WO2002102710A1 - Reactor catalítico de membrana para la descomposición del sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre y la separación de los productos de dicha composición - Google Patents

Reactor catalítico de membrana para la descomposición del sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre y la separación de los productos de dicha composición Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to the treatment of gases containing hydrogen sulfide by decomposition of hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen and the separation of said products by using a catalytic membrane reactor comprising a ceramic porous membrane, permeable to the passage of the hydrogen, on which a suitable catalyst for the decomposition of hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen has been deposited.
  • the usual treatment of residual hydrogen sulfide is based on the Klauss process, which includes the mutual reduction / oxidation between sulfur dioxide and hydrogen sulfide to produce water and elemental sulfur.
  • Kameyama et al. [T. Kameyama et al., Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 8, No. 1, 5-13, 1983] describe a catalytic membrane reactor for the catalytic decomposition of hydrogen sulfide consisting of a cylindrical body and a tubular ceramic membrane arranged coaxially therein.
  • a suitable catalyst such as a sulphide of a transition metal, for example, molybdenum sulphide, and it is precisely in said space where the decomposition reaction of the hydrogen sulfide.
  • the decomposition of hydrogen sulfide in this reactor takes place at 700-800 ° C.
  • the invention faces the problem of developing a membrane catalytic reactor useful for the catalytic decomposition of hydrogen sulfide and the separation of the products of said decomposition that solves all or part of the aforementioned problems.
  • the solution provided by the invention is based on the observation that it is possible, simultaneously, (i) to catalytically decompose hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen and (ii) separate the products of said decomposition, by using a porous ceramic membrane on which a suitable catalyst has been deposited in the form of a layer. In this way, the catalytic decomposition of hydrogen sulphide is carried out simultaneously with the separation of the hydrogen formed thereby achieving that the reaction moves in the desired direction.
  • a reactor as described in this description provides a decomposition of hydrogen sulfide in. sulfur and hydrogen improved together with, simultaneously, a separation of the products of said decomposition.
  • said reactor is economical, can be used effectively at the industrial level and increases the production of hydrogen.
  • the objective of this invention is a catalytic membrane reactor for the decomposition of hydrogen sulphide and the separation of decomposition products comprising a porous ceramic membrane on which a suitable catalyst has been deposited in the form of a layer.
  • a further object of this invention is a process for the decomposition of hydrogen sulfide and, simultaneously, the separation of the products of said decomposition comprising the use of said reactor.
  • Figure 1 is a schematic representation of the reactor object of this invention comprising a single ceramic porous membrane element.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the reactor object of this invention comprising several parallel ceramic porous membrane elements.
  • the invention consists of a catalytic membrane reactor for the decomposition of hydrogen sulfide and the separation of the products of the decomposition, hereinafter reactor of the invention, comprising a body, a tubular ceramic porous membrane element arranged coaxially therein to remove hydrogen, and a catalyst for thermal decomposition of hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen, in which said catalyst has been deposited directly on said tubular ceramic porous membrane element in the form of a layer.
  • the reactor of the invention has the characteristic that the catalyst, instead of being located inside the reactor, is in the form of a thin layer or microlayer, deposited on the tubular ceramic porous membrane element.
  • the catalyst instead of being located inside the reactor, is in the form of a thin layer or microlayer, deposited on the tubular ceramic porous membrane element.
  • the reactor body of the invention may take any appropriate form, for example, it may be configured in a cylindrical shape and can be made of any suitable material that resists the temperatures at which it should work.
  • the reactor body contains means for the entry of the feed gas (gas containing hydrogen sulfide) as well as means for the exit of hydrogen, sulfur and hydrogen sulfide that has not been decomposed.
  • the tubular ceramic porous membrane element is an element configured in the form of a tube and manufactured from a ceramic porous membrane.
  • a porous ceramic membrane any conventional ceramic porous membrane can be used, permeable to the passage of hydrogen but substantially impermeable to the passage of sulfur.
  • the porous ceramic membrane includes a layer of selective permeability that allows the passage of hydrogen.
  • the tubular ceramic porous membrane element comprises said first porous ceramic layer and said second selective ceramic layer.
  • the porosity of said layers may vary within a wide range.
  • said first layer may have a porosity between 1 and 2 ⁇ m, while the porosity of said second layer is less than 1 ⁇ m, for example, 0.2 ⁇ m.
  • the tubular ceramic porous membrane element can be manufactured from any suitable material, for example, from any material commonly used in the production of porous ceramic membranes for use in catalytic membrane reactors for the decomposition of hydrogen sulfide.
  • the material used in the manufacture of the tubular ceramic porous membrane element comprises Aluminum Dioxide, which may constitute the material of said second selective ceramic layer or layer previously referred to, and clay acting as binder and / or plasticizer.
  • said ceramic tubular membrane element is a tubular element made of Vicor glass.
  • the catalyst to be deposited on the surface of the tubular ceramic porous membrane element can be any conventional catalyst capable of catalytically decomposing hydrogen sulfide, preferably at a temperature between 400 ° C and 700 ° C.
  • said catalyst is a metal selected from the transition elements, for example, chromium, molybdenum, nickel, titanium, zirconium, etc., optionally in the form of a derivative thereof, such as a salt.
  • said catalyst is molybdenum sulfide and in which the thickness of this catalytic layer is up to 2 microns of molybdenum.
  • the catalyst can be deposited on the surface of the tubular ceramic porous membrane element by any conventional method, for example, by deposition, spraying, impregnation or immersion in a solution or suspension containing said catalyst. More specifically, said catalyst can be deposited in the form of a thin layer by the sol-gel technique [sol
  • the porosity of the catalyst layer can vary over a wide range. In a particular embodiment, the porosity of the catalytic layer is between 0.04 and 0.07 ⁇ m.
  • the reactor of the invention may contain a single tubular ceramic porous membrane element or, alternatively, in other particular embodiments, it may contain two or more parallel tubular ceramic porous membrane elements installed in the reactor body. As can be seen in Figure 1, the reactor of the invention is constituted by a body (1), a tubular ceramic porous membrane element (2) with a selective layer (3) to the passage of hydrogen, and a catalyst layer ( 4) deposited directly on said selective layer (3).
  • the tubular ceramic porous membrane element (2) is coaxially disposed within the body (1) of the reactor, so that the ends of the tubular ceramic porous membrane element (2) are hermetically isolated from the space between the body (1) and the outer wall of said tubular ceramic porous membrane element (2).
  • the ends of the ceramic porous membrane element are fixed either by the end or by a junction of the gland type (cingulate) to the reactor body (1).
  • the body (1) of the reactor also includes a conduit
  • the reactor of the invention may also contain a package of an appropriate material, for example, of graphite-graviflex.
  • the reactor of the invention operates as described below.
  • the initial gas heated to a temperature between 400 ° C and 700 ° C, with a small overpressure, between 50.5-101 Pa (0.5-1 atm), travels into the reactor of the invention through of driving (5).
  • the catalyst layer (4) deposited on the outer surface of the tubular ceramic porous membrane element (2) hydrogen sulfide decomposes into hydrogen and sulfur.
  • the hydrogen separates directly from sulfur and hydrogen sulfide.
  • the total effect of the separation of hydrogen from sulfur and hydrogen sulfide is determined by the contribution of catalytic conversion and the contribution of a separation factor of a selective layer (3) of the tubular ceramic porous membrane element (2) .
  • the gas that penetrates through the wall of the tubular ceramic porous membrane element (2), composed of a mixture of hydrogen and the initial gas, is injected from the reactor through the conduit (6).
  • the gas that has not penetrated through the wall of the tubular ceramic porous membrane element (2), composed of a mixture of non-decomposed hydrogen sulfide and gaseous sulfur, is injected outside through the conduit (7).
  • This last gas mixture can be directed to another reactor of the invention and this operation can be repeated several times until the total decomposition of the initial hydrogen sulfide is achieved.
  • the total effect that can be achieved of hydrogen sulfide decomposition and separation of the gas mixture obtained in a single step process is between 30% and 55% of the initial hydrogen sulfide content in the feed gas at reactor
  • the reactor of the invention acts on a gas with a hydrogen sulphide content of approximately 4%, at a flow rate by volume of the initial gas of 1-100 hours "1 and the catalyst applied is a sulphide of a transition metal previously prepared in a medium of H 2 S, the total conversion of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur will be increased from 35% to 56%, depending on the temperature, in a single reactor operation of the invention
  • the known catalytic effect using only the same catalyst, at temperatures between 400 ° C and 700 ° C and at the same Flow rate per initial gas volume, does not exceed a maximum of 40%.
  • a characteristic of the reactor of the invention lies in the use of a catalyst directly deposited as a layer on an external selective layer of a tubular ceramic porous membrane element, thereby significantly reducing the necessary amount of catalyst, catalyst losses are reduced , the sintering of catalyst beads (necessary in other reactors) is eliminated and the total yield of the process is increased.
  • the removal of hydrogen directly from the reaction zone through the porous ceramic membrane shifts the equilibrium of the decomposition in the desired direction. In this way, a total effect of decomposition and separation of products of said decomposition is achieved directly from the reaction zone, which results in an increase in the yield in different embodiments of the process.
  • the invention also provides a process for the decomposition of hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen and the separation of the products of said decomposition, hereinafter, the process of the invention, which comprises the use of at least one reactor of the invention.
  • the process includes feeding the reactor with the hydrogen sulfide-containing gas, heated to a temperature between 400 ° C and 700 ° C, with a small overpressure, between 50.5 and 101 kPa (0.5-1 atm ).
  • the gas containing the hydrogen sulphide is moved into the reactor of the invention and contacted with the catalyst, deposited in the form of a layer on the outer surface of the tubular ceramic porous membrane element, whereby hydrogen sulfide decomposes into hydrogen and sulfur.
  • the hydrogen produced crosses the selective layer present in the tubular ceramic porous membrane element from which it can be removed. Sulfur and hydrogen sulfide that has not been decomposed leave the reactor through existing conduits in the reactor for this purpose.
  • the process of the invention is suitable for the treatment of gases containing hydrogen sulphide, preferably gases with a hydrogen sulphide content between 1% and 96%.
  • the invention can be applied in petroleum refining, for example, in the processing of so-called "acidic" gases, in the processing of gases, in the treatment of gases for removing hydrogen sulfide from mixtures containing it, in the treatment of gaseous leaks with a high content of hydrogen sulphide and also in other industries related to the decomposition of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur, with the subsequent separation of decomposition products.

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Abstract

El reactor comprende un cuerpo, un elemento de membrana porosa cerámica tubular dispuesto coaxialmente en su interior para retirar el hidrógeno, y un catalizador para la descomposición térmica del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno, en el que dicho catalizador ha sido depositado directamente sobre el elemento de membrana porosa cerámica tubular en forma de capa. De aplicación en el tratamiento de gases que contienen sulfuro de hidrógeno.

Description

REACTOR CATALÍTICO DE MEMBRANA PARA LA DESCOMPOSICIÓN DEL
SULFURO DE HIDRÓGENO EN HIDRÓGENO Y AZUFRE Y LA
SEPARACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE DICHA DESCOMPOSICIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se relaciona con el tratamiento de gases que contienen sulfuro de hidrógeno por descomposición del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno y la separación de dichos productos mediante el empleo de un reactor catalítico de membrana que comprende una membrana porosa cerámica, permeable al paso del hidrógeno, sobre la que se ha depositado un catalizador adecuado para la descomposición del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Diversos procesos industriales conducen a la producción indeseada de sulfuro de hidrógeno, un producto que ejerce una acción corrosiva sobre tuberías y equipos. Entre dichos procesos se encuentran los procesos de refino de petróleo basados en el empleo de hidrógeno gas, por ejemplo, procesos de desulfurización del crudo o de diversas fracciones de petróleo mediante hidrocraqueo, procesos de producción de gas natural, etc.
El tratamiento habitual del sulfuro de hidrógeno residual se basa en el proceso de Klauss, que comprende la reducción/oxidación mutua entre dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno para producir agua y azufre elemental .
Por otra parte, se han desarrollado otros métodos de tratamiento de sulfuro de hidrógeno encaminados a la producción de hidrógeno, un producto útil como fuente de energía no contaminante. Estos métodos se basan en la descomposición térmica del sulfuro de hidrógeno en un reactor a 1.900°C [patente norteamericana US 5.843.395] o en la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado, tal como sulfuro de olibdeno, a una temperatura comprendida entre 450°C y 800°C [patente norteamericana US 4.039.613].
La descomposición completa del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno es un proceso muy difícil . La conversión del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno depende de numerosos factores, por ejemplo, temperatura, catalizador y velocidad de eliminación de los productos de descomposición. Este último factor tiene una gran importancia, puesto que la reacción de descomposición es reversible y los productos pueden reaccionar fácilmente entre sí para formar sulfuro de hidrógeno.
Adicionalmente, se han desarrollado otros métodos de tratamiento del sulfuro de hidrógeno que combinan su descomposición catalítica en azufre e hidrógeno y la separación del hidrógeno basados en el empleo de un reactor catalítico de membrana, con lo que es posible, simultáneamente, bajar la temperatura de descomposición del sulfuro de hidrógeno y acoplar las etapas de descomposición y separación de productos de dicha descomposición. Se pueden utilizar diferentes membranas, tanto macizas como porosas, para eliminar el hidrógeno producido tras la descomposición del sulfuro de hidrógeno en un reactor catalítico de membrana. Las membranas metálicas macizas tienen la ventaja de que solamente dejan pasar el hidrógeno; sin embargo, tienen el inconveniente de su baja permeabilidad. Las membranas porosas, por su parte, presentan una elevada permeabilidad pero son menos selectivas y dejan pasar hidrógeno y otros productos intervinientes en la reacción. El reactor catalítico de membrana desarrollado por Edlund y Pledger [D. J. Edlund & . A. Pledger, J. of
Membrane Science, 77, 255-264, 1993] para la descomposición catalítica de sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre está constituido por una membrana multicapa, cuya capa superior (platino) está destinada a la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno, mientras que la capa intermedia (vanadio) se utiliza como substrato permeable al paso del hidrógeno. No obstante, dicho reactor tiene el inconveniente de la utilización de un metal caro (platino) como catalizador y la baja permeabilidad de la membrana, por lo que resulta necesario efectuar la recompresión de un flujo de alimentación hasta 70 - 100 atmósferas para elevar el rendimiento.
Kameyama et al. [T. Kameyama et al., Int . J. Hydrogen Energy, Vol . 8, N° 1, 5-13, 1983] describen un reactor catalítico de membrana para la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno que consiste en un cuerpo cilindrico y una membrana cerámica tubular dispuesta de manera coaxial en su interior. De este modo, el espacio entre el cuerpo y la membrana se rellena con un catalizador adecuado, tal como un sulfuro de un metal de transición, por ejemplo, sulfuro de molibdeno, y es precisamente en dicho espacio donde se realiza la reacción de descomposición del sulfuro de hidrógeno. La descomposición del sulfuro de hidrógeno en este reactor tiene lugar a 700- 800°C. Tras la descomposición del sulfuro de hidrógeno, el hidrógeno se separa mediante la membrana porosa cerámica que contiene una capa selectiva. No obstante, la reacción de descomposición y la separación del hidrógeno no se producen de forma simultánea, por lo que la presencia del hidrógeno en la zona de reacción puede llegar a inhibir la descomposición del sulfuro de hidrógeno.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La invención se enfrenta con el problema de desarrollar un reactor catalítico de membrana útil para la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno y la separación de los productos de dicha descomposición que solucione la totalidad o parte de los problemas previamente mencionados. La solución proporcionada por la invención se basa en la observación de que es posible, simultáneamente, (i) descomponer catalíticamente el sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno y (ii) separar los productos de dicha descomposición, mediante el empleo de una membrana porosa cerámica sobre la que se ha depositado, en forma de una capa, un catalizador adecuado. De este modo, la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno se realiza simultáneamente con la separación del hidrógeno formado consiguiéndose de este modo que la reacción se desplace hacia la dirección deseada.
Un reactor como el descrito en esta descripción proporciona una descomposición del sulfuro de hidrógeno en. azufre e hidrógeno mejorada junto con, simultáneamente, una separación de los productos de dicha descomposición.
Además, dicho reactor es económico, puede ser utilizado eficazmente a nivel industrial y aumenta la producción de hidrógeno .
El objetivo de esta invención lo constituye un reactor catalítico de membrana para la descomposición del sulfuro de hidrógeno y la separación de los productos de la descomposición que comprende una membrana porosa cerámica sobre la que se ha depositado un catalizador adecuado en forma de una capa. Un objetivo adicional de esta invención lo constituye un procedimiento para la descomposición del sulfuro de hidrógeno y, simultáneamente, la separación de los productos de dicha descomposición que comprende el empleo de dicho reactor. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una representación esquemática del reactor objeto de esta invención que comprende un único elemento de membrana porosa cerámica.
La Figura 2 es una representación esquemática del reactor objeto de esta invención que comprende varios elementos de membrana porosa cerámica paralelos .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN.
La invención consiste en un reactor catalítico de membrana para la descomposición del sulfuro de hidrógeno y la separación de los productos de la descomposición, en adelante reactor de la invención, que comprende un cuerpo, un elemento de membrana porosa cerámica tubular dispuesto coaxialmente en su interior para retirar el hidrógeno, y un catalizador para la descomposición térmica del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno, en el que dicho catalizador ha sido depositado directamente sobre dicho elemento de membrana porosa cerámica tubular en forma de una capa.
El reactor de la invención tiene la característica de que el catalizador, en lugar de estar situado dentro del reactor, se encuentra en forma de una capa fina o microcapa, depositada sobre el elemento de membrana porosa cerámica tubular. De este modo, efectuando un corte transversal sobre el conjunto elemento de membrana porosa cerámica tubular/catalizador depositado se observa que dicho conjunto consta de 3 capas, una primera capa
(inferior) cerámica porosa, una segunda capa (intermedia) cerámica selectiva y una tercera capa (superior) catalítica.
El cuerpo del reactor de la invención puede adquirir cualquier forma apropiada, por ejemplo, puede estar configurado en forma cilindrica y puede estar fabricado con cualquier material adecuado que resista las temperaturas en las que debe trabajar. El cuerpo del reactor contiene unos medios para la entrada del gas de alimentación (gas que contiene sulfuro de hidrógeno) así como unos medios para la salida de hidrógeno, azufre y sulfuro de hidrógeno que no haya sido descompuesto .
El elemento de membrana porosa cerámica tubular es un elemento configurado en forma de tubo y fabricado a partir de una membrana porosa cerámica. Como membrana porosa cerámica puede utilizarse cualquier membrana porosa cerámica convencional, permeable al paso del hidrógeno pero sustancialmente impermeable al paso del azufre. Para ello, la membrana porosa cerámica incluye una capa de permeabilidad selectiva que permite el paso de hidrógeno. En una realización particular, el elemento de membrana porosa cerámica tubular comprende dicha primera capa cerámica porosa y dicha segunda capa cerámica selectiva. La porosidad de dichas capas puede variar dentro de un amplio intervalo. En una realización particular, dicha primera capa puede tener una porosidad comprendida entre 1 y 2 μm, mientras que la porosidad de dicha segunda capa es inferior a 1 μm, por ejemplo, de 0,2 μm.
El elemento de membrana porosa cerámica tubular puede fabricarse a partir de cualquier material apropiado, por ejemplo, a partir de cualquier material habitualmente utilizado en la producción de membranas porosas cerámicas para su empleo en reactores catalíticos de membrana para la descomposición de sulfuro de hidrógeno. En una realización particular, el material utilizado en la fabricación del elemento de membrana porosa cerámica tubular comprende Dióxido de aluminio, que puede constituir el material de dicha segunda capa o capa cerámica selectiva a la que se ha hecho referencia previamente, y arcilla que actúa como ligante y/o plastificante. En una realización concreta, dicho elemento de membrana tubular cerámica es un elemento tubular fabricado a base de vidrio Vicor.
El catalizador a depositar sobre la superficie del elemento de membrana porosa cerámica tubular puede ser cualquier catalizador convencional capaz de descomponer catalíticamente al sulfuro de hidrógeno, preferentemente a una temperatura comprendida entre 400°C y 700°C. En una realización particular, dicho catalizador es un metal seleccionado entre los elementos de transición, por ejemplo, cromo, molibdeno, níquel, titanio, zirconio, etc., opcionalmente en forma de un derivado del mismo, tal como una sal. En una realización particular, dicho catalizador es sulfuro de molibdeno y en el que el espesor de esta capa catalítica es de hasta 2 mieras de molibdeno. El catalizador se puede depositar sobre la superficie del elemento de membrana porosa cerámica tubular por cualquier método convencional, por ejemplo, mediante deposición, pulverización, impregnación o inmersión en una solución o suspensión que contiene a dicho catalizador. De forma más concreta, dicho catalizador puede ser depositado en forma de capa fina mediante la técnica sol-gel [sol
(coloide líquido) -gel (coprecipitado) ] seguido de fijación, o mediante precipitación de la fase vapor-gas (CVD) , o mediante pirólisis de las uniones metaloorgánicas, o bien mediante espolvoreado en magnetrón y arco.
La porosidad de la capa de catalizador (capa catalítica) puede variar en un amplio intervalo. En una realización particular, la porosidad de la capa catalítica está comprendida entre 0,04 y 0,07 μm. El reactor de la invención puede contener un único elemento de membrana porosa cerámica tubular o, alternativamente, en otras realizaciones particulares, puede contener dos o más elementos de membrana porosa cerámica tubular paralelos instalados en el cuerpo del reactor. Como puede apreciarse en la Figura 1, el reactor de la invención está constituido por un cuerpo (1) , un elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) con una capa selectiva (3) al paso de hidrógeno, y una capa de catalizador (4) depositada directamente sobre dicha capa selectiva (3) . El elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) está dispuesto coaxialmente dentro del cuerpo (1) del reactor, de modo que los extremos del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) están aislados herméticamente del espacio existente entre el cuerpo (1) y la pared externa de dicho elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) . Los extremos del elemento de membrana porosa cerámica se fijan o por el extremo o por una unión de tipo prensaetopas (cinglado) al cuerpo del reactor (1) . El cuerpo (1) del reactor incluye, además, una conducción
(5) para la entrada de la mezcla gaseosa inicial y dos conducciones (6) y (7) para la salida de un flujo de una mezcla de gases compuesta por hidrógeno y, opcionalmente, parte del sulfuro de hidrógeno no descompuesto y para la salida de un flujo que contiene el sulfuro de hidrógeno no descompuesto. El reactor de la invención puede contener, además, un empaque de un material apropiado, por ejemplo, de grafito-graviflex.
El reactor de la invención funciona tal como se describe a continuación. El gas inicial, calentado a una temperatura comprendida entre 400°C y 700°C, con una pequeña sobrepresión, comprendida entre 50,5-101 Pa (0,5-1 atm) , se desplaza dentro del reactor de la invención a través de la conducción (5) . Al entrar en contacto con la capa de catalizador (4) depositada sobre la superficie exterior del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) , el sulfuro de hidrógeno se descompone en hidrógeno y azufre.
En la capa selectiva (3) del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) , el hidrógeno se separa directamente del azufre y del sulfuro de hidrógeno. El efecto total de la separación del hidrógeno del azufre y del sulfuro de hidrógeno se determina por la contribución de la conversión catalítica y por la contribución de un factor de separación de una capa selectiva (3) del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) . El gas que penetra a través de la pared del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) , compuesto por una mezcla de hidrógeno y del gas inicial, es inyectado desde el reactor a través de la conducción (6) . El gas que no ha penetrado a través de la pared del elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) , compuesto por una mezcla de sulfuro de hidrógeno no descompuesto y azufre gaseoso se inyecta al exterior a través de la conducción (7) . Esta última mezcla de gases puede dirigirse a otro reactor de la invención y esta operación puede repetirse varias veces hasta conseguir la descomposición total del sulfuro de hidrógeno inicial. El efecto total que puede alcanzarse de descomposición del sulfuro de hidrógeno y separación de la mezcla de gases obtenida en un proceso de un solo paso está comprendida entre el 30% y el 55% del contenido inicial de sulfuro de hidrógeno en el gas de alimentación al reactor
(dependiendo, entre otras cosas de la temperatura, caudal y concentración de sulfuro de hidrógeno) . A modo de ejemplo, si el reactor de la invención actúa sobre un gas con un contenido en sulfuro de hidrógeno de aproximadamente un 4%, a una velocidad de flujo por volumen del gas inicial de 1-100 horas"1 y el catalizador aplicado es un sulfuro de un metal de transición preparado previamente en un medio de H2S, la conversión total del sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre se incrementará del 35% al 56%, dependiendo de la temperatura, en una única operación del reactor de la invención. El efecto catalítico conocido utilizando solo el mismo catalizador, a temperaturas comprendidas entre 400°C y 700°C y a la misma velocidad de flujo por volumen de gas inicial, no excede del 40% como máximo.
Una característica del reactor de la invención radica en el empleo de un catalizador directamente depositado como una capa sobre una capa selectiva externa de un elemento de membrana porosa cerámica tubular, con lo que disminuye notablemente la cantidad necesaria de catalizador, se reducen las pérdidas de catalizador, se elimina la sinterización de perlas del catalizador (necesaria en otros reactores) y se eleva el rendimiento total del procedimiento. La eliminación del hidrógeno directamente desde la zona de reacción a través de la membrana porosa cerámica, desplaza el equilibrio de la descomposición hacia la dirección deseada. De este modo, se alcanza un efecto total de descomposición y separación de productos de dicha descomposición directamente de la zona de reacción, lo que da lugar a un aumento del rendimiento en diferentes modos de realización del procedimiento.
Por tanto, debido a la eliminación simultánea del hidrógeno desde la zona de reacción catalítica, el máximo grado de descomposición del sulfuro de hidrógeno en el catalizador se alcanza a temperaturas más bajas que en los reactores hasta ahora conocidos .
La invención también proporciona un procedimiento para la descomposición del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno y la separación de los productos de dicha descomposición, en adelante, procedimiento de la invención, que comprende el empleo de, al menos, un reactor de la invención. El procedimiento incluye la alimentación del reactor con el gas que contiene sulfuro de hidrógeno, calentado a una temperatura comprendida entre 400 °C y 700°C, con una pequeña sobrepresión, comprendida entre 50,5 y 101 kPa (0,5-1 atm) . A continuación, el gas que contiene el sulfuro de hidrógenos se desplaza dentro del reactor de la invención y se pone en contacto con el catalizador, depositado en forma de capa sobre la superficie exterior del elemento de membrana porosa cerámica tubular, con lo que el sulfuro de hidrógeno se descompone en hidrógeno y azufre. El hidrógeno producido atraviesa la capa selectiva presente en el elemento de membrana porosa cerámica tubular de donde se puede retirar. El azufre y el sulfuro de hidrógeno que no ha sido descompuesto salen del reactor a través de unas conducciones existentes en el reactor para tal fin. El procedimiento de la invención es adecuado para el tratamiento de gases que contienen sulfuro de hidrógeno, preferentemente, gases con un contenido en sulfuro de hidrógeno comprendido entre el 1% y el 96%.
La invención puede aplicarse en el refino del petróleo, por ejemplo, en el procesamiento de los denominados gases "ácidos", en el procesamiento de gases, en el tratamiento de gases para retirar sulfuro de hidrógeno de mezclas que lo contienen, en el tratamiento de escapes gaseosos con un elevado contenido en sulfuro de hidrógeno y también en otras industrias relacionadas con la descomposición del sulfuro de hidrógeno en hidrógeno y azufre, con la posterior separación de los productos de la descomposición.
Como se ha mencionado anteriormente, el tratamiento habitual del sulfuro de hidrógeno residual se basa en el proceso de Klauss, que comprende la reducción/oxidación mutua entre dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno para producir agua y azufre elemental. Sin embargo, para las refinerías, este método resulta anticuado ya que la mayoría de las refinerías que utilizan como materia prima petróleo sulfuroso deben buscar cantidades complementarias de hidrógeno (decenas de miles de metros cúbicos a la hora) para efectuar la etapa de hidrolimpieza, después de lo cual se obtiene el sulfuro de hidrógeno. Es en esa etapa donde resulta ventajoso utilizar el reactor de la invención ya que éste permite recuperar el hidrógeno creado en el ciclo de hidrolimpieza de la refinería sin consumos energéticos para su fabricación.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un reactor catalítico de membrana para la descomposición del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno y la separación de los productos de dicha descomposición, que comprende un cuerpo (1) , un elemento de membrana porosa cerámica tubular (2) dispuesto coaxialmente en su interior para retirar el hidrógeno, y un catalizador para la descomposición térmica del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno, caracterizado porque dicho catalizador ha sido depositado directamente sobre el elemento de membrana porosa cerámica tubular en forma de una capa.
2. Reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento de membrana porosa cerámica tubular comprende una primera capa cerámica porosa y una segunda capa cerámica selectiva.
3. Reactor según la reivindicación 2, caracterizado porque la porosidad de dicha primera capa está comprendida entre 1 y 2 μm.
4. Reactor según la reivindicación 2, caracterizado porque la porosidad de dicha segunda capa es inferior a 1 μm.
5. Reactor según la reivindicación 4, caracterizado porque la porosidad de dicha segunda capa es de 0,2 μm.
6. Reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque el material utilizado en la fabricación del elemento de membrana porosa cerámica tubular comprende α-óxido de aluminio y arcilla.
7. Reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de membrana porosa cerámica tubular está fabricado a base de vidrio Vicor.
8. Reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho catalizador es un metal, opcionalmente en forma de un derivado del mismo.
9. Reactor según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho metal es un elemento de transición.
10. Reactor según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho elemento de transición se selecciona entre cromo, molibdeno, níquel, titanio y zirconio.
11. Reactor según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho catalizador es sulfuro de molibdeno.
12.- Reactor según la reivindicación 1, en el que la porosidad de la capa del catalizador depositada sobre dicho elemento de membrana porosa cerámica tubular, es de hasta 2 mieras.
13. Reactor según la reivindicación 1 y 11, en el que la porosidad de la capa de catalizador depositada sobre dicho elemento de membrana porosa cerámica tubular está comprendida entre 0,04 y 0,07 μm.
1 . Reactor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de dicho reactor contiene dos o más elementos de membrana porosa cerámica tubular en paralelo.
15. Un procedimiento para la descomposición catalítica del sulfuro de hidrógeno en azufre e hidrógeno y la separación de los productos de dicha descomposición, que comprende el empleo de, al menos, un reactor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, que comprende la alimentación de dicho reactor con un gas que contiene sulfuro de hidrógeno, calentado a una temperatura comprendida entre 400 °C y 700°C, y una presión comprendida entre 50,5 y 101 kPa (0,5-1 atm).
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CNA018235190A CN1541184A (zh) 2001-06-15 2001-06-15 用于将硫化氢分解成氢和硫并将该分解产物分离的膜式催化反应器
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597383B2 (en) 2011-04-11 2013-12-03 Saudi Arabian Oil Company Metal supported silica based catalytic membrane reactor assembly
US9745191B2 (en) 2011-04-11 2017-08-29 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2488295A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 University Of Wyoming Membrane for hydrogen recovery from streams containing hydrogen sulfide
US7648566B2 (en) * 2006-11-09 2010-01-19 General Electric Company Methods and apparatus for carbon dioxide removal from a fluid stream
US7966829B2 (en) * 2006-12-11 2011-06-28 General Electric Company Method and system for reducing CO2 emissions in a combustion stream
DE102008013041A1 (de) * 2008-03-06 2009-09-10 Volkswagen Ag Reinigung eines Abgases
WO2009132031A2 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Swapsol Corp. Hydrogen sulfide conversion to hydrogen
CN102824822B (zh) * 2012-09-12 2014-12-31 南京工业大学 一种膜分离空气净化装置
CN105330290A (zh) * 2015-10-19 2016-02-17 华南理工大学 一种用于h2s分解的混合导体陶瓷膜的制备及测试方法
GB201616517D0 (en) * 2016-09-29 2016-11-16 Akay Galip Integrated intensified catalytic chemical conversion processes
CN110124652B (zh) * 2018-02-09 2022-02-11 中国石油化工股份有限公司 含有改性碳纳米管的分解硫化氢的催化剂及其制备方法和应用
CN110124651B (zh) * 2018-02-09 2022-03-04 中国石油化工股份有限公司 含有碳纳米笼的分解硫化氢的催化剂及其制备方法和应用
CN110127602B (zh) * 2018-02-09 2020-09-25 中国石油化工股份有限公司 应用催化剂分解硫化氢的方法
CN110124653B (zh) * 2018-02-09 2022-03-04 中国石油化工股份有限公司 分解硫化氢的催化剂及其制备方法和应用
CN110734782B (zh) * 2018-07-19 2021-07-23 中山市亿鼎杰纳米科技有限公司 一种劣质重油的加氢处理方法
IT201900006957A1 (it) * 2019-05-17 2020-11-17 Milano Politecnico Forno per campi gas, per raffinerie e per il processo di reforming
IL296627A (en) * 2020-03-20 2022-11-01 Standard H2 Inc Process and apparatus for obtaining hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996036422A1 (en) * 1995-05-17 1996-11-21 Parsons Process Group Inc. Process for selective oxidation
WO1999033748A1 (fr) * 1997-12-29 1999-07-08 Elf Exploration Production Procede et catalyseur pour oxyder directement en soufre l'h2s contenu dans un gaz
US5965100A (en) * 1995-04-25 1999-10-12 Khanmamedov; Tofik K. Process for recovery of sulfur from an acid gas stream

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039613A (en) * 1973-10-29 1977-08-02 Agency Of Industrial Science & Technology Process for production of hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide as raw material
DE3925985C2 (de) * 1989-08-05 1998-08-20 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Verbrennen eines H¶2¶S-haltigen Gases
US5229102A (en) * 1989-11-13 1993-07-20 Medalert, Inc. Catalytic ceramic membrane steam-hydrocarbon reformer
US5843395A (en) * 1997-03-17 1998-12-01 Wang; Chi S. Process for hydrogen production from hydrogen sulfide dissociation
US6235417B1 (en) * 1999-04-30 2001-05-22 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Two-phase hydrogen permeation membrane
CA2488295A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 University Of Wyoming Membrane for hydrogen recovery from streams containing hydrogen sulfide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965100A (en) * 1995-04-25 1999-10-12 Khanmamedov; Tofik K. Process for recovery of sulfur from an acid gas stream
WO1996036422A1 (en) * 1995-05-17 1996-11-21 Parsons Process Group Inc. Process for selective oxidation
WO1999033748A1 (fr) * 1997-12-29 1999-07-08 Elf Exploration Production Procede et catalyseur pour oxyder directement en soufre l'h2s contenu dans un gaz

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597383B2 (en) 2011-04-11 2013-12-03 Saudi Arabian Oil Company Metal supported silica based catalytic membrane reactor assembly
US9745191B2 (en) 2011-04-11 2017-08-29 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures
US10071909B2 (en) 2011-04-11 2018-09-11 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures
US10093542B2 (en) 2011-04-11 2018-10-09 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures
US10252910B2 (en) 2011-04-11 2019-04-09 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures
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