Development and design of the in-situ regeneration section of Vitrisol®, a novel, highly selective desulphurization process

Nieuwe techniek voor verwijdering sulfide uit gas

Waterstofsulfide (H₂S) is een giftig, ontvlambaar en corrosief gas, dat veelvuldig voorkomt in gasstromen afkomstig uit fossiele bronnen. Het verwijderen van H₂S is belangrijk voor een veilige procesvoering en het milieu. Bestaande processen voor het verwijderen van H₂S kunnen alleen worden toegepast bij bepaalde gassamenstellingen en debieten, vanwege procesbeperkingen en/of proceseconomie. Veel regeneratieve H₂S verwijderingsprocessen co-absorberen CO₂. Een hoge H₂S verwijderingsgraad kan niet altijd worden gegarandeerd.

Om deze beperkingen te overkomen is door Wouter Wermink het nieuwe Vitrisol® ontzwavelingsproces ontwikkeld om waterstofsulfide honderd procent selectief en instantaan te verwijderen door precipitatie met CuSO₄ naar CuS in een zure sulfaatoplossing, zonder co-absorptie van CO₂. De absorptiestap was reeds gerealiseerd; gedurende dit onderzoek is de in-situ regeneratiesectie ontwikkeld.

De regeneratie is tweeledig; eerst worden Fe²⁺ ionen geoxideerd met zuurstof naar Fe³⁺, waarna Fe³⁺ ionen het CuS oxideren naar Cu²⁺ en elementair zwavel. Vervolgens wordt zwavel geëxtraheerd en gezuiverd. Daarom zijn de oxidatie van Fe²⁺ ionen in de aan- en afwezigheid van Cu²⁺ ionen, het oplossen van CuS met Fe³⁺ ionen en de oplosbaarheid van zwavel in aromatische koolwaterstoffen experimenteel onderzocht. Met de verkregen ontwerpregels is het Vitrisol^® proces met in-situ regeneratie gedemonstreerd voor toepassingen in schaliegasproductie door deze te vergelijken met standaard amine gasbehandelingsprocessen. Het is geconcludeerd dat OPEX significant wordt gereduceerd door het a priori selectief verwijderen van H₂S uit gasstromen welke zowel H₂S als CO₂ bevatten. Het intellectuele eigendom (IP) is gepatenteerd.

Het promotieonderzoek van Wouter Wermink vond plaats bij de afdeling Producttechnologie van het ENgineering and TEchnology institute Groningen (ENTEG), met financiering van het bedrijf Procede Gas Treating bv en het Institute for Sustainable Process Technology. Hij werkt als Senior procestechnoloog bij Procede Gas Treating BV.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/c46e1b7f-e1e3-4bd8-9a28-261999859378