MXPA99011904A - Metodo para desulfurar gases de descarga - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un método para remover H2S de gases de descarga los cuales contienen al menos 20%en volumen de vapor de agua, que comprende tratar los gases descarga a una temperatura superior al punto de rocío del agua de los gases de descarga con una solución alcalina, acuosa, bajo la absorción del H2S, seguida por el sometimiento de la solución que contiene sulfuro formada a una oxidación biológica del sulfuro.

Description

MÉTODO PARA DESULFURAR GASES DE DESCARGA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un método para desulfurar gases de descarga los cuales contienen un alto contenido de vapor de agua. De manera más especifica, la invención comprende un método para reducir el contenido de azufre total de los gases de descarga de las plantas de recuperación de azufre. La preparación de azufre elemental a partir de sulfuro de hidrógeno (H2S) por la oxidación parcial del mismo por medio de oxigeno o un gas que contiene oxigeno tal como el aire, seguida por la reacción del dióxido de azufre (S02) formado a partir de sulfuro de hidrógeno, con la parte residual del sulfuro de hidrógeno, en presencia de un catalizador, se conoce como el proceso de Claus. Este proceso es frecuentemente empleado tanto en refinerías como para el procesamiento del sulfuro de hidrógeno recuperado del gas natural. Una planta de Claus convencional consiste de un quemador con una cámara de combustión, la llamada etapa térmica, seguido por un número de - generalmente dos o tres -reactores los cuales son llenados con un catalizador. Esas últimas etapas constituyen las llamadas etapas catalíticas. En la cámara de combustión, el flujo de gas rico en H2S entrante se quema con una cantidad de aire a una temperatura REF.: 32331 de aproximadamente 1200°C. La cantidad de aire se fija de modo que un tercio del H2S se queme a S02 de acuerdo a la reacción: 2H2S + 302 ? 2H20 + 2S02 (1) Después de esta combustión parcial del H2S, la parte del H2S sin reaccionar (es decir aproximadamente dos tercios de la cantidad presentada) y el S02 formado reaccionan adicionalmente durante una parte considerable de acuerdo a la reacción de Claus: 4H2S + 2S02 <-> 4H20 + 3S2 .2) Descripción este modo, en la etapa térmica, aproximadamente 60% del H2S es convertido a azufre elemental. Los gases provenientes de la cámara de combustión son enfriados a aproximadamente 160 °C en un condensador de azufre, en el cual el azufre formado se condensa, el cual posteriormente fluye via un sifón hacia un depósito de azufre. Los gases no condensados, en los cuales la relación molar del H2S a S02 es aún 2 : 1, son posteriormente calentados hasta aproximadamente 250 °C y pasados a través de un primer reactor catalítico, en el cual' nuevamente se establece el equilibrio 4H2S + 2S02 <-> 4H20 + 6/nSn.

Los gases provenientes de este reactor catalítico son posteriormente enfriados nuevamente en un condensador de azufre, donde posteriormente el azufre liquido formado es recuperado y los gases residuales, después del recalentamiento, se hacen pasar a un segundo reactor catalítico. Dependiendo del número de etapas catalíticas, el porcentaje de recuperación de azufre en una planta de Claus convencional constituye el 94-97%. En consecuencia, se deja una cantidad de H2S y de S02. Una de las limitaciones importantes del proceso de Claus es el incremento del contenido de agua en el gas de proceso a medida que procede la conversión del H2S a azufre. La reacción de Claus es limitada por termodinámicamente por este incremento del contenido de vapor de agua y simultáneamente por la disminución de la concentración de H2S y S02, con el resultado de que el equilibrio de la reacción de Claus (2) se desplaza a la izquierda. La condensación del vapor de agua en el gas de proceso seria deseable para remover esta limitación tanto como sea posible. Sin embargo, puesto que el punto de roció del agua se encuentra muy por debajo del punto de solidificación del azufre, la condensación del vapor de agua en el proceso de Claus reúne problemas insuperables, tales como la obstrucción debido a la solidificación del azufre y corrosión debido a la formación de ácido sulfuroso. En el pasado, los gases de descarga del proceso de Claus eran quemados en un quemador posterior. Sin embargo, en vista de los requerimientos ambientales cada vez más estrictos, esto no es permitido ya. Esto ha conducido a mejoras del proceso de Claus y el desarrollo de procesos de remoción de los gases de descarga de Claus. Una mejora del proceso de Claus se conoce como el proceso SUPERCLAUS®, en el cual la eficiencia del proceso de Claus se incrementó de 94-97% a más del 99%. El proceso SUPERCLAUS® se describe en "SUPERCLAUS®, la respuesta a las limitaciones de la planta de Claus", publ. 38th Canadian Chem. Eng. Conference, Octubre 25, 1988, Edmonton, Alberta. Canadá. En el proceso SUPERCLAUS®-99, la reacción (2) en la etapa térmica y en los reactores de Claus es operada con un exceso de HS, de modo que en el gas del último reactor de Claus el contenido de H2S es de aproximadamente 1% en volumen y el contenido de S02 es aproximadamente 0.02% en volumen. En una siguiente etapa del reactor, el H2S es oxidado selectivamente a azufre elemental de acuerdo a la reacción: 2H2S + 02 -> 2H20 + 2/nSn (3) En presencia de un catalizador de oxidación selectivo especial. Esos catalizadores se describen, por ejemplo, en las Patentes Europeas 0242920 y 0409353. Como se estableció, los requerimientos ambientales cada ves más estrictos han conducido no solo a mejoras del proceso de Claus sino también al desarrollo de procesos para los gases residuales de Claus para la desulfurización adicional de los gases de descarga de las plantas de recuperación de azufre. La mayoría de los procesos de gases residuales de Claus utilizan un reactor de hidrogenación, también conocido como reactor de reducción, en el cual el S02, sulfuro de carbonilo (COS) , disulfuro de carbono (CS2) , vapor de azufre y cualesquier gotas de azufre atrapadas (niebla de azufre) son convertidos con hidrógeno (H2 ) o un gas reductor, el cual contiene, por ejemplo, monóxido de hidrógeno y carbono, a sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de hidrógeno es entonces removido por absorción en una solución o por conversión en la fase gaseosa a azufre elemental, utilizando un catalizador. Únicamente han sido desarrollados unos cuantos procesos de gases residuales los cuales, después de la combustión de los gases residuales de Claus, absorben S02 del gas de chimenea. Esos procesos no se discutirán más. Más bien conocidos entre los procesos de gases residuales de Claus los cuales, después de la hidrogenación, absorben el H2S resultante en una solución son el SCOT, BSR-Stretford, BSR- MDEA, Trencor-M y Suften. Esos procesos se describen en una publicación de B.G. Goar: "Procesos de Limpieza de Gases Residuales, una revisión", presentada en el 33th Annual Gas Conditioning Conference, Norma, Oklahoma, Marzo 7-9, 1983 y en Hydrocarbon Processing, Febrero de 1986. El proceso mejor conocido, y a la fecha el más efectivo, para desulfurar gases residuales es el proceso SCOT descrito en Maddox "Mercaptización de gas y liquido" (1977) . El proceso SCOT alcanza una recuperación de azufre del 99.8 al 99.9%. De los procesos de gases residuales los cuales, después de la hidrogenación, convierten el H2S resultante en ' la fase gaseosa utilizando un catalizador, únicamente han sido creados y se han conocido algunos cuantos procesos, tales como MODOP, CLINSULF, BSR-Selectox, Sulfreen, SUPERCLAUS-99.5. Esos procesos se describen en la publicación anteriormente mencionada de B.G. Goar, en el Journal C&EN del 11 de Mayo de 1987, el Journal Sulphur Enero/Febrero 1995, y en la DE-A 2648190. En todos esos procesos de gases residuales de Claus, después de la hidrogenación, el agua formada en la reacción de Claus (2) y en la reacción de oxidación selectiva (3) es condensada, debido a que la presencia de agua tiene un efecto adverso sobre la remoción posterior del H2S en un liquido de absorción o en la conversión catalítica del H2S a azufre elemental. Los líquidos de absorción utilizados en los procesos anteriormente mencionados son soluciones de alcanolamina secundaria o terciaria tales como la Diisopropanolamina (DIPA) o Metildietanolamina (MDEA) o soluciones Redox complejas. Sin la remoción de agua, el proceso de absorción seria totalmente perturbado, viz, ya sea por las temperaturas demasiado altas a las cuales no o solo ocurren una ligera absorción, o porque el agua se condensa en el absorbente durante la absorción y la solución circulante es continuamente diluida, de modo que no puede tomar lugar más absorción. En la conversión del H2S en la fase gaseosa utilizando un catalizador, sin remoción de agua la conversión termodinámica del H2S de acuerdo a la reacción de Claus (2) se reduce fuertemente y se obtiene una situación comparable a la de la última etapa de reactor en el proceso de Claus, de modo que la eficiencia total de recuperación de azufre del más del 99.5% es imposible de alcanzar. Aunque el uso de un catalizador de oxidación selectiva tal como el utilizado en el proceso SUPERCLAUS da lugar a una mayor eficiencia, cuando el SUPERCLAUS-99.5 también, se ha encontrado que es imposible en la práctica alcanzar una eficiencia de recuperación de azufre de más del 99.5%. En general, puede establecerse que la desventaja de los procesos de gases residuales de Claus, en los cuales, después de la hidrogenación, el H2S en la fase gaseosa se convertido a azufre elemental utilizando un catalizador, es que los requerimientos actuales de una eficiencia total de recuperación de azufre de más del 99.90% no puede satisfacerse. Los procesos de gas residual de Claus con hidrogenación se lleva por condensación de agua después de que el H2S es absorbido en un liquido de absorción tal como, por ejemplo, en el proceso SCOT, para lograr eficiencias totales de recuperación de azufre de más del 99.90%, pero tiene una desventaja mayor de que los costos de inversión y los costos de energía son tremendamente altos. Versiones más nuevas del proceso SCOT, tales como el SUPERSCOT y LS-SCOT, logran una eficiencia total de recuperación de azufre del 99.95%, pero son aún más caros. Otra desventaja de esos procesos es que el condensado que contiene sulfuro de hidrógeno ácido debe ser descargado y tratado, por ejemplo en un Separador de Agua Acida, por lo que el gas ácido disuelto es separado con vapor. Esto es demasiado costoso.

Los requerimientos ambientales han tenido influencia no solo sobre el desarrollo de los procesos de Claus y de gases residuales de Claus, sino también sobre el desarrollo de los procesos de gas de chimenea, también conocidos como procesos de gases de combustión de chimenea, para plantas de energía. Se conocen varios procesos para la "desulfuración de gases de combustión o chimenea" (FGD) , en los cuales el S02 es convertido con lechada de calcinación a yeso (Ca2S04) . Debido a que se ha formado un excedente de yeso, han sido buscados procesos, en los cuales el S02 pueda ser convertido a azufre elemental. El proceso de ellman Lord, descrito en Gas Purification, cuarta edición 1985, A. L. Kohl, F. C. Riesenfeld, pp. 351-356, es un ejemplo, donde el SO2 es eventualmente liberado como gas concentrado. Después de que dos tercios del SO2 son' convertidos a H2S en un paso de hidrogenación, el H2S y el S02 gaseoso pueden ser convertidos a azufre elemental en una planta de Claus. Esta ruta de proceso, también, es costosa. Otro desarrollo en este campo es la desulfuración biológica de gases de combustión o chimenea. La desulfuración biológica de los gases de combustión o chimenea se describe en journal Lucht, número 4, Diciembre de 1994. El proceso BIO-FGD descrito allí es para remover S02 de gases de chimenea de estaciones de energía y consiste de un absorbente donde el S02 es disuelto en una solución de hidróxido de sodio diluida de acuerdo a la reacción.

S02 + NaOH ? NaHS03 (4) Esta solución es posteriormente tratada en dos etapas de reactor biológico. En el primer paso biológico, en un reactor anaerobio, el bisulfito de sodio (NaHS03) formado es convertido con un donador de electrones a sulfuro de sodio (NaHS) .

NaHS03 + 3H2 NaHS + 3H20 (5) Los donadores de electrones adecuados son, por ejemplo, hidrógeno, etanol, hidrógeno y glucosa. En el segundo paso, en un reactor aerobio, el sulfuro de sodio es oxidado a azufre elemental, el cual es separado.

NaHS + Oz ? NaOH + S (6) Los gases de chimenea contienen, después de la combustión de carbón o aceite combustible, una ligera cantidadde vapor de agua. El contenido de agua es típicamente de entre el 2-15% en volumen, el cual corresponde a un punto de rocío del agua de 20-55cC. Si es utilizado el proceso BIO-FGD para la desulfuración de los gases de descarga de Claus que han sido posteriormente quemados y por lo tanto todos los componentes de azufre han sido convertidos a S02, el gas debe ser enfriado debido al alto contenido de vapor de agua de los gases de descarga de Claus. Esto se hace para prevenir que el vapor de agua se condense en la solución de hidróxido de sodio, como resultado de lo cual parte de la solución de hidróxido de sodio tendría que ser constantemente descargada. Los gases de descarga de Claus deben, por lo tanto, ser enfriados, por lo que se forma un condensado ácido y debe ser descargado. En la desulfurización de gases de descarga de una planta de energía que funciona con carbón o petróleo, este problema no ocurre debido a que el punto de roció del agua se encuentra por debajo de la temperatura de operación en el absorbente. El enfriamiento de estos gases de descarga puede, por lo tanto, efectuarse de una sola manera sin que ocurra condensación del agua. Un primer objeto de la invención es proporcionar un método para desulfurar gases de descarga con un alto contenido de vapor de agua del 20 al 40% en volumen en el cual la condensación de esta agua no es necesario, previniendo por lo tanto la formación de un condensado que contenga sulfuro de hidrógeno ácido, el cual tendrá posteriormente que se descargado. Un segundo objeto de la invención es proporcionar un segundo método en el cual el H2S formado después de la hidrogenación puede ser absorbido en un líquido de absorción a una temperatura superior al punto de rocío del agua en el gas, de modo que también durante la absorción del H2S no ocurra condensación del agua. Un siguiente objeto de la invención es proporcionar un método mediante el cual se alcance una eficiencia total de recuperación de azufre mayor del 99.90% sin que ocurran las desventajas anteriormente mencionadas. La invención se basa en la Observación sorprendente de que es posible absorber el H2S de tal gas con un contenido de agua del 20 al 40% en volumen a una temperatura superior al punto de rocío del agua, en una solución alcalina, por lo que la solución que contiene sulfuro formado es sometida a una oxidación biológica aerobia. La invención se relaciona en consecuencia con un método para remover H2S de gases de descarga los cuales contienen al menos 20% en volumen de vapor de agua, que comprende tratar los gases de descarga a una temperatura superior al punto de rocío de los gases de descarga con una solución alcalina acuosa, bajo la absorción del H2S4 seguida mediante el sometimiento de la solución que contiene sulfuro formada a una oxidación biológica del sulfuro. De manera sorprendente, se ha encontrado ahora que el HS disuelto en la solución alcalina, de manera preferible una solución de hidróxido de sodio, puede ser oxidado a azufre elemental con aire en un reactor aerobio biológico a una temperatura la cual es preferiblemente la misma a la cual ha tomado lugar la absorción. Tales gases con un contenido de agua del 20-40% en volumen tienen un punto de rocío en agua de 60-80 °C, lo cual significa que en la práctica la oxidación biológica ocurrirá a una temperatura de al menos 65 °C, de manera más específica a una temperatura de 70 a 90 °C. Es particularmente sorprendente que es posible llevar' a cabo una oxidación biológica eficiente y apropiada a tales altas temperaturas. En el método de acuerdo a la invención, el contenido de azufre total de los gases de descarga se reduce primero elevando la temperatura de esos gases de descarga a una temperatura superior a 200 °C y posteriormente haciéndolos pasar junto con el gas que contiene hidrógeno y/o monóxido de carbono sobre un catalizador de metal del grupo Vi/grupo VIII sulfurado sobre un soporte oxidante inorgánico, por lo que los componentes de azufre tales como el SO2, vapor de azufre y niebla de azufre son convertidos- con hidrógeno u otro gas reductor el cual contiene, por ejemplo, hidrógeno y monóxido de carbono, a sulfuro de hidrógeno, de acuerdo a las reacciones: S02 + 3H2 ? H2S + H20 (7! S + H2 ? H2S (8) Si está presente oxígeno en los gases de descarga, se utiliza un catalizador del grupo anterior el cual tiene además la propiedad de hidrogenar el oxígeno de acuerdo a la reacción 02 + 2H2 ? 2H20 o: De manera preferible, se utiliza un catalizador del grupo anterior el cual tiene además la propiedad de hidrolizarse COS y CS2 de acuerdo a las reacciones COS + H20 -> H2S + C02 (10) CS2 + 2H20 -> 2H2S + C02 (11) En el método de acuerdo a la invención, los gases de descarga del reactor de hidrogenación son enfriados justo por encima del punto de rocío del vapor de agua presenta en el gas, de modo que no ocurra la condensación. De manera preferible, el enfriamiento procede de 3 a 5 °C por encima del punto de rocío. Los gases de descarga, específicamente los gases de descarga de una planta de refrigeración de Claus, con un contenido de vapor de agua de 20 a 40 vol.%, tiene un punto de rocío entre 60-80 °C. En un absorbente, esos gases de descarga son puestos en contacto posteriormente de manera directa con una solución alcalina diluida, de manera preferible solución de hidróxido de sodio, con un pH entre 8 y 9, por lo que el H2S se presenta en el gas y se disuelve de acuerdo a la reacción: H2S + NaOH -> NaHS + H20 (12) La parte no absorbida de los gases de descarga mencionados es, opcionalmente después de la combustión, descargada al aire. Debido a que la solución alcalina regenerada no contiene H2S, el H2S presente en los gases de descarga es absorbido completamente de esta manera puede alcanzarse una eficiencia total de recuperación de azufre de más del 99.90%. En el método de acuerdo a la invención, la solución se hace pasar al reactor aerobio biológico a una temperatura, preferiblemente a la misma temperatura a la cual ha tomado lugar la absorción, de modo que no necesite suministrarse o removerse calor. En el reactor aerobio se suministra una cantidad de aire, de modo que el H2S sea oxidado parcialmente con oxígeno de aire, para formar azufre elemental de acuerdo a la reacción: H2S + i /2 02 -> S + H20 (13) Posteriormente, en un separador de azufre, de manera preferible nuevamente a la misma temperatura, el azufre es separado de la solución de hidróxido de sodio, después de obtener la solución es recirculada al absorbente. Es posible enfriar la solución de hidróxido de sodio que tiene el H2S absorbido de ella antes de que sea alimentada al reactor aerobio biológico. Después de la separación del azufre, sin embargo, la solución es entonces calentada nuevamente antes de ser suministrada al absorbente. La invención será ahora elucidada con referencia a las d-B figuras en las cuales se describe el método de acuerdo a la invención en forma de diagrama de bloques. En la Figura 1 se representa un diagrama de proceso general. El gas de descarga de una planta de recuperación de azufre, no mostrada, se hace pasar vía línea 1, con la adición de hidrógeno u otro gas reductor vía línea 2, y se ajusta a la temperatura de hidrogenación deseada con el calentador 3, antes de hacerse pasar vía línea 4 al reactor de hidrogenación 5. En el reactor de hidrogenación 5, el dióxido de azufre, vapor de agua y compuestos de azufre orgánicos presentes en el gas son convertidos con H2 a H2S . Si está presente oxígeno en el gas, este es convertido a H20. El COS y CS2 si están presentes, son convertidos con el vapor de agua presente, a H2S y C02. El gas del reactor de hidrogenación 5 se ajusta vía la. línea 6 a la temperatura de absorción deseada con el enfriador 7, antes de ser pasado vía la línea 8 al absorbente 9 de una bioplanta. En el absorbente, el H2S es lavado del gas con una solución diluida de hidróxido de sodio, la cual se hace pasar posteriormente vía la línea 10 a un reactor biológico aerobio 11, el cual H2S con la adición del oxígeno del aire suministrado vía la línea 12, es convertido a azufre elemental. La vía línea 13 la solución de hidróxido de sodio se hace pasar al separador de azufre 14, de la cual el azufre formado es descargado vía la linea 15. La solución es recirculada vía la línea 16 al absorbente. El gas del absorbente, el cual ahora contiene solo un bajo contenido de H2S, se hace pasar vía la línea 17 al quemador posterior 18 antes de que el gas sea descargado vía la chimenea 19. En la Figura 2, se da un diagrama para una planta de acuerdo a la invención en la cual el gas de descarga de una planta de Claus con una relación de H2S/S02 alta es absorbido directamente, sin hidrogenación intermedia. El gas de descarga proveniente de la planta de Claus de tres etapas 100 es agregado via la línea 101 al absorbente 102. La planta de Claus 100 es operada de modo que la relación molar de H2S/S02 sea al menos de 100. En el absorbente 102, el H2S es lavado del gas con una solución diluida de hidróxido de sodio, la cual se hace pasar posteriormente vía la línea 103 a un reactor biológico 104, en el cual el H2S, con la adición de oxígeno del aire suministrado vía la línea 105, es convertido a azufre elemental. Via la línea 106, la bomba 107 y la línea 108, una porción de la solución de hidróxido de sodio se hace pasar a un separador de azufre 109, de la cual el azufre formado se descarga via linea 110. La solución es recirculada vía la línea 111 y 112 al absorbente, con una pequeña descarga vía la línea 113. El gas del absorbente, el cual ahora contiene solo un bajo contenido de H2S, se hace pasar vía la línea 114 a un quemador posterior, no mostrado, antes de que el gas sea descargado via una chimenea, tampoco se ilustra.

EJEMPLO 1 Una cantidad de gas ácido de 9700 Nm3/h proveniente de una planta de purificación de gas tiene la siguiente composición a 45 °C y 1.6 bar absolutos. 60.0 Vol.% de H2S 3.0 Vol.% de NH3 30.0 Vol.% de C02 5.0 Vol.% de H20 2.0 Vol.% de CH4 Este gas ácido fue alimentado a una planta de Claus con dos reactores de Claus. El azufre formado en la planta de recuperación de azufre fue, después de la etapa térmica y las etapas del reactor catalítico, condensado y descargado. La cantidad de azufre fue de 7768 kg/h. La eficiencia de recuperación del azufre de la planta de Claus, basada en el gas ácido, fue del 93.3%. La cantidad de gas de descarga fue de 29749 Nm3/h proveniente de la planta de Claus tuvo la siguiente composición de 16 °C y una presión de 1.14 bar absolutos. 0.47 Vol, % de H2S 0.24 Vol, % de S02 0.03 Vol, % de COS 0.04 Vol, % de CS2 0.01 Vol, % de S6 0.04 Vol, % de S8 1.38 Vol, % de CO 1.53 Vol, % de H2 11.37 Vol, % de C02 55.96 Vol, % de N2 0.66 Vol, % de Ar 28.27 Vol, % de H20 Este gas de descarga fue suministrado con 103 Nm3/h de hidrógeno como gas reductor y a continuación calentado a 280 °C para hidrogenar todo el dióxido de azufre (S02) y el vapor de azufre (S6, S8) presente a H2S, y además para hidrolizar el sulfuro de carbonilo (COS) y sulfuro de carbono (CS2) a H2S en el reactor de hidrogenación el cual contiene un catalizador de metal del grupo VI y/o el grupo VIII sulfurado, en este caso un catalizador de Co-Mo. La cantidad de gas de descarga del reactor de hidrogenación fue de 31574 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 367 °C y 1.10 bar absolutos. 1.24 Vol, % de H2S 28 ppm de COS 2 ppm de CS2 2.02 Vol, % de H2 12.64 Vol, % de C02 56.62 Vol, % de N2 0.67 Vol, % de Ar 26.80 Vol, % de H20 El gas de descarga fue entonces enfriado a 72°'C, una temperatura la cual es 3°C superior al punto de roció del vapor de agua presente en el gas de descarga. A continuación el gas de descarga frío fue tratado en una bioplanta a 12 ° C, sin condensación de agua del gas de descarga tomando lugar. En el absorbente de la bioplanta, el H2S se lavó del gas de descarga con solución diluida de hidróxido de sodio, después de lo cual la solución con el H2S absorbido se hizo pasar a un reactor biológico aerobio en el cual el H2S fue convertido a azufre elemental. En la bioplanta no se suministró o removió calor, de modo que la absorción del HS y la conversión a azufre elemental ocurrió a la misma temperatura de 72 °C. Al reactor aerobio se suministró una cantidad de 945 Nm3/h de aire para la oxidación selectiva del H2S a azufre. La cantidad de gas del absorbente fue de 31189 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 72 °C y 1.05 bar absolutos. 250 ppm de H2S 28 ppm de COS 2 ppm de CS2 2.04 Vol, % de H2 12.80 Vol, % de C02 57.32 Vol, % de N2 0.68 Vol, % de Ar 27.13 Vol, de H?0 Vía una combustión posterior, este gas se hizo pasar a la chimenea. La cantidad de azufre formado en la bíoplanta fue de 551 kg/h. La cantidad total de azufre producido en la planta de recuperación y la bioplanta fue de 8319 kg/h, la cual elevó la eficiencia total de desulfuración, en base al gas ácido original a 99.87%.

EJEMPLO 2 Una cantidad de gas ácido de 6481 Nm3/h proveniente de una planta de purificación de gas tenía la siguiente composición a 45 °C y 1.6 bar absolutos. 90.0 Vol, % de H2S 3.0 Vol, % de NH3 5.0 Vol, % de H20 2.0 Vol, % de CH4 Este gas ácido fue suministrado a una planta SUPERCLAUS® con dos reactores de Claus y un reactor de oxidación selectiva. El azufre formado en la planta de recuperación de azufre fue, después de la etapa térmica y las etapas del reactor catalítico, condensado y descargado. La cantidad de azufre fue de 8227 kg/h. La eficiencia de recuperación del azufre de la planta de Claus, en base al gas ácido, fue de 98.5%. La cantidad de gas de descarga de 21279 Nm3/h proveniente de la planta de Claus tuvo la siguiente composición a 129°C y una presión de 1.14 bar absolutos 0.03 Vol , o. o de H2S 0.20 Vol , o. c de S02 20 ppm de COS 30 ppm de CS2 10 ppm de S6 0.01 Vol , o o de S8 0.15 Vol , de CO 1.72 Vol , de H2 1.14 Vol , de C02 62.45 Vol , o. 0 de N2 0.74 Vol , o o de Ar 33.05 Vol , o. o de H20 0.50 Vol . de 02 Este gas de descarga fue suministrado con 133 Nm3/h de hidrógeno como gas reductor y a continuación calentado a 280°C para hidrogenar todo el dióxido de azufre (S02) , vapor de azufre (S6, • S8) presente a H2S y H20, y además para hidrolizar el sulfuro de carbonilo (COS) y sulfuro de carbono (CS2) a H2S en el reactor de hidrogenación el cual contiene un catalizador de metal del grupo VI y/o el grupo VIII sulfurado, en este caso un catalizador de Co-Mo. La cantidad de gas de descarga del reactor de hidrogenación fue de 22863 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 367 °C y 1.10 bar absolutos. 0.37 Vol, % de H2S 2 ppm de COS 0.82 Vol, % de H2 1.90 Vol, % de C02 62.89 Vol, % de N2 0.75 Vol, % de Ar 33.27 Vol, % de H20 El gas de descarga fue entonces enfriado a 76°C, una temperatura la cual es 3°C superior al punto de rocío del vapor de agua presente en el gas de descarga. A continuación el gas de descarga frío fue tratado en una bioplanta a 76°C, sin condensación de agua del gas de descarga tomando lugar. En el absorbente de la bioplanta, el H2S se lavó del gas de descarga con una solución diluida de hidróxido de sodio, después de lo cual la solución con el H2S absorbido se hizo pasar a un reactor biológico aerobio en el cual el H2S fue convertido a azufre elemental. En la bioplanta, no se suministró o removió calor, de modo que la absorción del H2S y la conversión a azufre elemental ocurrió a la misma temperatura de 76°C. El reactor aerobio fue suministrado con una cantidad de 205 Nm3/h de aire para la oxidación parcial del H2S a azufre. El gas del absorbente fue de 22780 Nm3/h y tuvo la siguiente composición a 76°C y 1.05 bar absolutos. 75 ppm de H2S 2 ppm de COS 0.82 Vol, % de H2 1.91 Vol, % de C02 63.12 Vol, % de N2 0.75 Vol, % de Ar 33.39 Vol, % de H20 Vía una combustión posterior, este gas se hizo pasar a la chimenea. La cantidad de azufre formado en la bioplanta fue de 119 kg/h. La cantidad total de azufre producido en la planta de recuperación de azufre y la bioplanta fue de 8346 kg/h, la cual elevó la eficiencia total de la desulfuración, en base al gas ácido original, a 99.97%.

EJEMPLO 3 Una cantidad de gas ácido de 3500 Nm3/h proveniente de una planta de purificación de gas tuvo la siguiente composición a 40 °C y 1.7 bar absolutos. 88.0 Vol, % de H2S 6.1 Vol, % de C02 1.5 Vol, % de CH4 4 . 4 Vol, % de H20 Este gas ácido fue suministrado a una planta de Claus con tres reactores de Claus. El suministro de aire a esta planta de Claus se fijó de acuerdo con la reacción (2) en la etapa térmica en los reactores Claus fue operada con exceso de H2S, de modo que el contenido de H2S:S?2 después de la tercera etapa de reactor es mayor de 100 a 1, de modo que el contenido de S02 sería menor que 0.009 vol.%. El azufre formado en la planta de recuperación de azufre, después de la etapa térmica y las etapas del reactor catalítico, fue condensado y descargado. La cantidad de azufre fue de 4239 kg/h. La eficiencia de recuperación de azufre de la planta de Claus, en base al gas ácido, fue de 96.4%. La cantidad de gas de descarga de 10001 Nm3/h proveniente de la planta de Claus tuvo la siguiente composición de 130 °C y una presión de 1.15 bar absolutos. 0.93 Vol.% de H2S 0.009 Vol.% de S02 0.04 Vol.% de COS 0.04 Vol.% de CS2 0.001 Vol.% de S5 0.01 Vol, % de S8 0.36 Vol.% de CO 1.83 Vol.% de H2 2.79 Vol.% de C02 59.68 Vol.% de N2 0.60 Vol.% de Ar 33.71 de Vol.% de H20 El gas de descarga fue entonces enfriado a 78 °C, a una temperatura a la cual 3°C superior al punto de rocío del vapor de agua presente en el gas de descarga. A continuación el gas de descarga enfriado fue tratado en una bioplanta a 13° C, sin condensación de agua del gas de descarga tomando el lugar. En el absorbente de la bíoplanta, el H2S se lavó del gas de descarga con solución diluida de hidróxido de sodio, después de la cual la solución con el H2S absorbido se hizo pasar a un reactor biológico aerobio en el cual el H2S fue convertido a azufre elemental. En la bioplanta, no se suministró calor o removió de modo que la absorción de H2S y la conversión a azufre elemental ocurrieron a la misma temperatura de 73 °C. El reactor aerobio se suministró una cantidad de 320 Nm3/h de aire para la oxidación selectiva del H2S a azufre. La cantidad de gas del absorbente fue 9901 Nm3/h y tuvo las siguientes composiciones a 73 °C y 1.05 bar absoluto . 190 ppm de H2S 7 ppm de COS 9 ppm de CS2 1.85 Vol.% de H2 0.36 Vol.% de CO 2.82 Vol.% de C02 60.28 Vol.% de N2 0.61 de Vol.% de Ar 34.06 de Vol.% de H20 Vía una combustión posterior, este gas se hizo pasar a la chimenea. La cantidad de azufre formado en la bioplanta fue de 156 kg/h. La cantidad total de azufre producido en la planta de recuperación de azufre y la bioplanta fue de 4395 Kg/h, la cual elevó la eficiencia de desulfurización total, en base al gas ácido original, al 99.93%.

La pequeña cantidad de S02, fue convertida a sulfato en la solución de lejía. No se obtuvieron ninguna combinación de sulfatos, una pequeña cantidad de 85 kg/h de solución de lejía se remplazó con una cantidad de descarga correspondiente . Se hace constar con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad de contenido las siguientes reivindicaciones: 1. Un método para remover H2S de gases de descarga los cuales contienen del 20 al 40% de volumen de vapor de agua, caracterizado porque comprende tratado de gases de descarga a una temperatura superior al punto de rocío de los gases de descarga con una solución alcalina, acuosa, bajo la absorción del H2S, seguida por el sometimiento de la solución que contiene azufre formada a una oxidación biológica de sulfuro.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación, caracterizado porque la absorción y oxidación ocurren substancialmente a la misma temperatura.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque los gases de descarga a ser tratados provienen de una planta de remoción de azufre.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterízado porque los gases de descarga son hidrogenados antes de la absorción.
5. 5. El método de conformidad con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque los gases de descarga tienen una relación molar de H2S/S02 de al menos 100 y de manera preferible proviene de una planta de Claus.
6. 6. El método de conformidad con las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque los sulfuros son convertidos en la oxidación biológica aerobia a azufre elemental .
7. 7. El método de conformidad con las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque el azufre, después de la oxidación biológica, es separado del líquido.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el líquido, después de la separación del azufre, es recirculado como líquido de absorción.