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"Procédé de traitement de l'air évacué sous vide depuis des installations de distillation de goudron".
Pour la mise en oeuvre de la distillation continue de goudron il est déjà connu depuis plusieurs dizaines d'années que les besoins en chaleur de l'installation peuvent être diminués par application de vide. Dans ce cas le goudron brut préalablement déshydraté est chauffé dans un four tubulaire et ensuite il est décomposé en ses constituants dans une série de colonnes montées l'une derrière l'autre, ces colonnes ou au moins une partie d'entre elles étant mises en service sous vide. La pompe à vide est agencée derrière la dernière colonne qui généralement sert à la séparation de l'huile anthracénique. L'air résiduaire formé à la pompe à vide contient par conséquent encore certaines quantités d'hydrocarbures en C. à Ce ? de produits aromatiques, d'acide sulfhydrique et de vapeur d'eau.
Jusqu'à présent il était simplement usuel de traiter cet air résiduaire par un lavage avec de l'huile anthracénique et puis de l'abandonner dans l'atmosphère. Par ce mode opératoire, l'incommodation de l'odorat due à l'air évacué ne peut cependant pas être éliminée.
Cependant, comme celle-ci ne peut pas non plus être ignorée sans autre mesure étant donné les exigences de plus en plus vives à propos de la pollution de l'environnement, l'invention a pour but de mettre au point un procédé de traitement de cet air d'évacuation qui, d'une part, évite cette incommodation de l'odorat et, d'autre part, se tire d'affaire avec de faibles coûts de moyens de production, qui en outre doivent être autant que possible compensés par des recettes sur des produits obtenus. En outre, le procédé suivant l'invention ne doit pas provoquer de problèmes de dépôt de déchets.
Le procédé de traitement de l'air évacué sous vide depuis des installations de distillation du goudron, qui sert à résoudre ce problème, est caractérisé suivant l'invention par le fait que cet air est traité par voie thermique et catalytique dans une installation
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Claus en présence d'un gaz de réduction, le soufre alors formé étant séparé et le gaz résiduaire subsistant en aval de l'installation Claus étant brûlé.
D'autres particularités du procédé suivant l'invention ressortiront des revendications secondaires et elles vont être détaillées dans la suite avec référence au schéma d'écoulement représenté sur la figure unique annexée. Le schéma d'écoulement se rapporte évidemment uniquement à la partie de l'installation globale qui sert au traitement de l'air évacué sous vide, tandis que l'installation de distillation de goudron montée en amont n'est pas représentée.
L'air évacué, provenant de la pompe à vide de l'installation de distillation de goudron, est introduit, par l'intermédiaire du conduit 1, dans le brûleur 2 du four de combustion 3 de l'installation Claus. L'apport du gaz de réduction s'effectue par le conduit 4 de façon que l'air d'évacuation soit, dans les étapes suivantes du procédé, traité par voie thermique et catalytique dans une atmosphère réductrice.
Comme gaz de réduction, on utilise ici de préférence du gaz de four à coke, le gaz de réduction étant ajouté à l'air d'évacuation en une quantité de 0,01 à 0, 25 m3N par m3N d'air d'évacuation. Par le conduit 5, de l'air d'évacuation et de la vapeur obtenue par de la chaleur perdue, recyclés dans la mesure nécessaire, sont introduits dans le brûleur 2.
L'apport des milieux réactionnels est ajusté de façon que, dans le four de combustion 3, l'air d'évacuation ne soit soumis qu'à une combustion partielle dans des conditions telles qu'un tiers de l'acide sulfhydrique contenu dans l'air d'évacuation brûle conformément à l'équation suivante :
EMI2.1
Simultanément, dans le four de combustion 3, les hydrocarbures contenus dans l'air d'évacuation et des composés azotés éventuellement présents sont décomposés sur la couche de catalyseur 26 installée là.
Après passage dans le four de combustion 3, l'air d'évacuation chaud parvient, par le conduit 6, dans la chaudière de récupération 7 dans laquelle il est refroidi jusqu'à une température d'environ 270 C, pour être ensuite introduit, par le conduit 8, dans
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le premier étage du réacteur Claus 9. Avant la pénétration dans le réacteur Claus 9, un courant partiel de l'air d'évacuation refroidi est prélevé du conduit 8 et, à l'aide du ventilateur 25, il est introduit dans le brûleur 2 par le conduit 5.
L'air d'évacuation recyclé sert à l'ajustement de la température réactionnelle dans le four de combustion 3, la quantité d'air d'évacuation étant mesurée de façon que cette température soit maintenue dans l'intervalle compris entre 1000 et 1200 C. Dans le réacteur Claus 9, qui, dans le présent exemple de réalisation, est réalisé en deux étages, l'acide sulfhydrique encore présent dans l'air d'évacuation est, en présence de catalyseurs appropriés dans ce but, amené à réagir avec le S02 précédemment formé dans le four de combustion 3, conformément à l'équation suivante :
EMI3.1
A partir du premier étage du réacteur Claus 9, l'air d'évacuation parvient, par le conduit 10, dans l'échangeur de chaleur 11 et, à partir de là, par le conduit 12, dans le premier parcours de la chaudière de récupération 13, dans lequel il est refroidi jusqu'à une température d'environ 130 C. Ensuite, l'air d'évacuation est, par le conduit 14, introduit dans le deuxième étage du réacteur Claus 9. Il subit alors un certain réchauffement dans l'échangeur de chaleur 11 intercalé.
L'air d'évacuation sort du deuxième étage du réacteur Claus 9 par le conduit 15 et il est amené au deuxième parcours de la chaudière de récupération 13 dans lequel il est à nouveau refroidi jusqu'à une température d'environ 130 C. En aval de la chaudière de récupération 13, la majorité des composés du soufre présents dans l'air d'évacuation ont été séparés de ce dernier sous forme de soufre élémentaire. Le gaz résiduaire encore subsistant est soutiré par le conduit 16 et, suivant l'invention, il est éliminé par le fait qu'il est brûlé dans les installations de chauffe existantes de la distillation du goudron. Ainsi, par le procédé suivant l'invention, l'air d'évacuation est éliminé d'une manière qui évite l'apparition d'émissions polluantes.
Le soufre, séparé sous forme liquide lors du refroidissement de l'air d'évacuation dans les chaudières de récupération 7 et 13, est soutiré par les conduits 17,18 et 19 qui tous débouchent
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dans le conduit collecteur 20 par lequel le soufre est amené à son traitement ultérieur ou respectivement à son chargement sur des véhicules citernes. Les conduits 21 et 22 servent à l'apport d'eau d'alimentation aux chaudières de récupération 7 et 13 correspondantes. La vapeur obtenue là par la chaleur perdue (vapeur à basse pression) est soutirée par les conduits 23 et 24.
Suivant l'invention la vapeur du conduit 23, issue de la chaleur perdue, est alimentée dans le réseau de conduits à vapeur de la distillation du goudron, tandis que la vapeur du conduit 24, issue de la chaleur perdue, est recyclée par le conduit 5 dans le four de combustion 3. Dans la mesure où le recyclage de la quantité totale de la vapeur, formée dans la chaudière de récupération 13, dans le four de combustion 3 n'est pas nécessaire, cette vapeur excédentaire peut naturellement aussi être alimentée dans le réseau de conduits à vapeur de la distillation de goudron.
En ce qui concerne les parties de l'installation qui sont utilisées pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, il s'agit de parties connues et courantes pour le spécialiste. Le four de combustion et le réacteur Claus fonctionnent dans les conditions et avec les catalyseurs courants pour la mise en oeuvre du procédé Claus. Comme ces conditions opératoires, de même que les formes de réalisation constructionnelles des différentes parties de l'installation, ne font pas l'objet de la présente invention, il n'est pas nécessaire de les détailler ici davantage.
L'exemple de réalisation concerne le traitement de 700 m3N/h d'air évacué sous vide depuis une installation de distillation du goudron. Cet air d'évacuation, qui est amené, par le conduit 1, à une température de 500C et à une pression de 1,3 bar, présente la composition suivante :
EMI4.1
<tb>
<tb> O2 <SEP> 21 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> N2 <SEP> et <SEP> autres <SEP> éléments <SEP> 79 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> Impuretés <SEP> :
<tb> Vapeur <SEP> d'eau <SEP> 50 <SEP> g/m3N
<tb> Acide <SEP> sulfhydrique <SEP> 90 <SEP> à <SEP> 50 <SEP> g/m3N
<tb> Benzène <SEP> 1 <SEP> g/m3N
<tb> Toulène <SEP> 4 <SEP> g/m3N
<tb>
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EMI5.1
<tb>
<tb> Xylène <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> g/m3N
<tb> Hydrocarbure <SEP> en <SEP> CI <SEP> jusqu'à <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> g/m3N
<tb> Hydrocarbure <SEP> en <SEP> C <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 0 <SEP> g/m3N
<tb>
Dans le brûleur 2, on introduit simultanément, par le conduit 4,110 m3N/h de gaz de four à coke présentant une température de 250C et une pression de 1,3 bar.
Ce gaz de four à coke présente la composition suivante :
EMI5.2
<tb>
<tb> C02 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> C2H4 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> 02 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> CO <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> H2 <SEP> 58, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> CH4 <SEP> 21,7 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> N2 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb>
La réaction ultérieure correspond au processus décrit précédemment.
On obtient alors, dans le conduit 16, à une
EMI5.3
température d'environ 1500C et à une pression d'environ 1 bar, 883 m3N/h de gaz résiduaire humide ayant la composition suivante :
EMI5.4
<tb>
<tb> C02 <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 6,3 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> CO <SEP> 2,0 <SEP> à <SEP> 1,7 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> H2 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> N2 <SEP> 64, <SEP> 8 <SEP> à <SEP> 64, <SEP> 1 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> s <SEP> total <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> H20 <SEP> 22,9 <SEP> à <SEP> 24, <SEP> 8 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb>
Ce gaz résiduaire est, suivant l'invention, brûlé dans les installations de chauffe, montées en amont, de l'usine, c'est- à-dire de la distillation du goudron.
Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on produit simultanément environ 900 kg/jour de soufre à une pureté de 99,9 % en poids ainsi qu'environ 1220 kg/h de vapeur à basse pression (4 bar, saturée). Par l'exploitation de ces produits, les coûts de fonctionnement de l'installation sont largement compensés. Cela signifie qu'avec le procédé revendiqué le problème posé à la base de l'invention a été résolu de manière particulièrement économique.