ES3041368T3

ES3041368T3 - A method and a system for obtaining methanol from foul condensate of a pulping process

Info

Publication number: ES3041368T3
Application number: ES19819257T
Authority: ES
Inventors: Olle Wennberg; Saitton David Blomberg; Thomas Nordlander
Original assignee: Valmet Oy; Valmet AB
Current assignee: Valmet Technologies Oy; Valmet AB
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2025-11-11
Anticipated expiration: 2039-06-11
Also published as: CN112262241A; BR112020023814A2; SE1850706A1; WO2019240654A1; EP3810853A1; US11898309B2; CN112262241B; US20210087745A1; CA3100833A1; EP3810853A4; EP3810853B1; EP3810853C0

Description

DESCRIPCIÓN

Un método y un sistema para obtener metanol a partir del condensado contaminado de un proceso de formación de pasta

Campo técnico

Las realizaciones de la presente memoria se refieren a la obtención de metanol purificado. Y realizaciones de la presente memoria se refieren en particular a un método y un sistema para obtener metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

Antecedentes

En un proceso de producción de kraft de celulosa, conocido como formación de pasta, se forman celulosa y licor negro durante la etapa de cocción. También se forma metanol durante la etapa de cocción. El metanol se disolverá en el licor negro y se separará junto con el licor negro de la celulosa. El licor negro se concentra después durante una etapa de evaporación antes de quemarse finalmente en una caldera de recuperación de sosa. Durante la etapa de evaporación se forman corrientes de condensado, que consisten principalmente en agua. Partes de estas corrientes de condensado también comprenden otros compuestos o sustancias, tales como metanol, azufre reducido total (TRS), etc. El metanol y el TRS se pueden enriquecer en una corriente de condensado separada para formar el así denominado condensado sucio. El condensado sucio se puede purificar después en una así denominada columna de separación o separador. Un separador usa convencionalmente vapor de agua para eliminar sustancias o contaminantes de una corriente de líquido, donde los contaminantes se eliminan junto con los gases de separación. En este caso, los gases de separación, también denominados comúnmente gas de salida del separador (SOG), también contendrán, además de vapor de agua y otros contaminantes, una cantidad considerable de metanol.

El SOG, que tiene un contenido de agua del 50-75 %, se puede incinerar o mejorar en una columna de destilación, donde el metanol se concentra y se separa de la mayor parte del contenido de agua del SOG. El SOG, así como el metanol mejorado, están altamente contaminados principalmente por tres (3) sustancias o contaminantes diferentes: compuestos nitrogenados, principalmente en forma de amonio; compuestos sulfurosos, principalmente en forma de TRS; y trementina y/u otros hidrocarburos no solubles en agua. Debe tenerse en cuenta que la trementina está presente principalmente cuando se utiliza la así denominada madera blanda, tal como el abeto o el pino, durante el proceso de formación de pasta, mientras que al utilizar la denominada madera dura, tal como, p. ej., el eucalipto, habrá más sustancias relacionadas con el aceite, aunque en menor grado.

El SOG también se podría condensar para formar un condensado que contenga metanol, que se puede tratar adicionalmente y, de esta manera, mejorarse aún más para obtener una calidad superior. Dependiendo de las aplicaciones para el uso del metanol, existe la necesidad de poder proporcionar una purificación mejorada del metanol a partir del condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

La Figura 1 representa un ejemplo de un sistema 100 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta según el estado de la técnica. El condensado sucio 101 se introduce en un separador primario 102. En el separador primario 102, el vapor de agua 104 se usa para eliminar los contaminantes volátiles del condensado sucio. El vapor de agua que contiene metanol que se expulsa se puede denominar gases de separación o gas de salida del separador (SOG). La parte restante del condensado sucio en el separador primario 102 se puede eliminar como un condensado purificado 103 del separador primario 102. Los SOG se transfieren entonces desde el separador primario 102 a un condensador 105 de reflujo primario. En algunos casos, se puede considerar que el condensador 105 de reflujo primario forma parte del separador primario 102. El condensador 105 de reflujo primario enfriará los SOG. La mayor parte de los SOG se condensará en el condensador 105 de reflujo primario y se devolverá al separador primario 102 en una así denominada corriente de reflujo, p. ej., a través de un tanque de reflujo 106, pero la parte restante de los SOG, que está enriquecida con metanol, se transferirá a una columna de destilación 107. En la columna de destilación 107, el vapor de agua 104 se proporciona normalmente al fondo de la columna de destilación 107 para impulsar el proceso de destilación. El metanol destilado de la columna de destilación 107 se condensa entonces mediante un condensador de reflujo 108A del destilador y un condensador final 108B del destilador. El condensador de reflujo 108A del destilador está dispuesto para devolver el condensado de reflujo del destilador a la columna de destilación 107 mientras una corriente de vapor se dirige al condensador final 108B del destilador de tal manera que un condensado rico en metanol del condensador final 108B del destilador se recoge en un tanque 109 de metanol del que se puede extraer el metanol 110. También debe tenerse en cuenta que los gases no condensables 111, es decir, las partes no condensables que salen del condensador final 108B del destilador, se pueden transferir fuera del sistema 100. La mayor parte del agua se encuentra en la corriente 112 que sale por la parte inferior de la columna de destilación 107.

Para mejorar aún más el proceso expuesto en la Figura 1, se puede añadir ácido en el proceso. Los métodos para la purificación del metanol del condensado sucio se exponen, por ejemplo, en la patente CA 1,088,957, que expone la acidificación de los SOG a partir de un condensado sucio antes de entrar en un segundo separador. Sin embargo, aunque el método descrito en la patente CA 1,088,957 expone un método para producir metanol, existe el deseo de un producto que tenga una pureza superior. También, la publicación “The basics of foul condénsate stripping” (extraída de http://www.ahlundberg.com/wp/wp-content/uploads/2017/04/AHL-The-Basics-of-foul-condensate-stripping.pdf, Ben Lin y col., 2008) expone el uso de la acidificación para mejorar la purificación del metanol a partir de condensado sucio. Un proceso esencialmente idéntico se expone también en la patente WO 2010/091492. Sin embargo, el método expuesto en la publicación de Ben Lin y col. y la patente WO 2010/091492 también necesita mejorarse para proporcionar un producto de metanol más puro.

Resumen

Un objeto de la invención es mejorar la purificación del metanol a partir del condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

Según un primer aspecto de las realizaciones de la presente memoria, tal como se define en la presente reivindicación 1, el objetivo se logra mediante un sistema para obtener condensado de metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta. El sistema comprende un separador primario dispuesto para separar el condensado sucio de contaminantes. El sistema también comprende al menos un condensador de reflujo primario, que puede estar integrado con el separador primario o ser una unidad separada, que condensa parcialmente el vapor del separador primario y el condensado se devuelve al separador primario como el así denominado condensado de reflujo. El vapor restante, frecuentemente denominado gases de separación o gases de salida del separador (SOG), se puede condensar en un condensador de SOG, donde se obtiene un primer condensado que contiene metanol a partir de los SOG contaminados del separador primario. Si se desea o es necesario, se pueden usar uno o más condensadores de SOG adicionales para obtener el condensado que contiene metanol de los SOG contaminados. Los SOG del separador primario y del condensador o condensadores de reflujo primarios se denominarán primera corriente de gas de salida del separador (SOG). Por ejemplo, el condensador de reflujo primario se podría disponer para condensar parcialmente la corriente contaminada de SOG del separador primario, de tal modo que una corriente de vapor de sustancias altamente volátiles, incluido el metanol, se extraiga de la parte superior del condensador de reflujo y se guíe hacia el condensador de SOG, mientras que una fracción líquida que comprende sustancias menos volátiles se extrae de la parte inferior del condensador de reflujo para proporcionar una corriente de reflujo al separador. En el condensador de SOG, la mayor porción de la corriente, incluido el metanol, se condensa para usarse como primer condensado que contiene metanol en las etapas adicionales del proceso de producción de metanol, mientras que una fracción más pequeña de sustancias altamente volátiles, tales como gases no condensables, puede ser transferida fuera del sistema o, posiblemente, tratada y purificada de contaminantes. También, el sistema comprende al menos una unidad de acidificación primera dispuesta para acidificar el primer condensado que contiene metanol en una o más etapas con un ácido, preferiblemente ácido sulfúrico. El sistema comprende además un separador secundario dispuesto para separar el primer condensado acidificado que contiene metanol para eliminar los contaminantes junto con los SOG del separador secundario y obtener un segundo condensado que contiene metanol como el condensado restante en el segundo separador. Asimismo, el sistema comprende una columna de destilación dispuesta para destilar el segundo condensado que contiene metanol del segundo separador en una columna de destilación para obtener metanol purificado.

Según un segundo aspecto de las realizaciones de la presente memoria, tal como se define en la presente reivindicación 12, el objetivo se logra mediante un método realizado en un sistema para obtener metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta. El método comprende la etapa de separar el condensado sucio de contaminantes en un separador primario y un condensador de reflujo primario, donde se obtiene un primer condensado que contiene metanol al condensar los gases de salida del separador (SOG) contaminados del separador primario que pasan a través del condensador de reflujo primario mediante el uso de uno o varios condensadores de SOG. También, el método comprende la etapa de acidificar el primer condensado que contiene metanol del condensador de SOG en una o más etapas. La acidificación se lleva a cabo añadiendo ácido al primer condensado que contiene metanol en una unidad de acidificación primera antes de que el primer condensado de metanol se guíe a un separador secundario. El método comprende además la etapa de separar el primer condensado acidificado que contiene metanol de los contaminantes del separador secundario para eliminar los contaminantes junto con una segunda corriente de gases de salida del separador (SOG) y obtener un segundo condensado que contiene metanol como el condensado restante del segundo separador. Asimismo, el método comprende la etapa de destilar el segundo condensado que contiene metanol del segundo separador en una columna de destilación para obtener metanol purificado.

Al realizar una segunda separación del primer condensado acidificado que contiene metanol, se separará una gran parte de los contaminantes, tales como, p. ej., compuestos nitrogenados orgánicos, compuestos sulfurosos reducidos, trementina, etc. La condición ácida contribuirá a que los contaminantes sean más volátiles. Por ejemplo, contaminantes tales como sulfuro de hidrógeno y metilmercaptano son mucho más volátiles en condiciones ácidas. Otros componentes no polares, tales como la trementina y los sulfuros orgánicos, que frecuentemente tienen un punto de ebullición alto, también tendrán una mayor volatilidad a una mayor fuerza iónica. Al añadir el ácido al primer condensado que contiene metanol antes de que el condensado sea guiado al separador secundario, la concentración de ácido y el nivel de pH se pueden controlar hasta un nivel deseado y las reacciones deseadas pueden comenzar en la unidad de acidificación antes de que el condensado se introduzca en el separador secundario. La segunda separación conducirá a la vaporización de una cantidad minoritaria de metanol, que se mezclará con contaminantes volátiles para formar una corriente de SOG de subproductos contaminados procedentes del segundo separador, y una cantidad mayoritaria de metanol purificado adicional permanecerá en el segundo condensado que contiene metanol. Por lo tanto, el segundo condensado restante que contiene metanol comprenderá muchos menos contaminantes de lo que se ha logrado anteriormente. Este segundo condensado altamente purificado que contiene metanol se puede destilar a continuación para eliminar la fase acuosa que comprende el sulfato de amonio y obtener por tanto un metanol cada vez más purificado. Por lo tanto, se mejora la purificación del metanol a partir del condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

Otras posibles características y beneficios de esta solución resultarán evidentes a partir de la descripción detallada que aparece a continuación.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones se describirán ahora en mayor detalle en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una ilustración esquemática que representa un ejemplo de un sistema para obtener metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta según el estado de la técnica,

las Figuras 2-5 son ilustraciones esquemáticas que representan realizaciones de un sistema para obtener metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta, y

la Figura 6 es un diagrama de flujo de realizaciones de un método para obtener metanol a partir de condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

Descripción detallada

Las figuras de la presente memoria son esquemáticas y están simplificadas para mayor claridad, y simplemente muestran detalles que son esenciales para la comprensión de las realizaciones presentadas en la presente memoria, mientras que otros detalles se han omitido.

También debe tenerse en cuenta que las realizaciones del sistema 200, 300, 400, 500 que se muestran a continuación en las Figuras 2-5 describen ejemplos no limitativos y que las diferentes características o partes de las realizaciones del sistema 200, 300, 400, 500 se pueden considerar realizaciones independientes o se pueden considerar en cualquier combinación entre sí, formando por tanto realizaciones combinadas adicionales que no se han ilustrado adicionalmente en aras de la claridad.

La Figura 1 representa realizaciones de un sistema 100 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta. Aquí, debe tenerse en cuenta que el sistema 200 puede ser similar o idéntico al sistema 100 según el estado de la técnica mostrado en la Figura 1, excepto porque comprende características y partes adicionales. Estas características y partes adicionales de las realizaciones se indican en la Figura 2 mediante líneas discontinuas. Las características o partes similares del sistema 100 según el estado de la técnica que se muestran en la Figura 1 y las realizaciones del sistema 200 se indican con los mismos números de referencia.

Por ejemplo, el sistema 200 comprende un separador primario 102. El separador primario 102 está dispuesto para separar el condensado sucio 101 de los contaminantes, donde se obtiene un primer condensado que contiene metanol al condensar una primera corriente de gases de salida del separador (SOG) del separador primario 102 en un condensador de<s>O<g>201 primario. El separador primario 102 usualmente comprende un condensador 105 de reflujo primario, o intercambiador de calor, dispuesto para condensar parcialmente los SOG contaminados del separador primario 102 a fin de proporcionar una corriente de reflujo al separador primario 102. Por tanto, la primera corriente de SOG puede fluir a través del condensador 105 de reflujo primario, si tal condensador está presente en el sistema, antes de ser guiada al condensador de SOG primario para obtener el primer condensado que contiene metanol. Se pueden usar uno o más condensadores de SOG 201 primarios adicionales para condensar la primera corriente de SOG con el fin de obtener el primer condensado que contiene metanol a partir de los SOG contaminados. Por lo tanto, el condensado derivado de la primera corriente de SOG producidos en el separador primario 102 y condensados en el condensador de SOG 201 será el primer condensado que contiene metanol usado como base para la producción de un producto adicional enriquecido y purificado en metanol en las siguientes etapas.

El sistema 200 también comprende una unidad de acidificación primera 202. La unidad de acidificación primera 202 está dispuesta para acidificar el primer condensado que contiene metanol. Esto se puede realizar añadiendo el ácido 203, tal como, p. ej., ácido sulfúrico, H<2>SO<4>, al primer condensado que contiene metanol obtenido del al menos un condensador de SOG 201 primario. Al añadir ácido, preferiblemente ácido sulfúrico, al primer condensado que contiene metanol, los compuestos nitrogenados, principalmente en forma de amonio, en el primer condensado que contiene metanol se unirán formando sulfato de amonio. Esto significa que, más adelante, tras la vaporización en la columna de destilación 107, el metanol se transferirá a la fase de vapor, mientras que el sulfato de amonio se retendrá en la corriente 112 en fase líquida restante. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que otros compuestos nitrogenados, principalmente orgánicos, y los compuestos sulfurosos no se pueden retener en la fase líquida de la misma manera.

Sin embargo, al añadir ácido, aumentará el nivel de iones en el primer condensado que contiene metanol, lo que a su vez aumentará la volatilidad de los diferentes contaminantes, tales como, p. ej., compuestos nitrogenados orgánicos, compuestos sulfurosos reducidos, trementina, etc., disueltos en el primer condensado acidificado. La trementina y otros hidrocarburos, por otro lado, se pueden separar del primer condensado que contiene metanol por decantación, como se describe más adelante.

Asimismo, el sistema 200 comprende además un separador secundario 204. El separador secundario 204 está dispuesto para separar el primer condensado acidificado que contiene metanol de los contaminantes y obtener un segundo condensado que contiene metanol. En otras palabras, el separador secundario 204 está dispuesto para separar el primer condensado acidificado que contiene metanol para eliminar los contaminantes junto con una segunda corriente 205 de SOG del separador secundario 204. Esto se lleva a cabo en el separador secundario 204, p. ej., mediante la introducción del vapor de agua 104 en la parte inferior del separador secundario 204. Debido al aumento de la acidez y del nivel de iones del primer condensado que contiene metanol, la mayor volatilidad de algunos de los contaminantes, tales como los compuestos nitrogenados orgánicos, los compuestos sulfurosos reducidos, la trementina, etc., permitirá eliminar una mayor parte de los contaminantes del primer condensado que contiene metanol con la segunda corriente 205 de SOG.

El segundo condensado que contiene metanol se obtiene como el condensado restante en el separador secundario 204. El segundo condensado que contiene metanol se transfiere entonces a la columna de destilación 107. Según las realizaciones de la presente memoria, la columna de destilación 107 está dispuesta para destilar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 para obtener un metanol. El metanol destilado de la columna de destilación 107 se puede condensar entonces mediante el condensador de reflujo 108A del destilador y el condensador final 108B del destilador. El metanol del condensador final 108B del destilador se puede recoger entonces en el tanque 109 de metanol del que se puede extraer el metanol 110.

Por lo tanto, en el separador secundario 204, el condensado del separador secundario forma un flujo principal que servirá de base para la producción de un producto adicional enriquecido en metanol en las siguientes etapas, mientras que se elimina un flujo minoritario de contaminantes, subproductos y algo de metanol como segunda corriente 205 de SOG. Esto contrasta con el separador primario 102, en donde es la primera corriente de SOG la que se condensa en el condensador de SOG 201 primario y se usa como flujo de producto que contiene la porción principal de metanol mientras se elimina del proceso una fracción líquida del condensado purificado 103.

Debe tenerse en cuenta que el segundo condensado que contiene metanol obtenido en el separador secundario 204 comprenderá cantidades sustancialmente menores de contaminantes, p. ej., compuestos nitrogenados orgánicos, compuestos sulfurosos reducidos, trementina, etc., que el primer condensado que contiene metanol. Esto significa que el metanol destilado obtenido de la columna de destilación 107 en el sistema 200 tendrá un grado de purificación significativamente superior que, por ejemplo, el metanol destilado del sistema 100 de la Figura 1 según el estado de la técnica. Por lo tanto, el sistema 200 proporcionará una purificación mejorada del metanol a partir del condensado sucio de un proceso de formación de pasta.

La Figura 3 representa realizaciones de un sistema 300 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta. Aquí, debe tenerse en cuenta que las realizaciones del sistema 300 pueden ser similares o idénticas al sistema 200 según las realizaciones descritas con referencia a la Figura 2, excepto porque comprende características y partes adicionales. Estas características o partes adicionales de las realizaciones se indican en la Figura 3 mediante líneas discontinuas. Las características o partes similares de las realizaciones del sistema 300 y las realizaciones del sistema 200 se indican con los mismos números de referencia.

En algunas realizaciones, el sistema 300 puede comprender una primera unidad de adición 301. La primera unidad de adición 301 se puede disponer para añadir iones sulfito al primer condensado acidificado que contiene metanol. Los iones sulfito se pueden proporcionar, por ejemplo, en forma de bisulfito de sodio, NaHSO3. Esto se puede realizar para facilitar la separación de la trementina, u otros hidrocarburos que forman su propia fase, del primer condensado acidificado que contiene metanol. Esto también crea de forma ventajosa un tampón en el primer condensado acidificado que contiene metanol que simplifica y facilita el control del nivel de pH cuando, por ejemplo, la unidad de acidificación primera 202 y/o la unidad de acidificación segunda 304 proporcionan cantidades de ácido 203 al primer condensado que contiene metanol (véase la Figura 3 más adelante). Esto se debe a que durante la acidificación del primer condensado que contiene metanol, existe el riesgo de que el nivel de pH alcance niveles bajos, tales como, p. ej. <pH 5, es decir, por debajo de pH 5, y, a esos niveles bajos de pH, existe el riesgo de polimerización de la trementina en el primer condensado que contiene metanol. Esta polimerización puede crear una fase pegajosa que puede provocar una obstrucción grave.

Para evitar o reducir aún más el riesgo de polimerización, el sistema 300 puede comprender un primer decantador 302. El primer decantador 302 se puede disponer para decantar el primer condensado que contiene metanol. Esto se puede realizar para separar la trementina 303, u otros hidrocarburos que forman su propia fase, del primer condensado que contiene metanol. Por lo tanto, el al menos un primer decantador 302 también permitirá extraer parte de la trementina 303 del primer condensado que contiene metanol. Asimismo, dado que la decantación del primer condensado que contiene metanol por el primer decantador 302 mejora con niveles altos de iones, realizar al menos parte de la acidificación en la unidad de acidificación primera 202 y añadir iones sulfito en la primera unidad de adición 301 antes de la decantación puede ser ventajoso para separar más trementina del primer condensado que contiene metanol.

Además, según algunas realizaciones, el sistema 300 también puede comprender una unidad de acidificación segunda 304. La unidad de acidificación segunda 304 se puede disponer para acidificar el primer condensado decantado que contiene metanol del primer decantador 302. Esto significa que la acidificación del primer condensado que contiene metanol se puede realizar en una o más etapas antes y/o después de la decantación en el primer decantador 302. En este caso, una primera etapa puede ser añadir una primera cantidad de ácido 203 en la unidad de acidificación primera 202 antes de la decantación en el primer decantador 302. Aquí, la primera cantidad de ácido 203 se puede seleccionar para evitar o reducir la polimerización de la trementina 303 en el primer condensado que contiene metanol en vista del nivel de pH. Después de eso, una segunda etapa puede ser añadir una segunda cantidad de ácido 203 en la unidad de acidificación segunda 304 después de la decantación en el primer decantador 302. Dado que parte de la trementina 303 se ha extraído y se ha reducido el riesgo de polimerización, se puede elegir la segunda cantidad de ácido 203 teniendo esto en cuenta.

De lo anterior también debe tenerse en cuenta que, según algunas realizaciones, la decantación del primer condensado que contiene metanol también se puede realizar antes de la acidificación y/o la adición de iones sulfito. En otras palabras, en algunas realizaciones, la decantación se puede realizar en una o más etapas antes, durante y/o después de las una o más etapas de acidificación y/o adición de iones sulfito en el sistema 300.

La Figura 4 representa realizaciones de un sistema 400 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta. Aquí, debe tenerse en cuenta que las realizaciones del sistema 400 pueden ser similares o idénticas al sistema 200, 300 según las realizaciones descritas con referencia a las Figuras 2-3, excepto porque comprende características y partes adicionales. Estas características o partes adicionales de las realizaciones se indican en la Figura 4 mediante líneas discontinuas. Las características o partes similares de las realizaciones del sistema 400 y las realizaciones del sistema 200, 300 se indican con los mismos números de referencia.

En algunas realizaciones, el sistema 400 puede comprender una unidad de adición de oxidación 401. La unidad de adición de oxidación 401 se puede disponer para añadir un agente de oxidación para oxidar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación 107. Al añadir un oxidante, es decir, un compuesto químico tal como peróxido de hidrógeno (H<2>O<2>) o dióxido de cloro (CO<2>) que provocará la oxidación de otros compuestos, la unidad de adición de oxidación 401 puede aumentar de forma ventajosa el grado de purificación del segundo condensado que contiene metanol en referencia a los compuestos sulfurosos del segundo condensado que contiene metanol. Esto se debe a que la oxidación en la unidad de adición de oxidación 401 provocará la oxidación de los compuestos sulfurosos en el segundo condensado que contiene metanol. Esto significa que los compuestos sulfurosos del segundo condensado que contiene metanol se volverán menos volátiles y también inodoros. Esto, a su vez, significa que los compuestos sulfurosos oxidados del segundo condensado que contiene metanol permanecerán en gran medida en la fase acuosa 112, en la columna de destilación 107, en lugar de ser transferidos con el metanol destilado fuera de la columna de destilación 107.

En algunas realizaciones, el sistema 400 también puede comprender un segundo decantador 402. El segundo decantador 402 se puede disponer para decantar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación 107. Esto se puede realizar para separar algunos de los hidrocarburos 403 restantes, tal como la trementina, que forman su propia fase, del segundo condensado que contiene metanol, si es necesario.

Asimismo, según algunas realizaciones, el sistema 400 también puede comprender una unidad de acidificación tercera 404. La unidad de acidificación tercera 404 se puede disponer para acidificar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación 107. Dado que el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204, o el segundo condensado decantado que contiene metanol del segundo decantador 402, puede comprender cantidades relativamente bajas de trementina u otros hidrocarburos que forman su propia fase, puede ser ventajoso realizar la acidificación final antes de la destilación, p. ej., en esta unidad de acidificación tercera 404. Esto se debe a que aquí se puede añadir un exceso de ácido para garantizar que sustancialmente todo el amonio se retenga en la fase acuosa durante la destilación en la columna de destilación 107 en lugar de transferirse con el metanol destilado fuera de la columna de destilación 107.

Aunque la oxidación, decantación y acidificación del segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 se puede realizar sin ningún orden en particular, también debe tenerse en cuenta que también puede ser particularmente ventajoso realizar la oxidación en la unidad de oxidación 401 antes de la acidificación en la unidad de acidificación tercera 404. Esto se debe a que la oxidación en la unidad de oxidación 401 impedirá o reducirá el riesgo de polimerización de la trementina en el segundo condensado que contiene metanol, al acidificar el segundo condensado que contiene metanol hasta niveles bajos de pH (p. ej., <pH 5) en la unidad de acidificación tercera 404.

También, la oxidación contribuirá adicionalmente a reducir aún más el nivel de pH del segundo condensado que contiene metanol (p. ej., <pH 4).

En algunas realizaciones, el sistema 400 puede también comprender un tercer decantador 405. El tercer decantador 405 se puede disponer para decantar el condensado restante de la columna de destilación 107. Esto se puede realizar para separar parte de la trementina restante, u otros hidrocarburos que forman su propia fase, de la fase acuosa del segundo condensado que contiene metanol restante después de la destilación en la columna de destilación 107. Por lo tanto, el tercer decantador 405 también permitirá que algunos de los hidrocarburos 406, tales como la trementina, que forman su propia fase se extraigan de la fase acuosa del condensado de la columna de destilación 107, mientras que la fase acuosa 112 restante se puede transferir, por ejemplo, a una instalación de tratamiento de aguas residuales. Una instalación de tratamiento de aguas residuales se encuentra típicamente en una planta de procesamiento de pasta. Esto también es ventajoso, ya que dicha fase acuosa comprende sulfato de amonio, que contribuye como nutrientes para los microbios.

En algunas realizaciones, el sistema 400 puede también comprender una segunda unidad de adición 408. La segunda unidad de adición 408 se puede disponer para añadir trementina al primer condensado que contiene metanol cuando la cantidad de trementina en el primer condensado que contiene metanol está por debajo de un nivel umbral determinado. Esto puede ser ventajoso para extraer adicionalmente los componentes sulfurosos del primer condensado que contiene metanol, cuando la trementina es insuficiente para una extracción satisfactoria. La trementina se puede añadir al primer condensado que contiene metanol en diferentes etapas.

La Figura 5 representa realizaciones de un sistema 500 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta. Aquí, debe tenerse en cuenta que las realizaciones del sistema 500 pueden ser similares o idénticas al sistema 200, 300, 400 según las realizaciones descritas con referencia a las Figuras 2-4, excepto porque comprende características y partes adicionales. Estas características o partes adicionales de las realizaciones se indican en la Figura 5 mediante líneas discontinuas. Las características o partes similares de las realizaciones del sistema 500 y las realizaciones del sistema 200, 300, 400 se indican con los mismos números de referencia.

En algunas realizaciones, el sistema 500 también puede comprender al menos un condensador de SOG 501 secundario. El al menos un condensador de SOG 501 secundario está dispuesto para condensar los SOG del separador secundario 204 que comprende los contaminantes en un condensado contaminado. Los SOG del separador secundario 204 también se pueden denominar segunda corriente de gas de salida del separador. En algunos casos, el condensado contaminado puede, por ejemplo, transferirse para su destrucción, p. ej., para quemarse junto con el licor negro después de la etapa de evaporación en una caldera de recuperación de sosa. Sin embargo, esto significa que se perderá el metanol que queda en el condensado contaminado.

Una forma alternativa de manipular el condensado contaminado según algunas realizaciones de la presente memoria es transferir el condensado contaminado a una unidad de extracción 502 que puede estar comprendida en el sistema 500. La unidad de extracción 502 se puede disponer para extraer contaminantes del condensado contaminado mezclando el condensado contaminado con trementina 503. De forma ventajosa, la trementina 503 utilizada aquí puede ser trementina extraída dentro del sistema 500, tal como, p. ej., trementina 303 extraída del primer decantador 302, trementina 403 extraída del segundo decantador 402 y/o trementina 406 extraída del tercer decantador 405. Sin embargo, preferiblemente, se debe utilizar la trementina 303 extraída del primer decantador 302, ya que es muy probable que sea la trementina extraída más grande y menos contaminada. En este caso, el sistema 500 puede también comprender un cuarto decantador 504. El cuarto decantador 504 se puede disponer para decantar la mezcla de trementina y condensado contaminado restante, a fin de separar la trementina 505 de la mezcla de trementina y condensado contaminado. Esto será ventajoso, ya que la trementina, o cualquier otro medio de extracción no polar, extraerá otros componentes no polares, tales como, p. ej., sulfuros orgánicos, compuestos nitrogenados orgánicos, etc., del metanol 506 en la mezcla de trementina y condensado contaminado restante, reduciendo de esta manera los contaminantes en el metanol 506 restante. Esto permite extraer y usar el metanol 506 del condensado contaminado del condensador de SOG 501 secundario. Por ejemplo, el metanol 506 se puede volver a añadir al sistema 500, por ejemplo, al primer condensado que contiene metanol. También, como se muestra en la Figura 5, los gases no condensables 111 del condensador de SOG 501 secundario se transfirieron fuera del sistema 500.

Asimismo, en algunas realizaciones, el sistema 500 puede comprender una disposición de refrigeración 507. La disposición de refrigeración 507 se puede disponer para enfriar el primer condensado acidificado que contiene metanol en la etapa de equilibrio más alta del separador secundario 204. Al controlar y optimizar el funcionamiento del separador secundario 204, el suministro de vapor de agua, es decir, la alimentación de vapor de agua o vaho, dentro del separador secundario 204 se puede controlar, es decir, disminuir, mantener o aumentar. Una alta alimentación de vapor de agua a través del separador secundario 204 conducirá a un alto flujo de vapor fuera de la parte superior del separador secundario 204. Si este último es demasiado alto, entonces puede provocar que se transfiera demasiado metanol junto con los SOG del separador secundario 204. Por lo tanto, al enfriar el primer condensado acidificado que contiene metanol en la etapa de equilibrio más alta del separador secundario 204, el flujo de vapor puede condensarse al menos parcialmente y, por tanto, permanecer en el separador secundario 204, lo que garantiza que no se transfiera demasiado metanol junto con los SOG a, por ejemplo, el condensador de SOG secundario 501. Por lo tanto, debe tenerse en cuenta que la eficiencia de eliminación de contaminantes del separador secundario 204 depende en gran medida de la relación entre los flujos de vapor y el segundo condensado que contiene metanol en el separador secundario.

Según un ejemplo, la disposición de refrigeración 507 se puede disponer para extraer parte del segundo condensado que contiene metanol condensado de una etapa de equilibrio inferior del separador secundario 204, enfriar el segundo condensado que contiene metanol extraído, p. ej., en un refrigerador separado, y después devolver el segundo condensado que contiene metanol enfriado al separador secundario 204 nuevamente en la etapa de equilibrio alta. Sin embargo, también debe tenerse en cuenta que se pueden contemplar también otras formas de enfriar el primer condensado que contiene metanol en una etapa de equilibrio alta, tal como, por ejemplo, extender las tuberías hacia el separador secundario 204 con líquido refrigerante en su interior, tener un serpentín de enfriamiento en la etapa de equilibrio más alta del separador secundario 204, o subenfriando la alimentación de condensado del separador secundario 204.

En los sistemas 200, 300, 400, 500 de las Figuras 2 a 5, se expone el uso de un condensador 105 de reflujo primario separado. Sin embargo, tal condensador de reflujo podría formar parte del separador primario 102. Asimismo, se expone un único condensador de SOG primario, pero podría haber varios condensadores tales presentes en lugar de solo un condensador de SOG primario.

Ahora se describirán ejemplos de realizaciones de un método realizado en un sistema 200, 300, 400, 500 para obtener metanol a partir del condensado sucio 101 de un proceso de formación de pasta con referencia al diagrama de flujo representado en la Figura 6. La Figura 6 es un ejemplo ilustrado de acciones u operaciones que se pueden realizar en las realizaciones del sistema 200, 300, 400, 500.

Acción 601. El sistema 200, 300, 400, 500 separa el condensado sucio 101 de contaminantes en un separador primario 102, donde se obtiene un primer vapor que contiene metanol del separador primario 102.

Acción 602. El sistema 200, 300, 400, 500 condensa los gases de salida del separador (SOG) contaminados del separador primario 102 para obtener el primer condensado que contiene metanol.

Acción 603. Como opción, en algunas realizaciones, el sistema 200, 300, 400, 500 puede añadir trementina al primer condensado que contiene metanol cuando la cantidad de trementina en el primer condensado que contiene metanol está por debajo de un nivel umbral determinado.

Acción 604. El sistema 200, 300, 400, 500 acidifica el primer condensado que contiene metanol. La acidificación se puede realizar, por ejemplo, añadiendo el ácido 203 al primer condensado que contiene metanol en una unidad de acidificación primera 202.

Acción 605. Después de la acidificación del primer condensado en la Acción 604, el sistema 200, 300, 400, 500 puede añadir iones sulfito al primer condensado acidificado que contiene metanol.

Acción 606. Después de la adición de los iones sulfito en la Acción 605, el sistema 200, 300, 400, 500 puede decantar el primer condensado que contiene metanol.

Acción 607. Después de la decantación del primer condensado en la Acción 606, el sistema 200, 300, 400, 500 puede acidificar el primer condensado decantado que contiene metanol.

Acción 608. El sistema 200, 300, 400, 500 separa el primer condensado acidificado que contiene metanol de los contaminantes en un separador secundario 204 para obtener un segundo condensado que contiene metanol.

Acción 608A. Después de la separación en la Acción 608, el sistema 200, 300, 400, 500 puede condensar la segunda corriente de SOG que comprende los contaminantes del separador secundario 204 en un condensado contaminado.

Acción 608B. Después de la condensación en la Acción 608A, el sistema 200, 300, 400, 500 puede extraer al menos parte de los contaminantes del condensado contaminado mezclando el condensado contaminado con trementina.

Acción 608C. Después de la extracción en la Acción 608B, el sistema 200, 300, 400, 500 puede decantar la mezcla de trementina y condensado contaminado restante para separar la trementina de la mezcla de trementina y condensado contaminado. Aquí, debe tenerse en cuenta que el metanol restante se puede volver a añadir al sistema 200, 300, 400, 500, por ejemplo, al primer condensado que contiene metanol en la Acción 602.

Acción 609. En la separación en la Acción 607, el sistema 200, 300, 400, 500 también puede enfriar el primer condensado acidificado que contiene metanol en una etapa de equilibrio más alta del separador secundario 204.

Acción 610. Después de la separación en la Acción 608 o el enfriamiento en la Acción 609, el sistema 200, 300, 400, 500 puede oxidar el segundo condensado que contiene metanol.

Acción 611. Después de la oxidación en la Acción 610, el sistema 200, 300, 400, 500 puede decantar el segundo condensado.

Acción 612. Después de la decantación en la Acción 611, el sistema 200, 300, 400, 500 puede acidificar el segundo condensado que contiene metanol.

Acción 613. El sistema 200, 300, 400, 500 destila el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario 204 en una columna de destilación 107 para obtener metanol.

Acción 614. Después de la destilación en la Acción 613, el sistema 200, 300, 400, 500 puede decantar el condensado que contiene metanol restante.

Acción 615. Finalmente, el sistema 200, 300, 400, 500 puede obtener el metanol de la columna de destilación 107. Aquí, debe tenerse en cuenta que la acidificación en las Acciones 604 y 607 se puede, según algunas realizaciones, realizar en una o más etapas después de la separación en la Acción 601, después de la decantación en la Acción 606, o después de la separación en la Acción 608, o en cualquier combinación de las mismas. También debe tenerse en cuenta que la decantación en la Acción 606 se puede realizar en una o más etapas después de la separación en la Acción 601, o después o durante una de las etapas de acidificación descritas en las Acciones 604 y 607, o en cualquier combinación de las mismas.

La terminología utilizada en la descripción detallada de las realizaciones particulares ilustradas en los dibujos adjuntos no pretende limitar el sistema o método descritos en las mismas. Como se utiliza en la presente memoria, el término “ y/o” comprende todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos asociados enumerados. Además, como se utiliza en la presente memoria, la abreviatura común “ p. ej.” , que deriva de la expresión “ por ejemplo” , se puede usar para introducir o especificar un ejemplo o ejemplos generales de un elemento mencionado anteriormente, y no pretende ser limitativa de tal elemento. Si se usa en la presente memoria, la expresión “ es decir” , se puede usar para especificar un elemento en particular de una mención más general. La abreviatura común “ etc.” , que deriva de la expresión “ etcétera” que significa “ y otras cosas” o “ y así sucesivamente” , se puede haber utilizado en la presente memoria para indicar que existen otras características similares a las que se acaban de enumerar. Como se utilizan en la presente memoria, las formas singulares “ un” , “ una” y “ el/la” pretenden comprender también las formas plurales, salvo que se indique expresamente lo contrario. Se entenderá adicionalmente que los términos “ incluye” , “ comprende” , “ incluido” y/o “ comprendiendo” , cuando se utilizan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, acciones, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o la adición de una o más características, acciones, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.

Salvo que se defina lo contrario, todos los términos que comprendan términos técnicos y científicos usados en la presente memoria tienen el mismo significado que entiende comúnmente el experto en la técnica a la que pertenecen las realizaciones descritas. Se entenderá adicionalmente que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, se deben interpretar como que tienen un significado que es coherente con su significado en el contexto de la técnica pertinente y no se interpretarán en un sentido idealizado ni excesivamente formal, salvo que se defina expresamente en la presente memoria.

Claims

REIVINDICACIONES

i.Un sistema (200; 300; 400; 500) para obtener metanol a partir del condensado sucio (101) de un proceso de formación de pasta, comprendiendo el sistema (200; 300; 400; 500):

un separador primario (102) dispuesto para separar el condensado sucio (101) de los contaminantes, donde se obtiene un primer condensado que contiene metanol de los gases de salida del separador (SOG) contaminados del separador primario (102) al condensar los gases contaminados en un condensador de SOG (201) primario,

en donde el sistema (200; 300; 400; 500) estácaracterizado porcomprender, además:

una unidad de acidificación primera (202) dispuesta para acidificar el primer condensado que contiene metanol,

un separador secundario (204) dispuesto para separar el primer condensado acidificado que contiene metanol para eliminar los contaminantes junto con los SOG (205) para obtener un segundo condensado que contiene metanol como el condensado restante en el separador secundario (204), y

una columna de destilación (107) dispuesta para destilar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario (204) para obtener el metanol.
2. El sistema (200; 300; 400; 500) según la reivindicación 1, que comprende además una primera unidad de adición (301) dispuesta para añadir iones sulfito al primer condensado acidificado que contiene metanol.
3. El sistema (200; 300; 400; 500) según la reivindicación 1 o 2, que comprende además un primer decantador (302) dispuesto para decantar el primer condensado que contiene metanol.
4. El sistema (200; 300; 400; 500) según la reivindicación 3, que comprende además una unidad de acidificación segunda (304) dispuesta para acidificar el primer condensado decantado que contiene metanol del primer decantador (302).
5. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que comprende además una unidad de adición de oxidación (401) dispuesta para oxidar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario (204) antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación (107).
6. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además un secundo decantador (402) dispuesto para decantar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario (204) antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación (107).
7. El sistema (200; 300; 400; 500) según las reivindicaciones 1-6, que comprende además una unidad de acidificación tercera (404) dispuesta para acidificar el segundo condensado que contiene metanol del separador secundario (204) antes de destilar el segundo condensado que contiene metanol en la columna de destilación (107).
8. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende además un tercer decantador (405) dispuesto para decantar el condensado que contiene metanol restante de la columna de destilación (107).
9. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende además una segunda unidad de adición (408) dispuesta para añadir trementina al primer condensado que contiene metanol cuando la cantidad de trementina en el primer condensado que contiene metanol está por debajo de un nivel umbral determinado.
10. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que comprende además:

un condensador de SOG (501) secundario dispuesto para condensar la segunda corriente de gases de salida del separador (SOG) del separador secundario (204) en un condensado contaminado, una unidad de extracción (502) dispuesta para extraer al menos parte de los contaminantes del condensado contaminado mezclando el condensado contaminado con trementina, y un cuarto decantador (504) dispuesto para decantar la mezcla de trementina y condensado contaminado restante, a fin de separar la trementina de la mezcla de trementina y condensado contaminado.
11. El sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende además un condensador (105) de reflujo primario dispuesto para condensar una porción de los SOG contaminados del separador primario (102) para enviarlos de vuelta al separador primario (102) en una así denominada corriente de reflujo.
12.Un método realizado en un sistema (200; 300; 400; 500) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 para obtener metanol a partir de condensado sucio (101) de un proceso de formación de pasta, comprendiendo el método:

separar (601) el condensado sucio (101) de los contaminantes en un separador primario (102), donde se obtiene un primer condensado que contiene metanol de los gases de salida del separador (SOG) contaminados del separador primario (102) mediante la condensación (602) de los SOG contaminados del separador primario (102) para obtener el primer condensado que contiene metanol;

en donde el método estácaracterizado porcomprender, además:

acidificar (604) el primer condensado que contiene metanol en una unidad de acidificación primera (202), después de lo cual el condensado que contiene metanol es guiado adicionalmente hasta un separador secundario (204);

separar (608) el primer condensado acidificado que contiene metanol de los contaminantes del separador secundario (204) para eliminar los contaminantes junto con los gases de salida del separador (205) y obtener un segundo condensado que contiene metanol como el condensado restante en el separador secundario (204); y

destilar (613) el segundo condensado que contiene metanol del segundo separador (404) en una columna de destilación (107) para obtener metanol.
13. El método según la reivindicación 12, que comprende, además

añadir (605) iones sulfito al primer condensado acidificado que contiene metanol.
14. El método según la reivindicación 12 o 13, que comprende, además

decantar (606) el primer condensado que contiene metanol.
15. El método según la reivindicación 14, que comprende, además

acidificar (607) el primer condensado decantado que contiene metanol.
16. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-15, que comprende, además

oxidar (610) el segundo condensado que contiene metanol.
17. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-16, que comprende, además

decantar (611) el segundo condensado que contiene metanol.
18. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-17, que comprende, además

acidificar (612) el segundo condensado que contiene metanol.
19. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-18, que comprende, además

decantar (614) el condensado que contiene metanol restante después de la destilación (612).
20. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-19, que comprende, además

añadir (603) trementina al primer condensado que contiene metanol cuando la cantidad de trementina en el primer condensado que contiene metanol está por debajo de un nivel umbral determinado.
21. El método según cualquiera de las reivindicaciones 12-20, que comprende, además

condensar (608A) los SOG que comprenden los contaminantes del separador secundario (204) en un condensado contaminado;

extraer (608B) al menos parte de los contaminantes del condensado contaminado mezclando el condensado contaminado con trementina; y

decantar (608C) la mezcla de trementina y condensado contaminado restante, a fin de separar la trementina de la mezcla de trementina y condensado contaminado.