MX2013000511A - Metodo mejorado para eliminar sulfuro de hidrogeno. - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona un método para eliminar sulfuro de hidrógeno de fluidos de hidrocarburos. El método involucra usar una molécula de nitróxido para promover un secuestrador de sulfuro, tal como alquil-triazina. El nitróxido acelera efectivamente la actividad de los secuestradores. Esto permite evitar la introducción de haluros en la corriente de hidrocarburo.

Description

METODO MEJORADO PARA ELIMINAR SULFURO DE HIDROGENO CAMPO DE LA INVENCIÓN En general, la presente invención se relaciona con el tratamiento de gas amargo e hidrocarburos líquidos para eliminar o reducir los niveles de sulfuro de hidrógeno en los mismos. La toxicidad del sulfuro de hidrógeno en las corrientes de hidrocarburos es bien conocida en la industria y se invierten anualmente gastos y esfuerzos considerables para reducir su contenido a un nivel seguro.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En las instalaciones a gran escala, en general es más económico instalar un sistema regenerativo para el tratamiento de corrientes de gas amargo. Típicamente, estos sistemas emplean un compuesto usado en una torre de absorción para poner en contacto los fluidos producidos y absorber selectivamente el sulfuro de hidrógeno y, posiblemente, otros materiales tóxicos, tales como dióxido de carbono y mercaptanos. El compuesto de absorción después se regenera y se reusa en el sistema. Los materiales típicos de absorción de sulfuro de hidrógeno incluyen alcanolaminas , PEG, aminas impedidas y otras especies que pueden regenerarse.

Los secuestrantes no regenerativos para la eliminación de sulfuro de hidrógeno de plantas pequeñas caen en cuatro categorías generales: 1) a base de aldehido, 2) a base de Ref.: 238479 óxido metálico, 3) a base de cáustico y 4) otros procesos. En la eliminación de sulfuro de hidrógeno por compuestos no regenerativos , el secuestrante reacciona con el sulfuro de hidrógeno para formar un compuesto no tóxico o un compuesto, el cual puede eliminarse del hidrocarburo. Por ejemplo, cuando el formaldehído reacciona con el sulfuro de hidrógeno, se forma un compuesto químico conocido como formtional (por ejemplo, tritiano) .

Típicamente, los secuestrantes de aldehido de la técnica previa incluyen aldehidos y cetonas de bajo peso molecular y aductos de los mismos. Los aldehidos de bajo peso molecular también pueden combinarse con un alquilo o alcanolamina, como se describe en la patente US 4,748,011. Otros secuestrantes derivados de aldehidos incluyen el producto de reacción de alcanolaminas y aldehidos de bajo peso molecular, como se describe en la patente US 4,978,512. La solicitud del PCT WO 92/01481 describe un método para reducir los sulfuros en un gas residual usando algunas hexahidro-s-triazinas tri-sustituidas . La referencia alemana DE 4027300 describe un solvente regenerativo para eliminar H2S y mercaptanos. La patente US 5,347,004 describe el uso de 1,3,5 alcoxialquilen hexahidro triazinas. La Solicitud del PCT WO 91 US 5232 describe secuestrantes de hidroxialquiltriazina, específicamente una ?,?' , " -tris (2-hidroxietil) hexahidro-s-triazina. La patente US 5,774,024 describe la combinación de un secuestrante de alquiltriazina y una sal de amonio cuaternario, en donde la sal de amonio cuaternario mejora la efectividad de la alquil-triazina.

De esta manera, hay una necesidad clara y una utilidad de un método mejorado para secuestrar el sulfuro de hidrógeno de fluidos de hidrocarburos. La técnica descrita en esta sección no se pretende que constituya una admisión de que cualquier patente, publicación u otra información referida en la presente sea la "técnica previa" con respecto a esta invención, a menos que se designe lo contrario como tal. Además, esta sección no debería construirse para entender que tal búsqueda se ha realizado o que no existe ninguna otra información pertinente como se define en 37 CFR § 1.56(a).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo menos una modalidad de la invención se relaciona con un método para eliminar sulfuro de hidrógeno de un fluido de hidrocarburo. El método comprende poner en contacto el fluido con una cantidad efectiva de un secuestrador de sulfuro formulado con un promotor de nitróxido. La cantidad de promotor de nitróxido es suficiente para acelerar la acción secuestrante del secuestrador, en comparación con la acción secuestrante del secuestrador en ausencia del promotor de nitróxido.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para propósitos de esta solicitud, la definición de estos términos es como sigue: "Alquil-triazina" significa una molécula de acuerdo con la fórmula: en donde Rl7 R2, R3 son grupos alquilo, tales como metilo, etilo, propilo, isopropilo, t-butilo, etc., o son grupos alquilo sustituidos, tales como CH2CH2OH y Ri, R2/ R3 pueden ser el mismo grupo o uno o más grupos diferentes. Las alquil- triazinas incluyen, pero no se limitan a las triazinas descritas en la patente US 5,744,024.

"Fluido hidrocarburo" significa un líquido o gas que comprende predominantemente un material orgánico, que incluye, pero no se limita a, querosenos, petróleo crudo, combustibles destilados, aceite combustible, aceites de calentamiento, combustible diesel, gasolina, combustible a chorro, aceites combustibles de carbón y cualquier combinación de los mismos.

"Metiltriazina" significa una alquil-triazina en la que Ri, R2 y R3 son todos grupos metilo.

"Nitróxido" significa una composición de materia de acuerdo con la fórmula: I 3— O i R2 en donde Ri, R2 y R3 son cualquier grupo que contiene 1-30 átomos de carbono e incluye compuestos cíclicos.

"Secuestrante no regenerativo" significa un secuestrante, el cual se consume por el proceso de secuestración .

"Secuestrador regenerativo" significa un secuestrador, el cual no se consume por el proceso de secuestración.

"Promotor" significa una composición de materia que en, y por si misma, no secuestra, pero cuando se combina con un secuestrador conocido, aumenta significativamente la efectividad del secuestrador.

"Sal" significa un compuesto que comprende un anión y un catión, el cual se ioniza usualmente en solución.

"Secuestrador" significa una composición de materia, tal como, pero no se limita a alquiltriazinas , útiles para reducir la cantidad de alguna otra composición de materia, tal como, pero no se limita a, sulfuro de hidrógeno, en un medio flüido.

En el caso de que las definiciones anteriores o una descripción establecida en cualquier parte en esta solicitud, sea inconsistente con un significado (explícito o implícito) el cual se usa comúnmente, en un diccionario, o se establezca en una fuente incorporada por referencia en esta solicitud, la solicitud y los términos de las reivindicaciones, en particular, se entienden que sean construidas de acuerdo con la definición o descripción en esta solicitud, y no de acuerdo con la definición común, definición del diccionario o la definición que se incorporó por referencia. Desde el punto de vista de lo anterior, en el caso de que un término pueda entenderse únicamente si se construye mediante un diccionario, si el término se define por la Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5ta. edición (2005) , (Publicada por Wiley, John & Sons, Inc.) esta definición tomará prioridad de qué término será definido en las reivindicaciones.

En por lo menos una modalidad, la cantidad de sulfuro de hidrógeno en un fluido de hidrocarburo se reduce por la introducción de un secuestrador de alquil-triazina con un promotor de nitróxido. El promotor aumenta la efectividad del secuestrador de alquiltriazina . El nitróxido es superior a los promotores de la sal de amonio cuaternario de la técnica previa, debido a que el nitróxido es un componente simple y no contiene haluros, tal como cloruro.

La efectividad de un nitróxido como un promotor es inesperada porque es un compuesto neutro simple. En por lo menos una modalidad, el promotor es de 1-25% de la composición que contiene el promotor secuestrador.

En por lo menos una modalidad, por lo menos una porción de las triazinas se sintetizan de acuerdo con el proceso descrito en la patente US 5,744,024.

En por lo menos una modalidad, el nitróxido se mezcla con una solución de alquiltriazina, en donde el solvente puede ser agua y una solución que porta nitróxido se introduce en el fluido hidrocarburo. En por lo menos una modalidad, la introducción de nitróxido es simultánea a la introducción de alquiltriazina. Las propiedades del promotor de nitróxido son tales que es altamente efectivo en un número de diferentes fluidos de hidrocarburos.

Una ventaja del uso del promotor de nitróxido con un secuestrador sobre los secuestradores de la técnica previa es que el promotor de nitróxido no es una sal (no es una combinación de un anión y un catión) y, por lo tanto, carece de haluros y, en particular, carece de cloruro.

En por lo menos una modalidad, se usa una formulación secuestrante en una corriente de hidrocarburo. La formulación comprende un solvente, alquil-triazina y nitróxido. El solvente se selecciona de la lista que consiste de agua, alcohol, solvente aromático, un solvente que solvata mutuamente alquiltriazina y nitróxido y cualquier combinación de los mismos. La formulación puede introducirse en la corriente de hidrocarburo por medios mecánicos, que incluyen, pero no se limitan a, bombas de inyección o cualquier mecanismo descrito en las Patentes US 5,744,024 y 5,840,177. En el contexto de los fluidos de hidrocarburos gaseosos, el gas puede pasarse a través de una torre de absorción que contiene una formulación secuestrante.

En por lo menos una modalidad, el fluido hidrocarburo está en un estado líquido. En por lo menos una modalidad, el fluido hidrocarburo está en un estado gaseoso.

EJEMPLOS Lo anterior puede entenderse mejor con referencia al siguiente ejemplo, el cual se presenta para propósitos de ilustración y no se pretende que limite el alcance de la invención.

Las muestras de corrientes de hidrocarburos (aceites combustibles) se probaron para determinar la eficiencia de la triazina formulada con el promotor contra la triazina formulada sin un promotor. Las muestras se trataron comparativamente con varias dosificaciones de secuestrador de metiltriazina, secuestrador de metiltriazina con un promotor y se registraron las cantidades de H2S residual para las diferentes muestras. La Tabla 1 compara la composición de la invención a diferentes concentraciones. La Tabla 2 compara el secuestrador promovido con un secuestrador no promovido, y la tabla 3 compara, la metiltr¿Lazina con y sin un promotor con el tiempo .

Tabla 1: Comparación del promotor a 3 diferentes concentraciones en gasoil al vacío durante 2 horas a 60 °C Tabla 2: Comparación de triazina promovida y no promovida, en queroseno durante 2 horas Tabla 3: Comparación de alquil-triazina con y sin promotor con el tiempo en queroseno Los niveles de sulfuro de hidrógeno espacial de vapor se midieron de acuerdo con el procedimiento descrito en ASTM D5705-03. El procedimiento de prueba se modificó para las tablas 2 y 3 realizando la prueba en queroseno a temperatura ambiente, la cual fue de aproximadamente 22 °C en lugar de 60°C.

Estos datos demuestran que la presencia de nitróxido permite que el secuestrador de metiltriazina reduzca los niveles de H2S más rápido que lo que lo hace la metiltriazina sin el promotor.

Mientras que la presente invención puede modelarse en muchas formas diferentes, se muestran en las figuras y descrito en detalle en la presente, las modalidades preferidas de la invención. La presente descripción es una ejemplificación de los principios de la invención y no se pretende que limite la invención a las modalidades particulares ilustradas. Todas las patentes, solicitudes de patente, documentos científicos y cualesquiera otros materiales referenciados mencionados en la . presente se incorporan por referencia en su totalidad. Además, la invención abarca cualquier combinación posible de algunas o todas las modalidades descritas e incorporadas en la presente .

La descripción anterior se pretende que sea ilustrativa y no exhaustiva. Esta descripción sugerirá muchas variaciones y alternativas a' un experimentado en esta técnica. Todas estas alternativas y variaciones se pretende que sean incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones, en donde el término "que comprende" significa "que incluye, pero no se limita a" . Los familiarizados con la técnica pueden reconocer otras equivalentes a las modalidades específicas. descritas en la presente, en donde las equivalentes también se pretende que sean abarcadas por las reivindicaciones.

Todos los intervalos y parámetros descritos en la presente se entienden y abarcan cualquier y todos los sub-intervalos presentados en la presente, y cada número entre los puntos terminales. Por ejemplo, un intervalo establecido de "1 a 10" debería considerarse que incluye cualquiera y todos los sub-intervalos entre (e inclúsive de) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; esto es, todos los sub-intervalos que comienzan con un valor mínimo de 1 o más (por ejemplo, 1 a 6.1), y que terminan con un valor máximo de 10 o menos (por ejemplo, 2.3 a 9.4, 3 a 8, 4 a 7) , y por último para cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y l0 contenido dentro del intervalo.

Esto ' completa la descripción de las modalidades preferidas y alternativas de la invención. Los experimentados en la técnica pueden reconocer otras equivalentes a las modalidades específicas descritas en la presente, en donde las equivalentes se pretende que sean abarcadas por las reivindicaciones anexas en la presente.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (4)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Método para reducir la cantidad de sulfuro de hidrógeno en un fluido de hidrocarburo, caracterizado porque comprende poner en contacto el fluido con una cantidad efectiva de una composición, la composición comprende un secuestrador de sulfuro y un promotor de nitróxido, en donde la cantidad de promotor de nitróxido es suficiente para acelerar la acción secuestrante del secuestrador en comparación con la acción secuestrante del secuestrador en ausencia del promotor de nitróxido.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el secuestrador es una alquil-triazina .

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido de hidrocarburo es liquido.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el método resulta en la no adición de haluros al fluido de hidrocarburo.