Contenido 1.INTRODUCCIÓN:.................. 1.INTRODUCCIÓN:...................................... ....................................... ....................................... ................................... ............... 2 2. OBJETIVOS:..................................................................................................2 3. MARCO MARCO TEÓRICO:..................... TEÓRICO:......................................... ....................................... ................................................ ............................. 3 Procesos Típicos De Tratamiento Tratamiento De Gas Por Remoción De Gas Ácido. ........................4 4 CONCLUSIONES:..... CONCLUSIONES:........................ ....................................... ........................................ ........................................ .......................... ...... 15 5. BIBLIOGRAFIA:........ BIBLIOGRAFIA:............................ ........................................ ........................................ ....................................... ........................ ..... 15
REMOCION Y RECUPERACION DE AZUFRE 1
1. INTRODUCCIÓN: Generalmente el gas natural que se produce a nivel mundial contiene CO 2. Adems! en muc"as partes del mundo principalmente al norte de la línea ecua ecuato tori rial al!! el gas gas natu natura rall cont contie iene ne tam# tam#i$ i$n n % 2&. Am#os m#os comp compue uest stos os son son ligeramente solu#les en agua' cuando estos gases se disuelven en agua (orman una solución medianamente acidi(icada! ra)ón por la que estos compuestos son llamados gases cidos. *as especi(icación m+imas de CO 2 y %2& a nivel internacional son 2 , vol ppmv! respectivamente. Cuando un gas natural e+cede las especi(icaciones por %2& -/o CO 2 se denomina un gas agrio' por el contrario! cuando el contenido de estos compuestos en el gas natural est por de#a0o de los límites especi(icados para gas de venta! se dice que es un gas dulce. 1l gas natural que tiene concentraciones de % 2& - CO2 por encima de los límites permisi#les! tiene que ser tratado para removerle el gas cido. Como el % 2& reacciona con muc"os compuestos! "a- una gran variedad de procesos para e+traerlo químicamente. 1n pequea pequeass concent concentraci raciones ones!! es económ económica ica su remoci remoción ón "aci$n "aci$ndol dolo o reaccionar con compuestos sólidos secos como el ó+ido de "ierro o el ó+ido de )inc. Cuando las concentraciones son altas! se usan los solventes.
2. OBJETIVOS: Conocer los m$todos - (ormas de recuperación - remoción de a)u(re 3convertir el %2& presente en a)u(re elemental4
3. MARCO TEÓRICO: ENDULZAMIENTO DE GAS Y SUS PROCESOS •
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i) Endulzamiento. Donde se le remueve por alg5n mecanismo de contacto el %2& - el CO2 al gas. 1sto se reali)a en una unidad de endul)amiento - de ella sale el gas li#re de estos contaminantes! o al menos con un contenido de estos igual o por de#a0o de los contenidos acepta#les. ii) Regeneración. 1n esta etapa la sustancia que removió los gases cidos 3%2& - el CO2 como tam#i$n compuestos sul(urados - mercaptanos 3R&R4! sul(uros de car#onilo 3&CO4 - di sul(uro de car#ono 3C&24 se someten a un proceso de separación para removerlos! reciclarlos - poderlos usar en nueva etapa de endul)amiento. iii) Recuperación del Azufre . Como el %2& es un gas altamente tó+ico de di(ícil mane0o! es pre(eri#le convertirlo convertirlo a a)u(re elemental! elemental! esto se "ace en 2
la unidad recuperadora de a)u(re. 1sta unidad no siempre se tiene en los procesos de endul)amiento pero cuando la cantidad de %2& es alta se "ace necesaria. 1n la unidad recuperadora de a)u(re se trans(orma del 67 al 68, del %2& en a)u(re sólido o líquido. 1l o#0etivo (undamental de la unidad recupe rec upera rado dora ra de a) a)u( u(re re es la tr trans ans(o (orma rmaci ción ón de dell %2 %2&! &! au aunq nque ue el a)u a)u(r (re e o#t #te eni nid do es de calida dad d acepta# a#lle! la maa-or oríía de las veces! par ara a comerciali)arlo. •
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iv) Limpieza del gas de cola. 1l gas que sale de la unidad recuperadora de a)u(re a5n posee de un 9 a un :7, del %2& por lo que se de#e eliminar de acuerdo a las reglamentaciones am#ientales - de seguridad. *a unidad de limpie)a de dell gas de cola continua la re remo mocción de dell %2& #ien sea trans(ormndolo en a)u(re o envindolo a la unidad recuperadora de a)u(re. 1l gas de cola al salir de la unidad de limpie)a de#e contener solo entre el : 7.9, del %2& removido. *a unidad de limpie)a limpie)a del gas de cola solo e+istir si e+iste unidad recuperadora. v) Incineración. Aunque el gas que sale de la unidad de limpie)a del gas de cola sólo posee entre el : - 7.9, del %2& removido! aun así no es recomenda#le descargarlo a la atmós(era - por eso se envía a una unidad de incineración donde mediante com#ustión el %2& es convertido en &O2! un gas que es menos contaminante que el %2&. 1sta unidad de#e estar en toda planta de endul)amiento.
D1T1CC;O< D1 1&T1 GA& TO=;CO> •
*a correcta detección del gas se logra mediante el uso de detectores personales! detectores (i0os! detectores porttiles - tu#os calorímetros de detección
Proceo T!"ico De Tr#t#$iento De %# Por Re$oci&n De %# 'cido.
*a ma-oría de los gases agrios se tratan con solventes regenera#les para separar los gases cidos de los "idrocar#uros. 1l gas entra al separador de entrada en el cual se separa cualquier líquido condensado - (lu-e a la a#sor#edora por el (ondo.
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Por la parte superior de la torre entra el solvente po#re 3generalmente aminas4 disueltas en agua - en la medida que (lu-e "acia a a#a0o de plato a plato! se pone en intimo contacto con el gas que (lu-e "acia arri#a #ur#u0eando en el líquido. Cuando el gas alcan)a la cima de la torre. 1l gas es a"ora dulce - cumple con las especi(icaciones de %2& - CO2! pero como est saturado con agua! generalmente va a un proceso de des"idratación.
Endulzamiento del gas Natural A continuación la solución rica intercam#ia calor con la solución regenerada o po#re que sale caliente de la torre despo0adora. *uego de precalentarse entra a la despo0adora o regeneradora donde el proceso ocurre alrededor de : psig 37!6 Bg/cm24 a la temperatura respectiva de e#ullición de la solución. 1l calor al (ondo de la torre se suministra con un re"ervidor.
*os vapores que salen por el tope de la torre pasan por un condensador - un separador ó tam#or de re(lu0o! en el cual se separa el gas cido - el líquido condensado. 1ste líquido es #om#eado nuevamente por la parte superior de la torre como re(lu0o. *a corriente de gas cido es una corriente de des"ec"o que de#e ser incinerada o tratada para convertir el % 2& generalmente en a)u(re.
*a solución regenerada sale por el (ondo de la torre o el re"ervidor! pasa por el intercam#iador solvente po#re / solvente rico - va al tanque de reposición de solvente. Del Del tanq tanque ue se #om# #om#ea ea a trav trav$s $s de un en(r en(ria iado dorr en el cual cual se cont contro rola la la temperatura temperatura apropiada para el tratamiento tratamiento en la contactara! contactara! que generalment generalmente e es :7 EF ms caliente que el gas de carga para evitar condensación de "idrocar#uros que causan pro#lemas de espuma en el proceso.
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(I%U (I%URA RA 2 )1. ) 1.
Re$o Re$oci ci&n &n %# %# 'ci 'cido do
Fu!": #GPSA $ -),%",(! G% & P'()&&( P'()&&('& '& Su**+,'& Su**+,'& A&&(),%", A&&( (!
&iguiendo el sistema de endul)amiento del gas natural! a continuación viene el proceso de recuperación de a)u(re! que se muestra en la Fig. 29 que se presenta a continuación.
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(I%U (I%URA RA 2 )3. ) 3.
Rec* Rec*"e "er# r#ci ci&n &n de A+*, A+*,re re
Fu!": Fu!": B%& / D%"(& / PEME0 G%& P"'(u,)% P"'(u,)% B6&,)%. 1l gas cido 3% 2& cido sul("ídrico H CO 2 #ió+ido de car#ono4! proveniente del proceso de endul)amiento! pasa por un reactor t$rmico 3cmara de com#ustión4 posteriormente pasa a dos reactores catalíticos! donde (inalmente se logra la conversión conversión del %2& 3cido sul("ídrico4 en a)u(re elemental. 1l a)u(re elemental se almacena! transporta - entrega en estado líquido. De la misma (orma la acide) del gas se puede eliminar con procesos de adsorción secos con lec"os adsor#edores de di(erente naturale)a. Algunos de los usados para remover el %2& son el &ul(atreat! ;ron sponge - tamices moleculares &I*FATR1AT 1s el nom#re comercial de un reactivo sólido a #ase de "ierro para la eliminación de %2& de corrientes gaseosas. 1l proceso consiste en reactivos cilíndricos verticales en donde el reactivo es alo0ado en (orma de lec"o sólido. 1n gas ingres ingresa a al lec"o o #atería de lec"o lec"oss por la parte superior - los atrav atraviesa iesa saliendo saliendo por la cone+ión in(erior. 1l %2& reacciona con el &I*FATR1AT - es removido de la corriente. 1n el (ondo del recipiente puede acumularse agua 3liquida4 u otros "idrocar#uros condensados las cuales de#en purgarse periódicamente.
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;RO< &PA
1n el proceso del "ierro espon0a! la proporción de o+ígeno que se encuentra com#inada químicamente con el "ierro en el mineral se va reduciendo paulatinamente gracias a la acción de una me)cla de "idrógeno 3%4 - monó+ido de car#ono 3CO4! que se inicia a 77E C. Am#as sustancias toman tomos de o+ígeno del mineral 3se o+idan4 para (ormar %2O CO2. De esta manera! el ó+ido de "ierro del mineral! Fe2 O9! se convierte en Fe9 O! luego en FeO - (inalmente en el elemento Fe. 1s decir! el mineral de "ierro se reduce 3pierde o+ígeno4. 1l resultado es un "ierro poroso! esencialmente con la misma (orma tamao que la partícula del mineral! que es una magní(ica carga para la ela#oración de acero en un "orno el$ctrico! pues est li#re de impure)as metlicas! es (cil de mane0ar transportar - posee una composición química uni(orme - precisa ! adems de que es mueconómica.
Proceso de CLAU para recuperación de A!U"RE.# *os m$todos que se emplea#an eran del tipo de conversión en lec"o catalítico seco! como los procesos Claus modi(icado - el de la o+idación directa
1l proceso Claus tra#a0a correctamente con gases que contengan ms del 27, 3en volumen de sul(uro de "idrogeno - menos del ?, en "idrocar#uros4. 1l rendimiento glo#al no es superior al 6?, 3del 67, al 69,4. 1sta limitado por consideraciones termodinmicas. Jencionaremos algunas limitaciones con la q no se puede tra#a0ar con este proceso> 1. Proceso de combustión parcial:
a4Concentración de sul(uro de "idrogeno> ma-or o igual al ?7, 8
#4Concentración de "idrocar#uro> menor al 2, 2. Proceso de flujo dividido :
a4Concentración de sul(uro de "idrogeno> 27 a ?7, #4Concentración de "idrocar#uro> menor al ?,
reactor 1l reactor de#e ser de (lu0o continuo. K como el catali)ador se encuentra colocado en camas camas 3lec" 3lec"os4 os4 el reac reacto torr mas mas adec adecua uado do es un reac reacto torr de lec" lec"o o (i0o! (i0o! que consisten en uno o ms tu#os empacados con partículas de catali)ador! que operan en posición vertical. *as partículas catalíticas pueden variar de tamao (orma> granulares! cilíndricas! es($ricas! etc.
catalizador al$mina%Al&'() Propiedades
1stado de agregación> sólido
Densidad 9@7 Bg/m 9' 9!@ g/cm 9
Jasa molar :7:!6@ g/mol
Punto de (usión 29? L 3287!7? EC4
Punto de e#ullición 92?7 L 32@6!6 EC4
&olu#ilidad en agua> insolu#le
Necesidades de servicios generales de la unidad de azufre Claus:
Electricidad :.87:LM"/día
Agua de alimentación al calderin gpm
Producción de vapor* &+,psia 29.77 l#/"r
Aplicaciones
1l proc proces eso o Claus Claus se empl emplea ea ampl amplia iame ment nte e en re(i re(ine nerí rías as - plant plantas as de tratamiento de gases! -a que sus características se adaptan mu- #ien a los caudales caudales - composiciones composiciones de gas acido! que se o#tienen en las re(inerías. re(inerías. 1n las plantas de tratamiento de gas! las concentraciones en %2& del gas acido suelen ser ms #a0as - las plantas necesitan algunas modi(icaciones.
Proceso Claus de com-ustión parcial %un solo paso) 9
1n el proceso de un solo paso! se introduce al quemador la cantidad su(iciente de aire para quemar una tercera parte del sul(uro de "idrogeno "asta dió+ido de a)u(re. 1ste quemador se sit5a en una cmara de reacción que puede ser un recipiente separado o #ien una parte del calderin de residuo. 1l o#0etivo de la cmara de reacción es proporcionar su(iciente tiempo para que la reacción de com#ustión se complete antes de que la temperatura del gas se redu)ca en el calderin de residuo. 1l calderin de residuo elimina la ma-or parte del calor de la reacción e+ot$rmica de los gases mediante la producción de vapor. &e emplean distintos tipos de calderines. Isualmente estn dispuestos de modo que el gas circule por diversos grupos de tu#os en serie con unas cmaras o canales en las que una parte de los gases pueda e+traerse a una elevada temperatura - así se recaliente la corriente principal de gas antes de los convertidores catalíticos. Frecuentemente condensa algo de a)u(re elemental! que se elimina del gas en el calderin. 1n algunas plantas se coloca un condensador separado despu$s del calderin. &e controla la temperatura del gas de modo que sea de 2? a 8?NF. 1llo es necesario para mantener el lec"o de catali)ador por encima del punto de roció del a)u(re a)u(re!! para para evitar evitar que el catali)ad catali)ador or se recu#ra recu#ra con a)u(re a)u(re - se desact desactive ive.. *a reacción entre el sul(uro de "idrogeno - el dió+ido de a)u(re en el convertidor es tam#i$n e+ot$rmica. *os gases del convertidor se en(rían en el condensado siguiente! - se elimina la ma-or parte del a)u(re elemental como liquido. *as temperaturas de salida del cond conden ensa sado dorr de#e e#en mant manten ener erse se por enci encima ma de 2?7N 2?7NF F! para para imped mpedir ir la solidi solidi(ic (icaci ación ón del a)u(re. a)u(re.
Proceso Claus diagrama de fluo de un solo paso
&u reacción es> uemador> 2%2& H 2O2 Reactor>
2%2& H &O2
&O2 H & H 2% 2O 9& H 2%2O
Proceso Claus diagrama de fluo dividido
Proceso Claus de com-ustión parcial %un solo paso) *a corriente de gas rica en sul(uro de "idrogeno se quema con la tercera parte parte de la cant cantid idad ad este estequ quio iome metr tria ia de aire aire!! - los los gase gasess cali calient entes es se pasa pasan n por por un 1;
catali)ador de alumina! para "acer reaccionar el dió+ido de a)u(re con el sul(uro de "idrogeno no quemado para producir a)u(re elemental adicional.
Compuesto car-ono azufre 1l sul(uro de car#onilo 3CO&4 - el desul(uro de car#ono 3C&24 "an presentado pro#lemas en muc"as plantas Claus de#ido al "ec"o que no pueden convertirse con (acilidad en a)u(re elemental - dió+ido de car#ono. 1stos compuestos se (orman en la etapa de com#ustión! por la reacción de los "idrocar#uros con el dió+ido de car#ono! de acuerdo con>
&on tam#i$n posi#les reacciones ms comple0as. 1stos compuestos! si no se trans(orman! representan una p$rdida de a)u(re recupera#le - un aumento en la emisión de a)u(re a la atmos(era. 1studios recientes indican que un catali)ador especial de al5mina es signi(icativamente ms e(ectivo que el convencional a #ase de #au+ita! para convertir el CO& - el C&2 en a)u(re elemental.
UNI/A/ /E RECUPERACI0N /E A!U"RE CLAU CL AU 1ase 2,,.,,, 1P/C
Aceite crudo* Nort3 lope*Alas4a
5,6 recuperación de azufre
78*89on:d;a 78*89on:d;a de azufre
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Ina unidad de a)u(re Claus reducir el contenido de sul(uro de "idrogeno de los gases de salida a menos de ? ppm.
Proceso uperClaus recuperación de azufre *as plantas recuperadoras de a)u(re que cuentan con proceso s5per Claus incrementan su porcenta0e de recuperación de a)u(re al 6.?, 1l proceso superclaus consiste de una etapa termica ! seguida por 9 de reacción catal catalít ític icas as 3R:! 3R:! R2! R2! R94! R94! con con sus sus corr corresp espon ondi dien ente tess cond condens ensado adores res para para la remoción de a)u(re. *os 2 primeros son de Al279 - el tercero es por un catali)ador de o+idación selectiva. 1n la etapa t$rmica! el gas acido se quema con una cantidad su#estequimoetrica de aire de com#ustión controlada! tal que el gas de cola que a#andona el segundo reactor 3R24! típicamente contiene de 7., a :.7, vol. De acido sul"idrico 3%2&4. 1l nuevo catali)ador en el tercer reactor 3R94! o+ida el acido sul("ídrico a a)u(re con una e(iciencia ma-or de ? ,. &in em#argo! dado que el nuevo catali)ador de o+idación selectiva ni o+ida el %2& a a)u(re agua! ni revierte la reacción de a)u(re - agua a %2& - &O2! entonces se puede
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o#tener una e(iciencia total de recuoeracion de a)u(re de "asta 66.7,. 1l a)u(re liquido recuperado tiene una pure)a del 66.6,.
- CONCUSIONES: &e conoció los m$todos - (ormas de recuperación - remoción de a)u(re 3convertir el %2& presente en a)u(re elemental4.
/. BIBIO%RA(IA: "ttp>//.scri#d.com/doc/:78727@@/To "ttp>//. scri#d.com/doc/:78727@@/Tomo;;Cap21ndul)amiento mo;;Cap21ndul)amiento 13
"ttp>//.gas.peme+.com/PGPQ/Responsa#ilidadHsocial/Protecci ,C9,Q9nHam#iental/1misiones/PlantaA)u(re."tm "ttp>//.monogra(ias.com/tra#a0os?/petroleo/petroleo2.s"tml "ttp>//.#uenastareas.com/ensa-os/ProcesoDe1ndul)amiento-Recuperaci ,C9,Q9nDe/:8@?:@."tml "ttp>//.monogra(ias.com/tra#a0os6@/analisiscontaminantespetroleo crudo/analisiscontaminantespetroleocrudo.s"tmli+))9;uKDa;Sm "ttp>//es.iBipedia.org/iBi/Plantasdeprocesamientodelgasnatural "ttp>//pro(esores.(i#.unam.m+/l9pro(/Carpeta,27energ,1Da,27,27am#iente/Gas,27
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