[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

BRPI0614551A2 - método e sistema para purificação de um gás - Google Patents

método e sistema para purificação de um gás Download PDF

Info

Publication number
BRPI0614551A2
BRPI0614551A2 BRPI0614551-5A BRPI0614551A BRPI0614551A2 BR PI0614551 A2 BRPI0614551 A2 BR PI0614551A2 BR PI0614551 A BRPI0614551 A BR PI0614551A BR PI0614551 A2 BRPI0614551 A2 BR PI0614551A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
zeolite
removal
carbon dioxide
impurities
bed
Prior art date
Application number
BRPI0614551-5A
Other languages
English (en)
Inventor
Ravi Jain
Yudong Chen
Original Assignee
Linde Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Inc filed Critical Linde Inc
Publication of BRPI0614551A2 publication Critical patent/BRPI0614551A2/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462Temperature swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/302Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/306Organic sulfur compounds, e.g. mercaptans
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

METODO E SISTEMA PARA PURIFICAçãO DE UM GáS. A presente invenção proporciona um método e sistema para a purificação do bióxido de carbono. Umidade, oxigenados, aromáticos e algumas espécies de enxofre são removidos do bióxido de carbono pela adsorção com algumas das impurezas sendo removidas pela adsorçáo em um zeólito Y.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO ESISTEMA PARA PURIFICAÇÃO DE UM GÁS".
Campo da Invenção
A presente invenção provê um método e sistema para purificar eanalisar um gás. Em particular, essa invenção provê um método e sistemapara purificar uma corrente de gás de bióxido de carbono das impurezascontendo umidade, oxigenados e aromáticos.
Antecedentes da Invenção
O bióxido de carbono é usado em uma série de aplicações in-dustriais e domésticas, muitas das quais exigem que o bióxido de carbonoseja livre de várias impurezas. Infelizmente, o bióxido de carbono obtido defontes naturais tais como poços de gás, processos químicos, processos defermentação ou produzidos em indústria, particularmente bióxido de carbonoproduzido pela combustão de produtos de hidrocarboneto, freqüentementecontém níveis de impureza de compostos de enxofre tais como sulfeto decarbonila (COS) e sulfeto de hidrogênio (H2S), bem como oxigenados taiscomo acetaldeídos e álcoois, bem como aromáticos tal como benzeno.Quando o bióxido de carbono é planejado para uso em uma aplicação queexige que o bióxido de carbono seja de alta pureza, tal como na fabricação elimpeza de produtos alimentícios e carbonatação de bebidas, produtos mé-dicos e dispositivos eletrônicos, os compostos de enxofre e outras impurezasdo hidrocarboneto contidas na corrente de gás devem ser removidos paraníveis muito baixos antes do uso. O nível de remoção de impureza requeridovaria de acordo com a aplicação do bióxido de carbono. Por exemplo, paraaplicação em bebidas, o nível total de enxofre no bióxido de carbono (CO2)idealmente deve estar abaixo de 0,1 ppm e hidrocarbonetos aromáticos pre-cisam estar abaixo de 0,02 ppm. Para aplicações de limpeza eletrônica, aremoção de hidrocarbonetos pesados para abaixo de 0,1 ppm é requerida.
Vários métodos para remoção de compostos de enxofre e impu-rezas de hidrocarboneto dos gases tal como bióxido de carbono são conhe-cidos. Por exemplo, a Pat. U.S. No. 4.332.781 emitida para Lieder e outrosdescreve a remoção de COS e H2S de uma corrente de gás removendo pri-meiro ο H2S da corrente de gás de hidrocarboneto pelo contato da correntede gás com uma solução aquosa de um reagente de oxidação regenerável,que pode ser um íon metálico polivalente, tais como ferro, vanádio, cobre,etc. para produzir uma corrente de gás contendo COS e uma mistura aquosacontendo enxofre e reagente reduzido. O COS na corrente gasosa é subse-qüentemente hidrolisado para CO2 e H2S pelo contato da corrente de gáscom água e um catalisador de hidrólise adequado, tais como níquel, platino,paládio, etc., depois do que o H2S e, se desejado, o CO2 são removidos. Es-sa etapa pode ser realizada pela etapa anterior de remoção de H2S descritaou pela absorção. O processo acima descrito envolve o uso de equipamentoincômodo e oneroso e sistemas com base em líquido que exigem atençãoconsiderável e podem resultar na introdução de compostos indesejáveis, talcomo vapor de água, no produto do bióxido de carbono.
As Patentes U.S. Nos. 5.858.068 e 6.099.619 descrevem o usode uma faujasita trocada de prata e uma peneira molecular do tipo MFI paraa remoção de enxofre, oxigênio e outras impurezas do bióxido de carbonoplanejado para uso relacionado com alimentos. A patente U.S. No.5.674.463 descreve o uso de hidrólise e reação com óxidos de metal tal co-mo óxido férrico para a remoção de sulfeto de carbonila e impurezas de sul-feto de hidrogênio do bióxido de carbono.
É conhecido remover diretamente os compostos de enxofre, talcomo H2S de uma corrente de gás pelo contato da corrente de gás com óxi-dos de metal, tal como óxido de cobre, óxido de zinco ou misturas desses. Étambém conhecido remover as impurezas de enxofre tal como COS hidroli-sando primeiro o COS para H2S através de um catalisador de hidrólise e aseguir removendo o H2S pela reação com óxidos de metal. Embora essesmateriais sejam capazes de remover H2S e COS, a remoção de outras impu-rezas de enxofre, tal como sulfeto de dimetila, geralmente presentes no bió-xido de carbono de uma fonte de fermentação não é facilmente obtida commateriais da técnica anterior. Uma remoção mais eficiente de outras impure-zas tais como acetaldeído, álcoois e aromáticos, tal como benzeno, é tam-bém requerida.Desde que muitos usuários finais do bióxido de carbono exigemque o bióxido de carbono que eles usam seja substancialmente livre decompostos de enxofre, hidrocarboneto e outras impurezas, e pelo fato deque as fontes naturais de bióxido de carbono e bióxido de carbono industri-almente fabricado freqüentemente contêm enxofre e compostos de hidrocar-boneto, métodos econômicos e eficientes para efetuar a remoção substanci-almente completa do enxofre e compostos de hidrocarboneto das correntesde gás de bióxido de carbono, sem simultaneamente introduzir outras impu-rezas no bióxido de carbono, são continuamente procurados. A presenteinvenção provê um método simples e eficiente para realizar esses objetivos.
Sumário da Invenção
Uma modalidade da presente invenção provê um método pararemover impurezas de uma corrente de gás compreendendo passar a cor-rente do gás através de pelo menos um leito adsorvente selecionado do gru-po consistindo em um zeólito Y ou sua forma de troca de íon.
Uma outra modalidade da presente invenção provê um métodopara purificar uma corrente de gás compreendendo passar a corrente de gásatravés de pelo menos um leito adsorvente selecionado do grupo consistindoem um zeólito Y ou sua forma de troca de íon.
Uma outra modalidade da presente invenção provê um métodopara remover impurezas de uma corrente de gás de bióxido de carbonocompreendendo passar a corrente do gás através de pelo menos um leitoadsorvente selecionado do grupo consistindo em um zeólito Y ou sua formade troca de íon.
Ainda uma outra modalidade da presente invenção provê umsistema para remover impurezas de uma corrente de gás compreendendopelo menos um leito adsorvente selecionado do grupo consistindo em umzeólito Y ou sua forma de troca de íon.
Ainda uma outra modalidade da presente invenção provê umsistema para purificar uma corrente de gás compreendendo pelo menos umleito adsorvente selecionado do grupo consistindo em um zeólito Y ou suaforma de troca de íon.Ainda uma outra modalidade da presente invenção prove umsistema para remover impurezas de uma corrente de gás de bióxido de car-bono compreendendo pelo menos um leito adsorvente selecionado do grupoconsistindo em um zeólito Y ou sua forma de troca de íon.
O zeólito pode ser na forma NaY. O zeólito na sua forma de tro-ca de íon pode ser KY ou KNaY.
O leito pode adicionalmente conter um dessecante para remo-ção da água. O leito contendo o zeólito Y pode remover compostos de enxo-fre, tais como sulfeto de dimetila e oxigenados. O leito adicionalmente con-tém carbono ativado impregnado e/ou zeólito DAY para remover aromáticose compostos de enxofre.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Embora o relatório descritivo conclua com reivindicações evi-denciando distintamente a matéria exposta que os requerentes consideramcomo sua invenção, a invenção seria entendida melhor quando tomada emconjunto com os desenhos acompanhantes nos quais:
A figura 1 é uma descrição esquemática do processo geral parapurificação e análise do bióxido de carbono e
A figura 2 é uma descrição esquemática da purificação do bióxi-do de carbono em uma fábrica de produção de bióxido de carbono.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O bióxido de carbono que é tipicamente produzido para opera-ções industriais tem uma série de impurezas presente nele. Essas impure-zas freqüentemente serão um problema para muitos usos do bióxido de car-bono, mas na produção de produtos planejados para consumo humano talcomo bebidas carbonatadas e fabricação eletrônica a pureza do bióxido decarbono é soberana e pode influenciar o sabor, qualidade e concordâncialegal do produto acabado.
O bióxido de carbono impuro que pode ser obtido de qualquerfonte disponível de bióxido de carbono tipicamente conterá como impurezascompostos de enxofre tais como sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio,sulfeto de dimetila, bióxido de enxofre e mercaptanas, impurezas de hidro-carboneto tais como aldeídos, álcoois, aromáticos, propano, etileno e outrasimpurezas tal como água. Embora o sulfeto de carbonila e o sulfeto de hi-drogênio possam ser removidos pelos materiais da técnica anterior, materi-ais mais eficientes para a remoção do sulfeto de dimetila são necessários.
Materiais mais eficientes para a remoção de oxigenados são também neces-sários.
Essa invenção lida especificamente com a remoção de umidade,impurezas de hidrocarboneto tais como acetaldeídos, álcoois, acetatos earomáticos e impurezas de enxofre tais como bióxido de enxofre, sulfeto dedimetila e mercaptanas. Assumindo que a maior parte do sulfeto de hidrogê-nio e sulfeto de carbonila já foi removida antes dos leitos dessa invenção,quantidades de traço dessas impurezas podem ser removidas.
A corrente próxima das temperaturas ambientes é enviada paraum leito adsorvente para a remoção de água e outras impurezas. Os adsor-ventes usados dependerão das impurezas na alimentação. Tipicamente, umadsorvente tal como alumina ativada (AA), um zeólito tais como 4A, 5A, 13Xou NaY ou gel de sílica é usado para a remoção da umidade. Adicionalmen-te, para as finalidades dessa invenção, o leito adsorvente conterá um zeólitotal como NaY ou suas formas trocadas de íon tais como KY ou KNaY para a20 remoção de impurezas tais como aldeídos, álcoois, tais como metanol e eta-nol, acetatos tais como acetatos de metila e etila e alguns dos compostos deenxofre de traço tal como sulfeto de dimetila. Para essas impurezas, zeólitosY têm capacidade significativamente maior do que outros zeólitos e materiaisnão-zeolíticos. Para aromáticos tais como benzeno e tolueno, outros adsor-25 ventes tais como carbono ativado ou zeólito desaluminado Y (DAY) são usa-dos.
O processo dessa invenção normalmente será usado em umafábrica de produção de bióxido de carbono. Essas taxas de fluxo podem va-riar de 500 a 15.000 padrão m3/h. O bióxido de carbono tipicamente estará30 em uma pressão na faixa de aproximadamente 1,2 MPaa (12 bara) a apro-ximadamente 2,15 MPaa (21,5 bara) com aproximadamente 1,6 (16) a apro-ximadamente 1,9 MPaa (19 bara) sendo típicos. As temperaturas para osleitos adsorvedores podem variar entre 5 e 50°C.
No amplo aspecto da invenção, uma corrente de gás de bióxidode carbono contendo impurezas é passada através de um leito de adsorven-te que preferivelmente adsorve as impurezas da corrente de bióxido de car-bono. O processo de adsorção opera em um ciclo de TSA (adsorção emtemperatura oscilante). Esse aspecto da invenção pode ser executado noaparelho ilustrado na figura 1. O sistema de adsorção ilustrado na figura 1 érepresentado como compreendendo dois leitos dispostos paralelos, entretan-to, a invenção não é limitada a um sistema de dois leitos. Um sistema deadsorção de leito único pode ser usado ou o sistema pode compreendermais do que dois leitos de adsorção dispostos paralelos. O número de leitosde adsorção no sistema não é crítico para a operação da invenção. No sis-tema de dois leitos, um leito fica no modo de adsorção enquanto o outro leitofica no modo de regeneração.
Adsorvedores AeB são idênticos e cada um é acondicionadocom um leito de adsorventes que adsorve várias impurezas. Para múltiplasimpurezas, os adsorvedores no leito precisam estar em camadas. Uma dis-posição de leito típica para alimentação do fundo será um adsorvente deremoção de água no fundo (camadas 20 ou 30), seguido por um zeólito Y nomeio (camadas 22 e 32) para a remoção de oxigenados, DMS e SO2 e umcarbono ativado/adsorvente DAY (camadas 24 e 34) para a remoção de a-romáticos e enxofres de traço no topo. Se um carbono ativado impregnado(impregnado com hidróxidos e carbonatos de sódio ou potássio, ou óxido oucloreto de cobre) é usado como a última camada, ele removerá vários enxo-fres restantes além das impurezas aromáticas. Se um carbono ativado nãoimpregnado é usado, ele removerá impurezas aromáticas bem como mer-captanas e alguns oxigenados. Os adsorventes nas camadas 20 e 30 tipi-camente seriam alumina ativada, sílica-gel ou um zeólito (incluindo zeólito Y)e o adsorvente nas camadas 22 e 32 será um zeólito NaY ou suas formastrocadas de íon. Os adsorventes nas camadas 24 e 34 normalmente seriamcarbono ativado ou zeólito DAY. Entretanto, se a remoção dos enxofres detraço tais como COS e H2S é necessária, carbonos ativados impregnadoscontendo óxido/cloreto de cobre ou hidróxidos/carbonatos de sódio e potás-sio podem ser usados para a remoção de ambos os aromáticos e enxofres.
No sistema de adsorção ilustrado na figura 1, as válvulas 10 e12 controlam o fluxo do gás de alimentação para os leitos A e B, respectiva-mente; as válvulas 6 e 8 controlam o fluxo do gás de purificação e gás des-sorvido dos adsorvedores A e B, respectivamente; as válvulas 44 e 46 con-trolam o fluxo do gás de purificação para os adsorvedores A e B1 respecti-vamente e as válvulas 50 e 52 controlam o fluxo do produto do bióxido decarbono purificado dos adsorvedores A e B, respectivamente.
A operação do sistema de adsorção será descrita, em primeirolugar, com o leito A no modo de adsorção e o leito B no modo de regenera-ção. Nessa metade do ciclo, as válvulas 8, 10, 46 e 50 estão abertas e asválvulas 6, 12, 44 e 52 estão fechadas. O gás de alimentação entra no sis-tema de adsorção através da linha 2, passa através da válvula 10 e entra noadsorvedor A. Quando o gás passa através do adsorvedor A, as impurezassão preferivelmente adsorvidas daí. A corrente purificada de bióxido de car-bono passa através da válvula 50 e deixa o sistema de adsorção através dalinha 54. Na modalidade ilustrada na figura 1, o bióxido de carbono purifica-do é enviado para a unidade 56 que representa um processo a jusante.
Enquanto o bióxido de carbono de alta pureza está sendo pro-duzido no adsorvedor A, o leito do adsorvente no adsorvedor B está sendoregenerado. Durante a regeneração, um gás de purificação quente é intro-duzido no adsorvedor B através da linha 48 e válvula aberta 46. É preferidousar bióxido de carbono de alta pureza como o gás de purificação para evitara contaminação dos leitos de adsorção. A direção de regeneração preferidaé contracorrente à direção de adsorção. Parte do produto que deixa o siste-ma através da linha 54 pode ser usada como o gás de purificação de rege-neração. O gás de purificação quente passa através do leito B, dessa manei-ra dessorvendo e varrendo as impurezas daí. As impurezas dessorvidas sãoremovidas do sistema através da válvula aberta 8 e linha 4 e ventiladas.
Durante o decorrer da etapa de adsorção, a frente do gás adsor-vido no adsorvedor A progride para a extremidade de saída dessa unidade.Quando a frente alcança um ponto predeterminado no leito ou depois de umtempo predeterminado, a primeira metade do ciclo é terminada e a segundametade é iniciada.
Durante a segunda metade do ciclo de adsorção, o adsorvedor Bé colocado no serviço de adsorção e o leito no adsorvedor A é regenerado.
Durante essa metade do ciclo, as válvulas 6, 12, 44 e 52 estão abertas e asválvulas 8, 10, 46 e 50 estão fechadas. O gás de alimentação agora entra nosistema de adsorção através da linha 2 e passa através do adsorvedor Batravés das válvulas 12 e 52 e da linha 54. Enquanto isso, o leito no adsor-vedor A está sendo regenerado. Durante a regeneração do leito no adsorve-dor A, o gás de purificação quente passa através do adsorvedor A via a linha48, válvula 44, válvula 6 e linha 4. Quando a frente de adsorção no leito noadsorvedor B alcança o ponto predeterminado nesse leito ou depois de umtempo predeterminado, a segunda metade do ciclo é terminada e o ciclo érepetido. Uma seqüência típica de ciclo é mostrada na tabela I.
Tabela I
Seqüência de ciclo típica para o processo de TSA
<table>table see original document page 9</column></row><table>A purificação do bióxido de carbono em uma fábrica de produção debióxido de carbono usando essa invenção é mostrada na figura 2. O bióxido decarbono da fonte 100 é enviado para um compressor 110 para elevar sua pres-são para entre 1,6 e 2,1 MPaa (16 e 21 bara) e oxigênio (não-mostrado) éopcionalmente adicionado na corrente comprimida. A corrente que sai doestágio de compressão final estará em uma temperatura entre 70° e 95°C eé enviada para uma unidade de remoção de enxofre opcional 125 onde im-purezas de enxofre, tais como sulfeto de hidrogênio, sulfeto de carbonila emercaptanas são removidos pela reação com óxidos de metal, hidróxidos oucarbonatos ou zeólitos trocados de cobre.
A corrente que sai da unidade de remoção de enxofre opcional125 é também aquecida em um trocador de calor opcional 130 e o aquece-dor opcional 135 e entra no reator catalítico opcional 140. O reator catalíticocontém catalisadores de metal nobre suportados tais como paládio ou plati-no nas formas em péletes ou de monólito. O reator catalítico opera em umatemperatura entre 150 e 450°C dependendo das impurezas na corrente dealimentação. As impurezas de hidrocarboneto são oxidadas para água e bió-xido de carbono nesse reator. A corrente que sai do reator 140 é resfriada notrocador de calor 130 e também resfriada em um pós-esfriador resfriado aágua 145 para uma temperatura próxima da ambiente.
A corrente que sai depois do pós-esfriador 145 é enviada paraum sistema de adsorção 150 para a remoção de umidade e outras impure-zas. Os detalhes desse sistema de adsorção e os adsorventes contidos nosleitos foram descritos durante a discussão da figura 1. O tamanho dos leitosde adsorção depende das impurezas na corrente de alimentação 100 e se oreator 140 é usado ou não. Como discutido anteriormente, os leitos de ad-sorção no sistema de adsorção 150 terão um adsorvente para a remoção deumidade, um adsorvente para a remoção de oxigenados tais como aldeídos,álcoois, acetatos e DMS, um adsorvente para as impurezas de enxofre res-tantes e aromáticos tais como tolueno e benzeno. O bióxido de carbono puri-ficado que sai do sistema de adsorção 150 é liqüefeito e opcionalmente des-tilado na unidade 160 e enviado para armazenamento de produto via a linha170. As impurezas não condensáveis são removidas via a linha 180.
Exemplo 1
Uma alimentação contendo 145 ppm de metanol em bióxido decarbono em uma pressão de 1,46 MPaa (14,6 bara) e uma temperatura de250C foi passada através de um leito contendo 0,295 kg de zeólito NaY de 3mm de tamanho em uma taxa de fluxo de 19,8 padrão Litros/minuto. Ne-nhuma ruptura de metanol (<1 ppm de metanol no produto) foi observadapor 170 horas e uma capacidade de equilíbrio do metanol de 16,4 % em pe-so foi obtida.
A mesma alimentação foi passada através de um leito contendo0,345 kg de alumina ativada de 3 mm de tamanho, adsorvente geralmenteusado para a remoção de metanol do CO2. O tempo de ruptura foi reduzidopara menos do que 63 horas e uma capacidade de equilíbrio para metanolde 5,8 ps % foi obtida.
O uso de zeólito NaY para a remoção do metanol conforme osensinamentos dessa invenção resulta em mais do que 180% de aumento nacapacidade de remoção do metanol.
Exemplo 2
Uma alimentação contendo 50 ppm de acetaldeído em bióxidode carbono em uma pressão de 1,46 MPaa (14,6 bara) e uma temperaturade 25°C foi passada através de leitos diferentes contendo 0,054 kg de AlcoaSelexsorb CD, Alcoa Selexsorb CDX e um zeólito NaY, respectivamente emuma taxa de fluxo de 19,8 padrão Litros/minuto. Os tamanhos do adsorventeforam aproximadamente de 3 mm em todos os casos. Selexsorb CD e Se-Iexsorb CDX são os adsorventes geralmente usados para a remoção de ace-taldeído do bióxido de carbono. As capacidades de equilíbrio do acetaldeídopara Selexsorb CD, Selexsorb CDX e zeólitos NaY foram 1,8, 4,0 e 9 % empeso, respectivamente. O uso de zeólito NaY de acordo com os ensinamen-tos dessa invenção leva à melhora significativa no desempenho de remoçãopara o acetaldeído.
Exemplo 3
Um leito de múltiplas camadas foi montado de acordo com osensinamentos dessa invenção. O leito continha uma primeira camada de0,133 kg de zeólito NaY UOP em 3 mm de tamanho, uma segunda camadade 0,123 kg de carbono ativado impregnado com oxido de cobre e uma ter-ceira camada de 0,112 kg de carbono ativado Norit RB4. O diâmetro internodo recipiente era de 0,075 metro.
Uma alimentação contendo 100 ppm de metanol, 1 ppm de sul-feto de carbonila, 1 ppm de sulfeto de hidrogênio, 2 ppm de acetaldeído e0,2 ppm de benzeno foi passada através desse leito em uma taxa de fluxode 20 padrão Litros/minuto, uma pressão de 0,7 MPaa (7 bara) e uma tem-peratura de 25°C. O teste foi executado por 18 dias. Nenhuma ruptura debenzeno e sulfeto de hidrogênio foi observada durante o teste. Metanol, ace-taldeído e sulfeto de carbonila realmente romperam depois de vários dias,embora altas capacidades para cada uma dessas impurezas fossem obtidas.As capacidades do metanol e acetaldeído eram similares a essas nos exem-plos 1 e 2.
Exemplo 4
Uma alimentação contendo 2 ppm de benzeno em bióxido decarbono em uma pressão de 1,46 MPaa (14,6 bara) e uma temperatura de20°C foi passada através de um leito contendo 0,23 kg de malha 6x8 de zeó-lito DAY de Degussa em uma taxa de fluxo de 200 padrão Litros/minuto.Uma capacidade de adsorção de benzeno de 0,1 % em peso foi obtida. Paraas mesmas condições, a capacidade de adsorção do benzeno para um leitocontendo carbono ativado Norit era aproximadamente 0,5 % em peso. Se obióxido de carbono está disponível para regeneração, o carbono ativado se-ria usado para a remoção do benzeno. Entretanto, se ar é usado para a re-generação, carbono ativado não pode ser usado devido a razões de segu-rança e o zeólito DAY pode ser usado nesse caso.
Exemplo 5
Uma alimentação contendo 3 ppm de sulfeto de dimetila em bió-xido de carbono em uma pressão de 1,8 MPaa (18 bara) e uma temperaturade 25°C foi passada através de leitos diferentes contendo 0,023 kg de AlcoaSelexsorb CDX e um zeólito NaY de UOP, respectivamente, em uma taxa defluxo de 20 std Litros/minuto. Os tamanhos do adsorvente eram aproxima-damente 3 mm em todos os casos. As capacidades de equilíbrio do acetal-deído para Selexsorb CDX e zeólitos NaY foram 0,3 e 1,2 % em peso, res-pectivamente. O uso de zeólito NaY de acordo com os ensinamentos dessainvenção leva à melhora significativa no desempenho de remoção para sul-feto de dimetila.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com referênciaàs várias modalidades e exemplos, numerosas mudanças, adições e omis-sões, como ocorrerão para aqueles versados na técnica, podem ser feitassem se afastar do espírito e do escopo da presente invenção.

Claims (37)

1. Método para remover impurezas de uma corrente gasosacompreendendo passar a corrente gasosa através de pelo menos um leitoadsorvente selecionado do grupo consistindo em um zeólito Y ou sua formade troca iônica.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a correntegasosa é uma corrente gasosa de bióxido de carbono.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o zeólito éselecionado do grupo consistindo em uma forma NaY, KY e KNaY.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o leito adsor-vente adicionalmente contém um dessecante para a remoção da umidade.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o leito adsor-vente também contém carbono ativado ou zeólito DAY para a remoção dosaromáticos e enxofres.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que as impure-zas compreendem compostos de enxofre.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que os compos-tos de enxofre compreendem sulfeto dimetílico.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que as impure-zas compreendem oxigenados.
9. Método para a purificação de uma corrente gasosa compre-endendo passar a corrente gasosa através de pelo menos um leito adsor-vente selecionado do grupo consistindo em um zeólito Y ou sua forma detroca iônica.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que a correntegasosa é uma corrente gasosa de bióxido de carbono.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que o zeólito éselecionado do grupo consistindo em NaY, KY e KNaY.
12. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que o leito adsor-vente adicionalmente contém um dessecante para a remoção de umidade.
13. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que o leito adsor-vente também contém carbono ativado ou zeólito DAY para a remoção dosaromáticos e enxofres.
14. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que os leitosadsorventes são contidos em um único recipiente.
15. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que as impu-rezas compreendem compostos de enxofre.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, em que os com-postos de enxofre compreendem sulfeto dimetílico.
17. Método, de acordo com a reivindicação 9, em que as impu-rezas compreendem oxigenados.
18. Método para a remoção de impurezas de uma corrente ga-sosa de bióxido de carbono compreendendo passar a corrente gasosa atra-vés de pelo menos um leito adsorvente selecionado do grupo consistindo emum zeólito Y ou sua forma de troca iônica.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que o zeólitoé selecionado de um grupo compreendendo NaY, KY e KNaY.
20. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que o leitoadsorvente adicionalmente contém um dessecante para a remoção da umi-dade.
21. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que o leitoadsorvente também contém carbono ativado ou zeólito DAY para a remoçãode aromáticos e enxofres.
22. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que as impu-rezas compreendem compostos de enxofre.
23. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que as impu-rezas compreendem oxigenados.
24. Sistema para a remoção de impurezas de uma corrente ga-sosa compreendendo pelo menos um leito adsorvente selecionado do grupoconsistindo em um zeólito Y ou sua forma de troca iônica.
25. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, em que a cor-rente gasosa é uma corrente gasosa de bióxido de carbono.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, em que o zeólitoé selecionado do grupo consistindo em NaY, KY e KNaY.
27. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, em que o leitoadsorvente adicionalmente compreende um dessecante para a remoção deumidade.
28. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, em que o leitoadsorvente também contém carbono ativado ou zeólito DAY para a remoçãode aromáticos e enxofres.
29. Sistema para a purificação de uma corrente gasosa compre-endendo pelo menos um leito adsorvente selecionado do grupo consistindoem um zeólito Y ou sua forma de troca iônica.
30. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, em que a cor-rente gasosa é uma corrente gasosa de bióxido de carbono.
31. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, em que o zeólitoé selecionado do grupo consistindo em NaY, KY e KNaY.
32. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, em que o leitoadsorvente adicionalmente contém um dessecante para a remoção de umidade.
33. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, em que o leitoadsorvente também contém carbono ativado ou zeólito DAY para a remoçãode aromáticos e enxofres.
34. Sistema, de acordo com a reivindicação 29, em que os leitosadsorventes estão contidos em um recipiente único.
35. Sistema para a remoção de impurezas de uma corrente ga-sosa de bióxido de carbono compreendendo pelo menos um leito adsorventeselecionado do grupo consistindo em um zeólito Y ou sua forma de trocaiônica.
36. Sistema, de acordo com a reivindicação 35, em que os leitosadsorventes estão contidos em um recipiente único.
37. Sistema, de acordo com a reivindicação 35, em que o zeólito NaY.
BRPI0614551-5A 2005-08-08 2006-08-08 método e sistema para purificação de um gás BRPI0614551A2 (pt)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70632605P 2005-08-08 2005-08-08
US60/706,326 2005-08-08
US11/500,080 2006-08-07
US11/500,080 US20070028772A1 (en) 2005-08-08 2006-08-07 Method and system for purifying a gas
PCT/US2006/030860 WO2007019490A2 (en) 2005-08-08 2006-08-08 Method and system for purifying a gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0614551A2 true BRPI0614551A2 (pt) 2011-03-29

Family

ID=37716454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0614551-5A BRPI0614551A2 (pt) 2005-08-08 2006-08-08 método e sistema para purificação de um gás

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20070028772A1 (pt)
EP (1) EP1981615A4 (pt)
JP (1) JP2009506967A (pt)
KR (1) KR20080045178A (pt)
AR (1) AR057731A1 (pt)
BR (1) BRPI0614551A2 (pt)
RU (1) RU2008108995A (pt)
TW (1) TW200709841A (pt)
WO (1) WO2007019490A2 (pt)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070028764A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Carsten Wittrup Method for enabling the provision of purified carbon dioxide
US20070031302A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Carsten Wittrup Method and apparatus for purifying a gas
US20070028766A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Ravi Jain Method for removing impurities from a gas
US7481985B2 (en) * 2005-08-08 2009-01-27 The Boc Group, Inc. Method of removing impurities from a gas
US7556671B2 (en) * 2005-08-08 2009-07-07 The Boc Group, Inc. System and method for purifying a gas
US8017405B2 (en) * 2005-08-08 2011-09-13 The Boc Group, Inc. Gas analysis method
WO2007033082A2 (en) * 2005-09-12 2007-03-22 Abela Pharmaceuticals, Inc. Compositions comprising dimethyl sulfoxide (dmso)
JP5399072B2 (ja) * 2005-09-12 2014-01-29 アベラ ファーマスーティカルズ インコーポレイテッド ジメチルスルホキシド(dmso)若しくは関連化合物、又はそれに関連する臭気を除去するシステム
US8480797B2 (en) * 2005-09-12 2013-07-09 Abela Pharmaceuticals, Inc. Activated carbon systems for facilitating use of dimethyl sulfoxide (DMSO) by removal of same, related compounds, or associated odors
WO2007033180A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-22 Abela Pharmaceuticals, Inc. Materials for facilitating administration of dimethyl sulfoxide (dmso) and related compounds
NZ553992A (en) 2007-03-20 2008-10-31 Flotech Holdings Ltd Biogas treatments for increasing the methane concentration
FR2924357A1 (fr) * 2007-11-30 2009-06-05 Air Liquide Procede et appareil de sechage d'un debit de gaz riche en dioxyde de carbone
US8591627B2 (en) * 2009-04-07 2013-11-26 Innosepra Llc Carbon dioxide recovery
CN102083512A (zh) * 2008-04-06 2011-06-01 英诺斯瑞有限责任公司 二氧化碳回收
BRPI0921494A2 (pt) 2008-11-03 2018-10-30 Prad Reasearch And Development Ltd método de planejamento de uma operação de amostragem para uma formação subterrãnea, método de contolar uma operação de amostragem de formação subterrânea, método de controlar uma operação de perfuração para uma formação subterrãnea, e método de realizar uma amostragem durante a operação de perfuração.
US20100290977A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Bowers Charles W Method of removing hydrocarbon impurities from a gas
WO2011053875A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Tandem Abela Development Group Llc Dimethyl sulfoxide (dmso) or dmso and methylsulfonylmethane (msm) formulations to treat infectious diseases
JP2014012241A (ja) * 2012-07-03 2014-01-23 Daifuku Co Ltd 被処理ガス中の濃縮対象成分の処理装置およびこの処理装置を用いた被処理ガス中の濃縮対象成分の処理方法
JP6067369B2 (ja) * 2012-12-21 2017-01-25 オルガノ株式会社 吸着材の再生装置、吸着材の再生方法、二酸化炭素精製装置、および二酸化炭素精製方法
US8888895B1 (en) * 2013-09-10 2014-11-18 U.S. Department Of Energy Method of CO2 removal from a gasesous stream at reduced temperature
CN110274813A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 广州禾信仪器股份有限公司 挥发性有机物富集装置与方法
US11801472B2 (en) * 2019-01-28 2023-10-31 Saudi Arabian Oil Company Amine sweetening in flash gas
US11578413B2 (en) 2020-01-13 2023-02-14 Hamilton Sundstrand Corporation Sabatier reactor apparatus

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE491318A (pt) * 1946-11-15
US4332781A (en) * 1980-12-29 1982-06-01 Shell Oil Company Removal of hydrogen sulfide and carbonyl sulfide from gas-streams
US5078979A (en) * 1990-07-20 1992-01-07 Uop Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust
US6171568B1 (en) * 1991-05-27 2001-01-09 Degussa-H{umlaut over (u)}ls Aktiengesellschaft Method for the purification of exhaust air and/or effluents by contact with moulded bodies containing dealuminated zeolite Y
US5512260A (en) * 1994-03-04 1996-04-30 Mobil Oil Corporation Reduction of sulfur content in a gaseous stream
US5674463A (en) * 1994-08-25 1997-10-07 The Boc Group, Inc. Process for the purification of carbon dioxide
US5518528A (en) * 1994-10-13 1996-05-21 Advanced Technology Materials, Inc. Storage and delivery system for gaseous hydride, halide, and organometallic group V compounds
US5536301A (en) * 1995-03-27 1996-07-16 Uop Methods for analysis of volatile organic compounds in water and air
FR2764610B1 (fr) * 1997-06-12 1999-09-17 Centre Nat Rech Scient Procede de separation de composes benzothiopheniques d'un melange d'hydrocarbures les contenant, et melange d'hydrocarbures obtenu par ce procede
US6099619A (en) * 1997-10-09 2000-08-08 Uop Llc Purification of carbon dioxide
US5858068A (en) * 1997-10-09 1999-01-12 Uop Llc Purification of carbon dioxide
US6074459A (en) * 1998-01-05 2000-06-13 Uop Llc Ultra pure gases: removal of halocarbons, fluorocarbons, and sulfur compounds from gas streams
US6511528B1 (en) * 1999-03-26 2003-01-28 Uop Llc Purification of carbon dioxide
AU5130500A (en) * 1999-05-21 2000-12-12 Zeochem Llc Molecular sieve adsorbent-catalyst for sulfur compound contaminated gas and liquid streams and process for its use
FR2804042B1 (fr) * 2000-01-25 2002-07-12 Air Liquide Procede de purification d'un gaz par adsorption des impuretes sur plusieurs charbons actifs
US6547861B2 (en) * 2000-12-26 2003-04-15 Matheson Tri-Gas,, Inc. Method and materials for purifying reactive gases using preconditioned ultra-low emission carbon material
US6669916B2 (en) * 2001-02-12 2003-12-30 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for purifying carbon dioxide feed streams
US6663841B2 (en) * 2002-04-18 2003-12-16 Baker Hughes Incorporated Removal of H2S and/or mercaptans form supercritical and/or liquid CO2
US6723155B2 (en) * 2002-04-29 2004-04-20 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of gas streams
US7381243B2 (en) * 2002-10-17 2008-06-03 Entegris, Inc. Method for purifying carbon dioxide
US7442352B2 (en) * 2003-06-20 2008-10-28 Gore Enterprise Holdings, Inc. Flue gas purification process using a sorbent polymer composite material
US7135604B2 (en) * 2003-06-25 2006-11-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for separating carbon dioxide from an oxygenate-to-olefin effluent stream
KR100654615B1 (ko) * 2004-02-07 2006-12-07 (주)사나이시스템 액정 패널 전산 모사에 있어서 디스플레이 영상의 관찰자시야각 의존성을 파노라믹하게 출력하는 방법
US7556671B2 (en) * 2005-08-08 2009-07-07 The Boc Group, Inc. System and method for purifying a gas
US20070031302A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Carsten Wittrup Method and apparatus for purifying a gas
US7481985B2 (en) * 2005-08-08 2009-01-27 The Boc Group, Inc. Method of removing impurities from a gas
US20070028766A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Ravi Jain Method for removing impurities from a gas
US8017405B2 (en) * 2005-08-08 2011-09-13 The Boc Group, Inc. Gas analysis method
US20070028764A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Carsten Wittrup Method for enabling the provision of purified carbon dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
US20070028772A1 (en) 2007-02-08
KR20080045178A (ko) 2008-05-22
RU2008108995A (ru) 2009-09-20
WO2007019490A3 (en) 2007-06-21
AR057731A1 (es) 2007-12-12
WO2007019490A2 (en) 2007-02-15
EP1981615A4 (en) 2009-12-02
JP2009506967A (ja) 2009-02-19
TW200709841A (en) 2007-03-16
EP1981615A2 (en) 2008-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0614551A2 (pt) método e sistema para purificação de um gás
BRPI0614335A2 (pt) sistema e método para purificação de um gás
KR100300918B1 (ko) 가스정제방법및장치
BRPI0614327A2 (pt) método e aparelho para a purificação de um gás
JP2007069209A (ja) ガス精製法
KR101301805B1 (ko) 가스로부터 불순물을 제거하는 방법
US4025321A (en) Purification of natural gas streams containing oxygen
JP2014509557A (ja) 天然ガス流から重質炭化水素を分離するための圧力−温度スイング吸着法
NO334452B1 (no) Fremgangsmåte for rensing av syntesegass
JP2004000975A (ja) 原料気体流からの水及び二酸化炭素除去方法
CA2731185C (en) Method for the removal of moisture in a gas stream
CN113924156A (zh) 乙炔净化系统和方法
JP2004148315A (ja) 原料ガス流からの亜酸化窒素除去方法及び装置
KR101017697B1 (ko) C2-c3 올레핀의 정제를 위한 흡착제
KR102570997B1 (ko) 공급 기체 스트림의 예비정제를 위한 시스템
JP2019177315A (ja) 気体精製装置及び気体精製方法
US9670422B2 (en) Process for the removal of mercury from hydrocarbon streams containing oxygen

Legal Events

Date Code Title Description
B11A Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing
B11Y Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette]