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" Perfectionnements apportés aux procédés pour l'épuration des gaz provenant de le, distillation du charbon ".
L'invention est relative à un procédé pour l'é- puration des gaz provenant de la distillation du charbon et plus spécialement des gaz destinés à être transportés à grande distance sous pression élevée.
Un tel gaz qui doit être distribué à grande dis- tance doit présenter des qualités excessives en ce qui con- cerne sa pureté en goudron., ammoniac, benzol, hydrogène sulfuré, etc. pour éviter que les longues conduites ne puissent être bouchées et pour empêcher d'autres troubles ne qui / peuvent être écartés qu'avec beaucoup de difficultés.
En premier lieu, on doit citer la naphtaline qui ces effets produit / au cours du travail sous pression élevée, non seu- lement dans la première partie des conduites mais également dans les refroidisseurs qui sont établis derrière les com- presseurs et qui. sont destinés à absorber la chaleur de compression du gaz, après que celui-ci a été amené dans les compresseurs à une pression élevée,
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En plus des troubles résultant des rétrécisse- ments ou bouchages des conduites, il y a lieu de craindre également les attaques possibles de la matière dont ces conduites sont constituées.
Les causes de ces corrosions sont uniquement Inexistence dans le gaz, d'oxygène, d'ammo- niac, des composés du soufre et du cyanogène, quand l'eau est en présence et sert d'intermédiaire pour la réaction de corrosion. Un séchage aussi complet que possible du gaz est donc également indiqué.
L'invention a, pour but de débarrasser complète- ment de naptaline un gaz dont on a séparé, autant que pos- sible et de la manière ordinaire, le goudron, l'ammoniac, le benzol, l'hydrogène sulfuré, etc.
Elle consiste, principalement, à soumettre le gaz provenant de la distillation du charbon, à la. pression or- dinsire ou plus élevée, à un lavage à l'huile, et cela à température élevée, de toute façon au delà de 30 C. Le la- vage à l'huile est suivi d'un refroidissement du gaz propre à, condenser les vapeurs d'huile de lavage qui ont été en- traînées par le gaz et qui peuvent être ramenées au laveur, éventuellement après avoir été complètementou par tielle- ment débarrassées de le. naptaline absorbée.
Le procédé faisant l'objet de l'invention convient particulièrement à l'épuration d'un gaz destiné à être transporté à. grande distance. Un tel gaz doit, comme indi- qué- au début, être amené à la pressian élevée, donc compri- mé. Par cette compression la. température augmente et le gaz comprimé doit donc être refroidi à nouveau pour qu'il pré- sente, à nuveau, son volume normal.
Quand on soumet le gaz réchauffé par la chaleur de compression et qui se trouve donc à température élevée au lavageà l'huile, on procède, conformément à l'invention.
Quand on refroidit ensuite le gaz ainsi chargé de vapeurs d'huile de lavage, afin qu'il ait, malgré l'augmen-
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tation de pression, à nouveau son 'volume normal, ori procè- de également conformément à l'invention par suite qu'au cours, de cette phase de refroidissement les vapeurs d'huile de lavage absorbées sont condensées qui, en tombant sous forme d'une fine pluie ou de brouillard, absorbent les par- ties restantes de naphtaline en les séparant ainsi du gaz.
Il en résulte que l'invention est réalisée plus spéciale- ment pour l'épuration du gaz destiné à être transporté à grande distance, sans une dépense d'énergie spéciale pour le réchauffage du gaz ou de l'huile de lavage et pour le refroidissement ultérieur du gaz, à part celle qui serait de toute façon nécessaire pour effectuer le transpart à distance à partir du lieu de production.
D'une façon générale, l'invention réside dans le fait que l'on a. recours comme moyen de lavage du gaz à tem- pérature élevée, à un solvant organique approprié et que l'on permet avantageusement que le gaz se charge plus ou moins de vapeurs de la totalité ou d'une partie de l'huile de lavage utilisée. Ces vapeurs sont ensuite condensées par refroidissement en formant alors une fine pluie d'huile de lavage qui dissout les derniers restes de naphtaline qui peuvent encore être contenus dans le gaz qui les absorbe et les sépare du gaz.
Le solvant organique ou ses vapeurs, dont on permet que le gaz. se charge, peuvent toutefois ab- sorber, ou bien, dans la phase gazeuse, ou bien lors de la. condensation, dans la phase de refroidissement, en plus des traces de naptaline, également celles de benzol ou d'autres impuretés qui peuvent ainsi être dissoutes dans le solvant, précipitées avec celui-ci et séparées du gaz.
Finalement on condense également par refroidisse- ment, en présence de l'huile de lavage, l'eau contenue dans le gaz, de sorte que l'on obtient ainsi un séchage particu- lièrement efficace du gaz.
On a déjà essayé de séparer la naphtaline, le ben-
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zol, etc, par des lavages à 1'huile. Jusqu'ici on a toute- fois toujours fait ruisseler sur le gaz à la température ordinaire des huiles 'bouillant à des températures plus éle- vées. Une séparation complète de la naphtaline etc. nepou- vait ainsi Jamais être obtenue, car ainsi qu'on l'a cons ta- té par l'invention, la tension 'de vapeur de la naphtaline de la solution est encore tellement grande à ces temperatu- res, que l'on parvient par exemple, lors de la détermina- tion analytique de la, teneur en naphtaline dans les huiles de goudron, de séparer quantitativement la. naphtaline du gaz à l'aided'un gaz ne contenant pas de naphtaline.
Si on fait passer dans une huile saturée avec de la naphtaline à la température ordinaire un courant gaz-eux ne contenant pas de naphtaline et cela à la pression ordinaire et si on le refroidit ensuite de la façon courante (refroidissement à l'eau) en vue de produire la séparation des vapeurs d'huile éventuellement entraînées, le gaz qui sort de l'appareilla- ge contient néanmoins et toujours des quantités considéra- bles de naphtaline..
Si, par contre, et conformément à l'in- vention, on fait croître, de toute façon, au delà de 30 C. et de préférence jusqu'à 1000 C. la. température de l'huile ou, ce qui est la même chose, la température du gaz duquel la naphtaline doit être séparée par lavage et si on recom- mence l'essai qui vient d'être indiqué, on constate qu'a- près refroidissement du gaz, environ à la. température ordi- naire, il ne reste trace de naphtaline dans celui-ci.
L'invention peut être réalisée de différentes fa- çons .
Un mode de réalisation réside dans le fait que l'on fait barbotter le gaz provenant de la distillation du charbon dans une huile de lavage à une température plus éle- vée que 300 C. et plus spécialement à environ 100 C, et plus, donc que l'on procède à un lavage par immersion.
Dans le cas où le gaz contient. par exemple, 15 1.
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grammes de naphtaline pour 100 m3 de gaz, l'huile de lavage séparera la naphtaline du gaz à la température élevée et s'enrichira au fur et à mesure en naphtaline. On connaît des huiles qui peuvent s'enrichir aisément jusqu'à 44% en naphtaline avant que le gaz qui quitte le laveur à l'huile ne soit plus complètement libéré de naphtaline. Si on éva- cue les huiles quand elles sont encore chaudes, donc aux températures auxquelles le lavage à l'huile a eu lieu con- formément à l'invention, et si on les refroidit à la tem- pérature ordinaire, le pouvoir dissolvant de l'huile de la- vage pour la naphtaline diminue avec la température et les parties restantes de naphtaline sont séparées par le re- froidissement de l'huile de lavage.
L'huile de lavage, qui ne contient plus à la tem- pérature ordinaire qu'environ 20% de naphtaline, peut être ramenée dans la phase de lavage; elle peut être amenée à une température plus élevée de façon que son pouvoir dis- solvant pour la naphtaline soit, à nouveau, accru et ramené par exemple à 44%, de sorte que cette huile de lavage peut être utilisée à nouveau jusqu'à ce que sa teneur en naphta- line soit augmentée, à. la température de lavage, jusque 44%, après quoi le traitement de régénération de l'huile de la- vage est répété comme décrit.
On a constaté que pour ce traitement conviennent particulièrement les naphtes dissolvantes II (Solvant-Naph- ta II), les parties, bouillant à faible température en cé- dant de la vapeur d'eau, de l'huile de naphtaline ou de l'huile de lavage de benzol, donc plus spécialement les huiles du goudron de houille bouillant entre 160 et 220 C.. et qui possèdent donc, à température élevée, un pouvoir dissolvant pour la naphtaline, etc., notablement plus éle- vé qu'à la température ordinaire et qui peuvent donc être chargées et saturées, à température élevée avec de la nap- taline, etc. pour permettre la séparation de ces matières
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par refroidissement ultérieur.
Si on utilise de pareilles huiles, on doit procéder soigneusement au refroidissement du gaz afin que le dissolvant ne s'échappe avec le gaz épuré et soit ainsi perdu. Si on maintient le gaz sous pression au cours de l'épuration, les pertes relatives en dissolvant seront excessivement minimes considérées par rapport à l'unité de volume du gaz à la pression atmos- phérique. On doitveiller, en outre, que le gaz quitte la phase de refroidissement à des températures de 20 C. ou moindres. Une séparation complète du dissolvant pour- raitêtre obtenue en refroidissant le gaz à 0 ce qui permet, en outred'obtenir un séchage complet du gaz.
Des refroidissements de ce genre nécessitent toutefois des ré- frigérants très grands et par conséquent onéreux,
On peut éviter les pertes en huile de lavage et également des températures finales de 20 C. et moindres en ayant recours à des huiles bouillant à des températures plus élevées que l'huile de lavage de benzol, l'huile d'anthract- ne et les naphtes dissolvants II ordinaires, donc des hui- les bouillant à des températures plus élevées ou très éle- vées telles, par exemple, que l'huile de lavage de benzol fortement distillée, de l'huile d'anthracène fortement dis- tillée, etc.
Ces huiles bouillant à haute température ont un pouvoir dissolvant pour la naphtaline, le benzol, etc. qui n'augmente pas dans les mêmes proportions, pour des élévations de température que les huiles bouillant à des températures moins élevées, donc environ jusqu'à 230 C.
Si donc une huile bouillant à température plus élevée est saturée avec de la naphtaline à la température ordinaire, on n'augmente pas son pouvoir dissolvant pour la naphtali- ne, seulement par augmentation, de température, au point que la naphtaline se dissout et se sépare complètement du gaz à épurer, à température plus élevée. En d'autres mots, l'épuration des gaz par des huiles bouillant à température
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plus élevée n'est guère aussi simple et aussi complète que celle qu'on obtient avec les huiles bouillant à basse tem- pérature.
Mais si on sépare artificiellement la naphtaline, le benzol, etc. à l'aide d'une huile de lavage bouillant à haute température, dès- que cette huile est suffisamment enrichie en naphtaline, etc. et si on réintroduit, ensuite, l'huile ainsi régénérée dans la phase de lavage, on parvient à débarrasser complètement. le gaz des traces de naphtaline, de benzol, etc., sans devoir abaisser la température du gaz à épurer, dans la phase de refroidissement à environ 20 C. ou moins. On obtient même un gaz complètement épuréquand ce gaz quitte le réfrigérant à environ 30-40 C.
Des pertes de cettehuile de lavage dans le gaz évacué ne sont néan- moins pas à craindre, même en procédant sans pression ou avec une faible pression dans le gaz, par suite que la ten- sion de ce genre d'huiles est excessivement faible à la tem- pérature ordinaire ou légèrement augmentée, donc environ 30 40 C.
Si on utilise donc, pour la mise en oeuvre de l'invention,uniquement des huiles de lavage bouillant 'à une température plus élevée ou très élevée, on fera égale- ment barboter le gaz: à épurer à des températures élevées, de toute façon au-dessus de 30 C, et de préférence au-des- sus de 100 C. dans l'huile de lavage. On permet avantageu- sement que le gaz se charge de vapeurs de cette huileet on condense ces vapeurs d*huile dans la phase de refroidis- sement.
Le condensat n'est toutefois pas simplement refroi- di à la température ordinaire et ramené dans la phase de lavage mais on sépare plutôt par distillation tout au moins partiellement, la naphtaline y contenue, ce n'est qu'alors que cette huile de lavage est réintroduite comme huile fraîche dans la phase de lavage.
Un autre mode de réalisation de l'invention con- siste finalement à avoir recours à un mélange d'huiles pour
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le lavage du gaz, ce mélange comprenant des huiles bouil- lant à des hautes ou à des faibles températures, donc ava,n- tageusement pour la plus grande partie à des huiles bouil- lant au delà d'environ 2200 C. et pour le reste à des hui- les bouillant en dessous d'environ 2200 C.
Si on laisse barboter (lavage par immersion) le gaz à épurer dans un tel mélange d*huiles à une températu- re élevée, au delà de 30 C, et de préférence au delà de 100 C., on sépare du gaz au moyen dudit mélange la naphta- line, le benzol, etc. Le gaz se charge en outre de vapeurs et surtout de vapeurs d'huile bouillant aisément (à basse température) qui sont condensées dans la phase de refroi- dissement, forment un précipité finement divisé en dissol- vant et en séparant les traces de naphtaline, de benzol, etc, qui pourraient encore se trouver dans le gaz.
Les condensats peuvent, après séparation de l'eau, être ramenés dans la phase de lavage, pour s'y mélanger avec les huiles utilisées dans cette phase, en cédant aux huiles bouillant aisément une partie de leur teneur en naphtaline et peuventdonc pénétrer, sous forme de vapeurs dissolvan- tes, dans le gaz à épurer et s'enrichir, à nouveau, de naphtaline. de restes de benzol, etc. Les parties bouillant à basse température du mélange d'huile effectuent donc si- multanément un circuit fermé entre la phase de lavage et la phase de refroidissement, alors que les parties bouillant à des températures plus élevées, constituent une sorte d'ac- cumulateur de naphtaline,dans la phase de lavage, qui s'en- richit de plus en plus de naphtaline.
Le pouvoir dissolvant pour la naphtaline du mélange d'huiles est, dans ce cas, notablement plus élevé que celui des huiles bouillant à hau- te température, considérées pour elles seules, alors que, d'autre part, la tension de vapeur du mélange et par suite les pertes possibles en huile sont plus faibles que celles résultant de l'emploi d'huiles bouillant à faible tempéra- ture, considérées pour elles seules. Une régénération du
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mélange des huiles doit seulement se faire après un cer- tain temps. On ne doit pas, comme dans le cas de l'utili- sation d'huiles bouillant à haute température, procéder. après chaque condensation, à la séparation de la naphtali- ne par cristallisation, avant que l'huile de lavage prisse être ramenée dans la phase de lavage.
Quand le mélange d'huiles s'est enrichi en naph- taline au point qu'une épuration complète du gaz n'est plus possible, il est introduit dans l'appareil distillateur.
Dans celui-ci l'huile 'bouillant à faible température est, d'abord, séparée par distillation, et la naphtaline cris- tallisée est séparée par agitation, après refroidissement à la température ordinaire du résidu de l'alambic.
Par forte distillation on sépare ainsi les consti- tuants bouillant à haute température de l'huile de lavage.
A ces constituants peut être ajouté le résidu de l'alambic en huiles légères suivant un mélange en proportions vou- lues de façon à obtenir à nouveau un mélange utilisable d'huiles de lavage.
En réglant de manière telle le réfrigérant à eau, que le gaz. épuré s'échappeà des températures de 25 -45 C., on a constaté qu'un, refroidissement plus prononcé avec de l'eau froide à une température d'environ 5 C. est avanta- geux. Comme le gaz est, dans ce cas, complètement débarras- sé de naphtaline, ce refroidissement plus prononcé ne concerne pas son épuration en naphtaline. Ce refroidisse- ment sert plutôt exclusivement à produire un séchage du gaz aussi prononcé que possible et une précipitation des va- peurs d'huile de lavage qui auraient pu être entraînées. Si le gaz quitte cette phase du refroidissement prononcé à une température d'environ 12 C., il est absolument libéré du condensat et pénètre à l'état sec dans les conduites.
Cette phase du procédé servant a,u séchage du gaz peut d'ailleurs être appliquée pour des lavages avec des
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huiles bouillant à température basse (jusqu'environ 2200 C.) ou élevée: (plus spécialement au delà de 250 c.) utilisées seules ou suivant un mélange approprié de ces deux sortes d'huiles.
Il est évident que le procédé selon l'invention, quelle que soit la façon dont il est exécuté, est très éco- nomique pour l'épuration du gaz, devant être transporté à distance, du faitque ce gaz est amené à une température plus élevée par suite de la compression nécessaire et que le lavage à l'huile se fait . cette température et que, d'autre part, un refro.idissement doit se faire pendant le- quel se fait la séparation par lavage des dernières traces de naphtaline, etc. par la précipitation, sous forme de pluie, du condensat de l'huile de lavage.
L'invention ne se limite d'ailleurs pas au fait que seulement dans la phase de lavage, seule la naphta- line soit accaparée par l'huile de lavage ou que l'épura- tion finale se fasse exclusivement dans la phase de re- froidissement par la condensation des vapeurs d'huile de lavage.
Il est indifférent, pour l'invention, que les opé- rations se présentent dans la phase de lavage ou dans la phase de refroidissement, ainsi par exemple, que dans la phase de lavage la quantité totale de la naphtaline soit séparée du gaz et que l'épuration finale et totale du gaz ait lieu dans la phase de refroidissement à l'aide d'une quantité de solvant entraînée hors de la phase de lavage, ou que dans la phase de lavage, le gaz ne cède pas de naph- taline mais est chargé de vapeur de solvant, alors que l'é- puration totale ait lieu dans la phase de refroidissement ou, finalement, que dans certaines périodes du traitement d'épuration, pour une huile ayant une teneur excessivement grande en naphtaline,
une partie de la naphtaline est en- traînée hors de l'huile de la phase de lavage dans la.phase de refroidissement et est ramenée en même temps que le con-
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densat, précipité au cours de la phase de refroidissement, suivant un circuit fermé dans la phase de lavage. Il est plutôt important qu'on parvient toujours à séparer complè- tement la naphtaline d'un gaz contenant une telle matière et que le gaz quitte, par conséquent, à l'état absolument pur, l'appareillage dans lequel s'effectue le lavage.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour séparer la naphtaline des gaz pro- venant de la distillation du charbon à, pression ordinaire ou plus élevée et à l'aide de lavage à l'huile, caractérisé par le fait Que l'on procède au lavage du gaz avec de l'hui- le à température élevée, de toute façon au delà de 300 C. et, de préférence sous forme de lavage par immersion.'
2. Procédé tel que revendiqué sub 1, caractérisé par le fait que l'on fait suivre le lavage à l'huile à température élevée par un refroidissement du gaz,.de façon à précipiter les vapeurs d'huile de lavage qui ont étéen- traînées par le gaz lavé au cours du lavage à l'huile.
3. Procédé tel que revendiqué sub 1 et 2, caracté- risé par le fait que l'on a recours,comme huiles appropri- ées,à de l'huile de lavage de goudron, de l'huile de naph- taline, des naphtes dissolvantes II (Solvant Naphta II), les parties cédant de la vapeur d'eau de l'huile de lavage de benzol et autres huiles analogues ayant des points d'é- bullition jusqu'à environ 2200 C.
4. Procédé tel que revendiqué sub 3, caractérisé par le fait que les parties d'huile de lavage condensées dans la phase de refroidissement sont ramenées dans la pha- se de lavage dans laquelle elles peuvent se charger, à nou- veau, par augmentation de leur température, de naphtaline provenant du gaz amené et à épurer.
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