ES2215060T3 - Procedimiento para eliminar contaminantes de un gas utilizando polietilenglicoles. - Google Patents
Procedimiento para eliminar contaminantes de un gas utilizando polietilenglicoles.Info
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Abstract
Un procedimiento para eliminar contaminantes gaseosos de un producto gaseoso que contiene dichos contaminantes, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: (a) poner en contacto el producto gaseoso con un disolvente que comprende éteres dialquílicos de polietilenglicol y agua en, al menos, una etapa de absorción para eliminar una porción determinada de los contaminantes gaseosos del producto gaseoso; (b) descargar el producto gaseoso que tiene la porción determinada de contaminantes gaseosos, eliminados en la etapa de absorción; (c) pasar el disolvente que contiene los contaminantes gaseosos disueltos y el producto gaseoso co-absorbido a un bucle de reciclado a alta presión para regenerar parcialmente el disolvente, liberando una porción de los contaminantes gaseosos disueltos y el producto gaseoso co- absorbido del disolvente como un gas de reciclado; (d) recomprimir y enfriar el gas de reciclado y luego devolver el gas de reciclado a la etapa de absorción; (e) en un depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a baja presión, completar la regeneración del disolvente eliminando del disolvente una porción residual de los contaminantes gaseosos y el producto gaseoso co- absorbido allí remanente y liberar la porción residual como un gas de descarga; (f) devolver el disolvente completamente regenerado a la etapa de absorción; y (g) proporcionar al disolvente una cantidad de agua suficiente para aumentar la recuperación de producto gaseoso co-absorbido, mientras que, al mismo tiempo, se proporciona un requisito de velocidad de circulación reducida para el disolvente y requisitos de recompresión y enfriamiento para el gas de reciclado.
Description
Procedimiento para eliminar contaminantes de un
gas utilizando polietilenglicoles.
La presente invención proporciona un
procedimiento para eliminar contaminantes gaseosos, tales como
sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, de mezclas de gases que
incluyen estos contaminantes. Más particularmente, la invención
proporciona un procedimiento que utiliza un disolvente que comprende
éteres dialquílicos de polietilenglicoles y agua para eliminar
contaminantes gaseosos de las corrientes gaseosas de producto, como
las corrientes de gas natural, sintético u otros productos.
Se conoce en la técnica el uso de disolventes que
comprenden mezclas de éteres dialquílicos de polietilenglicoles para
eliminar contaminantes gaseosos de gases producto valiosos. Estos
contaminantes se eliminan al poner en contacto el producto gaseoso
contaminado con disolvente de nueva aportación en un equipo
absorbente u otro equipo especializado, que opere bajo condiciones
de alta presión y/o baja temperatura, que son favorables para la
absorción. Una vez se hayan eliminado los contaminantes, el gas
descontaminado está preparado para la venta o para ser acondicionado
adicionalmente corriente abajo. El disolvente se regenera para su
reutilización mediante purificación de los contaminantes absorbidos
bajo condiciones de baja presión y/o alta temperatura, favorables
para la desorción. Se utilizan típicamente depósitos de destilado
(procedentes de evaporación súbita) y/o columnas de separación (de
componentes volátiles) para llevar a cabo esta separación.
La patente de EE.UU.
US-A-3.837.143 describe un
procedimiento para la deshidrogenación y edulcoración simultánea del
gas natural para producir un gas natural purificado que tiene un
bajo punto de condensación y un bajo contenido en azufre, adecuado
para el tránsito en tuberías de transmisión de gas con la
consiguiente producción de sulfuro de hidrógeno gaseoso, eliminado
del gas natural, y la producción de agua sustancialmente exenta de
impurezas, eliminada del gas natural. El procedimiento comprende las
etapas de hacer pasar un medio disolvente que comprende un éter
dialquílico normalmente líquido de un éter de polietilenglicol en
contacto directo con el gas natural para reducir su contenido en
H_{2}S, separando el sulfuro de hidrógeno del medio disolvente
mediante vapor generado internamente, retirando una porción del
vapor internamente generado que contiene una cantidad mínima de
disolvente, condensando una porción del mismo junto con el
disolvente contenido y devolviendo el condensado de vapor y el
disolvente contenido a la zona de separación, condensando y
descargando la porción restante del vapor retirado y devolviendo el
medio disolvente empobrecido para su separación del gas natural.
El uso de los éteres dialquílicos de
polietilenglicoles para eliminar contaminantes gaseosos resulta
normalmente en la co-absorción de producto gaseoso
valioso, metano, por ejemplo. Los gases
co-absorbidos emergen generalmente del disolvente
durante la regeneración y generalmente tienen escaso o ningún valor
debido a la alta concentración de contaminantes no deseados. La
pérdida de gas co-absorbido valioso se reduce
típicamente añadiendo al diseño del sistema un bucle de reciclado a
alta presión. El bucle de reciclado a alta presión permite la
regeneración parcial del disolvente rico, y los gases liberados en
el bucle de reciclado, una mezcla de productos gaseosos valiosos y
contaminantes gaseosos no deseados, se recomprimen, se enfrían y se
reciclan de nuevo al absorbente, donde se recupera el producto
gaseoso liberado. Como es bien entendido en la técnica, la expresión
"alta presión" se utiliza para caracterizar el bucle porque el
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) incluido en
el bucle opera a una presión inferior a la presión del absorbente
pero por encima de la presión a la que se regenera finalmente el
disolvente.
Mientras que un bucle de reciclado a alta presión
aumenta el rédito del producto gaseoso, el capital y los costes de
la operación para sistemas que incluyen un bucle de reciclado
también aumentan. El depósito de destilado (procedente de
evaporación súbita) a alta presión, el equipo de compresión y los
intercambiadores de calor requeridos para el bucle de reciclado
tienen todos costes asociados. Además, el aumento de flujo de gas a
través del absorbente aumenta el requisito de circulación del
absorbente, que necesita mayores bombas de alta presión,
intercambiadores de calor, sistema de tuberías y otros componentes a
lo largo de todo el sistema.
La optimización económica entre el aumento en la
recuperación de producto gaseoso y el aumento de capital y de costes
de operación se lleva a cabo normalmente ajustando la presión de
reciclado en el depósito de destilado (procedente de evaporación
súbita). Las altas presiones en el depósito de destilado (procedente
de evaporación súbita) resultan en bajos volúmenes de reciclado de
gas, baja recuperación de producto gaseoso y bajos costes
adicionales. Las bajas presiones en el depósito de destilado
(procedente de evaporación súbita) resultan en altos volúmenes de
reciclado de gas, alta recuperación de producto gaseoso y altos
costes adicionales. Sin embargo, se ha comprobado que equilibrar
apropiadamente estos parámetros es muy difícil y ajustar la presión
del depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) no ha
proporcionado generalmente un medio efectivo de subsanar el aumento
de capital y los costes de operación asociados con sistemas que
incluyen un bucle de reciclado a alta presión y la necesidad de
maximizar la recuperación de producto gaseoso.
La presente invención proporciona un
procedimiento para eliminar contaminantes gaseosos de un producto
gaseoso utilizando un disolvente que comprende éteres dialquílicos
de polietilenglicoles y agua. El procedimiento incluye un bucle de
reciclado a alta presión para reducir la pérdida de producto gaseoso
co-absorbido. Sin embargo, puesto que el disolvente
también comprende suficiente agua, el capital y costes de operación
típicamente asociados con un bucle de reciclado a alta presión se
reducen significativamente.
El procedimiento es particularmente útil para
eliminar contaminantes gaseosos, tales como sulfuro de hidrógeno y
dióxido de carbono, de los gases producto, tales como gas natural y
gas de síntesis. Se debería entender, sin embargo, que la invención
no está bajo ningún concepto limitada a este respecto y que el
procedimiento se puede utilizar para eliminar diversos compuestos de
azufre, sulfuro de carbonilo y otros contaminantes gaseosos de una
variedad de gases producto comercialmente valiosos.
De acuerdo con la invención, un producto gaseoso
que contiene los contaminantes gaseosos se pone en contacto con el
disolvente que comprende éteres dialquílicos de polietilenglicol y
agua, en al menos una etapa de absorción. Una cantidad determinada
de los contaminantes gaseosos se eliminan del producto gaseoso
mediante el disolvente, y el producto gaseoso descontaminado se
descarga a partir de la etapa de absorción. El disolvente, que
contiene disueltos los contaminantes gaseosos y el producto gaseoso
co-absorbido, se regenera entonces parcialmente en
un bucle de reciclado a alta presión, donde una porción de los
contaminantes disueltos y el producto gaseoso
co-absorbido se libera a partir del disolvente como
un gas de reciclado. El gas de reciclado se recomprime, se enfría y
luego se devuelve a la etapa de absorción. Se completa la
regeneración del disolvente en un depósito de destilado (procedente
de evaporación súbita) a baja presión, eliminando una porción
residual de los contaminantes ácidos disueltos del gas y el producto
gaseoso co-absorbido que queda en el disolvente. El
producto gaseoso co-absorbido y los contaminantes
gaseosos eliminados del disolvente en esta etapa de regeneración se
liberan como un gas de descarga. El disolvente totalmente regenerado
se devuelve entonces a la etapa de absorción.
Se proporciona el disolvente con una cantidad
suficiente de agua para aumentar la recuperación del producto
gaseoso co-absorbido, mientras que, al mismo tiempo,
se proporciona un requisito de velocidad de circulación reducida
para el disolvente y requisitos de recompresión reducida y
enfriamiento para el gas de reciclado. Por consiguiente, el uso del
disolvente proporciona una reducción en el capital y costes de
operación típicamente asociados con procedimientos que utilizan un
bucle de reciclado a alta presión, más significativamente los costes
asociados con los requisitos de recompresión y enfriamiento para el
gas de reciclado, a la vez que proporciona una mayor recuperación
del producto gaseoso.
En la realización preferida de la invención, el
disolvente comprende una mezcla de éteres dimetílicos de
polietilenglicoles y suficiente agua para proporcionar al disolvente
desde 2% en peso hasta 10% en peso de agua referido a un producto
exento de gas. Lo más preferentemente, el disolvente incluye desde
5% en peso hasta 8% en peso de agua referido a un producto exento de
gas.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema que opera de acuerdo al procedimiento mostrado en la
invención.
La Figura 1 ilustra un sistema para eliminar
contaminantes gaseosos de un producto gaseoso que opera de acuerdo
al procedimiento mostrado en la invención. Por consiguiente, se
describirá la invención en conexión con una descripción del sistema
ilustrado en la Figura 1.
Como se muestra en la Figura 1, el sistema,
designado generalmente como 10, comprende un absorbente 12, y un
bucle de reciclado, generalmente designado como 14, que incluye un
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) 16 a alta
presión, un compresor de reciclado 18 y un enfriador de reciclado
20. Además, el sistema incluye un depósito de destilado (procedente
de evaporación súbita) 22 a baja presión, una bomba de recirculación
24, y una unidad de destilación 26.
Un producto gaseoso que contiene los
contaminantes gaseosos, por ejemplo gas natural contaminado con
sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, se mete por el fondo del
absorbente 12 a través de la tubería 30 y se pone en íntimo contacto
con un disolvente líquido regenerado que se mete en el absorbente
cerca de la parte superior a través de la tubería 32. El absorbente
es una torre absorbente convencional de un tipo bien conocido para
los expertos en la técnica, y el disolvente regenerado que se pone
en contacto con el producto gaseoso en el absorbente comprende una
mezcla de éteres dialquílicos de polietilenglicoles y agua.
Una serie de dichos disolventes son bien
conocidos por los expertos en la técnica. El disolvente utilizado en
la presente invención comprende uno o más éteres dialquílicos de
polietilenglicoles, que son normalmente líquidos y así se mantienen
en las condiciones bajo las cuáles se procesa el producto gaseoso
contaminado. Típicamente, el disolvente comprende una mezcla de
éteres dimetílicos o dietílicos de polietilenglicoles, prefiriéndose
una mezcla de éteres dimetílicos de polietilenglicoles que tienen la
siguiente fórmula general:
CH_{3}O(CH_{2}H_{4}O)_{x}CH_{3}
en la que x está entre 3 y 9. El disolvente más
preferido para su uso en la invención comprende una mezcla de dichos
éteres dimetílicos de polietilenglicoles disponibles en Union
Carbide Corporation, Danbury, CT, y vendidos bajo la marca comercial
registrada
"SELEXOL".
Una determinada cantidad de los contaminantes
gaseosos contenidos en el producto gaseoso se elimina mediante el
disolvente en el absorbente 12, y el producto gaseoso
descontaminado, es decir, el producto gaseoso que tiene una
determinada cantidad de los contaminantes eliminada, se descarga
desde la parte superior del absorbente a través de la tubería 34.
Típicamente, todos los contaminantes gaseosos son sustancialmente
eliminados del producto gaseoso en el absorbente 12; sin embargo,
como es bien conocido por los expertos en la técnica, no siempre
ocurre así, y la cantidad de los contaminantes eliminados depende
del uso particular de la corriente gaseosa de producto
descontaminado.
El disolvente enriquecido, que ahora contiene los
contaminantes disueltos y el producto gaseoso
co-absorbido, emerge desde el fondo del absorbente
12 y pasa a través de la tubería 36 hacia el bucle de reciclado 14,
donde el disolvente se regenera parcialmente. El disolvente
enriquecido pasa directamente al depósito de destilado (procedente
de evaporación súbita) 16 a alta presión, donde una porción de los
contaminantes gaseosos disueltos y el producto gaseoso
co-absorbido se desorben del disolvente y emergen
del depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) 16 como
un gas de reciclado. El gas de reciclado pasa a través de la
tubería 38 al compresor de reciclado 18, que incluye una o más
unidades de compresión, donde el gas de reciclado se recomprime. El
gas va, entonces, a través de la tubería 40, hacia el enfriador del
reciclado 20, que incluye uno o más intercambiadores de calor, donde
el gas de reciclado se enfría antes de ser devuelto al absorbente 12
a través de la tubería 42. Como se menciona anteriormente, el bucle
14 se ha diseñado como un "bucle de reciclado a alta presión"
porque el depósito de destilado (procedente de evaporación súbita)
16 opera a una presión inferior a la presión de operación del
absorbente, pero superior a la presión de regeneración en el
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) 22.
El disolvente, que ahora contiene sólo una
porción residual de los contaminantes gaseosos disueltos y producto
gaseoso co-absorbido, sale del depósito de destilado
(procedente de evaporación súbita) a alta presión y pasa a través de
la tubería 44 al depósito de destilado (procedente de evaporación
súbita) a baja presión 22. La mayor parte de los contaminantes
disueltos remanentes y el producto gaseoso
co-absorbido se desorben del disolvente en el
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) 22 y se
liberan del depósito de destilado (procedente de evaporación súbita)
a través de la tubería 45 como un gas de descarga.
El disolvente totalmente regenerado sale del
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a baja
presión 22 y va, a través de la tubería 46, hacia la bomba de
reciclado 24. La bomba de reciclado distribuye el disolvente
regenerado hacia la unidad de destilación 26 para mantener el
contenido en agua del disolvente en un nivel determinado. Como
reconocerán los expertos en la técnica, las corrientes gaseosas de
producto incluyen ocasionalmente cantidades no deseadas de agua. Por
consiguiente, para mantener el contenido en agua del disolvente en
una concentración determinada, cualquier cantidad adicional de agua
absorbida por el disolvente a partir del producto gaseoso se puede
eliminar en la unidad de destilación 26. Una vez que el disolvente
regenerado abandona la unidad de destilación, pasa a través de la
tubería 32 de vuelta al absorbente 12.
Los expertos en la técnica reconocerán que es
necesario mantener el equilibrio térmico en el sistema mostrado en
la Figura 1. Por ejemplo, se requiere un intercambiador de calor
entre la bomba 24 y la unidad de destilación 26 para ajustar la
temperatura del disolvente previamente a la vuelta del disolvente al
absorbente 12. Típicamente, el disolvente que entra en el absorbente
lo hace a una temperatura desde -12ºC hasta 49ºC, y preferentemente
desde -12ºC a 4ºC. Por consiguiente, la capacidad del intercambiador
de calor se puede añadir como requisito para asegurar que el
disolvente está a una temperatura apropiada previamente a que sea
devuelto al absorbente y/o para mantener de esta forma el equilibrio
térmico en el sistema.
Como se ha mencionado anteriormente, se añade
suficiente agua al disolvente para aumentar la recuperación de
producto gaseoso y disminuir simultáneamente el capital y los gastos
de operación. Más específicamente, ajustar la concentración de agua
del disolvente permite que el depósito de destilado (procedente de
evaporación súbita) 16 a alta presión opere a una presión que
aumente la recuperación de gas, mientras que al mismo tiempo reduce
el requisito de recompresión en el compresor de reciclado 18 y, por
consiguiente, reduce el requisito de enfriamiento en el enfriador de
reciclado 20. Además, el requisito global de circulación para el
disolvente también se reduce. Todos estos resultados son
inesperados, particularmente la reducción del requisito de
circulación del disolvente, ya que aumentar la concentración de agua
en el disolvente debería disminuir la solubilidad de dióxido de
carbono en el disolvente y, por tanto, aumentar el requisito de
circulación del disolvente. Las ventajas proporcionadas por la
invención se describirán más detalladamente en los ejemplos
siguientes.
Aproximadamente 14 millones de metros cúbicos
estándar por día de gas natural que contiene 45 moles % de dióxido
de carbono, 50 moles % de metano, 1 mol % de agua y 4 moles % de
hidrocarburos C2+ se meten en la torre de un absorbente a 8,5 MPa
absolutos, donde el gas se pone en contacto con un disolvente
regenerado que comprende una mezcla de éteres dimetílicos de
polietilenglicoles y aproximadamente 4,8% en peso de agua referido
a un producto exento de gas. El disolvente concreto que se utiliza
en este Ejemplo es el disolvente "SELEXOL", que incluye
aproximadamente 4,8% en peso de agua referido a un producto exento
de gas. El absorbente es una torre convencional que proporciona
aproximadamente seis etapas de equilibrio de contacto
gas-líquido. El gas natural contaminado entra cerca
de la parte inferior de la torre y el disolvente regenerado entra
cerca de la parte superior, y el gas y el disolvente se ponen en
contacto en la dirección de la corriente dentro del absorbente. Bajo
estas condiciones, se requieren aproximadamente 52.239 lpm
("litros por minuto") de circulación de disolvente para reducir
el contenido en dióxido de carbono del gas natural desde 45 moles %
a menos de 3 moles %.
Seguidamente al contacto con el gas natural
contaminado, el disolvente enriquecido que contiene los
contaminantes disueltos y el metano co-absorbido
sale de la parte inferior del absorbente y se pasa directamente a un
bucle de reciclado a alta presión. El disolvente enriquecido entra
en el depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a
alta presión, que opera a 2,1 MPa absolutos. Bajo estas condiciones,
los componentes más volátiles, principalmente dióxido de carbono y
metano, se desorben del disolvente y salen del depósito de destilado
(procedente de evaporación súbita) como un gas de reciclado. El gas
de reciclado, descargado del depósito de destilado (procedente de
evaporación súbita) a alta presión, se pasa a un compresor de
reciclado, incluyendo uno o más compresores que requieren
aproximadamente 12.677 kJ/s. La velocidad total de flujo de gas
desde el depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) al
compresor de reciclado (tubería 38 en Figura 1) es aproximadamente
36% de la velocidad de flujo del gas natural contaminado que entra
en el absorbente (tubería 30 en Figura 1). El gas recomprimido se
enfría luego en un enfriador de reciclado que comprende uno o más
intercambiadores de calor capaces de proporcionar una función de
enfriamiento de aproximadamente 16 millones J/s. El gas de reciclado
recomprimido y enfriado se devuelve entonces al absorbente. Por
consiguiente, el disolvente se regenera parcialmente en el depósito
de destilado (procedente de evaporación súbita) a alta presión y el
metano co-absorbido, valioso, se recupera en el
bucle de reciclado.
El disolvente parcialmente regenerado pasa a un
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a baja
presión operado a aproximadamente 0,13 MPa absolutos, donde los
contaminantes disueltos restantes y el metano
co-absorbido se desorben del disolvente y se liberan
del depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a baja
presión como un gas de descarga. El disolvente, ahora totalmente
regenerado, se bombea de vuelta a la torre de absorción para ponerse
en contacto con el gas natural contaminado.
Procesar el gas natural contaminado de la forma
anteriormente descrita con el disolvente "SELEXOL", que
comprende aproximadamente 4,8% en peso de agua referido a un
producto exento de gas limita las pérdidas de metano a
aproximadamente 1,7 moles % del gas natural que entra.
Aproximadamente 14 millones de metros cúbicos
estándar por día de gas natural que contiene 45 moles % de dióxido
de carbono, 50 moles % de metano, 1 mol % de agua y 4 moles % de
hidrocarburos C2+ a 8,5 MPa absolutos, se procesan de la misma forma
establecida en el Ejemplo I, con las siguientes diferencias en los
parámetros del procedimiento:
El disolvente comprende disolvente "SELEXOL"
y aproximadamente 7,8% en peso de agua referido a un producto exento
de gas;
La velocidad total de flujo de gas desde el
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a alta
presión hacia el compresor de reciclado es aproximadamente 25% de la
velocidad de flujo del gas natural contaminado que entra;
El requisito de recompresión en el compresor de
reciclado es 7.457 kJ/s ;
El requisito de enfriamiento en el enfriador de
reciclado es 10 millones J/s;
El requisito de circulación del disolvente es
47.318 lpm; y
La pérdida total de metano se limita a
aproximadamente 1,3 moles % del gas natural de partida.
(Técnica
previa)
Aproximadamente 14 millones de metros cúbicos
estándar por día de gas natural que contiene 45 moles % de dióxido
de carbono, 50 moles % de metano, 1 mol % de agua y 4 moles % de
hidrocarburos C2+ a 8,5 MPa absolutos, se procesan de la misma forma
establecida anteriormente en el Ejemplo I, con las siguientes
diferencias en los parámetros del procedimiento:
El disolvente comprende disolvente "SELEXOL"
y aproximadamente 0,9% en peso de agua referido a un producto exento
de gas. Esta es una concentración típica de agua del disolvente
utilizada en los sistemas de la técnica previa, que incaute un bucle
de reciclado a alta presión;
La velocidad total de flujo de gas desde el
depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a alta
presión hacia el compresor de reciclado es aproximadamente 53% de la
velocidad de flujo del gas natural contaminado que entra;
El requisito de recompresión en el compresor de
reciclado es 17.151 kJ/s;
El requisito de enfriamiento en el enfriador de
reciclado es 22 millones J/s;
El requisito de circulación del disolvente es
60.566 lpm; y
La pérdida total de metano se limita a
aproximadamente 3 moles % del gas natural que entra.
Las ventajas proporcionadas por la presente
invención, comparadas con la técnica previa, se resumen a
continuación en la Tabla I.
| 0,9% en peso | 4,8% en peso | 7,8% en peso | |
| de agua | de agua | de agua | |
| Circulación | 60.566 | 52.239 | 47.318 |
| requerida | |||
| (lpm) | |||
| Recompresión (kJ/s) | 17.151 | 12.677 | 7.457 |
| Enfriamiento del gas | 22 | 16 | 10 |
| de reciclado | |||
| (millones de J/s) | |||
| Pérdida de metano | 3 | 1,7 | 1,5 |
| (moles% de la | |||
| alimentación) |
Como se ilustra en los ejemplos presentados
anteriormente y se resume en la Tabla I, la pérdida de metano se
limita a aproximadamente 3 moles % en un procedimiento de
purificación de gas de una técnica previa, que emplea un disolvente
que comprende aproximadamente 1% en peso de agua y un depósito de
destilado (procedente de evaporación súbita) a alta presión que
opera a 2,1 MPa absolutos. Sin embargo, se requerirán
aproximadamente 17.151 kJ/s para recomprimir el gas de reciclado
desde 2,1 MPa absolutos hasta la presión del absorbente. Además,
puesto que el equipo de compresión normalmente aumenta la
temperatura de un gas, se requerirá intercambiadores de calor
capaces de proporcionar una función de enfriamiento de
aproximadamente 22 millones de J/s. Finalmente, debido al aumento de
volumen del gas procesado por el equipo de absorción, la circulación
requerida para el disolvente será 60.566 l pm. Por consiguiente, el
aumento de rédito asociado con la pérdida reducida de metano,
proporcionada por el bucle de reciclado, se compensa, en parte o en
su totalidad, con aumentos de capital y de costes de operación,
asociados con el equipo del bucle de reciclado.
Aumentar el contenido en agua del disolvente,
como se ha mostrado en la presente invención, no sólo aumentará la
recuperación del producto gaseoso, sino que también reducirá
significativamente el capital y los costes de operación asociados
con dicho sistema. Como demuestran los ejemplos y se resume en la
Tabla I, si el contenido en agua del disolvente regenerado aumenta
desde 1% en peso hasta 5% en peso (referido a un producto exento de
gas), y si el depósito de destilado (procedente de evaporación
súbita) a alta presión se mantiene a 2,1 MPa absolutos, el requisito
de compresión se reducirá desde 17.151 kJ/s a 12.677 kJ/s y el
requisito de la función de enfriamiento del gas de reciclado
disminuirá desde 22 millones de J/s hasta 16 millones de J/s.
Además, el requisito de circulación global se reducirá desde 60.566
l pm a 52.239 lpm y la pérdida de metano disminuirá desde 3 moles%
hasta 1,7 moles%. Si se aumenta la concentración de agua en el
disolvente todavía más, hasta aproximadamente 8% en peso (sobre base
exenta de gas) y el depósito de destilado (procedente de evaporación
súbita) a alta presión se mantiene a 2,1 MPa absolutos, el requisito
de compresión se reducirá aún más, hasta 7.457 kJ/s y el requisito
de la función de enfriamiento del gas de reciclado disminuirá desde
22 millones de J/s hasta 16 millones de J/s. El requisito de
circulación global se reducirá desde 60.566 lpm a 52.239 lpm y la
pérdida de metano disminuirá desde 3 moles % hasta 1,3 moles %.
Por consiguiente, la presente invención permite a
los expertos en la técnica conseguir un resultado económico óptimo
entre el aumento en la recuperación de producto gaseoso
proporcionado por un bucle de reciclado a alta presión y el mayor
capital y costes de operación asociados con el uso de dicho sistema.
Utilizando el procedimiento mostrado en la invención y
proporcionando el disolvente con una cantidad apropiada de agua, se
pueden conseguir simultáneamente un aumento en la recuperación de
producto gaseoso, así como una reducción en los requisitos de
recompresión, enfriamiento de reciclado y circulación del
disolvente.
Los datos presentados en la Tabla I representan
solamente una de las opciones proporcionadas por la invención para
conseguir un balance óptimo entre el aumento de recuperación de
producto gaseoso y la reducción del capital y costes de operación.
Los expertos en la técnica reconocerán que la invención se puede
utilizar en diversas formas alternativas para conseguir un balance
apropiado entre el aumento de recuperación de producto gaseoso y la
reducción del capital y costes de operación, para cada aplicación
particular de descontaminación del gas. Por ejemplo, se puede
conseguir una reducción todavía más pronunciada en los costes de la
compresión y enfriamiento en el reciclado si se puede tolerar un
aumento en la pérdida de producto gaseoso. Lo contrario es también
cierto, en el sentido de que las pérdidas de producto gaseoso se
pueden reducir por debajo de los valores publicados en la Tabla I,
si se encuentra aceptable un aumento en los costes de compresión y
enfriamiento en el reciclado.
Por consiguiente, se debería entender que la
presente invención no está bajo ningún concepto limitada a los
ejemplos particulares descritos, en los que la concentración de agua
en el disolvente se aumenta mientras que la presión del depósito de
destilado (procedente de evaporación súbita) a alta presión se
mantiene constante, y que la invención proporciona una variedad de
opciones diferentes para ajustar los parámetros del procedimiento
para conseguir un aumento en la recuperación de producto gaseoso y
unos costes reducidos.
Claims (7)
1. Un procedimiento para eliminar contaminantes
gaseosos de un producto gaseoso que contiene dichos contaminantes,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
- (a)
- poner en contacto el producto gaseoso con un disolvente que comprende éteres dialquílicos de polietilenglicol y agua en, al menos, una etapa de absorción para eliminar una porción determinada de los contaminantes gaseosos del producto gaseoso;
- (b)
- descargar el producto gaseoso que tiene la porción determinada de contaminantes gaseosos, eliminados en la etapa de absorción;
- (c)
- pasar el disolvente que contiene los contaminantes gaseosos disueltos y el producto gaseoso co-absorbido a un bucle de reciclado a alta presión para regenerar parcialmente el disolvente, liberando una porción de los contaminantes gaseosos disueltos y el producto gaseoso co-absorbido del disolvente como un gas de reciclado;
- (d)
- recomprimir y enfriar el gas de reciclado y luego devolver el gas de reciclado a la etapa de absorción;
- (e)
- en un depósito de destilado (procedente de evaporación súbita) a baja presión, completar la regeneración del disolvente eliminando del disolvente una porción residual de los contaminantes gaseosos y el producto gaseoso co-absorbido allí remanente y liberar la porción residual como un gas de descarga;
- (f)
- devolver el disolvente completamente regenerado a la etapa de absorción; y
- (g)
- proporcionar al disolvente una cantidad de agua suficiente para aumentar la recuperación de producto gaseoso co-absorbido, mientras que, al mismo tiempo, se proporciona un requisito de velocidad de circulación reducida para el disolvente y requisitos de recompresión y enfriamiento para el gas de reciclado.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que la mezcla de éteres dialquílicos de polietilenglicoles comprende
una mezcla de éteres dimetílicos de polietilenglicoles.
3. El procedimiento de una cualquiera de la
reivindicaciones precedentes, en el que el producto gaseoso es uno
entre gas natural y gas de síntesis.
4. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el disolvente comprende
desde 2% en peso hasta 10% en peso de agua, referido a un producto
exento de gas.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el
que el disolvente comprende desde 5% en peso hasta 8% en peso de
agua, referido a un producto exento de gas.
6. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que los contaminantes gaseosos
comprenden sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono.
7. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento incluye,
después de la etapa (e) pero antes de la etapa (f), la etapa de:
eliminar del disolvente una cantidad seleccionada
de agua.
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