesos industriales.
Las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina para la remoción por
absorción de gases ácidos, contienen cantidades determinadas de las dos
alcanolaminas en un amplio intervalo de composición, el cual incluye obviamente un
amplio intervalo de proporciones de una con respecto a la otra, en cualquier unidad
de composición, con lo que es posible tratar industrialmente diferentes corrientes
gaseosas ricas en hidrocarburos con diferentes contenidos de gases ácidos.
La remoción de gases ácidos de corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos, de
conformidad con la presente invención, se lleva a cabo con soluciones acuosas de
mezclas, de composición determinada, de dos alcanolaminas, una clasificada como
de tipo secundario, la dietanolamina, y la otra de tipo terciaria, la
metildietanolamina.
Más particularmente, la composición de la solución acuosa de dietanolamina
y metildietanolamina que se utiliza para la remoción de gases ácidos contenidos en
corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos puede ser establecida de acuerdo a las
necesidades específicas de cada caso. Es decir, la composición o proporciones de las
alcanolaminas pueden variar en intervalos muy amplios y la composición exacta se
establece a voluntad según sean los requerimientos para el tratamiento de algún tipo
en particular de corriente gaseosa, natural o industrial, rica en hidrocarburos y más
particularmente de acuerdo con el contenido de los gases ácidos tanto en la
corriente de alimentación a la torre absorbedora como en la corriente endulzada de
hidrocarburos.
Los intervalos de composición en los que la solución acuosa de dietanolamina y
metildietanolamina puede ser utilizada industrialmente de la mejor manera son:
entre 5 y 45 porciento en peso de dietanolamina y entre 5 y 45 porciento en peso
de metildietanolamina, con la condición de que el total de la suma de los
porcentajes en peso de cada una de las alcanolaminas esté entre 1 5 y 50 porciento
en peso y la diferencia para el total del 100 porciento en peso sea de agua.
El proceso para la remoción selectiva de los gases ácidos contenidos en
corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos de la presente invención, se realiza con
una solución acuosa de alcanolaminas en forma cíclica, comprendiendo
primeramente una etapa de contacto o absorción a contracorriente; luego continúa
el proceso de purificación o endulzamiento de corrientes gaseosas ricas en
hidrocarburos ligeros sometiendo la solución acuosa de alcanolaminas que contiene
los gases ácidos, a regeneración o desorción de dichos gases, en una etapa posterior
a la de absorción, en una columna regeneradora por medio de la aplicación de
vapor de agua a temperatura elevada, superior a ios 100 °C, para posteriormente
en otra etapa, recircular la solución acuosa hacia la torre absorbedora y así repetir el
ciclo.
En el proceso de purificación o endulzamiento de corrientes gaseosas ricas en
hidrocarburos ligeros que emplea soluciones acuosas de mezclas de dos
alcanolaminas, objeto de la presente invención, las condiciones de temperatura en
las etapas de absorción y regeneración no son generalmente criticas, excepto que
deberán ser aquellas que permitan la absorción óptima de los gases ácidos a partir de
la corriente rica en hidrocarburos y posteriormente su desorción adecuada a partir
de las soluciones acuosas de alcanolaminas.
En el proceso de purificación o endulzamiento de corrientes gaseosas ricas en
hidrocarburos ligeros, las soluciones acuosas de mezclas de dos alcanoiaminas, objeto
de la presente invención, presentan la gran ventaja de que absorben muy bajas
cantidades de hidrocarburos, que son los componentes principales de las diferentes
corrientes gaseosas naturales e industriales que se pueden purificar en el presente
proceso, por lo que no existe desperdicio del producto principal.
Para mostrar la efectividad de las soluciones acuosas de mezclas de
composición conocida de dietanolamina y metildietanolamina, objeto de la presente
invención, se llevaron a cabo determinaciones experimentales de la solubilidad o
absorción de gases ácidos para establecer claramente la capacidad de absorción y
selectividad. Estos experimentos utilizaron un dispositivo diseñado y construido
específicamente para tal fin.
EJEMPLOS
EJEMPLO 1
En primer término, la figura 2 muestra la capacidad de absorción
(solubilidad), a 40 °C, de algunas de las soluciones acuosas de dietanolamina y
metildietanolamina, objeto de esta invención, hacia el ácido sulfhídrico. Las
concentraciones de las soluciones acuosas es la siguiente:
Los resultados de la figura 2, junto con la información de la tabla anterior,
muestran que a mayor contenido total de alcanolamina, i.e. porciento en peso de
dietanolamina + porciento en peso de metildietanolamina, mayor es su capacidad
de absorción hacia el ácido sulfhídrico. Otro aspecto muy importante en relación
con la capacidad de absorción, es que las mezclas de alcanolaminas incluidas en la
presente descripción de patente, presentan mayor capacidad hacia el ácido
sulfhídrico cuando la concentración de la metildietanolamina es mayor que la
correspondiente a la dietanolamina. Todo esto indica claramente que las soluciones
aquí incluidas pueden ser utilizadas en un intervalo muy amplio de composición total
de alcanolaminas y consecuentemente en un intervalo muy amplio de proporciones
o relaciones entre la composición de una alcanolamina con respecto a la otra y ser
muy eficientes en la absorción de gases ácidos.
E]EMPLO 2
Las figuras 3 y 4 muestran la capacidad de absorción hacia ácido sulfhídrico y
bióxido de carbono, respectivamente, de algunas de las soluciones acuosas objeto de
esta invención, así como su comparación con la solución de dietanolamina al 20 %
peso, utilizada en el proceso industrial denominado Girbotol. Resulta notoriamente
evidente la mayor capacidad de absorción, hacia los dos gases ácidos considerados,
de cualesquiera de las soluciones acuosas de alcanolaminas, objeto de esta invención,
que aquella mostrada por la solución acuosa de dietanolamina. Puede observarse de
las gráficas de resultados, que el intervalo de presiones parciales de los gases ácidos
es muy amplio, lo que significa que se pueden tratar corrientes de hidrocarburos con
diferentes contenidos de gases ácidos.
EJEMPLO 3
La figura 5 ilustra el caso específico para el tratamiento de un gas de
refinería, en el que la composición de gases ácidos y las condiciones de la corriente de gas causan que la presión parcial del ácido sulfhídrico sea de 1.0 Kg/cm^; en
este caso, la diferencia en capacidad termodinámica cíclica de absorción de ácido
sulfhídrico en una de las soluciones acuosas de dietanolamina y metildietanolamina,
objeto de la presente invención, es 50 % mayor que la correspondiente a la
solución utilizada en el proceso Girbotol (solución acuosa de dietanolamina al 20 %
peso). Esto indica evidentemente que las soluciones acuosas de dietanolamina y
metildietanolamina, junto con el proceso de absorción-regeneración, objeto de la
presente invención, son superiores a las soluciones acuosas de dietanolamina y el
proceso Girbotol.
EJEMPLO 4
La figura 6 muestra la comparación de la capacidad termodinámica cíclica de
absorción de bióxido de carbono en una de las soluciones acuosas de
dietanolamina y metildietanolamina, objeto de la presente invención, y en solución
acuosa de dietanolamina al 20 % peso, utilizada en el proceso industrial llamado
Girbotol. A un valor de presión parcial de este gas ácido, correspondiente a un gas
amargo de refinería, la relación de capacidades cíclicas de absorción de bióxido de
carbono de la solución objeto de esta patente y de la solución acuosa de
dietanolamina al 20 % es mucho más baja que la correspondiente a la capacidad
cíclica de ácido sulfhídrico en las mismas soluciones (figura 5). Esta diferencia en las
relaciones mencionadas es un indicador de la alta selectividad hacía el ácido
sulfhídrico que presentan las soluciones acuosas de dietanolamina y
metildietanolamina, objeto de esta invención, como parte del proceso industrial
propuesto en esta patente, para la purificación de diferentes tipos de corrientes
gaseosas ricas en hidrocarburos.
La información que se presenta en los ejemplos 3 y 4 también muestra
claramente que el proceso bajo el que se propone utilizar a las soluciones acuosas de
mezclas de dietanolamina y metildietanolamina, basado en la eliminación de los
gases ácidos de la corriente de hidrocarburos en una torres absorbedora de donde
por el domo se obtiene la corriente dulce de hidrocarburos y por el fondo la
solución acuosa de dietanoiamina y metildietanolamina para posteriormente
desorber a los gases ácidos en una torre desorbedora o regeneradora de la solución
acuosa para obtener en el domo a los gases ácidos y en el fondo la solución acuosa
libre de gases ácidos para que sea recirculada nuevamente a la torre de absorción, es
altamente eficiente y más económico que el tradicionalmente utilizado actualmente
en la industria de refinación
EJEMPLO 5
La mayor capacidad de absorción que presentan las soluciones acuosa de
mezclas de alcanolaminas, objeto de esta invención, hacia los gases ácidos,
principalmente hacia el ácido sulfhídrico, todo esto evidenciado en los ejemplos
anteriores; tiene como consecuencia positiva un menor requerimiento de la cantidad
de solución absorbente en circulación en el proceso industrial, también objeto de la
presente invención, para purificar una cantidad dada de gas rico en hidrocarburos
ligeros, en comparación con la cantidad de solución acuosa de dietanolamina que se
emplea industrialmente.
Por otro lado, dado que las soluciones acuosas de mezclas de alcanolaminas, objeto
de esta invención, contienen una cantidad substancialmente menor de agua que las
soluciones tradicionalmente utilizadas industrialmente, el requerimiento de energía
para la regeneración, en la torre regeneradora del proceso industrial, de la solución
rica en gases ácidos es substancialmente menor si se le compara con la utilizada en
los procesos con solución acuosa de dietanolamina como absorbente.
Puesto que los costos de un proceso son de gran importancia para poder
tomar decisiones respecto de su aplicación industrial, resultados de la evaluación
económica para los dos aspectos discutidos en los párrafos anteriores se presentan
en el cuadro 1. Resulta evidente el beneficio económico que se lograría con la
aplicación industrial de cualquiera de las soluciones acuosas de mezclas de
alcanolaminas, objeto de esta invención, junto con el proceso que se sugiere,
también objeto de la presente invención, para la purificación de diferentes tipos de
corrientes ricas en hidrocarburos. La comparación muestra que las mezclas de las soluciones acuosas de alcanolaminas y el proceso propuesto, objeto de esta
invención, son económicamente más rentables que el proceso con solución acuosa de dietanolamina que se emplea actualmente en la industria.
CUADRO 1. COMPARACIÓN ECONÓMICA DE UNA SOLUCIÓN ACUOSA
DE DIETANOLAMINA Y METILDIETANOLAMINA, OBJETO DE ESTA
INVENCIÓN (IMP) VS SOLUCIÓN ACUOSA DE DIETANOLAMINA AL 20 %
PESO.
FLUJO DE GAS RICO EN HIDROCARBUROS = 796 300 M3N/D,
CONTENIDO DE GASES ÁCIDOS EN EL GAS RICO EN HIDROCARBUROS:
ACIDO SULFHÍDRICO = 18.3 % MOLAR, BIÓXIDO DE CARBONO = 0.5
% MOLAR
Claims
1 .- El uso industrial de soluciones acuosas de mezclas de composición
conocida de dos alcanolaminas para la remoción de gases ácidos a partir de
corrientes gaseosas ricas en hidrocarburos que los contienen.
2.- El uso industrial de soluciones acuosas de mezclas de composición
conocida de dos alcanolaminas, de conformidad con la cláusula 1 , caracterizado
porque una de las alcanolaminas es de tipo secundario y la otra es de tipo terciario.
3.- El uso industrial de soluciones acuosas de mezclas de composición
conocida de dos alcanolaminas, de conformidad con las cláusulas 1 y 2,
caracterizado porque la alcanolamina secundaria es dietanolamina y la terciaria es
metildietanolamina.
4.- Una composición de soluciones acuosas de mezclas de dos
alcanolaminas, caracterizada porque los intervalos de composición de la
dietanolamina y metildietanolamina son: entre 5 y 45 porciento en peso de
dietanolamina y entre 5 y 45 porciento en peso de metildietanolamina, con la
condición de que el total de la suma de los porcentajes en peso de cada una de las
alcanolaminas esté entre 15 y 50 porciento en peso y la diferencia para el total del
100 porciento en peso de la solución sea de agua.
5.- Un proceso para la purificación selectiva de corrientes gaseosas a base
de soluciones acuosas de alcanolaminas, caracterizado porque comprende los pasos
de poner en contacto la corriente gaseosa con la solución acuosa de alcanolaminas,
tales como dietanolamina y metildietilenamina, preferiblemente mediante absorción
a contracorriente, para obtener una corriente de gas purificado y una solución
acuosa de alcanolaminas que contiene los gases ácidos absorbidos, someter la
solución acuosa de alcanolaminas que contiene los gases ácidos, a regeneración o
desorción de estos gases, aplicándole vapor de agua a una temperatura elevada superior a 100°C, y posteriormente recírcular la solución acuosa recuperada hacia la
zona inicial de contacto de gases ácidos con la solución acuosa de alcanolaminas.
6.- El proceso de conformidad con la cláusulas 5, caracterizado porque
los gases ácidos que son removidos pueden estar contenidos en corrientes gaseosas
ricas en hidrocarburos de tipo natural e industrial.
7.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 y 6, caracterizado
porque se realiza la remoción simultánea de los gases ácidos, tales como bióxido de
carbono y ácido sulfhídrico.
8.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 7, caracterizado
porque se realiza la remoción selectiva de ácido sulfhídrico con respecto a la
remoción de bióxido de carbono.
9.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 8, caracterizado
porque se lleva a cabo la remoción de gases ácidos a partir de corrientes naturales e
industriales, ricas en hidrocarburos, en un intervalo muy amplio de presión parcial,
i.e. composición, de cada uno de dichos gases ácidos.
10.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 9, caracterizado
porque la remoción de gases ácidos a partir de corrientes naturales e industriales,
ricas en hidrocarburos, se realiza en un amplio intervalo de temperaturas y presiones
de las diferentes corrientes gaseosas y líquidas involucradas, pero preferentemente
en aquellos valores que garanticen la absorción eficiente de los gases ácidos en la
torre absorbedora y la regeneración de la solución acuosa en la torre regeneradora.
1 1.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 10, caracterizado
porque la solubilidad o absorción de los hidrocarburos ligeros es mínima y
consecuentemente no se lleva a cabo un desperdicio de hidrocarburos de alto valor
industrial y comercial.
12.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 1 1 , caracterizado
porque se reducen significativamente los problemas encontrados en otros procesos
que emplean una sola alcanolamina, tales como la espumación, el ensuciamiento y la
corrosión.
13.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 12, caracterizado
porque se requiere un menor flujo de soluciones acuosas de las dos alcanolaminas
que en los procesos que utilizan soluciones acuosas de una sola alcanolamina.
14.- El proceso de conformidad con las cláusulas 5 a 1 3, caracterizado
porque requiere una menor cantidad de energía para llevar a cabo la regeneración
de las soluciones acuosas de dos alcanolaminas que los procesos en los que se utilizan
soluciones acuosas de una sola alcanolamina.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| PCT/MX1998/000032 WO1999002244A1 (es) | 1997-07-09 | 1998-07-01 | Composicion y proceso para la purificacion selectiva de corrientes gaseosas a base de soluciones acuosas de alcanolaminas |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR013191A1 (es) | 2000-12-13 |
| MX9705149A (es) | 1998-05-31 |
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