MXPA98005793A - Metodo para remover contaminantes que contienenazufre, substancias aromaticas e hidrocarburos,de un gas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para remover contaminantes que contienen azufre en la forma de mercaptanos y H2S, del gas natural, el cual también puede contener CO2 e hidrocarburos alifáticos y aromáticos más elevados, y recuperar azufre elemental, en donde en un primer paso de absorción los contaminantes que contienen azufre son del gas, para formar por una parte una corriente de gas purificado y por otra parte un gas agrio, tal gas agrio es alimentadoa un segundo paso de absorción en el cual el gas agrio es separado en una primera corriente de gas enriquecida en H2S y con un contenido reducido de mercaptano, la cual es alimentada a una planta de Claus, seguido por un paso de oxidación selectiva del H2S a azufre elemental en el gas de salida, y una segunda corriente de gas enriquecida en mercaptanos y con un contenido reducido de H2S, tal segunda corriente de gas, si desea después del tratamiento, es sometida a una oxidación selectiva de los compuestos de azufre a azufre elemental.

Description

MÉTODO PARA REMOVER CONTAMINANTES QUE CONTIENEN AZUFRE, SUBSTANCIAS AROMÁTICAS E HIDROCARBUROS, DE U? GAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para purificar un gas de hidrocarburos, más particularmente el gas natural, el cual está contaminado con compuestos de azufre en la forma de H2S y mercaptanos, asi co o con C02- Más particularmente, la invención comprende un método para convertir los mercaptanos a H2S, y remover el C02 y los hidrocarburos adsorbidos y las substancias aromáticas, del gas que contiene H2S, para formar azufre elemental a partir del H2S.

Antecedentes de la Invención En la purificación del gas natural, la purificación de los gases de refinería y la purificación del gas de sintesis, se liberan gases que contienen azufre, en particular el H2S, el cual deberla ser removido para limitar la emisión hacia la atmósfera del S02, particularmente el cual es formado durante la combustión de tales compuestos de azufre. El grado al Ref.028004 cual los compuestos de azufre van a ser removidos de, por ejemplo, el gas natural, depende del uso propuesto del gas y la fijación de los requerimientos de calidad. Cuando el gas debe satisfacer las asi llamadas "especificaciones de oleoductos o gaseoductos", el contenido de H2S debe ser reducido a un valor inferior a 5 mg/Nm3. También se deben fijar los requerimientos con respecto al contenido máximo de los otros componentes de azufre. A partir de la técnica previa, ya se conocen un gran número de métodos por los cuales la cantidad de los compuestos de azufre en un gas, tales como el gas natural, pueden ser reducidos. Para la remoción de los componentes que contienen azufre de los gases, la siguiente ruta de proceso es empleada habitualmente. En un primer paso el gas que va a ser tratado es purificado, por lo cual los componentes que contienen azufre son removidos del gas, seguido por una recuperación del azufre de estos componentes que contienen azufre, después de lo cual sigue un paso de purificación del azufre del gas residual. En este paso de purificación del azufre se intenta recuperar los últimos porcentajes del azufre antes de que el gas residual sea emitido por medio de una chimenea hacia la atmósfera.

En el paso de purificación, se utilizan procesos en los cuales frecuentemente los solventes acuosos (agentes de absorción) son utilizados. Estos procesos están divididos en cinco grupos principales, es decir procesos de solventes químicos, procesos de solventes físicos, procesos fisico/quimicos, procesos redox, por los cuales el H2S es oxidado directamente al azufre en solución acuosa y finalmente un grupo de procesos de lecho fijo por los cuales el H2S es absorbido o adsorbido quimica o físicamente o es oxidado catalíticamente a azufre elemental. Los primeros tres grupos mencionados son empleados normalmente en la industria para la remoción de grandes cantidades de componentes que contienen azufre, en su mayoría presente frecuentemente en cantidades grandes del gas. Los últimos dos grupos están limitados con respecto a la cantidad del azufre que va a ser removido y a la concentración de los componentes que contienen el azufre. Estos procesos por lo tanto son menos adecuados para la remoción de concentraciones elevadas de azufre en plantas grandes de purificación de los gases industriales. Los procesos de solventes químicos incluyen los asi llamados procesos de amina en los cuales se hace uso de soluciones acuosas de alcanolaminas o de soluciones de carbonato de potasio.

" En los procesos de solventes físicos, se utilizan diferentes substancias químicas. Por ejemplo, el polietilenglicol (DMPEG) conocido bajo el nombre de Selexol, N-Metil-Pirrolidona (NMP), conocida bajo el 5 nombre de Purisol, o metanol, conocido bajo el nombre de Rectisol. En el grupo de los procesos fisico/quimicos, el proceso de Sulfinol es bien conocido. En este proceso, se hace uso de una mezcla de una alcanolamina con sulfolano disuelto en una cantidad pequeña de agua. En los tres métodos mencionados anteriormente, se utilizan un dispositivo absorbente y un regenerador. En el dispositivo absorbente, los componentes que contienen el azufre están unidos quimica o físicamente al solvente. Por medio de la reducción de la presión y/o el incremento de la temperatura en el regenerador, los componentes que contienen azufre son desorbidos del solvente, después de lo cual el solvente puede ser reutilizado. Una descripción detallada de este método se va a encontrar en R. N. Medox "Gas and Liquid S eetening" Campbell Petroleum Series (1977) . En este método, además de los componentes que contienen azufre, también el C02 es removido parcial o completamente, dependiendo del solvente elegido. 25 Los compuestos de azufre removidos junto con el C02 son dirigidos desde el regenerador hasta una planta recuperadora de azufre para recuperar el azufre del H2S y otros compuestos del azufre. Un proceso utilizado frecuentemente para recuperar el azufre a partir de los compuestos de azufre asi obtenidos, en particular el H2S, es el proceso de Claus. Este proceso se describe con detalle en H. G. Paskall, "Capability of the modified Claus process", Western Research Development, Calgary, Alberta, Canadá, 1979. ' El proceso de Claus consiste de un paso térmico seguido típicamente por 2 o 3 pasos de reactor. En el paso térmico una tercera parte del H2S es quemada al SO2 de acuerdo con la reacción H S + 1 . 5 02 ~> S02 + H20 15 después de esto el resto, es decir, las 2/3 íÉk partes del H2S reaccionan con el S02 formado, de acuerdo con la reacción de Claus, para formar azufre y agua. 2 H2S + S02 -> 3 S + 2 H20.

La eficiencia del proceso de Claus depende de varios factores. Por ejemplo, el equilibrio de la reacción de Claus se desplaza en la dirección del H2S con un contenido de agua creciente en el gas. La eficiencia de la planta recuperadora de azufre puede ser incrementada por el uso de una planta de recuperación de azufre de los gases de salida; los procesos conocidos son el proceso SUPERCLAUSR y el proceso SCOT. En el proceso SUPERCLAUSR se hace uso de un catalizador como se describe en las solicitudes de patentes Europeas Nos. 242,920 y 409,353, asi como en la solicitud de patente internacional WO-A 95.07856, en donde este catalizador es empleado en un tercera o cuarta etapa del reactor como se describe inter alia en "Hydrocarbon Processing" abril de 1989, pp. 40-42. Utilizando este método, los últimos residuos del H2S presente en la corriente del gas de proceso son oxidados selectivamente al azufre elemental de acuerdo con la reacción 15 H2S + 0.5 02 - - > S + H20. ^í-r De esta manera la eficiencia de la unidad de recuperación del azufre puede ser elevada fácilmente a 99.5%. La alimentación del gas a la planta de Claus puede contener algunas veces grandes cantidades de C02, por ejemplo hasta 98.5%, lo cual tiene un efecto altamente adverso sobre la temperatura de la flama en el paso térmico. Una gran cantidad de C02 puede ocasionar inestabilidad de la flama y además la eficiencia en el paso térmico se reducirá, de modo que la eficiencia total de la planta de Claus disminuirá. También, el gas puede contener grandes cantidades de hidrocarburos. Cuando el gas que contiene azufre es procesado en un gas de refinería de petróleo, el contenido de hidrocarburos generalmente será inferior, en su mayoría < 2% en volumen. En la purificación del gas natural en donde se utilizan procesos físicos o fisico/quimicos, como un resultado de la absorción de cantidades más grandes de hidrocarburos y substancias aromáticas, respectivamente, se puede finalizar con el gas el cual se hace pasar a la planta de recuperación del azufre (gas de Claus) . En la etapa térmica de una planta de Claus estos hidrocarburos son quemados completamente a causa de que la velocidad de la reacción de los hidrocarburos con el oxigeno es más elevada que la velocidad de reacción del H2S y el oxigeno. Cuando están presentes grandes cantidades de C02, la temperatura de la flama consecuentemente será más baja, y por consiguiente también la velocidad de la reacción de los componentes durante la combustión. Como resultado, es posible que ocurra la formación de hollín en la flama del quemador de la etapa térmica. La formación de hollín ocasiona problemas de taponamiento en los reactores catalíticos de una planta de Claus, en particular el primer reactor. También, la relación entre el requerimiento del oxígeno para la conversión del H2S al azufre y el requerimiento del oxígeno para la combustión de los hidrocarburos y las substancias aromáticas puede tomar valores tales que el proceso de Claus ya no pueda ser controlado apropiadamente. Estos problemas ya se conocen en la industria. Lo que es más, además del H2S y de las grandes - cantidades de C02 mencionadas anteriormente, frecuentemente los mercaptanos también están presentes en el gas. En la industria, se utilizan procesos químicos en los cuales estos mercaptanos no son removidos del gas que va a ser purificado, por ejemplo el gas natural, de modo que no es necesaria ninguna limpieza posterior con un proceso de lecho fijo. Frecuentemente se utilizan los tamices moleculares para la remoción de estos mercaptanos . Sin embargo, cuando tal lecho fijo es saturado con los mercaptanos, los tamices moleculares deben ser regenerados, para tal propósito frecuentemente se utiliza el gas natural purificado. Este gas de regeneración debe ser purificado entonces a su vez. En la regeneración de los tamices moleculares, los mercaptanos son liberados en su mayor parte al inicio de la regeneración. También existen procesos en los cuales los mercaptanos de una etapa de purificación posterior son regresados a la planta de Claus. Estos raercaptanos dan entonces una carga máxima en la etapa térmica de la planta de Claus de modo que el control del aire es alterado seriamente. Tal ruta de proceso se describe en Oil and Gas Journal 57, 19 de Agosto de 1991, pp. 57 - 59. Además, esto conduce a la pérdida del gas natural, el cual puede extenderse fácilmente hasta aproximadamente 10%. Existe un método bien conocido para el ^ procesamiento de los gases que contienen azufre, los cuales contienen sulfuro de carbonilo y/u otros componentes orgánicos tales como los mercaptanos y/o los disulfuros de dialquilo. Este método se describe en la patente Británica número 1563251 y en la patente Británica número 1470950. 15 Un objeto de la presente invención es inter alia proporcionar un método para la remoción de » ~ contaminantes que contienen azufre en la forma de mercaptanos y H2S del gas de hidrocarburos, el cual también puede contener C02 e hidrocarburos alifáticos y aromáticos más elevados, y la recuperación del azufre elemental, en tal método las desventajas descritas anteriormente no ocurren. Más particularmente, es un objeto de la invención proporcionar un método por el cual los gases de salida no contengan o solamente contengan muy pocas substancias perjudiciales, de modo que estos gases puedan ser descargados a la atmósfera sin ninguna objeción. También es un objeto de la invención proporcionar un método por el cual los contaminantes que contienen azufre son recuperados a un alto grado como azufre elemental, por ejemplo hasta una cantidad de más del 90%, más particularmente, más del 95%. Sorprendentemente, se ha encontrado que con el método de acuerdo con la invención, grandes corrientes de gas pueden ser purificadas de una manera muy eficiente, aunque al mismo tiempo se pueden satisfacer requerimientos más estrictos con respecto a la emisión de substancias nocivas y a la eficiencia de recuperación del azufre. La presente invención proporciona un método simple para purificar el gas de hidrocarburos contaminado con la recuperación del azufre, de acuerdo con el cual en un primer paso de absorción los contaminantes que contienen azufre son removidos del gas, para formar por una parte una corriente de gas purificado y por la otra parte un gas agrio, tal gas agrio es alimentado a un segundo paso de absorción en el cual el gas agrio es separado en una primera corriente de gas enriquecida en H2S y reducida en mercaptanos, la cual es alimentada a una planta de Claus, seguido por un paso de oxidación selectivo del H2S a azufre elemental en el gas de salida, y una segunda corriente de gas reducida en H2S y enriquecida en mercaptanos, tal segunda corriente de gas, si se desea un tratamiento adicional posterior, es sometida a una oxidación selectiva de los compuestos de azufre a azufre elemental. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el primer paso de absorción se lleva a cabo utilizando un agente de absorción químico, físico o químico/físico el cual remueva todos los contaminantes del gas natural. Preferiblemente, este es un agente de • absorción el cual está basado en el sulfolano, en combinación con una amina secundaria y/o terciaria. Como ya se ha indicado, tales sistemas ya son conocidos y son utilizados a una gran escala para purificar el gas natural, especialmente cuando el gas natural es licuado después de la purificación. La absorción, como es convencional, está basada en un sistema por medio del cual los contaminantes son absorbidos en el solvente en una primera columna, después de lo cual, cuando el solvente está cargado con los contaminantes, este solvente es regenerado en una segunda columna, por ejemplo por medio de calentamiento y/o por medio de reducción de la presión. La temperatura a la cual la absorción se lleva a cabo depende a un alto grado del solvente y de la presión utilizada. A las presiones comunes para el gas natural de 2 a 100 bares, la temperatura de absorción es generalmente de 15 a 50 °C, aunque fuera de estos intervalos se pueden obtener buenos resultados también. El gas natural es purificado preferiblemente para que satisfaga las especificaciones del oleducto o gaseoducto, lo cual significa que en general no más de 10, más particularmente no más de 5 ppm 5 del H2S pueden estar presentes. De acuerdo con el método de la invención, en una segunda etapa de absorción el gas agrio es separado primero en otros dos gases, es decir un gas rico en H2S y # un gas rico en C02, el cual además del C02 contiene hidrocarburos, substancias aromáticas y los mercaptanos no absorbidos. Con este método la concentración del H2S puede ser incrementada 2 a 6 veces. Esta segunda absorción ocurre preferiblemente utilizando un solvente a base de una amina secundaria o terciaria, más particularmente con una solución acuosa de metildietanolamina, opcionalmente en combinación con un activador para la misma, o con una amina terciaria impedida. Tales procesos ya son conocidos y se describen en la literatura (proceso MDEA, UCARSOL, FLEXSORB-SE, y semejantes) . La manera de operar tales procesos es comparable a la primera etapa de absorción. El grado de enriquecimiento es preferiblemente de al menos 2 a 6 veces o mayor, lo cual depende parcialmente de la concentración inicial del H2S . El grado de enriquecimiento puede ser fijado por medio de una elección apropiada de la construcción del absorbedor. Üfr \1 La primera corriente de gas rica en H2S puede ser procesada muy bien en la planta de Claus, aunque la ausencia de una gran parte del C02, los hidrocarburos y las substancias aromáticas no provoque ninguna producción adicional de gas en la planta durante la combustión. Como una consecuencia, la planta de Claus se puede hacer de un diseño mucho más pequeño, aunque además se logran eficiencias de recuperación del azufre mucho más elevadas . 10 Tal planta de Claus ya es conocida y la manera en la cual es operada en cuanto a la temperatura, la presión y semejantes se describe con detalle en las publicaciones citadas en la introducción. El gas de salida de la planta de Claus, la cual todavía contiene compuestos de azufre residuales, es alimentado, si se desea después de la hidrogenación adicional, a un aparato de procesamiento del gas de salida en donde a través de la oxidación selectiva de los compuestos de azufre, se forma azufre elemental, el cual es separado en una planta adecuada para este propósito, por ejemplo como se describe en la solicitud de patente Europea No. 655,414. Después de la separación del azufre, el gas restante puede ser quemado en un quemador posterior. El calor liberado pueden ser empleado de manera útil para la generación de vapor. vt La oxidación selectiva se lleva a cabo preferiblemente en la presencia de un catalizador el cual convierte selectivamente los compuestos de azufre al azufre elemental, por ejemplo los catalizadores descritos en las solicitudes de patente europea e internacional mencionadas previamente. Estas publicaciones, cuyo contenido es incorporado aquí para referencia, también indican las condiciones de proceso más adecuadas, tales ' como la temperatura y la presión. En general, sin embargo, la presión no es crítica y las temperaturas pueden estar entre el punto de rocío del azufre y aproximadamente 300 °C, más particularmente menor que 250 °C. La segunda corriente de gas rica en C02 con los hidrocarburos, las substancias aromáticas y los mercaptanos presentes, es mezclada con el gas de salida de la planta de recuperación de azufre de Claus y se hacen pasar a la planta de recuperación del gas de salida con base en la oxidación selectiva de los compuestos de azufre al azufre elemental. La planta de recuperación del gas de salida en este caso es preferiblemente la etapa del reactor de SUPERCLAUS, por lo cual los mercaptanos son oxidados al azufre elemental con el oxigeno presente. Alternativamente, el gas rico en C02 también puede ser tratado por separado en una etapa de reactor de SUPERCLAUS. Cuando el contenido de mercaptano del gas es elevado, puede ser requisito enfriar el reactor de SUPERCLAUS para prevenir la posibilidad de que la corrida de la temperatura sea demasiado _ elevada, como resultado de lo cual la selectividad disminuye y se forma una cantidad demasiado grande del S02. De acuerdo con otra modalidad del método de acuerdo con la invención, el gas rico en C02, la segunda corriente de gas, que viene de la unidad de enriquecimiento, es pasada con el hidrógeno sobre un reactor de hidrogenación que contiene un catalizador metálico del grupo 6 y/o del grupo 8, sulfurado, soportado sobre un portador. Como portador, preferiblemente se utiliza la alúmica con esta clase de catalizadores, puesto que este material, además de la estabilidad térmica deseada, también hace posible una buena dispersión del componente activo. Como el _ material activo catalíticamente, preferiblemente se utiliza una combinación de cobalto y molibdeno. Para la hidrogenación, la corriente de gas debe ser calentada desde la temperatura de absorción/desorción de aproximadamente 40 °C a la temperatura de 200 a 300 °C requerida para la hidrogenación. Este calentamiento ocurre preferiblemente de manera indirecta y no con un quemador colocado o adaptado en la corriente de gas, como es convencional. En efecto, la desventaja del calentamiento directo es que el calentamiento directo en este caso ocasiona una formación substancial de hollín, lo cual puede conducir a ensuciamiento y taponamiento en la hidrogenación y en la oxidación selectiva 5 subsiguiente. En el paso de hidrogenación los mercaptanos en el gas son convertidos al H2S con la ayuda del hidrógeno suministrado. El gas rico en C02 del paso de hidrogenación, que contiene C02, H2S, hidrobarburos y 10 substancias aromáticas, se mezcla con el gas de salida de la planta de Claus y luego se hace pasar a la unidad recuperadora del azufre del gas de salida, preferiblemente una etapa del reactor de SUPERCLAUS. El gas del reactor de hidrogenación también 15 puede ser tratado en un reactor de SUPERCLAUS separado. Puede ser necesario enfriar el reactor de SUPERCLAUS _ para prevenir que la temperatura del catalizador aumente a un valor demasiado elevado. Como se ha indicado, el gas que viene de la 20 oxidación selectiva es quemado finalmente, por lo cual los contaminantes orgánicos son convertidos a agua y C02. La invención será analizada ahora con referencia al dibujo, la Figura 1 que muestra en la forma de un diagrama de bloques la variante con un paso de hidrogenación adicional de la segunda corriente de gas con un contenido bajo de H2S. La Figura 2 muestra la variante sin hidrogenación.

Descripción Detallada de la Invención Como está indicado en la Figura 1, el gas agrio que viene de la primera unidad de absorción (no mostrada) en la cual el gas natural contaminado ha sido separado, por una parte, en una corriente de gas con las especificaciones deseadas y, por la otra parte, en el gas agrio, se hace pasar por medio de la línea 1 a un absorbedor de una planta de absorción/regeneración 3. Los componentes no absorbidos del gas, que consisten principalmente de dióxido de carbono, hidrocarburos (incluyendo substancias aromáticas), mercaptanos y un contenido bajo de H2S, son dirigidos por medio de la línea 2 al_ reactor de hidrogenación 6. En la línea 2 el gas es llevado a la temperatura de hidrogenación deseada, bajo adición de hidrógeno y/o monóxido de carbono, antes de ser pasado hacia el reactor de hidrogenación 6. En el reactor de hidrogenación 6, los mercaptanos y los otros componentes de azufre orgánicos presentes en el gas, son convertidos al H2S. El gas del reactor de hidrogenación 6, después del enfriamiento, se hace pasar por medio de la línea 5 a la etapa 11 de remoción de azufre del gas de salida, de la planta de Claus 8, para convertir el H2S presente al azufre elemental. La mezcla de gas rico en H2S que viene de la sección de regeneración de la planta de 5 absorción/regeneración 3 es suministrada por medio de la línea 7 a la planta de Claus 8, en la cual la parte más grande de los compuestos de azufre es convertida a azufre elemental, el cual es descargado por medio de la línea 9. Para incrementar la eficiencia de la planta de Claus 8, el gas de salida se hace pasar por medio de la línea 10 a una etapa 11 de remoción del azufre del gas de salida. Esta etapa de remoción del azufre puede ser un proceso de remoción de azufre conocido, tal como, por ejemplo, una etapa de oxidación de lecho seco, una etapa de adsorción, o una etapa de oxidación líquida. El aire requerido para la oxidación es suministrado por medio de la línea 12. El azufre formado es descargado por medio de la línea 13. Luego se hace pasar el gas por medio de la línea 14 al quemador posterior 15 antes de que el gas sea descargado por medio de la chimenea 16. Como está indicado en la Figura 2, el gas agrio, que viene de una primera unidad de absorción (no mostrada) en la cual el gas natural contaminado ha sido separado en, por una parte, una corriente de gas con las especificaciones deseadas y, por otra parte, el gas agrio, se hace pasar por medio de la línea 1 a un absorbedor de una planta de absorción/regeneración 3. La mezcla gaseosa rica en H2S que viene de la sección de regeneración de la planta de absorción/regeneración 3, es suministrada por medio de la linea 4 a la planta de Claus 5, en la cual la parte más grande de los compuestos de azufre es convertida al azufre elemental, el cual es descargado por medio de la línea 6. Para incrementar la eficiencia de la planta de Claus 5, el gas de salida se hace pasar por medio de la línea 7 a una etapa 8 de remoción de azufre del gas de salida. La etapa 8 de remoción del azufre opera de acuerdo con el principio de oxidación de lecho seco. Los componentes no absorbidos del gas que viene de la sección de absorción de la planta de absorción/regeneración, que consisten principalmente de dióxido de carbono, hidrocarburos (incluyendo substancias aromáticas), mercaptanos y un contenido bajo de H2S, son dirigidos por medio de la línea 2 al reactor de oxidación de la etapa de remoción de azufre 8 del gas de salida. El aire requerido para la oxidación del H2S y los mercaptanos es suministrado por medio de la línea 9. Para limitar le elevación de la temperatura en el reactor de oxidación, el gas de proceso enfriado es reciclado desde la línea 12 hasta la línea 7 con la ayuda de un condensador 14. El azufre formado es descargado por medio de la línea 11. El gas se hace pasar entonces por medio de la línea 12 al quemador posterior 16 antes de que el gas sea descargado por medio de la chimenea 17. La invención es aclarada en y por los siguientes ejemplos, los cuales no están propuestos como una limitación.

EJEMPLO 1 10 Una cantidad del gas agrio de 15545 Nm3/h que viene del regenerador de una planta de purificación del gas, tiene la siguiente composición a 40 °C y a una presión de 1.70 bares absolutos. 15 9.0 en vol H2S 0.01 en vol COS 0.22 en vol CH3SH 0.38 en vol C2H5SH 20 0.03 en vol C3H7SH 0.01 en vol C5H9SH 81.53 en vol co2 4.23 en vol H20 3.51 en vol Hidrocarburos (Cx a C?7) 25 1.08 en vol Substancias aromáticas (Benceno, Tolueno, Xileno) % Este gas agrio se pone en contacto en un absorbedor de una planta de purificación de gas con una solución de metildietanolamina, por lo cual el H2S y una parte del C02 fueron absorbidos. La cantidad del gas del producto (gas rico en C02) del absorbedor fue de 13000 Nm3/h con la siguiente composición: - 10 88.47 *o en vol co2 500 ppm en vol . H2S 70 ppm en vol . COS 0.26 en vol. CH3SH 0.46 en vol. C2H5SH 15 0.04 en vol . C3H7SH 0.01 % en vol. C4H9SH 5.21 o en vol . H20 4.2 en vol. Hidrocarburos (Ci a C?7) 1.29 o, en vol. Substancias aromáticas (Benceno, Tolueno, Xileno) A este gas producido se suministran 2700 Nm3/h de un gas reductor que contiene hidrógeno y monóxido de carbono y luego se calienta a 205 °C para hidrogenar todos los mercaptanos presentes al H2S en el reactor de hidrogenación el cual contuvo un catalizador metálico del grupo 6 y/o del grupo 8, sulfurado, el cual está soportado sobre un portador de alúmina, en este caso un catalizador de Co-Mo. La temperatura del gas del reactor fue de 232 °C. El gas agrio fue enfriado entonces a 226 °C y se suministra a la etapa de remoción de azufre del gas de salida de la planta de recuperación del azufre. La cantidad del gas que viene desde el reactor de # hidrogenación fue de 15700 Nm3/h y tuvo la siguiente composición: 0.68 Q. "5 en vol. H2S 60 ppm en vol . COS 74.22 en vol . C02 15 8.14 Q, O en vol. H20 3.48 Q. "6 en vol . Hidrocarburos (Ci a C?7) 1.07 Q. O en vol. Substancias aromáticas (Benceno, Tolueno, Xileno) 0.86 en vol . H2 20 11.56 Q. O en vol . N2 Después de la desorción en un regenerador, la mezcla gaseosa de H2S/C02, agria (gas rico en H2S), se hace pasar a una planta de recuperación de azufre. Esta mezcla de H2S/C02 fue de 2690 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 40 °C y 1.7 bares absolutos. 51 . 7 % en vol . H2S 44 . 0 % en vol . C02 4 . 3 % en vol . H20 Al quemador de la etapa térmica de la planta de recuperación del azufre se suministran 2780 Nm3/h de aire, de modo que después de la segunda etapa del reactor de Claus, 1.14 % en volumen del H2S y 0.07 % en volumen del S02 estuvieron presentes en el gas de proceso. El gas de proceso fue alimentado entonces a la etapa de remoción de azufre del gas de salida. A este gas se suministran 875 Nm3/h de aire. La temperatura de entrada del reactor de oxidación selectiva fue de 220 °C y la temperatura de salida fue de 267 °C. El reactor de oxidación selectiva se llena con un catalizador como se describe en las patentes Europeas 242,920 y 409,353 y en la solicitud de patente internacional WO-A 95/07856. El azufre formado en la planta de recuperación de azufre se condensa después de cada etapa y se descarga. El gas inerte de salida se hace pasar por medio de un quemador posterior a la chimenea. La cantidad del azufre fue de 2068 kg/h. La eficiencia de desulfuración total con base en el gas agrio original, el cual contuvo 9.0 % en volumen del H2S, fue de 96.5%.

EJEMPLO 2 Una cantidad del gas agrio de 15545 de Nm3/h que viene desde el regenerador de una planta de purificación del gas, tuvo la siguiente composición a 40 °C y una presión de 1.70 bares absolutos. 9.0 "o en vol. H S 0.01 en vol. COS 0.22 en vol. CH3SH 0.38 "5 en vol. C2H5SH 0.03 o en vol. C3H7SH 81.53 % en vol . C02 4.23 en vol . H20 3.51 . o, *o en vol. Hidrocarburos (Ci a Ci ) 1.08 o en vol . Substancias aromáticas (Benceno, Tolueno, Xileno) Este gas agrio se puso en contacto en un absorbedor de una planta de purificación de un gas con una solución de metildietanolamina, por lo cual el H2S y una parte del C02 fueron absorbidos. La cantidad del gas producido (gas rico en C02) desde el absorbedor fue de 13000 Nm3/h con la siguiente composición: # 88.47 % en vol. C02 500 ppm en vol. H2S 70 ppm en vol . COS 0.26 o. en vol . CH3SH 0.46 en vol. C2H5SH 0.04 % en vol . C3H7SH 0.01 % en vol. C4H9SH 5.21 % en vol. H20 * s 4.2 en vol. Hidrocarburos (Ci a Ci7) 10 1.29 en vol. Substancias aromáticas (Benceno, Tolueno, Xileno) El gas producido se calienta entonces a 230 °C y se alimenta a la etapa de remoción de azufre del gas de 15 salida de la planta de recuperación de azufre. Después de la desorción en un regenerador, la mezcla de gas de H2S/C02 agrio (gas rico en H2S) se hace pasar a una planta de recuperación de azufre. Esta mezcla de gas de H2S/C02 se cuantifica en 2690 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 40 °C y 1.7 bares absolutos. 51.7 % en vol. H2S 44.0 % en vol, C02 4.3 % en vol, H20 25 • Al quemador de la etapa térmica de la planta de recuperación del azufre se suministran 2780 Nm3/h de aire, de modo que después de la segunda etapa del reactor de Claus, 1.14 % en volumen de H2S y 0.07 % en volumen del S02 estuvieron presentes en el gas de proceso. El gas de proceso fue alimentado entonces a la etapa de remoción del azufre del gas de salida. A este gas y al gas del producto suministrado, w se alimentan 875 Nm3/h de aire. La temperatura de entrada del reactor de oxidación selectiva fue de 230 °C y la temperatura de salida fue de 290 °C. Para limitar la elevación de la temperatura en el reactor de oxidación a 60 °C, 13000 Nm3/h del gas enfriado después del reactor, se reciclaron sobre el reactor. El reactor de oxidación selectiva se llenó con el catalizador como se describió en las patentes europeas Nos. 242,920 y 409,353 y en la solicitud de patente internacional WO-A 95/07856. El azufre formado en la planta de recuperación del azufre se condensó después de cada etapa y se descargó. El gas inerte de salida se hizo pasar a la chimenea por medio de un quemador posterior. La cantidad del azufre fue de 2050 kg/h. La eficiencia de desulfuración total basada en el gas agrio original, el cual contuvo 9.0 % en volumen de H2S fue de 95.7 %.

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.

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

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un método para remover los contaminantes que contienen azufre en la forma de mercaptanos y H2S del gas de hidrocarburos, el cual también puede contener C02 e hidrocarburos alifáticos y aromáticos más elevados, y recuperar azufre elemental, caracterizado porque en un primer paso de absorción los contaminantes que contienen azufre son removidos del gas, para formar por una parte una corriente de gas purificado y por la otra parte un gas agrio, tal gas agrio es alimentado a un segundo paso de absorción en el cual el gas agrio es separado en una primera corriente de gas enriquecida en H2S y con una cantidad reducida de mercaptanos, la cual es alimentada a una planta de Claus, seguido por un paso de oxidación selectivo del H2S a azufre elemental en el gas de salida, y una segunda corriente de gas enriquecida en mercaptanos y con una cantidad reducida de H2S, tal segunda corriente de gas, si se desea después del tratamiento adicional, es sometida a una oxidación selectiva de los compuestos de azufre a azufre elemental.

2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda corriente de gas es hidrogenada previo a la oxidación selectiva.

• 3. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la oxidación selectiva del gas de salida de la primera corriente de gas y de la segunda corriente de gas ocurre en el mismo reactor.

4. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la oxidación selectiva del gas de salida de la primera corriente de 10 gas y de la segunda corriente de gas ocurre en dos reactores separados.

5. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el primer paso 15 de absorción se lleva a cabo utilizando un agente de absorción químico, físico o químico/físico el cual remueve substancialmente todos los compuestos de azufre y el C02 del gas. 20

6. Un método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque se utiliza un agente de absorción de sulfolano, en combinación con una amina secundaria o terciaria. 25

7. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque el segundo paso de absorción se lleva a cabo utilizando un agente de absorción a base de una amina secundaria y/o terciaria.

8. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el primer paso de absorción se lleva a cabo de una manera tal que el gas purificado contenga no más de 10, más particularmente no más de 5 ppm de contaminantes que contienen azufre.

9. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el gas natural es utilizado como el gas que va a ser purificado, el cual es licuado opcionalmente después de la purificación.

10. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el segundo paso de absorción se lleva a cabo de una manera tal " que el contenido de H2S en la primera corriente de gas es de al menos 2.5 veces, más particularmente al menos 4 veces más elevado que el contenido de H2S en el gas agrio.

11. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque el contenido de los mercaptanos en la primera corriente del gas es menor que 1 ppm.

12. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-11, caracterizado porque la hidrogenación ocurre en la presencia de un catalizador sobre un soporte, con un componente activo catalíticamente basado en al menos un metal del Grupo VIB y al menos un metal del Grupo VIII del Sistema Periódico de los Elementos, más particularmente sobre una combinación de cobalto y molibdeno.

13. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-12, caracterizado porque la hidrogenación ocurre en la presencia de una cantidad de agua.

14. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-13, caracterizado porque la segunda corriente de gas es calentada indirectamente previo a la hidrogenación .