BRPI0615843A2

BRPI0615843A2 - absorvente e métodos para produzir um absorvente, para remover compostos contendo enxofre de um fluido gasoso ou lìquido e enxofre de uma corrente e para regenerar absorvente de carbonato ferroso

Info

Publication number: BRPI0615843A2
Application number: BRPI0615843-9A
Authority: BR
Inventors: Floyd Farha
Original assignee: New Technology Ventures Inc
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2012-12-18
Also published as: EP1943189A1; EP1943189A4; CA2615831A1; WO2007035435A1; JP2009508674A; US7744841B2; EP2505556A1; MX355071B; US7943105B2; CA2615831C; US20080190852A1; CN101263084A; RU2394632C2; BRPI0615843B1; EP2505556B1; US20070060475A1; ES2673954T3; JP5844784B2; JP2014054629A; RU2008114508A

Abstract

ABSORVENTE E MéTODOS PARA PRODUZIR UM ABSORVENTE, PARA REMOVER COMPOSTOS CONTENDO ENXOFRE DE UM FLUIDO GASOSO OU LìQUIDO E ENXOFRE DE UMA CORRENTE E PARA REGENERAR ABSORVENTE DE CARBOXA FERROSO. Absorvente de carbonato ferroso, finalmente dividido, grânulos de siderita ou partículas absorventes produzidas misturando-se, aglomerando-se e conformando-se carbonato ferroso finalmente pulverizado, preferivelmente siderita, em combinação com pequenas quantidades eficazes, de água ou um aglutinante opcional, seguido por secagem, são usados para tratar e significativamente reduzir concentrações de sulfeto de hidrogênio, sulfeto de carbonila, dissulfetos orgânicos, mercaptanos e outros compostos e contaminantes sulfurosos em corrente fluidas gasosas e líquidas, tais como gás natural, correntes de hidrocarbonetos leves, óleo bruto, misturas de gases ácidos, gás de dióxido de carbono e corrente líquidas, gás anaeróbicos, gás de aterros, gases e líquido geotérmicos e similares. São também descritos métodos para absorver compostos sulfúricos em um ambiente atmosférico úmido e para regenerar o absorvente contatando-se com o ar e vapor ou, continuamente, misturando-se a corrente de alimentação com ar úmido.

Description

"ABSORVENTE E MÉTODOS PARA PRODUZIR UM ABSORVENTE, PARA REMOVER COMPOSTOS CONTENDO ENXOFRE DE UM FLUIDO GASOSO OU LÍQUIDO E ENXOFRE DE UMA CORRENTE E PARA REGENERAR ABSORVENTE DE CARBONATO FERROSO

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

Esta invenção refere-se a uma composição absorvente, utilizável para remover compostos contendo enxofre de uma variedade de fluidos e, particularmente, de hidrocarbonetos líquidos e gasosos e dióxido de carbono. O absorvente principalmente compreende carbonato ferroso, desejavelmente obtido da siderita mineral e é usado para remover sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, dissulfeto de dimetila e outros compostos contendo enxofre de correntes de hidrocarbonetos gasosos, correntes de hidrocarbonetos líquidos leves, tais como líquidos de gás natural ('cNGL"), óleo bruto, misturas de gases ácidos, gás e líquido de dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, gás geotérmico e similares. Métodos para produzir e utilizar o absorvente para remoção de enxofre são também descritos.

2. Descrição da Arte Relacionada

Em razão da natureza nociva, tóxica e corrosiva dos compostos contendo enxofre, muitos diferentes produtos e métodos foram anteriormente descritos para uso na remoção de tais compostos de correntes líquidas e gasosas. Um tal produto comercialmente disponível é reagente particulado da marca SULFATREAT®, que é dito ser utilizável para remoção de sulfeto de hidrogênio e outros contaminantes de enxofre de gases e líquidos, incluindo, por exemplo, combustíveis hidrocarbonados e vapor geotérmico para venda a produtores de gás natural e similares. SULFATREAT® é uma marca comercial federalmente registrada de M-I L.L.C. de Houston, Texas e, em forma estilizada, de Sweetener Associates, Inc. of Chesterfield, Missouri. O material de SULFATREAT® tem uma formulação patenteada, porém acredita-se compreender principalmente partículas de óxido de ferro, tendo uma elevada área de superfície. A esponja de ferro é outro material comercialmente disponíveis, composto de óxido férrico distribuído em lascas de madeira, que está sendo usado para remoção de enxofre em processos industriais.

Outras composições contendo ferro e métodos para remover enxofre das correntes gasosas e líquidas são descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos. 4.008.775; 4.344.842; 4.366.131; 4.476.027; 4.705.638; 4.956.160 e 5.948.269. A U.S. 5.948.269, por exemplo, descreve um processo para a remoção de sulfeto de hidrogênio dissolvido e outros compostos malcheirosos de sistemas de resíduos líquidos ou de lama aquosos, tais como encontrados em trabalhos de coleta e tratamento de águas servidas; Os sistemas de despejo industriais e comerciais, reservatórios ou caminhos de água poluídos naturais e feitos pelo homem e sistemas sépticos, pelo uso de "ferro alcalino". Como usado na U.S. 5.948.269, "ferro alcalino" refere-se a um álcali com uma variedade de compostos de ferro, incluindo carbonato ferroso.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO O absorvente e método aqui descritos são particularmente eficazes para absorver sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, dimetildissulfeto e outros compostos contendo enxofre de gás natural, correntes de hidrocarboneto leve, tais como líquidos de gás natural, óleo bruto, misturas de gases ácidos, gás e líquido de dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, correntes geotérmicas e outras contendo enxofre. De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, o absorvente do assunto compreende carbonato ferroso, muitíssimo preferivelmente grânulos de siderita ou siderita em pó, que é extrusada ou de outro modo agregada, compactada ou moldada em pelotas, pastilhas ou esferóides, empregando-se uma pequena quantidade eficaz de umidade e, opcionalmente, um aglutinante, lo- 3 Vy

tal como cimento de aluminato de cálcio ou outro material similarmente eficaz.

De acordo com outra forma de realização da invenção, um leito absorvente é descrito para uso na remoção de enxofre de correntes de gás, líquido ou gás e líquido misturados. Exemplos de compostos contendo enxofre, removidos pelo absorvente, incluem sulfeto de hidrogênio, compostos contendo mercaptano, dissulfetos orgânicos e sulfeto de carbonila. O leito absorvente desejavelmente compreende um sistema tridimensional de pelotas, pastilhas ou outros agregados de outro modo manufaturados, estreitamente espaçados, compreendendo de cerca de 50 a cerca de 100 % em peso de carbonato ferroso, muitíssimo preferivelmente na forma de siderita particulada (90% até 100 mesh), agregado utilizando-se um aglutinante compreendendo de cerca de dois a cerca de dez por cento em peso de cimento de aluminato de cálcio. De acordo com uma formas de realização particularmente, preferida da invenção, o absorvente compreende extrusados secos, contendo cerca dxe 95 % em peso de siderita e cerca de 5 % em peso de cimento de aluminato de cálcio.

De acordo com outra forma de realização da invenção, um material absorvente é produzido misturando-se cerca de 95 partes em peso de siderita particulada (90% até 100 mesh), cerca de 5 partes de cimento de aluminato de cálcio e cerca de 20 partes de água; compactando-se a mistura por extrusão ou de outro modo, para produzir partículas, pelotas ou pastilhas maiores e, em seguida, secando-se o absorvente por um tempo suficiente para reduzir o teor de umidade a um nível de umidade menor do que cerca de três por cento em peso. De acordo com uma forma de realização particularmente preferida da invenção, as pelotas absorventes têm um diâmetro de cerca de 0,48 cm, um comprimento de cerca de 0,80 cm e são secados a 49 0C por

cerca de quatro horas.

De acordo com outra forma de realização da invenção, o 4 V-

enxofre é removido de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada, compreendendo compostos contendo enxofre, fazendo com que a corrente passe através de um leito absorvente, consistindo essencialmente de material particulado compreendendo de cerca de 70 a cerca de 100 % em peso de carbonato ferroso, preferivelmente na forma de siderita particulada agregada. O leito absorvente muitíssimo fórmula compreende uma pluralidade de pelotas compreendendo de cerca de 70 a cerca de 100 % em peso de carbonato ferroso, em combinação com uma quantidade de aglutinante, tal como cimento de aluminato de cálcio, que é suficiente para reter o absorvente em uma configuração física desejada para uma vida em serviço desejada. Será observado por aqueles de habilidade comum na arte, ao ler esta descrição, que a quantidade do absorvente inventivo que é necessário no leito absorvente dependerá de fatores tais como o tamanho da partícula absorvente, a densidade do leito, a área de superfície eficaz das partículas absorvente, a quantidade de carbonato ferroso no absorvente que está disponível para absorver os compostos contendo enxofre e a temperatura, pressão, velocidade e tempo de permanência da corrente gasosa ou líquida sendo tratada, quando ela passa através do leito.

De acordo com outra forma de realização da invenção, o absorvente de carbonato ferroso que tornou-se enegrecido é periodicamente regenerado contatando-se o carbonato ferroso enegrecido com ar ou outro gás e corrente contendo oxigênio. Tal enegrecimento acredita-se ser causado pela formação de sulfeto ferroso na superfície do carbonato ferroso, durante a remoção de enxofre de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada, compreendendo compostos contendo enxofre.

De acordo com outra forma de realização da invenção, o enxofre é removido de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada, compreendendo compostos contendo enxofre, combinando-se a corrente com oxigênio e vapor de água antes de alimentar a corrente a um Im ν-

leito de carbonato ferroso. Este método é particularmente preferido para uso na remoção de enxofre de gases ácidos.

De acordo com outra forma de realização da invenção, o enxofre é removido de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada, compreendendo compostos contendo enxofre, passando-se a corrente através de um leito de carbonato ferroso em um ambiente de ar úmido. Submetendo-se o carbonato ferroso a ar úmido ou outro gás contendo oxigênio e vapor de água durante a absorção, acredita-se que o carbonato ferroso seja continuamente regenerado por um efeito catalítico, finalmente produzindo enxofre elementar, que pode ser facilmente separado da corrente de processamento.

De acordo com outra forma de realização da invenção, é descrito um método para remover sulfeto de hidrogênio desprendido durante operações de perfuração de gás natural, o método compreendendo adicionar a uma lama de perfuração usada em ditas operações de perfuração de cerca de 18 kg a cerca de 182 kg de um absorvente particulado finamente moído (partículas passando através de uma peneira de 100 mesh), preferivelmente compreendendo de cerca de 50 a cerca de 90 % em peso de carbonato ferroso por 0,907 t de lama de perfuração. Nenhum aglutinante é necessário ou desejável quando o carbonato ferroso finamente moído é adicionado à lama de perfuração, de acordo com esta forma de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

O requerente descobriu que o carbonato ferroso, preferivelmente na forma de siderita mineral, é um excelente absorvente do sulfeto de hidrogênio, sulfeto de carbonila, dissulfetos orgânicos, mercaptanos e outros compostos contendo enxofre, que estão presentes em vários gases e líquidos naturalmente ocorrentes ou sintetizados e, particularmente, em hidrocarbonetos gasosos e líquidos e dióxido de carbono. A siderita predominantemente compreende carbonato ferroso e é usualmente encontrada 6 w naturalmente em combinação com algum cálcio, magnésio ou manganês. Para uso nas composições e em vários métodos da invenção, a siderita pode ser originada na forma de nacos, grânulos ou pó finamente dividido. Se for originada em nacos, os nacos são desejavelmente reduzidos a grânulos de um tamanho adequado ou pulverizados antes do uso. Para uso nas aplicações de leito, são preferidos extrusados, como descrito abaixo, ou grânulos de siderita comparavelmente dimensionados, obtidos de minérios naturais, são preferidos. Se a siderita for originada na forma de um pó finamente moído, o pó é desejavelmente aglomerado e extrusado ou de outro modo conformado antes do uso, exceto quando destinado para uso em aplicações tais como lamas de perfuração, em que o uso de pó de siderita é recomendado, sem aglomeração anterior para formar partículas maiores.

Em alguns casos, adicionando-se meramente 20 % em peso de água ao pó de siderita, com mistura, será fornecida aglomeração suficiente para permitir que siderita em pó seja extrusada em pelotas de tamanho ou filamentos adequados que, quando secados e subseqüentemente manuseados, serão friáveis ou facilmente rompidos em grânulos que são satisfatórios para uso em leitos de absorção, através do qual os líquidos ou gases contendo enxofre podem ser passados ou circulados para remoção de enxofre. Em alguns casos, o uso de uma pequena quantidade eficaz de um aglutinante, muitíssimo preferivelmente um material cimenteiro como ainda descrito abaixo, pode ser desejável para uso na aglomeração de pós de carbonato ferroso finamente divido.

Embora seja observado ao ler esta descrição que o carbonato ferroso pode ser sintetizado, o uso de carbonato ferroso, obtido de minérios de siderita naturalmente ocorrentes, é preferido por razões econômicas. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (Décima-segunda Edição) informa que os minérios de siderita ocorrem naturalmente em Vermont, Massachusetts, Connecticut, New York, North Carolina, Pennsylvania, Ohio e Europa. % 7 ν-

Extrusados úteis no leito absorvente da invenção podem ser preparados misturando-se siderita em pó com uma pequena quantidade eficaz, tal como cerca de 5 % em peso do total, de um aglutinante, tal como cimento de aluminato de cálcio ou outro material similarmente eficaz, que não diminui significativamente a capacidade da siderita de absorver enxofre ou compostos contendo enxofre de uma corrente gasosa ou líquida. Um cimento de aluminato de cálcio preferido, para uso na invenção, é comercializado sob a marca comercial FONDU® por Lafarge Aluminate of Chesapeake, Virgínia. De acordo com uma forma de realização particularmente preferida da invenção, cerca de 5 partes em peso de cimento de aluminato de cálcio são misturados em cerca de 95 partes em peso de pó de siderita (90% a 100 mesh) para distribuir o cimento por toda a siderita.

Cerca de 20 partes em peso de água por 100 partes em peso de siderita e cimento misturados são desejavelmente misturados com os sólidos para hidratar o aglutinante e facilitar a formação de agregados maiores, que são então secados e um teor de umidade desejado. Muitíssimo preferivelmente, a mistura de siderita, cimento e água é extrusada e picada, tal como pelo uso de um pelotizador rotativo ou de outro modo dividida ou quebrada em extrusados tendo um diâmetro de aproximadamente 0,48 cm e um comprimento de aproximadamente 0,80 cm. Os extrusados produzidos do pó como descrito acima são desejavelmente secados em uma temperatura de cerca de 49 0C por cerca de quatro horas. Embora o tempo de secagem requerido possa variar de acordo com o tamanho e dimensões das pelotas, a temperatura de secagem e a umidade do ar ambiente, o teor de umidade dos sólidos agregados é desejavelmente reduzida a menos do que cerca de três por cento em peso durante o estágio de secagem.

O absorvente e o método aqui descritos são particularmente eficazes para absorver sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, dimetildissulfeto e outros compostos de enxofre de gás natural, correntes de hidrocarbonetos Ir 8 W

leves, tais como NGL, óleo bruto, misturas de gases ácidos, gás e líquido de dióxido de carbono, gás anaeróbico, gás de aterro, geotérmicas e outras correntes contendo enxofre. Para a maioria das aplicações, o fluido contendo enxofre a ser tratado é passado através de um leito de pelotas ou grânulos absorventes do assunto, que são dispostos dentro de um vaso, tal como uma torre cilíndrica. A quantidade de absorvente que é necessária no leito absorvente dependerá de muitos fatores, tais como do teor de enxofre na alimentação, do teor de enxofre desejado no efluente, do tempo de vida desejado de uma carga absorvente, do tamanho da partícula absorvente, da densidade do leito, da área de superfície eficaz das partículas absorventes, da quantidade de carbonato ferroso no absorvente que está disponível para absorver os compostos contendo enxofre e da temperatura, pressão, velocidade e tempo de permanência da corrente gasosa ou líquida sendo tratada, quando ela passa través do leito. Para algumas aplicações, tais como tratamento de gases ácidos encontrados durante operações de perfuração de poço, o absorvente de siderita granulado que passa através de uma peneira de 100 mesh pode também ser beneficamente usado combinando-o com outro material, tal como lama de perfuração sendo bombeada para dentro de um poço.

Embora extrusados tendo dimensões variando de cerca de 0,16

cm a cerca de 0,64 cm são uma forma particularmente preferida para uso do absorvente do assunto, observamos que grânulos de tamanho adequado podem ser produzidos pulverizando-se nacos de siderita em um moinho de martelo ou utilizando-se outros dispositivos comercialmente disponíveis bem conhecidos daqueles de habilidade comum na arte e, em seguida, peneirando- se uma faixa de tamanho de partícula adequada, preferivelmente não excedendo cerca de 0,80 cm. Similarmente, onde o pó de siderita ou pó de carbonato ferroso sinteticamente produzido for o material de partida, meios que não extrusão podem também ser usados para aglomerar ou densificar o pó 15

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lí

para uso em vários processos de remoção de enxofre. Tais outros meios incluem, por exemplo, prensas hidraulicamente acionadas ou outros dispositivos de compactação. Na maioria dos casos, pequenas quantidades eficazes de um aglutinante e água são desejavelmente adicionadas à siderita ou carbonato ferroso em pó, para facilitar a aglomeração das partículas minerais individuais em maiores corpos sólidos, desde que o aglutinante não reduza demasiadamente a área de superfície eficaz do absorvente.

Análise de Siderita Representativa Uma composição de siderita processada, tendo a densidade de massa de 1765 kg/m3, uma gravidade específica de 3,63 e um tamanho de partícula de 90% através de 100 mesh, tem a seguinte análise:

% peso Fe (elementar) 43,00 % FeCO3 86,87 SiO2 5,50 Al2O3 1,30 CaO 0,56 MgO 0,53 S 0,40 Mn 0,35 Cu 0,30 Co 0,02 Cd 0,0041 Pb 0,0001 As 0,00005 Sb 0,00005 Fe2O3 <1,0 Amostra A Para demonstrar a utilidade da invenção, um pó de siderita finamente dividido (90% através de 100 mesh) foi misturado com cimento de aluminato de cálcio em uma relação de 95 partes de siderita para 5 partes de cimento em peso. Aproximadamente 20 partes em peso de água foram misturadas com a mistura de siderita e cimento e a mistura foi então extrusada para produzir uma pluralidade de extrusados tendo um diâmetro de cerca de 0,48 cm e um comprimento de cerca de 0,80 cm. Estes extrusados foram secados a 49 0C por quatro horas a um teor de mistura menor do que cerca de 3 % em peso.

Amostra B

Outro material de siderita foi produzido obtendo-se nacos de

siderita de aproximadamente 7,62 cm a 10,16 cm de diâmetro e moendo-os para produzir partículas granulares compreendendo cerca de 90 % em peso de carbonato ferroso e variando em tamanho de cerca de 0,32 cm a cerca de 0,64 cm. Sujeira e outros contaminantes foram removidos da siderita granulada empregando-se uma peneira.

A utilidade dos materiais absorventes, quando preparados como descrito acima, para remover enxofre de correntes gasosas e líquidas, contendo compostos sulfurosos, é ainda descrita e explicada em relação aos exemplos apresentados abaixo. Todas as composições de entrada e de saída citadas são em partes por milhão (ppm). Os enxofres da extremidade dianteira são citados em ppm do composto contendo enxofre em peso da corrente de fluido. Os tióis são citados em ppm do respectivo tiol em peso da corrente de fluido (alguns valores decimais por toda as Tabelas abaixo são arredondados devido a considerações de espaço). Exemplo 1

Uma corrente de gás ácido de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador de pelotas de ferro vertical, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro dos extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 20 0C e a pressão do tratador era de 14 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 1 abaixo:

Pontos da Amostra Tratador COS Tabela 1 Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis H2S CS7 DMDS Etila 1-propila Entrada 7,7 13307,3 0,4 2,4 575,2 481,3 1,3 Saída 4,1 2,6 1,0 0,7 50,5 17,6 0,3 % redução 46,9 99,9 -135 72,1 91,2 96,3 78,4 Exemplo 2

Uma corrente de gás ácido de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador absorvente H2S vertical, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de grânulos da Amostra B, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 20 0C e a pressão do tratador era de 14 kg/cm2. As composições de entrada e saída do gás são dadas na Tabela 2 abaixo:

Tabela 2

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 7,7 13307,3 0,4 2,4 575,2 481,3 1,3 Saída 4,4 0,2 7,6 20,6 1,5 0,3 0,01 % redução 42,8 100 -1780 -765 99,7 100 99,2

Exemplo 3

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 21 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 3 abaixo:

Tabela 3

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis

AmostraTratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Al

Entrada 2,6 93,5 2,8 1,6 90,7 110,3 7,2

Saída 1,9 0,9 2,2 1,4 6,6 16,9 1,4

% redução 25,7 99,0 22,8 11,9 92,7 84,7 80,1

Exemplo 4

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente através de um tratador de absorvente H2S vertical, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de grânulos da Amostra B, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 21 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 4 abaixo.

Tabela 4

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila H2S CS2 DMDS Etila Entrada 2,6 93,5 2,8 1,6 90,7 110,3 7,2 Saída 1,8 0,01 2,3 1,1 0,3 0,1 0,01 % redução 29 100 16,8 35,1 99,7 99,9 99,9

Exemplo 5

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 21 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 5 abaixo:

Tabela 5

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila H2S CS2 DMDS Etila Entrada 2,6 92,9 2,5 1,8 89,5 102,6 7,0 Saída 2,2 1,5 1,9 1,3 10,2 17,2 1,5 % redução 16,5 98,3 25,1 27,6 88,6 83,2 78,4

Exemplo 6

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de

um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de W

aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de grânulos da Amostra B5 preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 21 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 6 abaixo: Tabela 6

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila H2S CS2 DMDS Etila Entrada 2,6 92,3 2,5 1,8 89,5 102,6 7,0 Saída 1.8 0,01 1,7 1,2 0,1 0,2 0,03 % redução 30,3 100 33,3 31,3 99,9 99,8 99,6

Exemplo 7

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 7 abaixo:

Tabela 7

Pontos da Amostra Tratador Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila COS H2S CS2 DMDS EtiIa Entrada 1,8 225,9 1,7 6,3 126,6 78,1 2,3 Saída 0.3 0,7 1,6 4,4 94,4 65,3 1,9 % redução 81,5 99,7 10,5 29,8 25,4 16,4 14,5

Exemplo 8

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de grânulos da Amostra B, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 8 abaixo:

Tabela 8

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis

AmostraTratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila 2b V-

Entrada 1,8 225,9 1,7 6,3 126,6 78,1 2,3

Saída 0,5 2,7 0,9 13,2 86,0 58,2 1,7

% redução 74,0 98,8 50,2 -111,5 32,1 25,5 24,4

Exemplo 9

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A5 preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de

Λ

54 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 9 abaixo:

Tabela 9

Pontos da Amostra Tratador Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila COS H2S CS2 DMDS Etila Entrada 1,9 225,2 1,6 6,3 102,7 80,2 2,2 Saída 0,3 0,6 1,2 2,9 82,7 65,1 1,7 % redução 82,6 99,7 25,1 53,0 19,5 18,9 21,9

Exemplo 10

Uma corrente de gás natural foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de grânulos da Amostra B, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 54 0C e

λ

a pressão do tratador era de 35 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 10 abaixo:

Tabela 10

Pontos da Amostra Tratador Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila COS H2S CS2 DMDS Etila Entrada 1,9 225,2 1,7 6,3 102,7 80,2 2,2 Saída 0,4 6,9 0,7 1,4 62,0 51,4 1,8 % redução 78,4 96,9 55,0 77,1 39,7 35,9 16,6

Exemplo 11

Uma corrente de gás natural líquido foi carregada em uma taxa

de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de J.M V^

aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 11 abaixo:

Pontos da Amostra Tratador Tabela 11 Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila COS H2S CS2 DMDS Etila Entrada 6,6 0,01 0,7 0,24 14,9 25,7 18,9 Saída 6-3 0,01 21,8 1,6 2,0 3,1 2,7 % redução 4,8 0,0 -3303 -672,3 86,4 87,8 85,8

Exemplo 12

Uma corrente de gás natural líquido foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A5 preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 12 abaixo:

Tabela 12

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila H2S CS2 DMDS EtiIa Entrada 7,0 0,01 0,7 0,1 20,3 26,1 18,0 Saída 6,3 0,01 6,5 0,7 0,9 1,8 2,2 % redução 9,1 0,0 -866 -763,3 95,5 93,2 87,7

Exemplo 13

Uma corrente de gás natural líquido foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 16 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 13 abaixo:

Tabela 13

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis

AmostraTratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila

Entrada 7,2 0,62 3,9 0,3 16,3 21,9 17,9

Saída 6,8 0,01 0,1 0,1 0,7 1,3 1,7

% redução 6,1 98,4 97,5 63,0 95,6 93,9 90,3

Exemplo 14

Uma corrente de gás natural líquido foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 16 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 14 abaixo:

Tabela 14

Pontos da Amostra Tratador Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila COS H2S CS2 DMDS Etila Entrada 7,2 0,7 3,8 0,34 16,5 21,9 17,9 Saída 6,8 0,01 6,5 0,1 0,5 1,3 1,6 % redução 5,7 98,6 -98,0 72,1 97,0 94,2 91,3

Exemplo 15

Uma corrente de gás dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 15 abaixo:

Tabela 15 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS MetiIa Etila 1-propila Entrada 261,5 201,3 177,7 12,9 199,1 188,8 0,01 Saída 252,8 0,01 159,3 0,5 0,01 0,01 0,01 % redução 3,3 100 10,4 96,3 100 100 0

Exemplo 16

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em

uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de 17 w aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 16 abaixo:

Pontos da Tabela 16 Enxofres Extremidade Frontal Metila Tióis 1-propila AmostraTratador COS H2S CS2 DMDS Etila Entrada 259,3 199,9 176,3 12,4 201,5 185,7 0,0 Saída 248,6 0,01 166,8 ■0,6 0,01 0,01 0,01 % redução 4,1 100 5,4 95,1 100 100 0

Exemplo 17

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em

uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 17 abaixo:

Tabela 17

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 263,1 Saída 251,3 % redução 4,5 202,5 178,1 12,7 0,01 164,1 0,3 100 7,9 97,4 198,7 0,01 100 185,0 0,01 100 0,01 0,01 0

Exemplo 18

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 18 abaixo:

Tabela 18

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis

AmostraTratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila ^Ύ V

Entrada 256,2 193,8 183,6 18,4 178,5 174,9 0,01

Saída 234,2 0,01 166,6 0,4 0,01 0,01 0,01

% redução 8,6 100 9,3 98,1 100 100 0

Exemplo 19

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 19 abaixo:

Tabela 19 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 5,9 5,1 20,0 27,7 38,0 56,2 7,2 Saída 4,6 0,01 1,4 0,1 2,3 U7 0,1 % redução 22,0 99,8 93,0 99,5 93,9 97,0 98,0

Exemplo 20

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A5 preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 9 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 20 abaixo:

Tabela 20

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 6,1 5,6 19,6 27,8 38,4 56,4 7,0 Saída 4,7 0,01 2,2 0,2 2,1 1,4 0,2 % redução 23,1 99,8 89,0 99,3 94,4 97,6 97,7

Exemplo 21

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em

uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de α? 19 W

aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 16 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 21 abaixo:

Tabela 21

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 6,2 24,0 25,9 19,5 43,7 70,4 12,5 Saída 5,9 0,01 1,7 0,5 0,05 0,8 0,4 % redução 4,7 100 93,5 97,3 99,9 98,9 96,8

Exemplo 22

Uma corrente de gás de dióxido de carbono foi carregada em uma taxa de cerca de 40 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de aproximadamente 20 cm de altura e 5 cm de diâmetro de extrusados da Amostra A, preparados como descrito acima. A temperatura do tratador era de 16 0C e a pressão do tratador era de 35 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são expostas na Tabela 22 abaixo:

Tabela 22

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 6,5 23,9 25,7 19,3 44,2 70,2 12,5 Saída 6,1 0,01 1,3 0,7 0,01 0,6 0,4 % redução 5,4 100 95,0 96,1 100 99,1 96,7

Os exemplos precedentes demonstram a remoção de sulfeto de hidrogênio, tióis (mercaptanos), dissulfetos e sulfeto de carbonila do NGL líquido e dos hidrocarbonetos e dióxido e carbono gasosos. O dimetildissulfeto (DMDS) pode também ser removido por absorção, utilizando-se as composições e método da invenção. O aumento de DMDS observado em alguns dos exemplos acredita-se ser o resultado de reações de dessulfuração oxidativa, em que uma pequena quantidade de oxigênio dissolvido no fluido tratado foi catalisada pelo ferro no absorvente, para promover a oxidação de uma pequena quantidade de metil mercaptano, para formar DMDS mais água. 20 ^ Aumentos do nível de dissulfeto de carbono foram também observados em alguns dos exemplos. Análises de enxofre foram realizadas por quimiluminescência. A análise de dissulfeto de carbono é muito sensível à técnica analítica usada. Uma vez que o nível de dissulfeto de carbono é muito baixo na alimentação, pequenas mudanças na composição podem causar grandes erros. Os erros podem também ocorrer porque o dissulfeto de carbono com freqüência contamina as linhas de alimentação, que podem, em seguida, liberar pequenas quantidades de dissulfeto de carbono sem aviso. Quando as linhas de alimentação foram recentemente substituídas, nenhuma redução do teor de dissulfeto de carbono da corrente fluida foi medida e acredita-se que pouco ou nenhum dissulfeto de carbono foi removido pelo absorvente.

Os dados das Tabelas 1 e 2 demonstram que ambas as formas de absorvente, extrusados (material Amostra A) e grânulos (material Amostra B) removem essencialmente todo o sulfeto de hidrogênio de uma corrente de gás ácido CO2 em temperatura ambiente. Cerca de metade do sulfeto de carbonila foi removida através de ambas formas físicas de absorventes. Os tióis (mercaptanos) foram também removidos em elevados níveis através dos grânulos (99 - 100%) e através dos extrusados (78 - 96%).

Os dados das Tabelas 3-6 demonstram que 99 a 100% do sulfeto de hidrogênio podem ser removidos do gás natural em temperaturas ambientes, empregando-se o absorvente e método da invenção. Os dados demonstram ainda a remoção de 78 - 100 % dos tióis, juntamente com alguma remoção de tanto sulfeto de carbonila como de DMDS dos fluidos tratados.

A comparação das Tabelas 3-6 (dados de 21 0C) com as

Tabelas 7-8 (dados de 38 0C) e Tabelas 9-10 (dados de 54 0C) mostra o efeito da temperatura. Os dados demonstram que 99 a 100 % do sulfeto de hidrogênio são removidos em todas as temperaturas, empregando-se o absorvente e método do assunto. A remoção de tiol diminuiu com temperaturas crescentes, sugerindo que os tióis são dessorventes em temperaturas mais elevadas. Contrariamente, a remoção de sulfeto de carbonila e DMDS aumentou com temperaturas crescentes dentro das faixas testadas.

Os testes realizados usando-se uma alimentação de dióxido de carbono gasoso demonstram que aumentando»se a pressão de 14 kg/cm (vide tabelas 1 e 2) para 35 kg/cm (vide tabelas 15 a 22) parece auxiliar na absorção dos tióis. O DMDS foi 95 a 96 % removido na pressão mais elevada, em comparação com 20 a 72% de remoção a 14 kg/cm .

Os NGL líquidos tendem a ter baixa concentração de sulfeto de hidrogênio. Sem competição do sulfeto de hidrogênio, os tióis são removidos em níveis variando de 86 a 96% (vide Tabelas 11, 12,13 e 14). Uma vez que o oxigênio é solúvel nesta espécie de hidrocarboneto, a produção de DMDS em algumas execuções pode ser atribuível à conversão oxidativa de pequenas quantidades de metil tiol em DMDS, como citado acima.

Em seguida ao uso do tratador de pelota de ferro, o material da Amostra A foi removido e examinado. Os extrusados eram uniformemente escuros da borda para o centro, após terem absorvido 1,2 % em peso de enxofre, em peso do extrusado, do fluido tratado. Esta observação sugere a ocorrência de uma reação de troca durante o uso, que faz com que o enxofre migre para o centro do absorvente. Com base na composição do absorvente, a cor escura (preta) acredita-se ser sulfeto ferroso. Os extrusados removidos tornaram-se quentes (> 57 0C), enquanto não tomando parte em temperatura ambiente, sugerindo que o material usado é pirofórico. Após não tomar parte durante a noite, o material usado retornou a uma cor marrom mais clara, mais similar àquela dos extrusados de pré-uso originais.

A conclusão geral a ser tirada dos dados apresentados acima é que a siderita, que na forma de grânulos ou na forma de extrusados feitos de pó de siderita, é um excelente absorvente para sulfeto de hidrogênio, tióis (mercaptanos), DMDS e sulfeto de carbonila, em uma variedade de correntes de alimentação. Quando as condições de reação favorecem a remoção se sulfeto de hidrogênio, isto é, temperaturas e pressões mais elevadas, a remoção de tiol diminui. Os tióis são removidos mais favoravelmente quando o nível de sulfeto de hidrogênio é baixo na alimentação, em baixas temperaturas e em altas pressões.

O absorvente de carbonato ferroso, que se tornou enegrecido, pode ser regenerado peridodicamente contatando-se carbonato ferroso enegrecido com ar e vapor. Tal escurecimento acredita-se ser causado pela formação de sulfeto ferroso na superfície do carbonato ferroso, durante a remoção de enxofre de um líquido, gás ou gás e vapor líquido misturados, compreendendo compostos contendo enxofre.

De acordo com outro método da invenção, o enxofre é removido de um líquido, gás ou corrente de gás e líquido misturados, compreendendo compostos contendo enxofre, combinando-se a corrente com oxigênio e vapor d'água antes de alimentar a corrente a um leito de carbonato ferroso. Este método é particularmente preferido para uso na remoção de enxofre de gases ácidos, porém não é preferido para uso em correntes de gás natural, por causa das desvantagens econômicas na subseqüente separação do ar e hidrocarbonetos.

Alternativamente, o enxofre pode ser removido de um líquido, gás ou corrente de gás e líquido misturados, compreendendo compostos contendo enxofre, passando-se a corrente através de um leito de carbonato ferroso em um ambiente de ar úmido. Submetendo-se o carbonato ferroso a ar úmido ou a oxigênio e vapor d'água durante a absorção, o carbonato ferroso acredita-se ser continuamente regenerado por um efeito catalítico, finalmente produzindo enxofre elementar, que pode ser facilmente separado da corrente de processamento. A siderita é também um material de carbonato ferroso itt- 23 V^

particularmente preferido para uso como o absorvente, na prática destes métodos da invenção.

Os seguintes Exemplos adicionais demonstram a eficácia da remoção de enxofre de uma corrente de gás ácido combinada com ar, passando-se a corrente através de um leito de carbonato ferroso na forma de pelotas de siderita. Em cada exemplo, o tratador tinha 61 cm de altura e 5,1 cm de diâmetro e tinha uma relação de leito de tratador L/D de 4:1, com as dimensões do leito de catalisador/absorvente de 20 cm de altura por 5,1 cm de diâmetro.

Exemplo 23

Uma corrente de mistura de gás ácido contendo 93,596% de ar, 6,328% de dióxido de carbono e 0,076% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade do gás de entrada de 54,66 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 30 ml por minuto em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 23 abaixo:

Tabela 23 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 0,32 758,5 1,04 0,05 1,62 0,09 0,03 Saída 0,21 0,18 0,53 0,04 0,01 0,01 0,01 % redução 32,3 99,98 49,33 10,4 99,4 88,2 61,5

Exemplo 24

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 93,596% de

ar, 6,328% de dióxido de carbono e 0,076% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 54,66 kg /MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 30 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 24 abaixo. 53 V"

Tabela 24 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 0,32 758,5 1,04 0,05 1,62 0,09 0,03 Saída 0,3 0,038 0,93 0,05 0,01 0,01 0,01 % redução 5,7 99,99 10,5 6,3 99,4 88,2 61,5

Exemplo 25

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 92,178% de

ar, 7,535% de dióxido de carbono e 0,287% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 19,3 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 25 abaixo.

Tabela 25

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 0,144 2874,6 0,24 0,03 0,98 0,04 0,01 Saída 0,135 0,1 0,17 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 6,3 100,0 30,08 68,8 99,0 72,2 0,0

Exemplo 26

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 92,178% de

ar, 7,535% de dióxido de carbono e 0,287% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 19,34 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 60 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 26 abaixo. V>

Tabela 26 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 0,144 2874,6 0,24 0,03 0,98 0,04 0,01 Saída 1,42 0,067 1,78 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução -844,0 100,0 -653,4 68,8 99,0 72,2 0,0

Exemplo 27

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,548% de ar, 9,221% de dióxido de carbono e 0,2316% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 57,30 kg/MM SCF5 foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 27 abaixo.

Pontos da Amostra Tratador COS Tabela 27 Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 6,81 2308,8 0,59 0,01 1,29 0,10 0,01 Saída 0,21 0,1 0,49 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 97,0 100,0 16,4 0,0 99,2 90,1 0,0

Exemplo 28

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,548% de ar, 9,221% de dióxido de carbono e 0,231% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 57,30 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 28 abaixo.

Pontos da Amostra Tratador COS Tabela 28 Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 6,81 2308,8 0,59 0,01 1,29 0,10 0,01 Saída 0,47 0,37 0,32 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 93,14 100,0 45,7 0,0 99,2 90,1 0,0 Exemplo 29

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 99,315% de ar, 0,619% de dióxido de carbono e 0,066% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 64 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 29 abaixo.

Tabela 29

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 0,73 601,8 0,68 OsOl 1,95 0,38 0,01 Saída 0,45 0,05 0,54 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 38,2 100,0 21,1 0,0 99,5 97,4 0,0

Exemplo 30

Uma corrente de mistura de gás engarrafado, contendo 95,219% de ar, 4,619% de dióxido de carbono e 0,162% de sulfeto de hidrogênio, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 30 abaixo.

Tabela 30

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila EtiIa 1-propila Entrada 0,61 1620,7 0,45 0,01 1,54 0,23 0,01 Saída 0,34 0,08 0,33 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 45,4 100,0 27,53 0,0 99,4 95,6 0,0

Exemplo 31

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 94,960% de ar, 4,860% de dióxido de carbono e 0,180% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 58,29 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 31 abaixo.

Tabela 31

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,6 1795,7 1,38 0,01 1,43 0,08 0,01 Saída 0,97 0,22 1,26 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 39,5 100,0 8,8 0,0 99,3 86,7 0,0

Exemplo 32

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 94,960% de ar, 4,860% de dióxido de carbono e 0,180% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 58,29 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 32 abaixo.

Tabela 32

Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,6 1795,7 1,38 0,01 1,43 0,08 0,01 Saída 0,62 0,21 0,94 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 61,1 100,0 32,1 0,0 99,3 86,7 0,0

Exemplo 33

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 89,736% de ar, 9,932% de dióxido de carbono e 0,332% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada maior do que 68,1 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm2. As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 33 abaixo. Tabela 33 Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 8,32 3316,5 2,79 0,01 0,98 0,03 0,01 Saída 0,71 0,01 2,63 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 91,5 100,0 5,8 0,0 99,0 69,7 0,0

Exemplo 34

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 89,736% de ar, 9,932% de dióxido de carbono e 0,332% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada maior do que 68,1 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 100 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita SUD CHEMIE. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 34 abaixo.

Tabela 34

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila EtiIa 1-propila Entrada 8,32 3316,5 2,79 0,01 0,98 0,03 0,01 Saída 1,09 0,01 2,20 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 86,9 100,0 21,1 0,0 99,0 69,7 0,0

Exemplo 35

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,882% de ar, 8,596% de dióxido de carbono e 0,522% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 51,12 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 200 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 24 abaixo.

Tabela 35

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,23 5218,9 3,92 0,01 1,72 0,13 0,01 Saída 0,95 0,03 3,56 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 22,7 100,0 9,2 0,0 99,4 92,1 0,0 Exemplo 36 Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,882% de ar, 8,596% de dióxido de carbono e 0,522% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 51,12 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 200 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SUD CHEMIE. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 36 abaixo.

Pontos da Amostra Tratador COS Tabela 36 Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,23 5218,9 3,92 0,01 1,72 0,13 0,01 Saída 1,65 0,01 3,16 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução -34,3 100,0 19,2 0,0 99,4 92,1 0,0

Exemplo 37

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,125% de ar, 9,437% de dióxido de carbono e 0,438% de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 39,13 kg/MM SCF, foi carregada em uma taxa de cerca de 600 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,48 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 37 abaixo.

Tabela 37 Pontos da Enxofres Extremidade Frontal Tióis Amostra Tratador COS H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,14 4378,5 3,71 0,01 1,39 0,31 0,01 Saída 0,94 0,03 2,39 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução 12,7 100,0 35,4 0,0 99,3 96,8 0,0

Exemplo 38

Uma corrente de mistura de gás ácido, contendo 90,125% de

ar, 9,4476%» de dióxido de carbono e 0,438%» de sulfeto de hidrogênio, com um teor de umidade de gás de entrada de 39,13 kg/MM SCF, foi carregada em 2β>

uma taxa de cerca de 600 ml por minuto, em uma direção de fluxo ascendente, através de um tratador vertical de pelotas de ferro, contendo um leito de pelotas de siderita de 0,317 cm SULFURTRAP. A temperatura do tratador era de 38 0C e a pressão do tratador era de 7,03 kg/cm . As composições de entrada e de saída do gás são dadas na Tabela 38 abaixo.

Tabela 38

Pontos da Amostra Tratador COS Enxofres Extremidade Frontal Tióis H2S CS2 DMDS Metila Etila 1-propila Entrada 1,14 4378,5 3,71 0,01 1,39 0,31 0,01 Saída 1,84 0,03 3,26 0,01 0,01 0,01 0,01 % redução -61,5 100,0 12,0 0,0 99,3 96,8 0,0

Outras alterações e modificações da invenção tornar-se-ão igualmente evidentes para aqueles de habilidade comum na arte, quando da leitura deste relatório, em vista dos desenhos anexos, e pretende-se que o escopo da invenção aqui descrito seja limitado somente pela mais ampla interpretação das reivindicações anexas, a que o inventor tem legalmente direito.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Absorvente para compostos contendo enxofre dispostos em correntes de gás, líquido ou gás e líquido misturados, dito absorvente caracterizado pelo fato de compreender carbonato ferroso como seu principal componente absorvente.

2. Absorvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender de cerca de 50 a cerca de 100 % em peso de carbonato ferroso.

3. Absorvente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender cerca de 95 % em peso de carbonato ferroso.

4. Absorvente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender de cerca de 2 a cerca de 10 % em peso de um aglutinante.

5. Absorvente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender cerca de 5 % em peso de um aglutinante.

6. Absorvente de acordo com a reivindicação I5 caracterizado pelo fato de o carbonato ferroso ser na forma de siderita mineral.

7. Absorvente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a siderita ser na forma de grânulos.

8. Absorvente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a siderita ser na forma de aglomerados.

9. Absorvente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a siderita ser na forma de extrusados.

10. Absorvente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o aglutinante ser cimento de aluminato de cálcio.

11. Absorvente de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de os grânulos terem tamanhos de partícula variando entre cerca de 0,16 cm e cerca de 0,80 cm.

12. Absorvente de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de os extrusados terem um comprimento não excedendo cerca de 0,80 cm.

13. Absorvente para a remoção de compostos contendo enxofre de correntes de gás, líquido ou gás e líquido misturados, dito absorvente caracterizado pelo fato de compreender cerca de 50 a cerca de 100 % em peso de carbonato ferroso.

14. Absorvente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ter a forma de aglomerado e pó densificado.

15. Absorvente de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o carbonato ferroso ser siderita.

16. Absorvente de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a siderita ser na forma de grânulos.

17. Absorvente de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a siderita ser naturalmente ocorrente.

18. Absorvente de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ter a forma de partículas selecionadas do grupo consistindo de pelotas, pastilhas, esferóides e grânulos.

19. Absorvente de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender siderita em pó, em combinação com um aglutinante.

20. Absorvente de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o aglutinante ser cimento de aluminato de cálcio.

21. Absorvente de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender cerca de 50 a cerca de 100 % em peso de siderita, de cerca de 2 a cerca de 10 % em peso de aglutinante e um teor de umidade menor do que 3 % em peso.

22. Absorvente de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de a siderita em pó ter um tamanho de partícula aproximadamente de 100 mesh.

23. Absorvente de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ser produzido misturando-se siderita em pó e cimento de aluminato de cálcio, na presença de água e, em seguida, extrusando-se, dimensionando-se e secando-se o produto resultante.

24. Método para produzir um absorvente para remover compostos orgânicos contendo enxofre de fluidos gasosos ou líquidos, dito método caracterizado pelo fato de fornecer cerca de 50 a cerca de 100 partes em peso de carbonato ferroso, tendo um tamanho de partícula de aproximadamente 100 mesh, mistura com o carbonato ferroso de cerca de 2 partes em peso a cerca de 100 partes em peso de aglutinante cimentário e de cerca de 15 a cerca de 25 partes em peso de água, extrusão do carbonato ferroso, aglutinante cimentário e água misturados, para produzir um extrusado de comprimento desejado e, em seguida, secagem do extrusado a um teor de umidade menor do que 3 % em peso do extrusado secado.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de o carbonato ferroso ser siderita.

26. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de o aglutinante cimentário ser cimento de aluminato de cálcio.

27. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de cerca de 5 partes em peso de aglutinante cimentário e cerca de 20 partes em peso de água serem misturados com cerca de 95 partes em peso de pó de siderita.

28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o pó de siderita ser aproximadamente de 100 mesh.

29. Método para remover compostos contendo enxofre de um fluido gasoso ou líquido, dito método caracterizado pelo fornecimento de um absorvente, principalmente compreendendo carbonato ferroso, e contato do carbonato ferroso com o fluido.

30. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de o carbonato ferroso ser siderita.

31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de o absorvente ser na forma de pelotas feitas de uma mistura de siderita em pó e um aglutinante cimentário, junto com água suficiente para hidratar o cimento.

32. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de as pelotas compreenderem de cerca de 70 a cerca de 100 % em peso de siderita e de cerca de 2 a cerca de 70 % em peso de aglutinante cimentário.

33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o aglutinante cimentário ser cimento de aluminato de cálcio.

34. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de as pelotas serem extrusadas.

35. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de as pelotas serem secadas a um teor de umidade menor do que 3 % em peso.

36. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de os compostos contendo enxofre serem selecionados do grupo consistindo de sulfeto de hidrogênio, sulfeto de carbonila, dissulfetos orgânicos e mercaptanos.

37. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de as pelotas serem dispostas em um leito.

38. Método de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de o fluido ser selecionado de gás natural, correntes de hidrocarboneto leve, óleo bruto, misturas de gás ácido, dióxido de carbono gasoso, gás anaeróbico, gás de aterro e fluidos geotérmicos.

39. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de o fluido ser gás ácido dentro de um furo de poço e em que o carbonato ferroso é finamente dividido e é distribuído em uma lama de perfuração, que é circulada através do furo de poço.

40. Método para regenerar absorvente de carbonato ferroso usado para remover compostos contendo enxofre de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada, dito método caracterizado pelo fato de contatar periodicamente o absorvente com ar e vapor.

41. Método para remover enxofre de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada compreendendo compostos contendo enxofre, dito método caracterizado pelo fato de combinar a corrente com um gás contendo oxigênio e vapor d'água, antes alimentar a corrente a um leito de absorvente de carbonato ferroso.

42. Método de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de a corrente compreender gases ácidos.

43. Método para remover enxofre de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada compreendendo compostos contendo enxofre, dito método caracterizado pelo fato de passar uma corrente através de um leito de carbonato ferroso em um ambiente de ar úmido.

44. Método para regenerar absorvente de carbonato ferroso usado para remover enxofre de uma corrente líquida, gasosa ou gasosa e líquida misturada compreendendo compostos contendo enxofre, em que o método é para regenerar continuamente absorvente, dito método caracterizado pelo fato de submeter o carbonato ferroso a ar úmido ou a oxigênio e vapor d'água durante a absorção.

45. Método de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de o enxofre ser removido como enxofre elementar.