ES2981003T3 - Sistema de lavado químico de dióxido de azufre y procedimiento para producir productos de potasio - Google Patents
Sistema de lavado químico de dióxido de azufre y procedimiento para producir productos de potasio Download PDFInfo
- Publication number
- ES2981003T3 ES2981003T3 ES16882343T ES16882343T ES2981003T3 ES 2981003 T3 ES2981003 T3 ES 2981003T3 ES 16882343 T ES16882343 T ES 16882343T ES 16882343 T ES16882343 T ES 16882343T ES 2981003 T3 ES2981003 T3 ES 2981003T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- potassium
- sulfite
- gas
- solution
- sulfur
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 107
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 88
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 62
- 239000011591 potassium Substances 0.000 title claims description 41
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 title claims description 41
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 39
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 24
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 title claims description 16
- FGRVOLIFQGXPCT-UHFFFAOYSA-L dipotassium;dioxido-oxo-sulfanylidene-$l^{6}-sulfane Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=S FGRVOLIFQGXPCT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 136
- BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L potassium sulfite Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])=O BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 104
- 235000019252 potassium sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 104
- 235000010259 potassium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 100
- DJEHXEMURTVAOE-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfite Chemical compound [K+].OS([O-])=O DJEHXEMURTVAOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 91
- 229940099427 potassium bisulfite Drugs 0.000 claims abstract description 90
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 89
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 88
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 88
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 77
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 138
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 59
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 15
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229940016373 potassium polysulfide Drugs 0.000 claims description 9
- DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N potassium sulfide Chemical compound [S-2].[K+].[K+] DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 6
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 6
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 6
- ZOCLAPYLSUCOGI-UHFFFAOYSA-M potassium hydrosulfide Chemical compound [SH-].[K+] ZOCLAPYLSUCOGI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 5
- LTJSXGVQCAVSJW-UHFFFAOYSA-N [K+].[K+].[S-][S-] Chemical compound [K+].[K+].[S-][S-] LTJSXGVQCAVSJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 4
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 3
- DLPAJFPCOBSODM-UHFFFAOYSA-N oxygen;sulfur dioxide Chemical compound [O].O=S=O DLPAJFPCOBSODM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 111
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 51
- 239000000047 product Substances 0.000 description 45
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 33
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 24
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 24
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 24
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 19
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 15
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 10
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 8
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 8
- 150000004764 thiosulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- -1 alkaline earth metal thiosulfates Chemical class 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 5
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M hydrosulfide Chemical compound [SH-] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N Heroin Chemical group O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)OC(C)=O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4OC(C)=O GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N 0.000 description 3
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical class [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRDIEHDJWYRVPT-UHFFFAOYSA-N 4-amino-5-hydroxynaphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC(O)=C2C(N)=CC=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 LRDIEHDJWYRVPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWZOLWLJEJRQMZ-UHFFFAOYSA-N [S].S Chemical compound [S].S GWZOLWLJEJRQMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003109 potassium Chemical class 0.000 description 1
- WABCASJAEYIOOZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogen sulfite sulfurothioic O-acid Chemical compound S(=O)([O-])O.S(=S)(=O)(O)O.[K+] WABCASJAEYIOOZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000011175 product filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229940006280 thiosulfate ion Drugs 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/64—Thiosulfates; Dithionites; Polythionates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1481—Removing sulfur dioxide or sulfur trioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
- B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/62—Methods of preparing sulfites in general
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/30—Alkali metal compounds
- B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/604—Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/606—Carbonates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/608—Sulfates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/10—Inorganic absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
- B01D2257/2045—Hydrochloric acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/302—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un procedimiento para preparar tiosulfato de potasio, sulfito de potasio o bisulfito de potasio que comprende los siguientes pasos: Paso (1a): proporcionar una solución de hidróxido de potasio o carbonato de potasio para neutralizar componentes formadores de ácido tales como disolver SO2 o H2S; Paso (1b): proporcionar una solución en contacto con SO2, que contiene al menos algo de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o tiosulfato de potasio; Paso (2): proporcionar gas SO2; Paso (3): hacerlos reaccionar para absorber el gas SO2 y formar una mezcla de reacción intermedia que comprende sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, y opcionalmente recuperar el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, y/o opcionalmente usar los pasos 4 y 5; Paso (4): añadir azufre o un compuesto que contiene sulfuro que contiene azufre que tiene un estado de oxidación de 0, -2 o de entre 0 y -2 a la mezcla de reacción y opcionalmente hidróxido de potasio o carbonato de potasio, y hacer reaccionar la mezcla en condiciones adecuadas para formar tiosulfato de potasio; y Paso (5): recuperar el tiosulfato de potasio, y opcionalmente concentrar el tiosulfato de potasio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de lavado químico de dióxido de azufre y procedimiento para producir productos de potasioReferencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de tiosulfato de potasio, o sulfitos de potasio y/o bisulfitos de potasio.
Antecedentes de la invención
El ion tiosulfato, S<2>O<3>2-, es un análogo estructural del ion SO<4>2- en el que un átomo de oxígeno se reemplaza por un átomo de S. Sin embargo, los dos átomos de azufre en S<2>O<3-2>no son equivalentes. Uno de los átomos de S es un átomo de azufre similar a sulfuro que proporciona al tiosulfato sus propiedades reductoras y capacidades de complejación.
Los tiosulfatos se usan en el curtido del cuero, la fabricación de papel y textiles, la desulfuración de gases de combustión, aditivos de cemento, decloración, extinción con ozono y peróxido de hidrógeno, estabilizadores de recubrimiento, como fertilizante agrícola, como agente de lixiviación en minería, etc.
Debido a estas capacidades de formación de complejos con metales, también se han usado compuestos de tiosulfato en aplicaciones comerciales tales como aplicaciones de fotografía, tratamiento de residuos y tratamiento de aguas.
Sin embargo, los tiosulfatos se oxidan fácilmente a ditionatos, tritionatos, tetrationatos, y finalmente a sulfatos:
2S2O32-+3O2 ^ 2S2O62-
S2O62-+O2^2SO42-
7S2O32-+3/2O2^2S3O62-+2S4O62-
2S3O62-+6O2^6SO42-
S4O62-+5O2^4SO42-
Debido a esta transformación, los tiosulfatos se usan como fertilizantes en combinación con cationes tales como amonio, potasio, magnesio y calcio. Los tiosulfatos de amonio, metales alcalinos y metales alcalinotérreos son solubles en agua. Las solubilidades en agua de los tiosulfatos disminuyen de tiosulfatos de amonio a tiosulfatos de metales alcalinos a tiosulfatos de metales alcalinotérreos.
El potasio (K) es un nutriente principal para las plantas. El potasio está asociado con el movimiento de agua, nutrientes e hidratos de carbono en el tejido vegetal. Si el potasio es deficiente o no se suministra en cantidades adecuadas, se detiene el crecimiento y se reducen los rendimientos. El potasio estimula el crecimiento temprano, aumenta la producción de proteínas, mejora la eficiencia del uso de agua, es vital para la persistencia de la plantación en clima frío y mejora la resistencia a enfermedades e insectos.
El fertilizante de tiosulfato de potasio contiene el porcentaje más alto de potasio en forma líquida, en comparación con otras fuentes de potasio tales como cloruro de potasio (KCl), nitrato de potasio (KNO<3>) y sulfato de potasio (K<2>SO<4>). Además, combina potasio con azufre (17 %) que también es un nutriente esencial para las plantas.
Se contempla que el tiosulfato de potasio podría producirse mediante varias rutas alternativas tales como:
I. Reacción de S y SO32- en medio neutro o alcalino
II. Reacción de S2- y SO32- (a través SO<2>y HSO32-)
III. Oxidación de hidrosulfuro de potasio (KSH)
IV. Reacción de intercambio iónico entre tiosulfatos alcalinos y cloruro o nitrato de potasio
V. Intercambio de sal entre tiosulfatos alcalinos y cloruro o nitrato de potasio
VI. Oxidación de polisulfuro de potasio
Sin embargo, algunas de estas alternativas presentan serias dificultades o desventajas. Las rutas I y II son procedimientos más largos y requieren el uso de dióxido de azufre SO2. Ambas de estas rutas se describen cuando el lavado químico del dióxido de azufre contaminante del aire es un objetivo. La ruta III requiere la manipulación de hidrosulfuro de potasio como materia prima que no es favorable debido a un entorno de sulfuro de hidrógeno. Las rutas IV y V tienen el inconveniente de que el intercambio iónico y el intercambio de sal requieren materias primas y equipos costosos, y también requieren una etapa de separación final debido a la necesidad de trabajar con disoluciones diluidas. La técnica anterior no ha tenido éxito produciendo tiosulfato de potasio de alta pureza a través de la ruta VI con bajos subproductos. Los tiosulfatos, en general, son susceptibles de conversión adicional en sulfito y sulfato a temperatura y presión adversas.
El documento US5567406A da a conocer un método de fabricación de sulfito de potasio a partir de una materia prima de hidróxido de potasio. Se somete a ensayo una materia prima para determinar la presencia de hierro y, si la materia prima contiene menos de 0,3 ppm de hierro, se hace reaccionar con dióxido de azufre en una disolución acuosa para formar sulfito de potasio. Alternativamente, el sulfito de potasio que tiene un color amarillo o parduzco puede decolorarse añadiendo de aproximadamente el<0 , 0 2>a aproximadamente el<0 , 8>% en peso de ácido hipofosforoso al mismo. El documento WO99/38799A da a conocer la fabricación de dos calidades de fertilizante líquido mediante intercambio iónico. En la primera fase, se pone en contacto tiosulfato de amonio (ATS) con una resina de intercambio iónico que contiene potasio para preparar el fertilizante líquido tiosulfato de potasio (KTS) y una resina que contiene amonio. Si se hace funcionar a temperatura ambiente, se evitan la oxidación de cualquier sulfito y la formación concomitante de sulfatos insolubles junto con los costes de incrustación asociados. La línea de recarga se hace funcionar en paralelo a la línea de KTS. Cuando la resina que contiene amonio se pone en contacto con cloruro de potasio, los cationes de amonio se intercambian por cationes de potasio y producen un cloruro de amonio que puede usarse como un segundo fertilizante líquido. Si se desea, puede usarse un concentrador para eliminar agua de cada fertilizante para aumentar su concentración de KTS o cloruro de amonio. El documento FR2534571A da a conocer una disolución saturada o supersaturada de carbonato de sodio, de carbonato de potasio o de hidróxido de potasio, respectivamente, que se pone en contacto con dióxido de azufre gaseoso en un equipo para tratamiento térmico que permite un mezclado vigoroso, en el que luego se mezcla la mezcla de reacción según los requisitos con carbonato de sodio o carbonato de potasio para obtener la reacción deseada, la mezcla se dispersa, se lleva a temperatura constante y se homogeneiza. El procedimiento puede usarse de una manera continua o no continua. https://www.americanelements.com/potassium-thiosulfate-10294-66-3 es una página web que muestra que el tiosulfato de potasio sólido puede venderse con alta pureza.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
En el presente documento se describen procedimientos, preferiblemente continuos, para la preparación de tiosulfato de potasio en concentración relativamente alta con cantidades relativamente bajas de subproductos solubles o sólidos. El procedimiento puede usarse para producir una disolución sustancialmente transparente que tiene un porcentaje relativamente alto de potasio, y un pH casi neutro, haciéndola muy adecuada como fertilizante líquido libre de cloro, por ejemplo, como fertilizante foliar, fertilizante de arranque, fertilizante en surcos y similares, y opcionalmente en combinación con otros fertilizantes.
En el presente documento también se describen procedimientos, preferiblemente continuos, para la preparación de sulfito de potasio, bisulfito de potasio o mezclas de los mismos como disolución sustancialmente transparente que tiene un porcentaje relativamente alto de potasio y pH casi neutro, haciéndola adecuada como fertilizante líquido, por ejemplo, como fertilizante foliar, fertilizante en surcos y similares.
Generalmente, el procedimiento de la presente invención proporciona un método para preparar tiosulfato de potasio, que comprende las siguientes etapas:
Etapa (1a): proporcionar una disolución de hidróxido de potasio para neutralizar componentes que forman ácidos; Etapa (1b): proporcionar una disolución que entra en contacto con SO<2>, que contiene al menos algo de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos;
Etapa (2): proporcionar gas de dióxido de azufre;
Etapa (3): hacer reaccionar estos para absorber el gas de SO<2>y para formar una mezcla de reacción que comprende sulfito de potasio, bisulfito de potasio o una mezcla de sulfito de potasio y bisulfito de potasio
Etapa (4): añadir un compuesto que contiene azufre o sulfuro que contiene azufre que tiene el estado de oxidación de<0>,<- 2>o de entre<0>y<- 2>a la mezcla de reacción y opcionalmente hidróxido de potasio o carbonato de potasio, y hacer reaccionar la mezcla en condiciones adecuadas para formar tiosulfato de potasio y
Etapa (5): recuperar el tiosulfato de potasio y, opcionalmente concentrar el tiosulfato de potasio.
Además, la presente invención proporciona un procedimiento para preparar sulfito de potasio, bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, que comprende las siguientes etapas:
Etapa (1a): proporcionar una disolución de hidróxido de potasio para neutralizar componentes que forman ácidos; Etapa (1b): proporcionar una disolución que entra en contacto con SO<2>, que comprende al menos sulfito de potasio; Etapa (2): proporcionar gas de dióxido de azufre;
Etapa (3): hacer reaccionar estos para formar una mezcla de reacción que comprende sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, y
Etapa (4): recuperar el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una representación esquemática de un procedimiento según una realización de la invención.
La figura 2 es una representación esquemática de un procedimiento según aún otra realización de la invención.Descripción detallada de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para la producción de tiosulfato de potasio mediante la reacción de un producto intermedio con una composición de sulfito/bisulfito en el que se usan materias primas relativamente económicas, tales como azufre, agua, dióxido de azufre y gas de sulfuro de hidrógeno, y en el que puede obtenerse tiosulfato de potasio con pureza relativamente alta. El hidróxido de potasio es otra materia prima que se usa en este enfoque.
Otro objetivo de la presente invención es producir una disolución de tiosulfato de potasio concentrado.
Todavía otro objetivo de esta invención es producir tiosulfato de potasio con una contaminación residual relativamente baja de subproductos, en particular subproductos solubles o sólidos.
Todavía otro objetivo de la presente invención es producir tiosulfato de potasio mediante un enfoque de funcionamiento continuo.
Todavía otro objetivo de la presente invención es producir tiosulfato de potasio usando gas de desecho, tales como sulfuro de hidrógeno, y convertir el gas de desecho en azufre o dióxido de azufre o para la absorción directa para esta operación.
Todavía otro objetivo de la presente invención es usar dióxido de azufre como gas virgen quemando azufre con oxígeno o usando dióxido de azufre de operaciones de gas de cola de desecho u operaciones de coquización o gas de combustión que contiene dióxido de azufre.
Todavía otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método que permita la producción de un producto de tiosulfato de potasio estable de pH cercano a neutro, y con una vida útil de almacenamiento suficiente para uso comercial.
Uno o más de los objetivos tal como se describieron anteriormente se obtienen con los procedimientos tal como se describen a continuación. Además, uno o más de dichos objetivos se obtienen con el aparato tal como se describe a continuación.
Uno o más de los objetivos tal como se describieron anteriormente se obtienen con el procedimiento según la presente invención, que describe procedimientos (preferentemente continuos) para la preparación de tiosulfato de potasio en una concentración relativamente alta con una cantidad relativamente baja de contaminantes solubles tales como sulfito, y sulfato.
En una realización preferida, controlar parámetros del procedimiento tales como la razón molar de las materias primas, el pH, la temperatura, la concentración y la composición del sulfito/bisulfito de potasio intermedio puede dar como resultado una disolución transparente preferida con un alto porcentaje de potasio en forma líquida. El líquido puede tener un pH casi neutro, lo que lo hace adecuado como fertilizante líquido, tal como fertilizante foliar. El tiosulfato de potasio puede usarse como tal, o en una mezcla con otros fertilizantes, micronutrientes, aditivos y/o similares compatibles.
Uno o más de los objetivos tal como se describieron anteriormente se obtienen con los procedimientos según la presente invención que describen la preparación de tiosulfato de potasio a partir de un producto intermedio rico en sulfito y preferiblemente en condiciones apropiadas, y usando razones molares preferidas de materias primas, produciendo una disolución líquida de tiosulfato de potasio en una concentración relativamente alta con cantidades relativamente bajas de subproductos sólidos o solubles.
Generalmente, el procedimiento para preparar tiosulfato de potasio de la presente invención comprende las siguientes etapas:
Etapa (1a): proporcionar una disolución de hidróxido de potasio para neutralizar componentes que forman ácidos; Etapa (lb): proporcionar una disolución que entra en contacto con SO2, que comprende o que contiene al menos algo de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos;
Etapa (2): proporcionar gas de dióxido de azufre;
Etapa (3): hacer reaccionar estos (es decir, el hidróxido de potasio, la disolución que entra en contacto con SO<2>y el gas de SO<2>) para formar una mezcla de reacción que se compone de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. (La mezcla de reacción puede ser tiosulfato de potasio rico en sulfito);
Etapa (4): añadir (i) azufre y/o (ii) sulfuro de hidrógeno y/o (iii) polisulfuro de potasio y /o (iv) sulfuro de potasio y/o (v) bisulfuro de potasio a la mezcla de reacción, y hacer reaccionar la mezcla en condiciones adecuadas para formar tiosulfato de potasio y
Etapa (5): recuperar el tiosulfato de potasio y opcionalmente concentrar el tiosulfato de potasio.
Recuperar el tiosulfato de potasio significa separar el tiosulfato de potasio del procedimiento para obtener un producto que pueda almacenarse, transportarse y venderse.
El procedimiento para preparar tiosulfato de potasio proporciona un sistema de lavado químico de dióxido de azufre no regenerativo preferentemente continuo y un procedimiento para la producción de productos de potasio que incluyen tiosulfato de potasio.
Las etapas 1-3 del procedimiento descritas anteriormente también pueden usarse para proporcionar sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. Recuperar dicho sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos significa separar dicho producto del procedimiento para obtener un producto que puede almacenarse, transportarse y venderse.
El SO<2>proporcionado en el procedimiento puede proceder de cualquier fuente, que incluye, por ejemplo: quemado de azufre con oxígeno; dióxido de azufre de gas de cola, operaciones de coquización, o convirtiendo sulfuro de hidrógeno en dióxido de azufre, o a partir de gas de combustión de otros procedimientos que contienen SO<2>.
Además de producir productos de potasio, el sistema de lavado químico y absorción de gas de SO<2>puede utilizarse como unidad de tratamiento de gas de cola (TGTU) o como sistema de desulfurización de gases de combustión (FGD) para control de emisiones tratando y limpiando corrientes de gas que contienen componentes de azufre ácidos y otros componentes de gases ácidos antes de descargarse a la atmósfera.
En una realización, la presente invención utilizada como desulfurización de gases de combustión (FGD) y/o unidad de tratamiento de gas de cola (TGTU) se refiere a un procedimiento continuo y a un sistema de recuperación para la recuperación de dióxido de azufre (SO<2>) contenido en corrientes de gases de combustión con el fin de limitar las emisiones de gas de SO<2>y con el fin de producir productos que contienen azufre y potasio.
El SO<2>que se hace reaccionar no se regenera como SO<2>, pero se recupera como mezcla de sulfito/bisulfito de potasio, y/o tiosulfato de potasio, productos en disolución que contienen azufre y potasio; estos productos pueden usarse como fertilizantes agrícolas, o pueden usarse para otros fines.
El procedimiento puede incluir el control de la generación y producción de gas de SO<2>para controlar la velocidad de producción de productos para satisfacer la demanda del mercado y para controlar las concentraciones de O<2>, SO<3>y NOx en el gas de SO<2>para una baja generación de sulfato y bajas emisiones de gas de chimenea de ventilación. El procedimiento puede incluir etapas de procedimiento adicionales para la retirada del agua en exceso en una torre de extinción de gas de SO<2>y/o en un evaporador/concentrador, preferiblemente al final del procedimiento, tal como por ejemplo un evaporador/concentrador para concentrar el tiosulfato de potasio si es necesario.
Pequeñas cantidades de sulfato como SO<3>generados en procedimientos de combustión que producen gas de SO<2>pueden retirarse parcialmente junto con agua en exceso en la torre de extinción de gas de SO2 como ácido sulfúrico diluido; el ácido sulfúrico puede utilizarse entonces en otro equipo de procedimiento tal como control del pH de la torre de enfriamiento o puede neutralizarse y descargarse como agua residual.
Puede realizarse una retirada adicional de sulfato del sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos y/o productos de tiosulfato de potasio, si es necesario, en la etapa de filtración de productos del procedimiento, para retirar cristales sólidos de sulfato de potasio que tienen baja solubilidad en disolución en la disolución concentrada de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos y/o disolución de producto de tiosulfato de potasio.
Con el diseño y control apropiados del sistema de combustión y el sistema de recuperación de SO<2>, es posible limitar la oxidación del SO<2>y sulfito en los productos recuperados de SO<2>que dan como resultado productos con bajo contenido en sulfato. Los contaminantes de la corriente de gas de SO<2>que pueden eliminarse o retirarse total o parcialmente incluyen, pero no se limitan a: O<2>, SO<3>, NO<x>, HCl, H<2>O y cenizas volantes.
Se usa hidróxido de potasio (etapa 1a) como la alimentación alcalina para las reacciones del procedimiento, el control del pH y la fuente de potasio para el procedimiento y los productos de potasio producidos. El hidróxido de potasio es la alimentación alcalina y la fuente de potasio preferidas para el procedimiento.
La base de potasio se usa para neutralizar componentes que forman ácidos tales como SO<2>o H<2>S.
La base de potasio se usa como disolución, tal como por ejemplo una disolución de 0,1 molar a 13,5 molar. Preferiblemente, la disolución tiene una concentración de aproximadamente 5 a 13,5 molar. Opcionalmente, se forma una disolución de fuente de potasio base combinando hidróxido de potasio seco o sólido con agua. El hidróxido de potasio seco o sólido puede estar en cualquier forma adecuada, tal como perlas, escamas o gránulos. Como disolución de lavado químico de SO<2>primario (etapa 1b) puede utilizarse una disolución de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos o una mezcla que comprende tiosulfato de potasio con sulfito de potasio y/o bisulfito de potasio en un absorbedor de SO<2>para el lavado químico y la absorción de SO<2>a partir de una corriente de gas que contiene SO<2>para la producir una disolución de lavado químico que contiene sulfito/bisulfito de potasio.
La disolución de lavado químico de SO<2>primario es normalmente una disolución recirculante concentrada de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos formada a partir de la adición de SO<2>, hidróxido de potasio y sulfito de potasio, o bisulfito de potasio diluidos o una mezcla de los mismos o agua de otras corrientes del procedimiento.
Alternativamente, el tiosulfato de potasio concentrado de un reactor aguas abajo puede recircularse a la torre de absorción si el gas de SO<2>caliente se usa para evaporar el agua en exceso, o en el caso de que haya exceso de alcalinidad en el tiosulfato de potasio en el reactor aguas abajo que puede llevarse hacia la torre de absorción, o en el caso en el que se desea oxidación reducida a sulfato.
Una etapa de lavado químico de SO<2>secundario en el lavador químico de SO<2>de la 2a etapa puede utilizarse para absorción y recuperación de SO<2>adicional. Opcionalmente, puede utilizarse una etapa final de tratamiento de gas que usa filtros de gas de lecho de fibras para separar por filtrado el material particulado que contiene azufre, para el control adicional de las emisiones de gas de chimenea de ventilación.
En una realización, cuando se añade a la disolución de lavado químico de SO<2>primario una disolución diluida de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos desde otros lugares del procedimiento, se obtiene una disolución concentrada de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. Esta disolución concentrada de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos puede comercializarse como producto de potasio o puede procesarse adicionalmente para producir el producto de tiosulfato de potasio.
La concentración de sal de potasio total de esta disolución concentrada de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos es preferiblemente de aproximadamente el 35-41 % en peso de sulfito de potasio, bisulfito de potasio y sulfato de potasio, incluso más preferiblemente de aproximadamente el 38-40 % en peso de la concentración de disolución de sal total. El pH es preferiblemente de entre aproximadamente 7 y aproximadamente 8,5.
El procedimiento puede incluir etapas de procedimiento para hacer reaccionar productos intermedios de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos en un reactor de azufre, contactor/reactor de gas de H<2>S, o reactor de polisulfuro de potasio, sulfuro o hidrosulfuro para producir tiosulfato de potasio que tiene bajo contenido en sulfito.
En una realización (realización i), puede añadirse azufre al procedimiento en un reactor de azufre con el fin de convertir el producto de recuperación de SO<2>(el producto de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos obtenido después de la etapa 3) en producto de tiosulfato de potasio.
En otra realización (realización ii), también puede añadirse azufre como H<2>S de corrientes de gas ácido de H<2>S y H<2>S de corrientes de gas de hidrocarburos normalmente generados en refinerías de petróleo y plantas de gas. El componente de H<2>S en estas corrientes de gas puede ponerse en contacto, absorberse y hacerse reaccionar para producir también el producto de tiosulfato de potasio. Cuando se pone en contacto, se absorbe y se hace reaccionar H<2>S contenido en corrientes de gas de hidrocarburos, la presente invención puede utilizarse como reemplazo para las unidades de amina usadas normalmente para la retirada y recuperación de H<2>S.
En una realización adicional, se proporciona azufre como sulfuro, como en la realización (iii) un polisulfuro de potasio; la realización (iv) sulfuro de potasio; o la realización (v) bisulfuro de potasio, en el que cualquiera de estos compuestos de azufre se pone en contacto con la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, para la reacción del polisulfuro, sulfuro o bisulfuro con sulfito para formar tiosulfato adicional.
Generalmente, la conversión del producto intermedio de sulfito/bisulfito (es decir, el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos) para producir el producto de tiosulfato de potasio tiene lugar a una presión cercana a la atmosférica en un reactor de azufre o en un contactor de H<2>S a la presión del gas que contiene H<2>S, o en un reactor líquido-líquido, ya que el sulfuro generalmente es líquido.
También puede añadirse azufre adicional a un quemador de azufre/sulfuro, para aumentar la producción de SO<2>. El producto de tiosulfato de potasio es particularmente adecuado como nutriente vegetal de potasio libre de cloro con una concentración de potasio muy alta en forma líquida que puede aplicarse a través de todos los tipos de sistemas de riego sin taponar las líneas de goteo. El líquido también podría convertirse para formar tiosulfato de potasio sólido cristalino. Sin embargo, el tiosulfato de potasio se usa preferiblemente en forma líquida.
El producto de potasio obtenido con el procedimiento tal como se describió anteriormente es preferiblemente un producto fertilizante, y más preferiblemente un producto fertilizante líquido.
La presente divulgación proporciona un procedimiento para preparar una disolución altamente concentrada de tiosulfato de potasio (K<2>S<2>O<3>), del que la cantidad generalmente es de aproximadamente el 40-56 % en peso, preferiblemente de aproximadamente el 48-56 % en peso y lo más preferiblemente de aproximadamente el 50-56 % en peso.
El tiosulfato puede ser de una pureza relativamente alta, y la cantidad de productos distintos de tiosulfato de potasio y agua es de aproximadamente el 5 % en peso o menos, preferiblemente de aproximadamente el 2 % en peso o menos. Las impurezas particulares son preferiblemente de la siguiente manera: generalmente, la cantidad de sulfato es de aproximadamente el<1>% en peso o menos (medida como sulfato de potasio), preferiblemente, de aproximadamente el 0,8 % en peso o menos, e incluso más preferible de aproximadamente el 0,4 % en peso o menos. Generalmente, el sulfito está presente en una cantidad de aproximadamente el 1 % en peso o menos, preferiblemente de aproximadamente el 0,7 % en peso o menos (medida como sulfito de potasio). Generalmente, el sodio está presente en una cantidad de aproximadamente el<1>% en peso o menos.
Preferiblemente, el procedimiento se realiza de tal manera que pueden obtenerse los productos descritos de tan buena calidad.
La cantidad relativamente baja de otros productos permite que el tiosulfato de potasio tenga una buena estabilidad de almacenamiento. La estabilidad de almacenamiento preferida es al menos medio año o más, preferiblemente 1 año o más, e incluso más preferiblemente 2 años o más a temperatura ambiente. El almacenamiento estable significa que el líquido permanece transparente, es decir, no hay cristales ni deposición visibles a simple vista.
Preferiblemente, el producto intermedio, mezcla de sulfito/bisulfito se forma a un pH tal que la composición de los productos intermedios favorece la presencia de una alta cantidad de sulfito. En una realización, el producto intermedio sulfito/bisulfito de potasio se proporciona a un pH alto, lo que maximiza la absorción de SO<2>, pero es suficientemente bajo para impedir la absorción de dióxido de carbono, si está presente en estas corrientes de gas de desecho de SO<2>.
La alta cantidad de azufre y potasio tanto en el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio intermedios o una mezcla de los mismos como en el producto de tiosulfato de potasio se controla controlando las concentraciones de la disolución. Las concentraciones de disolución se controlan controlando el contenido de agua de las disoluciones de producto. El contenido de agua de las disoluciones de producto se controla controlando una o más de tres variables de control del procedimiento. Una es el control directo de la adición de agua al procedimiento. La segunda es la retirada de agua del procedimiento retirando por condensación agua de la corriente de gas de SO<2>. La cantidad de azufre total, calculado como sulfito de potasio, en la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, que se extrae de la sección de lavado químico para la reacción con azufre o sulfuro, es generalmente de entre aproximadamente el 20 % en peso y el 41 % en peso, preferiblemente de entre aproximadamente el 30 % en peso y el 41 % en peso. La tercera variable de control del procedimiento para controlar el contenido de agua es la concentración mediante el retirado de agua de los productos por evaporación/ebullición. La concentración podría realizarse preferiblemente en el producto final de tiosulfato de potasio, pero también puede realizarse en el producto de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
Este sistema de absorción y recuperación de SO<2>no regenerativo es menos complejo y menos costoso de construir y hacer funcionar que otros procedimientos de recuperación de SO<2>regenerativos u otras TGTU tales como unidades SCOT. Esto es porque no existe la necesidad de procesamiento para regenerar el SO<2>o el agente de absorción de SO<2>usado para absorber SO<2>, o para la conversión a H<2>S para la absorción de aminas, la regeneración y recirculación tal como se realiza en las TGTU SCOT. Tanto el SO<2>como el agente de absorción de potasio se incorporan en productos que contienen azufre y potasio que tienen valor de mercado principalmente como fertilizantes agrícolas, preferiblemente fertilizante líquido, tal como preferiblemente un fertilizante para pulverización foliar.
Descripción de realizaciones adicionales preferidas de la invención
La figura 1 es un diagrama de procedimiento esquemático según el procedimiento de la presente invención.
La figura 2 es otro diagrama de procedimiento esquemático según la presente invención.
En la descripción detallada a continuación, se hará referencia a los diagramas expuestos en las figuras 1 y 2. Los números de línea y unidad tienen el siguiente significado, mientras que los mismos números en las figuras<1>y<2>tienen el mismo significado:
Las unidades de procesamiento se indican con los siguientes números en los dos diagramas:
T1: Lavador químico de gas que contiene SO<2>
T2: Segundo lavador químico de gas que contiene SO<2>que procede de T1
T3: Torre absorbedora empaquetada para reacción de bisulfito de potasio con polisulfuro, sulfuro, hidrosulfuro, azufre o H<2>S
F<1>: Filtro de gas de lecho de fibras
R3: Reactor de azufre para la reacción de azufre líquido con bisulfito de potasio/tiosulfato de potasio
E1, E2, E3, E4: Intercambiadores de calor
P1, P2, P3, P4: Bombas
Los siguientes números de línea representan tuberías de la siguiente manera en ambos diagramas:
01: gas que contiene SO<2>
02A, 02B, 02C: disolución de hidróxido de potasio
03: alimentación de azufre elemental o gas de alimentación de H<2>S o corriente de polisulfuro o sulfuro o hidrosulfuro 04: corriente de agua evaporada
05: alimentación de agua
05C: agua de procedimiento de F1
06: corriente de gas de chimenea de ventilación
07: CO<2>ventilado del reactor
08: tiosulfato de potasio o bisulfito de potasio concentrados
09: disolución de tiosulfato de potasio
10: disolución de bisulfito de potasio-absorción de SO<2>
11: mezcla de disolución de sulfito de potasio y bisulfito de potasio
12: disolución de bisulfito de potasio-absorción de SO<2>
13: corriente de recirculación en absorción de H<2>S
14: corriente de recirculación para absorción de SO<2>
15: disolución de bisulfito de potasio-absorción de SO<2>
16: corriente de gas de chimenea de ventilación
La realización preferida de la invención implica un procedimiento de múltiples etapas para convertir dióxido de azufre en el producto final de tiosulfato de potasio.
Una etapa preliminar opcional implica el tratamiento previo de la corriente de alimentación de gas de combustión de dióxido de azufre en una torre de extinción para enfriar el gas, eliminar el agua en exceso por condensación y retirar algunos de los otros componentes de gases ácidos tales como ácido sulfúrico y clorhídrico.
Las primeras etapas implican la absorción y reacción del componente de gas de dióxido de azufre de la corriente de gas de combustión (etapa 2) en una disolución que contiene sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos (etapa 1b), mientras se utiliza hidróxido de potasio como agente de absorción alcalino (etapa 1a) para proporcionar un producto de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos (etapa 3).
La siguiente etapa (etapa 4) implica la reacción del sulfito (SO<3>2"), que puede estar presente en forma de bisulfito (HSO)3-, con cualquiera de azufre, sulfuro de hidrógeno, polisulfuro de potasio, sulfuro de potasio o hidrosulfuro de potasio como una fuente alternativa de azufre.
El producto de reacción formado es tiosulfato de potasio (K<2>S<2>O<3>), tal como se describe en la etapa 5. El tiosulfato de potasio es una sal de potasio muy soluble en agua que contiene dos átomos de azufre, lo que hace que la disolución de tiosulfato de potasio tenga un alto contenido de azufre. Opcionalmente, la disolución de tiosulfato de potasio puede concentrarse eliminando el agua en exceso de la disolución mediante hervido o evaporación para producir una disolución concentrada de tiosulfato de potasio o un producto seco de tiosulfato de potasio.
El gas de alimentación de SO<2>formado aguas arriba del procedimiento de tiosulfato de potasio puede ser de varias fuentes diferentes que incluyen, pero no se limitan a (i) incineración de gas de purga de Claus de refinería y unidades de recuperación de azufre de planta de gas (SRU), (ii) incineración de sólidos, líquidos o gases que portan azufre que incluyen corrientes de gas de H<2>S/ácido, (iii) corrientes de SO<2>de procedimientos de recuperación SO<2>regenerativos, (iv) SO<2>puro o concentrado de otros procedimientos de generación de SO<2>y (v) SO<2>en gases de combustión procedentes de otro procedimiento de combustión o incineración. La cantidad total disponible de SO<2>en el gas de alimentación de SO<2>establece la cantidad de producto de tiosulfato de potasio que puede producirse. En una realización preferida, pueden añadirse alimentaciones que portan azufre adicionales al procedimiento de combustión aguas arriba con el fin de controlar y aumentar la velocidad de producción para satisfacer la demanda del mercado de productos de tiosulfato de potasio y/o sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos producidos. Preferiblemente, el procedimiento de combustión se lleva a cabo en un equipo de procedimiento de incineración y recuperación de calor residual que controla y limita la cantidad de oxígeno en exceso en la corriente (01) de gas de SO<2>. Limitar el oxígeno en exceso reduce la oxidación adicional de SO<2>y el SO<2>adsorbido como sulfito a sulfato.
Preferiblemente, en una etapa de procedimiento preliminar, se trata previamente SO<2>. En tal tratamiento previo, el gas de alimentación de SO<2>se enfría y se condensa el agua en exceso. Además, preferiblemente, el SO<2>se lava químicamente para eliminar los componentes ácidos y/o particulados del gas de combustión de SO<2>caliente. Aunque se prefiere esta etapa del procedimiento, no es un requisito del procedimiento. En caso de que se aplique dicha etapa, esto se realiza preferiblemente en una torre de extinción utilizando la disolución de ácido diluido formada a partir de la condensación de vapor de agua presente en el gas de alimentación de SO<2>junto con componentes ácidos que también pueden estar presentes.
H<2>O SO<3>^ H<2>SO<4>(ácido sulfúrico) en disolución de ácido de extinción
H<2>O HCl (gas) ^ HCl (ac.) (ácido clorhídrico) en disolución de ácido de extinción La torre de extinción utiliza normalmente una bomba de circulación para hacer circular la disolución de ácido diluido a través de un intercambiador de calor y hacia la zona de contacto gas/líquido en el interior de la torre de extinción para poner en contacto, lavar químicamente y enfriar el gas de alimentación de SO<2>. La torre de extinción puede ser alternativamente cualquier clase de equipo de procedimiento de puesta en contacto gas/líquido incluyendo, pero sin limitarse a, torre de pulverización, empaquetada o de bandejas, lavador químico venturi, mezclador de pulverización en línea o mezclador estático en línea. Tal como se ha explicado, el objetivo del procedimiento es enfriar el gas de combustión de SO<2>caliente, condensar el agua en exceso y lavar químicamente el gas para eliminar componentes de gases ácidos tales como ácidos sulfúrico y clorhídrico que añadirían componentes indeseables al producto final de tiosulfato de potasio y/o sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. En los casos en los que hay poco o ningún vapor de agua en exceso en el gas de alimentación de SO<2>que va a condensarse, puede añadirse agua de procedimiento. También puede añadirse agua de procedimiento para diluir la concentración de ácido en la torre de extinción para limitar la corrosión.
Preferiblemente el gas de SO<2>se enfría hasta aproximadamente 50 °C (120 °F) o menos, pero pueden ser aceptables temperaturas mayores dependiendo de la distribución y equilibrio de agua deseados en el procedimiento. El ácido diluido formado puede utilizarse por su contenido de ácido en otra aplicación o puede neutralizarse y eliminarse como aguas residuales. El SO<2>en el gas de alimentación de SO<2>es ligeramente soluble en el ácido diluido formado y representa una pérdida muy leve de SO<2>con respecto al resto del procedimiento. Si se desea puede recuperarse esta cantidad menor de SO<2>del ácido diluido usando un procedimiento de separación para la recuperación de SO<2>.
Para el gas de alimentación de SO<2>formado a partir de la combustión de una fuente de azufre concentrada tal como azufre elemental se forma muy poco o nada de vapor de agua y no se condensaría agua en la torre de extinción. En este caso puede añadirse agua si se desea el enfriamiento y el lavado químico. La torre de extinción también puede incorporar filtros de gas para retirar adicionalmente partículas de humo ácido. En cualquier caso, la operación de extinción puede omitirse en favor de alternativas de procedimiento aguas abajo para enfriar y retirar el agua en exceso y contaminantes.
La siguiente etapa de procedimiento recupera el componente de SO<2>de la corriente (01) de gas de SO<2>para formar una disolución que se compone de una mezcla (11) de disolución de sulfito de potasio y bisulfito de potasio denominado sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. La razón de sulfito con respecto a bisulfito depende del pH de la disolución controlado por la adición de hidróxido de potasio o carbonato de potasio de la corriente (02A).
SO<2>+ KOH ^ KHSO<3>(bisulfito de potasio) de pH de aproximadamente 5
SO<2>+ 2KOH ^ K<2>SO<3>+ H<2>O (sulfito de potasio) de pH de aproximadamente 10
<2>SO<2>+ K<2>CO<3>+ H<2>O ^<2>KHSO<3>+ CO<2>T
El pH de la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos puede controlarse a lo largo de un amplio intervalo de desde aproximadamente pH 5 hasta aproximadamente pH 10 con hidróxido de potasio, pero tiene preferiblemente un pH de entre aproximadamente 7 y 9, y más preferiblemente, un pH de entre aproximadamente 8,0 y 8,5 para mejorar la eficiencia de absorción de SO<2>, rechazar la absorción de CO<2>y aumentar la solubilidad en disolución. Si no está presente CO<2>, puede controlarse un pH de hasta aproximadamente 10 para una concentración de disolución máxima que permite la producción de tiosulfato de potasio con reacción con azufre en R-3 como tiosulfato de potasio concentrado sin el uso del evaporador, E-4.
Si se usa carbonato de potasio, el pH se limita preferiblemente a menos de aproximadamente 9, más preferiblemente menos de aproximadamente 8,5 para permitir la liberación de CO<2>del carbonato en disolución. Sin embargo, existe la capacidad de liberar algo del CO<2>restante, si lo hay, en las etapas tercera y cuarta del procedimiento.
El gas de SO<2>se pone en contacto con la disolución de sulfito de potasio, o la disolución de bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos en el absorbedor (T-1) de SO<2>donde el contacto gas/líquido da como resultado la absorción y la reacción del SO<2>de la corriente de gas de SO<2>. T-1 utiliza normalmente una bomba P1 de circulación para hacer circular la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos a través de un intercambiador E-1 de calor y hacia la zona de contacto gas/líquido para entrar en contacto con y absorber SO<2>de la corriente (01) de gas de alimentación de SO<2>.
El absorbedor de SO<2>puede ser alternativamente cualquier clase de equipo de procedimiento de puesta en contacto gas/líquido incluyendo, pero sin limitarse a torre de pulverización, empaquetada, de bandejas o de burbujeo, lavador químico venturi, mezclador de pulverización en línea o mezclador estático en línea.
Tanto la absorción como la reacción de SO<2>con disolución de sulfito de potasio, o disolución de bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos produce calor que se retira mediante el enfriador (E-1) absorbedor de SO<2>. La reacción es principalmente con el componente de sulfito de potasio más alcalino en la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos para formar bisulfito de potasio adicional a un pH menor de la disolución:
SO<2>+ K<2>CO<3>+ H<2>O ^ 2KHSO3
La disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos o el pH de la disolución se controla con la adición de hidróxido de potasio o carbonato de potasio de la corriente (2A) que añade alcalinidad de vuelta en la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos para formar más sulfito de potasio:
KHSO<3>+ KOH ^ K<2>SO<3>+ H<2>O
<2>KHSO<3>+ K<2>CO<3>^<2>K<2>SO<3>+ H<2>O CO<2>T
El enfriamiento puede controlarse para hacer funcionar T-1 a cualquier temperatura de procedimiento desde aproximadamente 10-95 °C (50-200 °F) dependiendo de los objetivos del procedimiento elegidos.
Preferiblemente las temperaturas se controlan hasta aproximadamente 60 °C (140 °F) o menos para limitar el vapor de agua en la corriente de gas ventilado. Al limitar el vapor de agua en el gas se reduce el penacho de vapor (vapor de agua condensado) en el gas de ventilación final que se descarga normalmente a la atmósfera a través de una chimenea de ventilación. Si la formación del penacho de vapor a partir de gas de ventilación saturado con vapor de agua caliente que se mezcla con aire atmosférico más frío no es un problema medioambiental entonces, pueden utilizarse temperaturas de funcionamiento de T-1 para permitir que el agua en exceso abandone el procedimiento con el gas de ventilación. Esto puede eliminar el uso de una torre de extinción para la retirada del agua en exceso e incluso eliminar la necesidad de requisitos de enfriamiento de E-1 y E-2. En este caso la temperatura de procedimiento se controla mediante el enfriamiento a partir de la evaporación natural de agua como vapor de agua de la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos Esto también ayudaría a producir una disolución más concentrada de disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
A la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos en T-1, puede añadirse agua de procedimiento de la corriente (05) al procedimiento que alimenta hacia adelante a T-2 y luego a T-1. T-1 puede ser cualquier equipo de procedimiento adecuado para la puesta en contacto gas/líquido pero es preferiblemente una torre de pulverización o de lecho empaquetado para puesta en contacto.
Puede requerirse la adición de un contactor de gas de segunda etapa, lavador (T-2) químico de SO<2>, para una puesta en contacto prolongada de la corriente de gas de SO<2>para una recuperación y retirada de SO<2>adicional. Esto permite una pérdida muy baja de SO<2>con gas de ventilación de modo que se obtienen emisiones muy bajas de SO<2>en el gas de ventilación descargado a la atmósfera. T-2 funciona como un contactor gas/líquido de la misma manera que T-1.
En una realización, la disolución de lavado químico es una disolución diluida o débil de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos. El pH de la disolución puede controlarse con la adición de hidróxido de potasio de la corriente (02B) a lo largo de un intervalo amplio de pH de desde aproximadamente 5-10, pero preferiblemente de aproximadamente 7-9 y más preferiblemente de aproximadamente 8,0-8,5 para mejorar la eficiencia de absorción de SO<2>y rechazar la absorción de CO<2>. La disolución diluida de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos generada pasa a y se convierte en parte de la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos de T-1. La disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos de T-1 producida se considera un producto intermedio que se somete a procesamiento adicional en la tercera etapa de procedimiento para convertirse en tiosulfato de potasio. Sin embargo, el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos también puede extraerse del procedimiento como producto independiente.
En una realización adicional, una última operación de procedimiento de la etapa para recuperar SO<2>y limpiar el gas antes de la descarga a la atmósfera es filtrar el gas a través de un filtro (F-1) de gas de lecho de fibras. Este filtro de gas ha demostrado ser útil además de poner en contacto el gas en la torre de extinción, T-1 y T-2 debido a que algunas de las partículas submicrométricas residuales de humo ácido permanecen en la corriente de gas que no se absorben en la disolución. Este ácido diluido recogido por el filtro de gas puede alimentarse hacia delante con agua de procedimiento tal como se muestra en los diagramas 1 y 2, o puede extraerse alternativamente de manera independiente para su uso como ácido diluido o neutralizarse para la eliminación de agua residual.
La siguiente etapa del procedimiento (etapa 4) implica la conversión de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos producido en la etapa de absorción de SO<2>del procedimiento, en tiosulfato de potasio, por medio de la reacción con azufre adicional.
El azufre adicional puede ser azufre elemental que tiene una valencia química de 0. El azufre adicional también puede ser azufre de sulfuro de hidrógeno que tiene una valencia química de -2 como gas o como líquido en una disolución a base de potasio como sulfuro de potasio y/o hidrosulfuro de potasio. El azufre adicional también puede ser una mezcla de azufre elemental y de sulfuro de hidrógeno con hidróxido de potasio como polisulfuro de potasio, que puede tener una valencia promedio entre 0 y -2.
Puede añadirse hidróxido de potasio o carbonato de potasio adicional según se requiera para mantener el pH del producto de reacción de tiosulfato de potasio y en el caso en el que el producto de reacción de tiosulfato de potasio tenga un pH elevado con KOH en exceso de la reacción con sulfuro de potasio, el tiosulfato de potasio puede recircularse a T-1 para la reacción con SO<2>para reducir el pH y consumir el KOH en exceso.
Las reacciones químicas para producir tiosulfato de potasio pueden representarse mediante las ecuaciones químicas:
KHSO<3>+ S KOH - K<2>S<2>O<3>+ H<2>O (reacción con azufre)
KHSO<3>+ K<2>SO<3>+ H<2>S ^ 1,5K2S2O3 1,5H2O (reacción con sulfuro de hidrógeno)
<2>KHSO<3>+ KHS ^ 1,5K2S2O3 1,5H2O (reacción con hidrosulfuro)
KHSO<3>+ K<2>S SO<2>^ 1,5K2S2O3 0,5H2O (reacción con sulfuro y SO<2>)
<5>KHSO<3>+ K<2>S<4>+ 2KOH- 4,5K2S2O3 3,5H2O (reacción con polisulfuro).
En una realización (realización i), en esta etapa del procedimiento (etapa 4) se hace reaccionar sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos con azufre elemental adicional. Esta etapa puede llevarse a cabo en cualquier equipo de procedimiento que promueva la puesta en contacto de la mezcla de reacción con azufre elemental. El reactor (R-3) de tiosulfato de potasio/azufre es preferiblemente un reactor de tanque con agitación continua (CSTR).
La alimentación de azufre elemental, corriente (03), puede ser azufre sólido o líquido/fundido pero preferiblemente fundido de modo que la acción de agitación en el reactor rompa la alimentación de azufre fundido a medida que se enfría para formar pequeñas partículas sólidas de azufre. Las partículas de azufre pequeñas tienen ventajosamente un área superficial total grande disponible para la reacción con la disolución de tiosulfato de potasio en el reactor. La mezcla de reacción es principalmente una disolución de tiosulfato de potasio que contiene sulfito de la corriente (11) de alimentación de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos en el reactor (R-3) de tiosulfato de potasio/azufre. La reacción que tiene lugar está entre el componente de sulfito suministrado por el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos y azufre elemental en la disolución de tiosulfato de potasio para producir tiosulfato de potasio adicional. El tiosulfato de potasio que se acumula se retira preferiblemente de manera continua del procedimiento continuo pero la reacción podría realizarse de manera discontinua si se desea.
Preferiblemente, el azufre se suspende en la disolución de reacción con acción de agitación en el CSTR. Alternativamente, el azufre puede hacerse reaccionar en un reactor de lecho fluidizado en el que el azufre está en suspensión en la disolución de reacción de tiosulfato de potasio por medio de una bomba de circulación o impulsor o impulsores de corriente ascendente. También alternativamente, el azufre puede estar en un lecho estático en el que la disolución de reacción de tiosulfato de potasio se hace circular a través del lecho.
La reacción puede llevarse a cabo a cualquier temperatura, pero la reacción es lenta y la reacción más rápida se favorece a temperaturas más altas. Preferiblemente, la temperatura de reacción se controla con serpentines de calentamiento a entre aproximadamente 70 y aproximadamente 105 °C, y más preferiblemente a aproximadamente 93-99 °C (de 200 a 210 °F) para velocidades de reacción óptimas con partículas de azufre sólidas y para limitar R-3 a presión de reactor baja o atmosférica. También pueden emplearse temperaturas de reactor más altas pero a temperaturas por encima de aproximadamente 121 °C (250 °F), el azufre está en estado fundido/líquido y se requiere una presión de reactor más alta y una agitación más alta para mantener el azufre fundido dispersado en pequeñas gotas.
El pH de la reacción se controla a neutro o ligeramente alcalino con la adición de hidróxido de potasio o carbonato de potasio, corriente (02C). Si se usa carbonato de potasio o si está presente cualquier carbonato residual del bisulfito de potasio producido, habrá CO<2>ventilado desde el reactor en la corriente (07). El pH está generalmente entre aproximadamente 5 y aproximadamente 9, preferiblemente entre aproximadamente 6 y aproximadamente 8. En otra realización de esta etapa 4 (realización ii), esta etapa del procedimiento se realiza con gas de sulfuro de hidrógeno, y se lleva a cabo en cualquier equipo de procedimiento que promueva la puesta en contacto gas-líquido para la absorción y reacción de gas de H<2>S con el tiosulfato de potasio más mezcla de reacción de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
Preferiblemente, la disolución de absorción es principalmente una disolución de tiosulfato de potasio o una disolución de tiosulfato de potasio rica en sulfito que contiene algo de sulfito de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, esta disolución se controla preferiblemente a pH neutro o ligeramente alcalino. La temperatura de reacción se controla con enfriamiento del procedimiento preferiblemente por encima de aproximadamente 50 °C (120 °F) para minimizar la condensación de hidrocarburos y preferiblemente por debajo de aproximadamente 82 °C (180 °F) para limitar la humedad en el gas de ventilación de T-3 no absorbido. El pH está generalmente entre aproximadamente 5 y aproximadamente 9, preferiblemente entre aproximadamente<6>y aproximadamente<8>.
Preferiblemente, la absorción y reacción de gas de H<2>S se lleva a cabo en una torre absorbedora empaquetada denominada torre (T-3) absorbedora de sulfuro de hidrógeno en la figura 1. La corriente (03) de gas de alimentación de H<2>S puede consistir en el 100 % de gas de H<2>S con respecto a corrientes de gas que contienen menos del 1 % de H<2>S. Preferiblemente, la corriente de gas de H<2>S es una corriente de gas de H<2>S concentrada que contiene el 50 % o más de H<2>S y se denomina gas ácido en plantas de gas y refinerías que proceden de unidades de amina usadas para retirar H<2>S de corrientes de hidrocarburos. La absorción y reacción es selectiva para H<2>S y rechaza CO<2>e hidrocarburos que pueden estar en el H<2>S, corriente (03) de alimentación de gas ácido a T-3.
Esta realización del procedimiento, etapa 4, para la absorción y reacción selectivas del H<2>S con sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos para producir tiosulfato de potasio puede usarse en aplicaciones especiales para la recuperación y retirada de H<2>S de corrientes de gas. El uso de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos como agente de absorción selectivo, no regenerativo para H<2>S puede usarse como alternativa de procedimiento para el tratamiento de aminas de corrientes que contienen H<2>S. En muchas ubicaciones pequeñas y remotas que no tienen las utilidades e infraestructura requeridas para soportar una operación de procedimiento de tratamiento de aminas regenerativo, el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos puede importarse o producirse en el sitio para su uso como reactivo de recuperación de H<2>S no regenerativo que produce tiosulfato de potasio. Esta etapa del procedimiento también puede usarse en plantas de gas y refinerías grandes en lugar de unidades de amina para descargar la capacidad de tratamiento de aminas y el gas ácido producido mediante el tratamiento de aminas que va a las unidades de recuperación de azufre y, por tanto, aumentar la capacidad global de tratamiento de aminas y recuperación de azufre.
En grandes operaciones de recuperación de azufre que se hallan normalmente en refinerías de petróleo y plantas de gas, este procedimiento de tiosulfato de potasio puede usarse para complementar o sustituir operaciones de recuperación de azufre que dan como resultado una capacidad de recuperación de azufre total aumentada u operaciones de recuperación de azufre alternativas para la instalación.
El gas de H<2>S/ácido que porta azufre puede desviarse alternativamente desde las principales unidades de recuperación de azufre de Claus a un incinerador para su combustión para formar una corriente de gas de SO<2>. Esto descarga de manera efectiva la SRU de Claus principal para obtener más capacidad total de recuperación de azufre para la instalación. Además, dirigiendo el gas de H<2>S/ácido a la T-3, el absorbedor de H<2>S se descarga el gas de H<2>S adicional que va a las SRU de Claus. El tratamiento del gas de purga de Claus incinerado en la etapa de absorción de SO<2>del procedimiento elimina la necesidad de otros procedimientos que requieran más unidades de tratamiento de gas de cola de Claus regenerativas, tales como unidades SCOT que normalmente recirculan gas de H<2>S/ácido de vuelta a la SRU de Claus, lo que reduce la capacidad de la SRU de Claus.
En otra realización (realización iii), esta etapa del procedimiento (etapa 4) para hacer reaccionar sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos se realiza con polisulfuro de potasio.
En aún otra realización (iv), se usa sulfuro de potasio, mientras que en la realización (v), se usa bisulfuro de potasio. Cualquiera de estas realizaciones puede llevarse a cabo en un equipo de procedimiento que promueva el mezclado de la mezcla de reacción. Esta es una reacción líquido-líquido que tiene lugar mucho más rápidamente que con azufre elemental que es una reacción sólido-líquido. En este caso de reacción líquido-líquido, no se requieren una temperatura de reacción elevada y un mezclado fuerte. El pH de la reacción se controla a neutro o ligeramente alcalino con la adición de hidróxido de potasio o carbonato de potasio, corriente (02C). Si se usa carbonato de potasio o si está presente cualquier carbonato residual a partir del sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos producidos, habrá CO<2>ventilado desde el reactor en la corriente (07). El pH está generalmente entre aproximadamente 5 y aproximadamente 9, preferiblemente entre aproximadamente<6>y aproximadamente<8>.
La etapa final es la recuperación del producto de tiosulfato de potasio, es decir, la separación del tiosulfato de potasio del procedimiento para obtener un producto que puede almacenarse, transportarse y venderse. Esta etapa de recogida del tiosulfato de potasio puede comprender opcionalmente de manera adicional concentrar la disolución de tiosulfato de potasio. Si se concentra la disolución de tiosulfato de potasio, esto se realiza preferiblemente mediante le eliminación de agua en exceso de la disolución por ebullición o evaporación para producir una disolución concentrada o un producto seco de tiosulfato de potasio, si es necesario. La disolución de tiosulfato de potasio se concentra normalmente hasta una concentración de disolución de aproximadamente el 50 % o ligeramente mayor que tiene una concentración total de azufre de aproximadamente el 17 % de S usando un evaporador o un concentrador (E-4) de disolución.
El grado de concentración requerido para producir tiosulfato de potasio a una concentración de aproximadamente el 17 % de S depende de la cantidad de agua en exceso que está presente en la alimentación de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos/tiosulfato de potasio rico en sulfito obtenida en la etapa 3, y en las corrientes de alimentación de azufre añadidas en la etapa 4 del procedimiento. El azufre elemental no contiene agua y puede eliminar la necesidad de la etapa de concentración para producir una disolución concentrada de tiosulfato de potasio si la alimentación de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos a la etapa tres está suficientemente concentrada. La alimentación de gas de H<2>S o disolución de polisulfuro a la tercera etapa añade agua al tiosulfato de potasio producido y generalmente requiere concentración en la etapa final del procedimiento para retirar el agua en exceso.
Aunque no es típico, la concentración de la disolución de tiosulfato de potasio puede lograrse limitando el enfriamiento y permitiendo que la temperatura en T<-1>y T<- 2>sea suficientemente alta para permitir que el agua salga en el gas de chimenea de ventilación como vapor de agua. Esto permite la producción de una disolución concentrada de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
Adicionalmente, la disolución de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos-absorción de SO<2>en T-1 y T-2 puede convertirse en disolución de tiosulfato de potasio-absorción de SO<2>si se desea permitiendo y controlando la recirculación de tiosulfato de potasio entre T-1, T-2 y T-3 o R-3 a través de las corrientes (11, 12 y 15). Este modo de funcionamiento de tiosulfato de potasio-absorción de SO<2>transporta la disolución de tiosulfato de potasio al sistema de absorción de gas de SO<2>de T-1 y T-2 para permitir la evaporación del agua en exceso en la corriente (06, 16) de gas de chimenea de ventilación. La absorción de SO<2>por la disolución de tiosulfato de potasio en T-1, T-2 produce una disolución de tiosulfato de potasio rica en sulfito que se recircula de vuelta a T-3 o R-3 para la reacción del sulfito para producir tiosulfato de potasio adicional con bajo contenido en sulfito.
Un beneficio adicional de utilizar disolución de tiosulfato de potasio en T-1 y T-2 es la menor formación de sulfato provocada por la oxidación parcial del componente de sulfito en la disolución de absorción de tiosulfato de potasio por el oxígeno residual en la corriente (01) de gas de combustión de SO<2>. Se realiza una oxidación más baja a partir de una concentración de sulfito más baja en la disolución de tiosulfato de potasio y posiblemente también a partir del componente de tiosulfato de potasio en el tiosulfato de potasio que actúa como un inhibidor de la oxidación. Otro beneficio es la capacidad de redistribuir la alcalinidad entre las disoluciones de procedimiento de la etapa dos y la etapa tres. Cualquier alcalinidad en exceso que entra en la etapa tres puede redistribuirse a la etapa dos en la corriente (12) hasta donde se requiera la mayor parte de la alcalinidad para la absorción de SO<2>y luego recircular de vuelta a la etapa tres en la corriente (<1 1>).
Una concentración menor de tiosulfato de potasio puede mantener algo de sulfato de potasio en disolución. Sin embargo, el tiosulfato de potasio concentrado tiene una baja tolerancia para el sulfato de potasio en disolución. Después de concentrar, la disolución de tiosulfato de potasio puede enfriarse antes de enviarse a almacenamiento en la corriente (08). Al enfriar, cualquier cantidad significativa de sulfato de potasio por encima de su límite de solubilidad de aproximadamente el 0,9 % se cristalizará y abandonará la disolución. Los cristales de sulfato de potasio, si los hay, pueden separarse por filtración de la disolución concentrada de tiosulfato de potasio y procesarse como un producto independiente si se desea.
Tal como se ha descrito anteriormente, el volumen de producción de bisulfito de potasio y tiosulfato de potasio puede aumentarse desviando o añadiendo más corrientes de alimentación que contienen azufre al equipo o incinerador de gas de combustión de SO<2>para aumentar la producción de SO<2>. Una de las corrientes de gas de alimentación al incinerador es de la salida de gas no absorbido de T-3, corriente (07). El gas de H<2>S en exceso a T-3 ayuda a producir tiosulfato de potasio con baja concentración de sulfito residual y el H<2>S en exceso en la corriente (07) aumenta la generación de gas de combustión de SO<2>.
La presente invención proporciona además la producción continua de tiosulfato de potasio (A) proporcionando una corriente (01) de gas que contiene dióxido de azufre y base (02) que contiene potasio a al menos una torre (T-1, T-2) de absorción, mientras que absorbe el gas en una disolución (10, 15) de absorción que contiene sulfito y/o tiosulfato, que se hace circular por la torre (T-1, T-2) de absorción, y (B) retirando parte de la disolución de absorción para obtener una disolución (11) que contiene sulfito de potasio para (C) hacer reaccionar la disolución (03) que contiene sulfito de potasio con azufre, sulfuro de hidrógeno, sulfuro de potasio, bisulfuro de potasio y/o polisulfuro de potasio con la adición de base (02) de potasio adicional si se requiere para obtener tiosulfato de potasio en un recipiente (T-3, R-3), recuperar tiosulfato (09) de potasio, y (D) opcionalmente concentrar el tiosulfato de potasio en un intercambiador (E-4) de calor para obtener tiosulfato (08) de potasio concentrado.
La presente invención proporciona además la producción continua de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos (A) proporcionando una corriente (01) de gas que contiene dióxido de azufre y base (02) que contiene potasio a al menos una torre (T-1, T-2) de absorción, mientras que se absorbe el gas en una disolución (10, 15) de absorción que contiene sulfito, disolución de absorción que se hace circular por la torre (T-1, T-2) de absorción, y (B) retirando parte de la disolución de absorción para obtener una disolución (11) que contiene sulfito de potasio/bisulfito de potasio y (D) opcionalmente concentrando el sulfito de potasio/bisulfito de potasio en un intercambiador (E-4) de calor para obtener sulfito de potasio/bisulfito (08) concentrado.
Las realizaciones y preferencias descritas para el procedimiento, y tal como se ejemplifican mediante la descripción de los dibujos, se aplican a la descripción del procedimiento continuo proporcionada en los dos párrafos anteriores.
Claims (8)
- REIVINDICACIONESi.Procedimiento para preparar tiosulfato de potasio, que comprende las siguientes etapas:Etapa (1a): proporcionar una disolución de hidróxido de potasio para neutralizar componentes que forman ácidos;Etapa (1b): proporcionar una disolución que entra en contacto con SO<2>, que contiene al menos algo de sulfito de potasio o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos;Etapa (2): proporcionar gas de dióxido de azufre;Etapa (3): hacer reaccionar las disoluciones de la etapa 1(a) y la etapa (1b) con el gas de la etapa (2) para absorber el gas de SO<2>y para formar una mezcla de reacción que comprende sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de sulfito de potasio y bisulfito de potasio;Etapa (4): añadir un compuesto que contiene azufre o sulfuro que contiene azufre que tiene el estado de oxidación de<0>,<- 2>o de entre<0>y<- 2>a la mezcla de reacción y opcionalmente hidróxido de potasio o carbonato de potasio, y hacer reaccionar la mezcla en condiciones adecuadas para formar tiosulfato de potasio; yEtapa (5): recuperar el tiosulfato de potasio y opcionalmente concentrar el tiosulfato de potasio.
- 2. Procedimiento para preparar sulfito de potasio, bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, que comprende las siguientes etapas:Etapa (1a): proporcionar una disolución de hidróxido de potasio para neutralizar componentes que forman ácidos;Etapa (1b): proporcionar una disolución que entra en contacto con SO<2>, que comprende al menos sulfito de potasio;Etapa (2): proporcionar gas de dióxido de azufre;Etapa (3): hacer reaccionar estos para formar una mezcla de reacción que comprende sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos, yEtapa (4) recuperar el sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos.
- 3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas de dióxido de azufre se origina a partir del quemado de azufre con oxígeno; dióxido de azufre del gas de cola o gas de cola incinerado, operación de coquización, o convirtiendo sulfuro de hidrógeno en dióxido de azufre.
- 4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la eficiencia de absorción de SO<2>se mantiene con la adición de hidróxido de potasio alcalino para mantener el pH de la disolución en el intervalo de un pH de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 10, preferiblemente entre 7 y 9.
- 5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en el caso de que el gas de SO<2>contenga CO<2>, la disolución que entra en contacto con SO<2>en la etapa (3) se controla a un pH de menos de aproximadamente 8,5.
- 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento se usa como sistema de absorción y lavado químico de gas de SO<2>, como unidad de tratamiento de gas de cola (TGTU) o como sistema de desulfurización de gases de combustión (FGD) para tratar y limpiar corrientes de gases que contienen componentes de azufre antes de descargarse a la atmósfera.
- 7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3-6, en el que en la etapa (4), el componente de sulfito de la etapa (3) se hace reaccionar con compuestos que contienen azufre o sulfuro para producir tiosulfato de potasio adicional, en el que los compuestos que contienen azufre o sulfuro que se utilizan en la reacción de conversión se seleccionan de compuestos que contienen azufre que contienen azufre que tiene el estado de oxidación de 0, -2, o un valor entre 0 y -2, que incluye azufre elemental (S), sulfuro de hidrógeno (H<2>S), sulfuro de potasio (K<2>S), hidrosulfuro de potasio o bisulfuro de potasio y polisulfuro de potasio (K<2>SX para de x>1 a x=5).
- 8.Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3-7, en el que se recupera el tiosulfato de potasio que tiene una concentración de aproximadamente el 40 % en peso o mayor, sin etapa de concentración.Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento es un procedimiento continuo.Procedimiento para la producción de tiosulfato de potasio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3-9,(A) proporcionando una corriente (<01>) de gas que contiene dióxido de azufre y una base (<0 2>) que contiene potasio a al menos una torre (T-1, T-2) de absorción, mientras que se absorbe el gas en una disolución de absorción que contiene al menos algo de sulfito, o bisulfito (10, 15), disolución de absorción que se hace circular por la torre (T-1, T-2) de absorción, y(B) retirando parte de la disolución de absorción para obtener una disolución (11) que contiene sulfito de potasio para(C) hacer reaccionar la disolución que contiene sulfito de potasio con azufre, sulfuro de hidrógeno, polisulfuro, sulfuro y/o bisulfuro (03) con la adición de base (02) de potasio adicional si se requiere para obtener tiosulfato de potasio en un recipiente (T-3, R-3), recuperando tiosulfato (09) de potasio, y(D) concentrar opcionalmente el tiosulfato de potasio en un intercambiador (E-4) de calor para obtener tiosulfato (08) de potasio concentrado.Procedimiento para la producción de sulfito de potasio, o bisulfito de potasio o una mezcla de los mismos según una cualquiera de las reivindicaciones<2>-<6>,(A) proporcionando una corriente (01) de gas que contiene dióxido de azufre y una base (02) que contiene potasio a al menos una torre (T-1, T-2) de absorción, mientras que se absorbe el gas en una disolución de absorción que contiene al menos algo de sulfito o bisulfito (10, 15), disolución de absorción que se hace circular por la torre (T-1, T-2) de absorción, y(B) retirando parte de la disolución de absorción para obtener una disolución (11) que contiene sulfito de potasio, bisulfito de potasio o mezclas de los mismos para (D) concentrar opcionalmente el sulfito de potasio, bisulfito de potasio o mezclas de los mismos en un intercambiador (E-4) de calorpara obtener sulfito (08) de potasio, bisulfito de potasio concentrados o mezclas de los mismos, en el que la concentración de sulfito de potasio, bisulfito de potasio o mezclas de los mismos es de entre el 35 % y el 41 %.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562273389P | 2015-12-30 | 2015-12-30 | |
| US15/380,702 US10005667B2 (en) | 2015-12-30 | 2016-12-15 | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
| PCT/US2016/067313 WO2017116773A1 (en) | 2015-12-30 | 2016-12-16 | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2981003T3 true ES2981003T3 (es) | 2024-10-04 |
Family
ID=59225327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES16882343T Active ES2981003T3 (es) | 2015-12-30 | 2016-12-16 | Sistema de lavado químico de dióxido de azufre y procedimiento para producir productos de potasio |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10005667B2 (es) |
| EP (1) | EP3397793B1 (es) |
| KR (1) | KR102251321B1 (es) |
| CN (2) | CN108495954A (es) |
| AU (1) | AU2016382880B2 (es) |
| BR (2) | BR122022000451B1 (es) |
| CA (1) | CA3007484C (es) |
| CL (1) | CL2018001718A1 (es) |
| CO (1) | CO2018007613A2 (es) |
| EA (1) | EA037223B1 (es) |
| ES (1) | ES2981003T3 (es) |
| HU (1) | HUE066700T2 (es) |
| MX (1) | MX370761B (es) |
| PE (1) | PE20181185A1 (es) |
| PL (1) | PL3397793T3 (es) |
| UA (1) | UA126145C2 (es) |
| WO (1) | WO2017116773A1 (es) |
| ZA (1) | ZA201803423B (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10005667B2 (en) * | 2015-12-30 | 2018-06-26 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
| EP3208237A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
| US12492153B2 (en) * | 2019-07-03 | 2025-12-09 | Tessenderlo Group Nv | Products prepared from waste gas streams containing H2S, SO2, and/or NH3 |
| CN110790235B (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 浙江大洋生物科技集团股份有限公司 | 作为有机合成副产物的含氟氯化钾的综合利用方法 |
| CN111003692B (zh) * | 2019-12-13 | 2020-09-08 | 南京工业大学 | 一种二氧化硫资源化回用系统及方法 |
| CN111039309A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 中船重工（邯郸）派瑞特种气体有限公司 | 一种分离硫酸氢钾和硫酸钾混合物的装置及方法 |
| US11214489B1 (en) | 2020-11-28 | 2022-01-04 | Ceres Technology, LLC | Crossflow scrubbing method and apparatus to produce a product such as potassium thiosulfate or ammonium thiosulfate |
| CA3233705A1 (en) | 2021-10-04 | 2023-04-13 | Thomas David Fairweather | Methods for the production of thiosulfates via salt metathesis |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1570253A (en) * | 1925-01-13 | 1926-01-19 | Grasselli Chemical Co | Process for the manufacture of sodium thiosulphate |
| US1760137A (en) * | 1925-12-05 | 1930-05-27 | Grasselli Chemical Co | Process for the production of sodium thiosulphate |
| GB359989A (en) * | 1930-05-24 | 1931-10-26 | Ig Farbenindustrie Ag | Improvements in the manufacture and production of sulphates from water-soluble sulphites or bisulphites |
| US2219258A (en) * | 1939-12-05 | 1940-10-22 | American Cyanamid Co | Solid ammonium thiosulphate |
| DE1186451B (de) | 1963-08-14 | 1965-02-04 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von festem Kaliumdisulfit |
| CA988679A (en) * | 1972-02-02 | 1976-05-11 | Consolidation Coal Company | Treatment of gases containing sulfur dioxide |
| DE2623057A1 (de) * | 1975-05-27 | 1976-12-09 | Continental Oil Co | Regenerierverfahren und vorrichtung zum entfernen von so tief 2 aus einem so tief 2-haltigen gas |
| US4008310A (en) * | 1975-05-27 | 1977-02-15 | Continental Oil Company | Regenerative sulfur dioxide scrubbing system |
| US4122148A (en) * | 1976-04-20 | 1978-10-24 | Davy Powergas Inc. | Sulfur dioxide removal process |
| JPS5468775A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-02 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Treating method for exhaust gas containing nitrogen oxides and sulfur oxides |
| US4208395A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-17 | Continental Oil Company | Removal of sulfur dioxide from flue gas |
| JPS58174223A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理方法 |
| FR2534571A1 (fr) | 1982-10-19 | 1984-04-20 | Magyar Tudomanyos Akademia | Procede et equipement pour la production de sulfites de sodium et de potassium |
| UST103501I4 (en) * | 1982-11-24 | 1983-10-04 | Dewatering of flue gas desulfurization sulfite solids | |
| US4976937A (en) * | 1990-01-08 | 1990-12-11 | Dravo Lime Company | Sulfur dioxide removal from flue gases with sulfite oxidation inhibition |
| US5266285A (en) * | 1992-04-13 | 1993-11-30 | Southern Indiana Gas And Electric Company | Sodium-enhanced lime scrubbing method for removing sulfur dioxide from gaseous streams |
| US5567406A (en) | 1995-05-11 | 1996-10-22 | Zeller, Iii; Robert L. | Manufacturing clear potassium sulfite |
| TW358038B (en) * | 1997-06-13 | 1999-05-11 | Von Roll Umwelttechnik Ag | Process for removing sulfur dioxide from flue gasses |
| US5944868A (en) | 1998-01-28 | 1999-08-31 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Production of liquid fertilizers by ion exchange |
| US8034318B1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-11 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Process for preparation of calcium thiosulfate liquid solution from lime, sulfur, and sulfur dioxide |
| AU2012240117C1 (en) | 2011-04-05 | 2017-01-19 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Potassium sulfite/potassium bisulfite (KS/KBS) liquid as starter, side-dress, broadcast, foliar and fertigation fertilizers |
| CN102423612B (zh) | 2011-08-07 | 2014-05-07 | 宁波金远东工业科技有限公司 | 一种利用工业烟气生产硫代硫酸盐及回收二氧化碳的方法 |
| CN202482062U (zh) * | 2012-01-20 | 2012-10-10 | 鞍钢集团工程技术有限公司 | 一种由脱硫废液提取硫代硫酸铵、硫氰酸铵的装置 |
| US10005667B2 (en) * | 2015-12-30 | 2018-06-26 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
| EP3208237A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | Tessenderlo Kerley, Inc. | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products |
| JP2019174223A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 温度モニタ装置、温度モニタ方法、及び複合材の製造方法 |
-
2016
- 2016-12-15 US US15/380,702 patent/US10005667B2/en active Active
- 2016-12-16 HU HUE16882343A patent/HUE066700T2/hu unknown
- 2016-12-16 CN CN201680077139.3A patent/CN108495954A/zh active Pending
- 2016-12-16 EP EP16882343.3A patent/EP3397793B1/en active Active
- 2016-12-16 BR BR122022000451-2A patent/BR122022000451B1/pt active IP Right Grant
- 2016-12-16 BR BR112018013555-0A patent/BR112018013555B1/pt active IP Right Grant
- 2016-12-16 KR KR1020187021553A patent/KR102251321B1/ko active Active
- 2016-12-16 MX MX2018008055A patent/MX370761B/es active IP Right Grant
- 2016-12-16 PE PE2018001079A patent/PE20181185A1/es unknown
- 2016-12-16 CN CN202311251933.3A patent/CN117228639A/zh active Pending
- 2016-12-16 WO PCT/US2016/067313 patent/WO2017116773A1/en not_active Ceased
- 2016-12-16 PL PL16882343.3T patent/PL3397793T3/pl unknown
- 2016-12-16 AU AU2016382880A patent/AU2016382880B2/en active Active
- 2016-12-16 CA CA3007484A patent/CA3007484C/en active Active
- 2016-12-16 EA EA201891398A patent/EA037223B1/ru unknown
- 2016-12-16 ES ES16882343T patent/ES2981003T3/es active Active
- 2016-12-16 UA UAA201808258A patent/UA126145C2/uk unknown
-
2018
- 2018-05-08 US US15/974,479 patent/US10472238B2/en active Active
- 2018-05-23 ZA ZA2018/03423A patent/ZA201803423B/en unknown
- 2018-06-22 CL CL2018001718A patent/CL2018001718A1/es unknown
- 2018-07-23 CO CONC2018/0007613A patent/CO2018007613A2/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20170190575A1 (en) | 2017-07-06 |
| HUE066700T2 (hu) | 2024-08-28 |
| EP3397793B1 (en) | 2024-03-13 |
| EA037223B1 (ru) | 2021-02-20 |
| EP3397793A4 (en) | 2019-05-22 |
| BR112018013555B1 (pt) | 2022-10-04 |
| PL3397793T3 (pl) | 2024-07-22 |
| CA3007484A1 (en) | 2017-07-06 |
| CL2018001718A1 (es) | 2018-09-21 |
| ZA201803423B (en) | 2022-12-21 |
| CN117228639A (zh) | 2023-12-15 |
| PE20181185A1 (es) | 2018-07-20 |
| AU2016382880B2 (en) | 2020-04-16 |
| MX2018008055A (es) | 2018-11-29 |
| CN108495954A (zh) | 2018-09-04 |
| BR122022000451B1 (pt) | 2022-12-20 |
| AU2016382880A1 (en) | 2018-06-14 |
| EA201891398A1 (ru) | 2018-12-28 |
| KR102251321B1 (ko) | 2021-05-12 |
| CO2018007613A2 (es) | 2018-07-31 |
| US20180251375A1 (en) | 2018-09-06 |
| UA126145C2 (uk) | 2022-08-25 |
| CA3007484C (en) | 2022-04-19 |
| BR112018013555A2 (pt) | 2018-12-04 |
| US10472238B2 (en) | 2019-11-12 |
| US10005667B2 (en) | 2018-06-26 |
| EP3397793A1 (en) | 2018-11-07 |
| KR20180100056A (ko) | 2018-09-06 |
| WO2017116773A1 (en) | 2017-07-06 |
| MX370761B (es) | 2019-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2981003T3 (es) | Sistema de lavado químico de dióxido de azufre y procedimiento para producir productos de potasio | |
| CA2629987C (en) | Flue gas desulfurization process utilizing hydrogen peroxide | |
| CA3126768C (en) | Regenerative recovery of contaminants from effluent gases | |
| CN110732227B (zh) | 一种酸性气处理的方法和装置 | |
| US7927576B2 (en) | ATS tail gas treating process for SRU and SWS off gases | |
| PT858428E (pt) | Processo de tratamento de fumos a base de oxidos de enxofre | |
| ES2357055T3 (es) | Procedimiento de producción de tiosulfato de amonio. | |
| CS277304B6 (en) | Process of microbiological conversion of sulfur-containing noxious substances in waste gases | |
| US4634582A (en) | Sulfur dioxide removal process | |
| EP3208237A1 (en) | Sulfur dioxide scrubbing system and process for producing potassium products | |
| ES2211782T3 (es) | Procedimiento para purificar soluciones tampon acuosas. | |
| CA1079030A (en) | Sulfur dioxide scrubbing system | |
| BR102019008222B1 (pt) | Método para tratar gás ácido e aparelho para executar o referido método |