ES2287497T3 - Procedimiento para la desacificacion de una corriente de fluido y liquido de lavado para el empleo en un procedimiento de este tipo. - Google Patents

Procedimiento para la desacificacion de una corriente de fluido y liquido de lavado para el empleo en un procedimiento de este tipo. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la desacidificación de una corriente de fluido, que contiene gases ácidos como impurezas, poniéndose en contacto íntimo en, al menos, una etapa de absorción la corriente de fluido con un líquido de lavado, que está constituido por una solución acuosa, que contiene a) alcanolaminas alifáticas, terciarias (alcanolamina A), estando constituido, al menos, el 30 % en peso de las alcanolaminas alifáticas, terciarias, por el 3-dimetilamino-1-propanol y b) aminas alifáticas, secundarias (activador B), estando constituido, al menos, el 20 % en peso de las aminas alifáticas secundarias por piperazina, y se separan entre sí la corriente de fluido, ampliamente purificada de los gases ácidos, y el líquido de lavado, cargado con los gases ácidos, llevándose a cabo la etapa de absorción a una presión total de 2 bares o a una presión mayor.

Description

Procedimiento para la desacificación de una corriente de fluido y líquido de lavado para el empleo en un procedimiento de este tipo.
Procedimiento para la desacidificación de una corriente de fluido, que contiene gases ácidos como impurezas, poniéndose en contacto íntimo en, al menos, una etapa de absorción, la corriente de fluido con un líquido de lavado, que está constituido por una solución acuosa, que contiene
a)
alcanolaminas alifáticas, terciarias (alcanolamina A), estando constituido, al menos, el 30% en peso de las alcanolaminas alifáticas, terciarias, por el 3-dimetilamino-1-propanol y
b)
aminas alifáticas, secundarias (activador B), estando constituido, al menos, el 20% en peso de las aminas alifáticas secundarias por la piperazina,
y se separan entre sí la corriente de fluido, ampliamente purificada de los gases ácidos, y el líquido de lavado, cargado con los gases ácidos.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la desacidificación de una corriente de fluido, que contiene gases ácidos como impurezas, así como a un líquido de lavado o bien de absorción para el empleo en un procedimiento de este tipo.
En un gran número de procedimientos en la industria química se presentan corrientes de fluido, que contienen, como impurezas, gases ácidos tales como por ejemplo el CO_{2}, el H_{2}S, el SO_{2}, el CS_{2}, el HCN, el COS o los mercaptanos. Estas corrientes de fluidos pueden estar constituidas, por ejemplo, por corrientes gaseosas (tales como gas natural, gas de síntesis procedente de aceite pesado o gases de reacción formados por oxidación parcial de materiales orgánicos, tales como por ejemplo carbones o petróleo), o por corrientes hidrocarbonadas líquidas o licuadas (tales como LPG (gas licuado de petróleo) o NGL (líquido de gas natural)).
Como paso previo a que estos fluidos puedan ser transportados o sometidos a elaboraciones ulteriores, debe reducirse claramente el contenido ácido del fluido. A modo de ejemplo el CO_{2} debe eliminarse del gas natural puesto que en caso de una elevada concentración de CO_{2} se reduciría el poder calorífico de los gases. Además el CO_{2} puede conducir, en combinación con el agua, conducida simultáneamente en muchas ocasiones con las corrientes fluidas, a la corrosión de las conducciones y de los accesorios.
La eliminación de los compuestos del azufre a partir de estas corrientes fluidas tiene un significa especial por diversos motivos. A modo de ejemplo debe reducirse el contenido en compuestos de azufre del gas natural mediante medidas adecuadas para su tratamiento directamente en la fuente de gas natural puesto que los compuestos de azufre forman ácidos en el agua conducida muchas veces simultáneamente con el gas natural, que tienen una acción corrosiva. Para el transporte del gas natural en una conducción deben mantenerse, por lo tanto, los valores límite predeterminados de las impurezas que contienen azufre. Además un gran número de compuestos del azufre tienen un olor desagradable ya a bajas concentraciones y, ante todo, el sulfuro de hidrógeno (H_{2}S) es tóxico.
Por lo tanto, se han desarrollado ya numerosos procedimientos para la eliminación de los componentes de los gases ácidos procedentes de corrientes fluidas tales como gases hidrocarbonados, LPG o NGL. En el procedimiento más ampliamente extendido se pone en contacto la mezcla fluida, que contiene los gases ácidos, con un disolvente orgánico o con una solución acuosa de un disolvente orgánico en un dispositivo denominado lavador o en una extracción líquido/líquido.
Con relación a tales procedimientos de lavado y, correspondientemente, con relación a las soluciones de lavado, empleadas en estos procedimientos, existe también una amplia literatura de patentes. Básicamente pueden diferenciarse en este caso dos tipos distintos de agentes de absorción o bien de disolventes para los lavados:
Por un lado se emplean los denominados disolventes físicos, en los que se presenta en forma molecular el gas ácido disuelto una vez verificada la absorción. Los disolventes físicos típicos son la ciclotetrametilensulfona (sulfolano) y sus derivados, las amidas de ácido alifáticas, la NMP (N-metilpirrolidona), las pirrolidonas N-alquiladas y las piperidonas correspondientes, el metanol y mezclas formadas por dialquiléteres y polietilenglicoles (Selexol®, Union Carbide, Danbury, Conn., USA).
Por otro lado se emplean disolventes químicos, cuya forma de actuación está basada en reacciones químicas, en los cuales están presentes los gases ácidos disueltos, una vez verificada la absorción, en forma de compuestos químicos. A modo de ejemplo se formarán iones durante la disolución de los gases ácidos en el caso de las disoluciones acuosas empleadas a escala industrial más frecuentemente como disolventes químicos, constituidas por bases inorgánicas (por ejemplo solución de potasa en el proceso Benfield) o bases orgánicas (por ejemplo alcanolaminas). El disolvente puede regenerarse mediante descompresión hasta una presión más baja o por arrastre con vapor, reconvirtiéndose las especies iónicas para dar gases ácidos y/o son arrastradas por medio de vapor. Tras el procedimiento de regeneración puede reutilizarse el disolvente. Preferentemente las alcanolaminas empleadas para la separación de las impurezas de gases ácidos procedentes de corrientes hidrocarbonadas, abarcan la monoetanolamina (MEA), la dietanolamina (DEA), la trietanolamina (TEA), la dietiletanolamina (DEEA), la diisopropilamina (DIPA), el aminoetoxietanol (AEE) y la metildietanolamina (MDEA).
Las alcanolaminas primarias y secundarias son especialmente adecuadas para el lavado de los gases, en los que el gas purificado tenga que presentar un contenido muy bajo en CO_{2} (por ejemplo 10 ppm_{v} de CO_{2}). El nitrógeno de las alcanolaminas primarias y secundarias reacciona directamente con el dióxido de carbono formando carbamato soluble. En la solución amínica, acuosa se encuentra el carbamato en un equilibrio característico con el bicarbonato. Para hacer reaccionar la solución amínica se utiliza frecuentemente, con ocasión de la aplicación industrial, un procedimiento de regeneración en dos etapas, descomprimiéndose en primer lugar el disolvente cargado en una o varias columnas flash de tal manera, que una parte del CO_{2} absorbido se evapora a partir de la solución. El dióxido de carbono restante y, en caso dado, otros gases ácidos absorbidos se eliminan a continuación mediante arrastre con vapor. Los disolventes, que contienen las alcanolaminas primarias y secundarias requieren, sin embargo, para la descomposición del carbamato una gran cantidad de vapor en forma de aminas terciarias y, por lo tanto, una gran cantidad de calor; por lo tanto frecuentemente se emplean aminas terciarias.
Se conoce por la solicitud de patentes europea EP-A 0 322 924 el empleo de una solución amínica acuosa, que contiene alcanolaminas terciarias, especialmente la MDEA, para la desacidificación de las corrientes gaseosas. En contra de lo que ocurre en el caso de las alcanolaminas primarias y secundarias, las alcanolaminas terciarias no reaccionan directamente con el dióxido de carbono, puesto que la amina está completamente substituida. Por el contrario se transforma el dióxido de carbono con la alcanolamina terciaria y con agua para dar bicarbonato en una reacción con baja velocidad de reacción. Puesto que no se forma un enlace directo entre las alcanolaminas terciarias y el dióxido de carbono, puede regenerarse la solución amínica de una manera muy económica. En muchos casos es suficiente una regeneración flash con una o varias etapas de descompresión. Una regeneración térmica adicional, opcional, requiere una energía sensiblemente menor que en el caso de las soluciones constituidas por alcanolaminas primarias o secundarias. Las aminas terciarias son adecuadas especialmente para una separación selectiva del H_{2}S a partir de mezclas gaseosas, que contengan H_{2}S y CO_{2}.
El inconveniente del empleo de las soluciones de alcanolaminas terciarias consiste, desde luego, en que el proceso de lavado tiene que llevarse a cabo con un tiempo de residencia muy elevado debido a la baja velocidad de reacción del dióxido de carbono. Por lo tanto, las columnas de absorción y de desorción, necesarias, son muy altas en comparación con los sistemas en lo que no se utilizan alcanolaminas primarias o secundarias.
Por lo tanto, se ha intentado aumentar la velocidad de absorción del dióxido de carbono en soluciones acuosas de alcanolaminas terciarias mediante la adición de otros compuestos, que se denominan activadores o promotores.
En la solicitud de patente alemana DE-A-1 542 415 se ha propuesto aumentar la actividad tanto de los disolventes físicos así como también de los disolventes químicos mediante la adición de monoalquilalcanolaminas o de morfolina y sus derivados. En la publicación EP-A-0 160 203 se cita la monoetanolamina como activador. En la solicitud de patente alemana DE-A-1 904 428 se describe la adición de monometiletanolamina (MMEA) como acelerador para mejorar las propiedades de absorción de una solución de MDEA.
En la patente norteamericana US 4,336,233 se describe un líquido de lavado, que es actualmente el más activo, para eliminar CO_{2} y H_{2}S a partir de una corriente gaseosa. En este caso se trata de una solución acuosa de metildietanolamina (MDEA) y de piperazina como acelerador de la absorción o activador (aMDEA®, BASF AG, Ludwigshafen). El líquido de lavado, allí descrito, contiene desde 1,5 hasta 4,5 mol/l de metildietanolamina (MDEA) y desde 0,05 hasta 0,8 mol/l, preferentemente hasta 0,4 mol/l de piperazina. La eliminación del CO_{2} y del H_{2}S mediante el empleo de MDEA se describe detalladamente, además, en las siguientes patentes de la solicitante: US 4,551,158; US 44,553,984; US 4,537,753; US 4,999,031; CA 1 291 321 y CA 1 295 810.
Se conoce por la solicitud de patente internacional WO 89/11327 un líquido de absorción o bien de lavado, que está constituido por una solución amínica acuosa, que contiene como activadores aminas terciarias, así como pequeñas cantidades de poliaminas, por ejemplo de diaminas alifáticas.
En la publicación EP-A-672 446 se han descrito líquidos de absorción para el lavado de gases ácidos, que pueden contener, entre otras cosas, también la DMAP.
En la publicación EP-A-879 631 se ha descrito un procedimiento para la eliminación del dióxido de carbono a partir de corrientes gaseosas. Se han propuesto mezclas acuosas como solución de lavado, que contienen, como aminocomponente, una combinación de aminas secundarias y de aminas terciarias. Como aminas secundarias se han citado, en forma de una descripción listada, entre otras también la piperazina y como alcanolamina entre otras también el 3-dimetilamino-1-propanol (DMAP).
La tarea de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento mejorado para la desacidificación de una corriente de fluido, que contenga gases ácidos como impurezas, mediante lavado de los gases, pudiéndose eliminar de la corriente de fluido eficazmente los gases ácidos tales como el CO_{2}, el H_{2}S, el COS, el CS_{2} o los mercaptanos y mejorándose la capacidad de carga del líquido de lavado con gases ácidos a presiones gaseosas elevadas (> 2 bares, preferentemente > 5 bares) frente a los procedimientos conocidos.
La tarea se resuelve mediante el procedimiento según la presente reivindicación 1.
El objeto de la presente invención consiste, por lo tanto, en un procedimiento para la desacidificación de una corriente de fluido, que contiene como impurezas gases ácidos, tales como el CO_{2}, el H_{2}S, el COS, el CS_{2} o mercaptanos, poniéndose en contacto íntimo en, al menos, una etapa de absorción, la corriente de fluido con un líquido de lavado, que contiene agua, 3-dimetilamino-1-propanol (DMAP) y piperazina. En este caso se eliminan los gases ácidos de la corriente de fluido y son absorbidos por el líquido de lavado. La corriente de fluido, ampliamente purificada de los gases ácidos, y el líquido de lavado, cargado con los gases ácidos, se separan a continuación entre sí. Sorprendentemente se ha encontrado que el empleo de 3-dimetilamino-1-propanol aumenta considerablemente la capacidad de carga del líquido de lavado frente a los líquidos de lavado conocidos.
El objeto de la presente invención está constituido, además, en su forma más general, por el empleo de soluciones de lavado acuosas, que contengan 3-dimetilamino-1-propanol y piperazina, para la eliminación de gases ácidos a presiones gaseosas a partir de 2 bares, de una corriente de fluido que contenga gases ácidos.
El objeto de la presente invención está constituido, además, por un líquido de absorción o bien de lavado que es especialmente adecuado para el empleo en el procedimiento según la invención, que contiene agua, 3-dimetilamino-1-propanol y piperazina.
La suma de las concentraciones de todas las alcanolaminas alifáticas, terciarias, contenidas en la solución de lavado, se encuentra ventajosamente en el intervalo desde un 10 hasta un 60% en peso. Preferentemente la concentración en alcanolamina está comprendida entre un 20 y un 60% en peso y de forma especialmente preferente entre un 30 y un 60% en peso. La concentración de todos los activadores B, contenidos en la solución de lavado, se encuentran ventajosamente desde un 0,1 hasta un 50% en peso, preferentemente desde un 0,1 hasta un 40% en peso y, de forma especialmente preferente, desde un 0,1 hasta un 30% en peso.
La proporción de DMAP en las alcanolaminas A se encuentra comprendida preferentemente entre un 30 y un 100% en peso y, de forma especialmente preferente, entre un 50 y un 100% en peso. De manera muy especialmente preferente se empleará exclusivamente DMAP como alcanolamina A.
La proporción de la piperazina en los activadores B está comprendida preferentemente entre un 20 y un 100% en peso y, de forma especialmente preferente, entre un 40 y un 100% en peso. De forma muy especialmente preferente se empleará exclusivamente piperazina como activador B.
Estos datos se refieren al líquido de lavado empleable. El líquido de lavado, según la invención, se prepara usualmente en forma de concentrado que se diluye por el usuario mediante adición de agua hasta la concentración
final.
Las alcanolaminas A, que pueden estar contenidas en la solución de lavado, además de la DMAP, pueden estar constituidas por alcanolaminas usuales que se han acreditado para el lavado de gases o bien de LPG, como las que se han descrito por ejemplo en la publicación WO 89/11327. Desde luego se emplearán de forma especialmente preferente la trietanolamina (TEA) y la metildietanolamina (MDEA). El empleo de MDEA es especialmente preferente para lavados amínicos de gases hidrocarbonados, tal como el gas natural, mientras que el empleo de la TEA puede ser ventajoso para el lavado del LPG. De este modo se ha descrito, por ejemplo, en la publicación US 5,877,386, que las soluciones amínicas, que contienen TEA tienen una solubilidad en LPG menor, lo cual reduce las pérdidas de amina en el proceso de lavado.
Los activadores B, que pueden estar contenidos en la solución de lavado, además de la DMAP, pueden estar constituidos por ejemplo por la 3-metilamino-1-propilamina o por la homopiperazina.
En caso dado el líquido de lavado según la invención puede contener, además, pequeñas cantidades de un agente de absorción o disolvente físico para los gases ácidos, tales como, por ejemplo, el sulfolano, las amidas de ácido alifáticas, la N-metilpirrolidona o el metanol. En general estas cantidades no suponen más de un 20%, referido a la solución de lavado.
La solución de lavado, según la invención, permite, además, una amplia eliminación del H_{2}S a partir de la corriente gaseosa. Del mismo modo pueden eliminarse al menos en parte el COS y los mercaptanos.
El procedimiento según la invención puede llevarse a cabo con los dispositivos de lavado empleados usuales, empleados para el lavado de gases o para el lavado del LPG. Los dispositivos de lavado adecuados, que garantizan en una zona de absorción un contacto íntimo entre la corriente de fluido y el líquido de lavado son, por ejemplo, columnas con cuerpos de relleno, columnas con empaquetaduras y columnas de platos, lavadores de flujo radial, lavadores de chorro, lavadores de tipo Venturi y lavadores de pulverización por rotación, preferentemente las columnas con empaquetaduras, las columnas con cuerpos de relleno y las columnas de platos.
De manera típica, el líquido de lavado tiene en la columna de absorción una temperatura comprendida entre 40 y 70ºC en la cabeza de la columna y comprendida entre 50 y 100ºC en la cola de la columna. La presión total en la columna está comprendida, en general, entre 1 y 120 bares. Ventajosamente se llevará a cabo el procedimiento según la invención en la etapa de absorción a 2 bares o a una presión mayor, preferentemente a 5 bares o a una presión mayor, de forma especialmente preferente a 10 hasta 100 bares.
El procedimiento, según la invención, puede llevarse a cabo en una etapa o en varias etapas parciales sucesivas. En este último caso se pondrá en contacto íntimo la corriente de fluido, que contiene los componentes gaseosos ácidos, en cada etapa parcial respectivamente con una corriente parcial del líquido de lavado. A modo de ejemplo puede alimentarse en diversos puntos de la zona de absorción una corriente parcial del líquido de absorción, disminuyendo la temperatura del líquido de lavado alimentado en las etapas parciales sucesivas, por regla general, desde la cola hacia la cabeza de la columna -por ejemplo cuando se utilice una columna de absorción-.
El líquido de lavado, cargado con componentes gaseosos ácidos, y el gas purificado se separarán entre sí y se descargarán de la zona de absorción. El líquido de lavado puede regenerarse seguidamente y, a continuación, puede reciclarse hasta la zona de absorción con carga reducida. De manera típica se llevará a cabo durante la regeneración una descompresión del líquido de lavado cargado desde una presión más elevada, reinante en la zona de absorción, hasta una presión más baja. La descompresión puede verificarse, por ejemplo, por medio de una válvula estranguladora. De manera complementaria o alternativa puede conducirse el líquido de lavado a través de una turbina descompresora, con la que se acciona un generador y puede obtenerse energía eléctrica. La energía retirada de este modo del líquido de lavado durante la descompresión puede emplearse por ejemplo también para el accionamiento de bombas para líquidos en el circuito cerrado del líquido de lavado.
La liberación de los componentes gaseosos ácidos puede verificarse durante la regeneración del líquido de lavado por ejemplo en una columna de descompresión, por ejemplo en un recipiente flash montado de manera vertical o de manera horizontal o una columna a contracorriente con apliques. Pueden conectarse sucesivamente varias columnas de descompresión, en las cuales se lleve a cabo la regeneración a presiones diferentes. A modo de ejemplo, el líquido de lavado puede regenerarse en primer lugar en una columna de descompresión previa a presión elevada, que se encuentre, por ejemplo, aproximadamente en 1,5 bares por encima de la presión parcial de los componentes gaseosos ácidos en la zona de absorción y, a continuación, en una columna de descompresión principal a presión más baja, por ejemplo a 1 hasta 2 bares absolutos. En el caso de un proceso de descompresión con varias etapas se liberarán en la primera columna de descompresión, preferentemente, gases inertes, tales como componentes absorbidos de los gases a ser regenerados y, en las columnas de descompresión siguientes, los componentes gaseosos ácidos.
Con ayuda de un arrastre con vapor, previsto también preferentemente, con un fluido inerte, pueden eliminarse otros gases ácidos del líquido de lavado durante la regeneración. Para ello se conducirán el líquido de lavado y un agente arrastrador, ventajosamente un gas inerte caliente, siendo preferentes el nitrógeno o el vapor de agua, a contracorriente a través de una columna de desorción, dotada con cuerpos de relleno, con empaquetaduras o con platos. Preferentemente la presión durante el arrastre con vapor está comprendida entre 1 y 3 bares absolutos y la temperatura está comprendida entre 90 y 130ºC.
En la publicación US 4,336,233 se ha descrito, por ejemplo, una regeneración del líquido de lavado en varias etapas parciales sucesivas, disminuyendo la carga del líquido de lavado con los componentes gaseosos ácidos en cada etapa parcial. A continuación se lleva a cabo un lavado grosero con un circuito cerrado de descompresión puro sin arrastre con vapor, descomprimiéndose el líquido de lavado, cargado, por medio de una turbina descompresora y regenerándose paso a paso en una columna de descompresión previa y en una columna de descompresión principal. Esta variante se empleará, ante todo, cuando los gases ácidos, a ser eliminados por lavado, presenten presiones parciales elevadas y cuando se planteen sólo pocas exigencias con respecto a la pureza del gas purificado.
En otra forma preferente de realización del procedimiento según la invención pueden obtenerse las corrientes parciales del líquido de lavado, empleadas en las etapas parciales, sucesivas, del proceso de lavado o bien de absorción, mediante etapas parciales sucesivas del proceso de regeneración y presentan una carga en disminución con los componentes gaseosos ácidos. En este caso es especialmente preferente un procedimiento en el que el gas de alimentación o el LPG, que contienen los componentes ácidos, se pongan en contacto íntimo, sucesivamente, con una primera corriente parcial o líquido de lavado, que se obtenga tras regeneración parcial en una columna de descompresión y como paso previo al arrastre con vapor, y con una segunda corriente parcial del líquido de lavado, o tras el arrastre con
vapor.
A modo de ejemplo, puede llevarse a cabo, como se ha descrito en la publicación US 4,336,233, la etapa de absorción en dos etapas parciales, un lavado grosero y un lavado fino, y la etapa de regeneración, paso a paso, mediante descompresión en una turbina descompresora, en una columna de descompresión previa y en una columna de descompresión principal, así como mediante subsiguiente arrastre con vapor. En este caso la corriente parcial del líquido de lavado para el lavado grosero puede proceder de la columna de descompresión principal y la corriente parcial para el lavado fino puede proceder el arrastre con vapor.
El agente de absorción, regenerado, se conducirá usualmente, como paso previo a su alimentación en la zona de absorción, a través de un intercambiador de calor y se llevará a la temperatura necesaria para el proceso de lavado. A modo de ejemplo puede retirarse calor del líquido de lavado regenerado, que abandona la columna de arrastre con vapor y añadirse el líquido de lavado, que contiene todavía componentes ácidos, antes de su entrada en la columna de arrastre con vapor.
El procedimiento, según la invención, puede llevarse a cabo con configuraciones de la instalación típicas para el lavado y a continuación la regeneración del líquido de lavado, como las que se han descrito, por ejemplo, en la publicación US 4,336,233 para un proceso de lavado en una etapa o bien en dos etapas y, de forma especialmente detallada en la publicación EP-A 0 322 924 para un proceso de lavado en una sola etapa con etapa de descompresión y de arrastre con vapor. Por la presente se hace referencia expresa a ambos documentos.
El procedimiento según la invención se explicará a continuación con mayor detalle haciéndose referencia al dibujo adjunto.
En el dibujo muestran
la figura 1 una representación esquemática de una instalación para la realización del procedimiento según la invención en un proceso de lavado con una sola etapa, que va seguido de una regeneración del líquido de lavado con columna de descompresión y de arrastre con vapor;
la figura 2 un diagrama correspondiente a la carga relativa con CO_{2} de un líquido de lavado según la invención en equilibrio con un gas con un 10% en volumen de CO_{2} en función de la presión total;
la figura 3 un diagrama correspondiente a la carga relativa con H_{2}S de un líquido de lavado, según la invención, en equilibrio con un gas con un 5% en volumen de H_{2}S en función de la presión total.
Haciéndose referencia a la figura 1, puede verse una disposición preferente para la realización del procedimiento según la invención, como la que se utiliza, por ejemplo, para la eliminación de gases ácidos a partir de una corriente de gas natural que contiene CO_{2} y otros gases ácidos.
La mezcla fluida, que contiene por ejemplo gas natural como producto valorizable, y que comprende, además, gases ácidos tales como el H_{2}S, el CO_{2} y el COS, se conduce a través de un conducto 10 hasta una columna de absorción 11. Como paso previo a la entrada en la columna de absorción, pueden estar previstos dispositivos separadores (no representados), que eliminen, por ejemplo, gotículas de fluido del gas en bruto. La columna de absorción 11 tiene una zona de absorción 12, en la que se garantiza un contacto íntimo del gas en bruto ácido con un líquido de lavado, pobre en gases ácidos, que llega a través de un conducto 13 hasta la zona de la cabeza de la columna de absorción 11 y se conduce a contracorriente con respecto al gas a ser tratado. La zona de absorción 12 puede estar realizada, por ejemplo, mediante platos, por ejemplo platos tamizadores o platos de campanas, o por medio de empaquetaduras. De manera típica, se emplearán desde 20 hasta 34 platos. En la zona de la cabeza de la columna de absorción 11 pueden estar dispuestos platos de reflujo 14 para reducir la pérdida de componentes fácilmente volátiles del líquido de lavado. Los platos de reflujo 14, configurados por ejemplo en forma de platos de campanas, se alimentan con agua a través de un conducto de condensado 15, a través del cual se conduce el gas tratado.
La corriente de gas natural, ampliamente liberada de los componentes gaseosos ácidos, abandona la columna de absorción 11 a través de una descarga de cabeza 16. En el conducto 16 puede estar dispuesto un separador (no representado) - especialmente cuando no estén presentes en la columna 11 platos de reflujo, que retiran de la corriente gaseosa el líquido de lavado arrastrado.
En lugar de la instalación de absorción con una sola etapa, aquí descrita, puede emplearse también una variante con dos etapas, como la que se ha representado por ejemplo en la figura 2 de la patente norteamericana US 4,336,233.
El líquido de lavado, que contiene ácido, abandona la columna de absorción 11 a través del conducto 17 y llega, a través de una turbina descompresora 18, opcionalmente presente, y de un conducto 19 hasta la zona de cabeza de una primera columna de descompresión 20. En la columna de descompresión 20 se reduce rápidamente la presión del líquido de lavado de tal manera, que los componentes de bajo punto de ebullición del gas a ser purificado pueden desprenderse por evaporación del líquido de lavado. Estos componentes pueden quemarse o pueden reciclarse hasta la columna de absorción 11. El líquido de lavado abandona la primera columna de descompresión 20 a través de un conducto 21 en el fondo de la columna, mientras que los componentes eliminados por evaporación del gas a ser purificado se retiran a través de un conducto 22 por la cabeza de la primera columna de descompresión 20.
En el ejemplo representado, el líquido de lavado llega a continuación hasta una segunda columna de descompresión 23, que puede estar configurada por ejemplo como columna de baja presión (es decir como un dispositivo flash a baja presión - Low-Pressure-Flash-). Los gases ácidos difícilmente volátiles se separan por evaporación, después de pasar a través de los platos de reflujo 24, en caso dado previstos, a través del conducto 25. En la cabeza de la segunda columna de descompresión 23 puede esta previsto un intercambiador de calor con distribuidor de cabeza o con condensador 26, que recicla hasta la columna de descompresión las gotículas arrastradas del líquido de lavado. El condensador 26 puede puentearse en caso dado por medio de un conducto en Bypass 27. El líquido de lavado abandona la segunda columna de descompresión 23 a través de un conducto 28 y se bombea a través de una bomba 29 a través de un intercambiador de calor 30, absorbiendo calor del líquido de lavado regenerado, reciclado hasta la columna de absorción 11. A continuación llega el líquido de lavado hasta la zona de cabeza de una columna de arrastre con vapor 32, en la que se conduce el líquido de lavado a contracorriente con respecto a una corriente gaseosa, por ejemplo vapor de agua. En la columna de arrastre con vapor 32 se eliminan del líquido de lavado las partes restantes de los gases ácidos. El líquido de lavado abandona la zona de la cola de la columna de arrastre con vapor 32 a través de un conducto 33, mientras que los componentes de los gases ácidos, arrastrados con el vapor, se reciclan, a través de un conducto 34, hasta la zona de la cola de la segunda columna de descompresión 23. El líquido de lavado, que desciende por el conducto 33, llega hasta un distribuidor 35, en el cual se transporta una parte del líquido de lavado, a través de un conducto 36, hasta un hervidor 38, que calienta al líquido y lo recicla en estado de vapor hasta el tubo de arrastre con vapor a través de un conducto 39. Otra parte del líquido de lavado llega desde el distribuidor 35, a través del conducto 37, hasta una bomba 40, que, como se ha indicado esquemáticamente mediante la vía de transferencia 41, está conectado con la turbina descompresora 18. La turbina descompresora proporciona una parte de la energía necesaria para el accionamiento de la bomba 40. El líquido de lavado, pobre en gases ácidos, regenerado, llega, a través de un conducto 42, hasta el intercambiador de calor 30, en el que transfiere calor al líquido de lavado conducido a través del conducto 28 hasta la columna de arrastre con vapor 32. El líquido de lavado regenerado se recicla entonces a través de los conductos 43 y 13 hasta la columna de absorción 11, en la que puede absorber de nuevo gases ácidos. Por delante de la entrada en la columna de absorción puede estar previsto otro intercambiador de calor 44, que enfríe al líquido de lavado hasta la temperatura de alimentación necesaria. Del mismo modo pueden estar previstos filtros y otros dispositivos de purificación (no representados) para purificar al líquido de lavado antes de su entrada en la columna de absorción 11.
En la zona de los conductos 43,13 pueden estar previstos también conductos (no representados) para el líquido de lavado fresco, cuando no pueda mantenerse la cantidad de alimentación necesaria únicamente por medio del líquido de lavado regenerado.
La cantidad de líquido de lavado a ser alimentado puede regularse mediante la potencia de la bomba y mediante dispositivos de válvula y de estrangulación (no representados).
A continuación se explicarán con mayor detalle ventajas de la invención por medio de ejemplos comparativos.
Ejemplos 1. Carga en equilibrio de CO_{2}
Se llevaron a cabo cálculos con un modelo de fases en equilibrio (modelo Pitzer; Kenneth S. Pitzer, Activity Coefficients in Electrolyte Solutions 2nd ed., CRC-Press, 1991, Chapt. 3, Ion Interaction Approach:Theory and Data Correlation; los parámetros del modelo se adaptaron a las mediciones hechas con las fases en equilibrio). Para ello se tomó como base un agente acuoso de absorción, que contenía un 5% en peso de piperazina, un 35% en peso de DIMAP y un 60% en peso de agua. En la figura 2 se ha representado la carga relativa de CO_{2} (descrito en la figura como "solubilidad relativa de CO_{2}") de este agente de absorción en función de la presión total en el equilibrio con un gas, que contenía un 10% en volumen de CO_{2}. La carga de CO_{2} del líquido de lavado, según la invención, está referida a la carga en equilibrio del CO_{2} con una presión gaseosa de 1 bar de un líquido de lavado comparativo, que contiene un 40% en peso de DIMAP y un 60% en peso de agua. El líquido de lavado, según la invención, presenta, a presiones totales mayores que 2 bares, una mayor capacidad de carga con CO_{2}, que sobrepasa 1,7 veces el valor comparativo a la presión total máxima indicada.
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2. Carga en equilibrio de H_{2}S
La carga en equilibrio de H_{2}S se determinó de manera análoga a la del CO_{2} según el ejemplo 1.
Nuevamente se tomó como base un agente de absorción acuoso, que contenía un 5% en peso de piperazina, un 35% en peso de DMAP y un 60% en peso de agua.
En la figura 3 se ha representado la carga relativa de H_{2}S ("solubilidad relativa de H_{2}S") del líquido de lavado según la invención, en función de la presión total en equilibrio con un gas, que contiene un 5% en volumen de H_{2}S. La carga se refiere a la carga en equilibrio del H_{2}S de un líquido de lavado comparativo, que contiene un 40% en peso de DMAP y un 60% en peso de agua, a la presión total de 1 bar. El líquido de lavado, según la invención, presenta, para presiones > 2 bares, una capacidad de carga mayor con H_{2}S, que alcanza, aproximadamente, 1,8 veces el valor del comparativo a la presión total máxima indicada.
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3. Carga simultánea con CO_{2}/H_{2}S
Las cargas se determinaron de manera análoga a la indicada para el CO_{2} según el ejemplo 1.
La tabla 1 muestra la carga en equilibrio para dos gases con contenidos diferentes en gases ácidos, a diversas presiones totales de un líquido de lavado según la invención con un 5% en peso de piperazina, un 35% en peso de DMAP y un 60% en peso de agua con relación a la carga en equilibrio de una solución de lavado con un 5% en peso de piperazina, un 35% en peso de MDEA y un 60% en peso de agua. Tal como puede verse es mayor la carga del CO_{2} así como también la carga del H_{2}S.
TABLA 1
1

Claims (8)

1. Procedimiento para la desacidificación de una corriente de fluido, que contiene gases ácidos como impurezas, poniéndose en contacto íntimo en, al menos, una etapa de absorción la corriente de fluido con un líquido de lavado, que está constituido por una solución acuosa, que contiene
a)
alcanolaminas alifáticas, terciarias (alcanolamina A), estando constituido, al menos, el 30% en peso de las alcanolaminas alifáticas, terciarias, por el 3-dimetilamino-1-propanol y
b)
aminas alifáticas, secundarias (activador B), estando constituido, al menos, el 20% en peso de las aminas alifáticas secundarias por piperazina,
y se separan entre sí la corriente de fluido, ampliamente purificada de los gases ácidos, y el líquido de lavado, cargado con los gases ácidos, llevándose a cabo la etapa de absorción a una presión total de 2 bares o a una presión mayor.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración en alcanolamina A, con relación a la solución de lavado, constituye desde un 10 hasta un 60% en peso.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que la concentración en activador B, con relación a la solución de lavado, constituye desde un 0,1 hasta un 50% en peso.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el líquido de lavado se purifica a continuación y se conduce entonces de nuevo hasta la zona de absorción o bien hasta la zona de extracción.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el líquido de lavado se regenera por medio de descompresión en una o varias etapas.
6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el líquido de lavado se regenera, tras la descompresión, mediante arrastre con vapor con un fluido inerte, especialmente nitrógeno o vapor de agua.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa de absorción se lleva a cabo en varias etapas parciales sucesivas, poniéndose en contacto la corriente de fluido, que contiene gases ácidos, en cada etapa parcial respectivamente con una corriente parcial del líquido de lavado.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque las corrientes parciales del líquido de lavado se obtienen tras cada una de las etapas parciales sucesivas del proceso de regeneración del líquido de lavado de tal manera, que las corrientes parciales del líquido de lavado presentan una carga en disminución en gases ácidos.
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