<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE D'ELIMINATION DE CONSTITUANTS HORS DES GAZ DE COMBUSTIBLES, DE DISTILLATION, DE GAZEIFICATION, AVEC RECUPERATION DE PRODUITS DE VALEUR.
Jusqu'à ce jour, on a épuré les gaz de cokerie et d'éclairage de la façon suivante : les gaz provenant de la condensation de goudron é- - taient débarrassés de la naphtaline par lavage avec de l'huile d'anthracène et du benzol par un lavage avec de l'huile de goudron, lavages avec lesquels marchait de pair une récupération directe ou indirecte d'ammoniaque. Les gaz étaient habituellement utilisés directement sous cette forme pour les foyers de catégories inférieures, tandis que la partie destinée aux livrai- sons à la ville et aux réseaux à longue distance était débarrassée du H2S par épuration à sec ou par une des différentes méthodes d'épuration humide.
Le soufre organique était habituellement laissé dans le gaz ; deplus, res- taient encore dans le gaz de grandes quantités d'acide prussique, d'oxydes d'azote, de corps résineux et de soufre organique, à côté de certains rési- dus de naphtaline, de benzol, d'ammoniaque, d'hydrogène sulfuré, et princi- palement de tout l'acide carbonique. Pour autant que ces gaz devaient être portés à une pression assez élevée pour les fournitures aux réseaux à longue distance, la compression avait lieu avant ou après l'installation de récupé- ration du benzol.
Ces méthodes généralement habituelles d'épuration des gaz ont l'inconvénient d'entraîner, par le fait des impuretés restant encore dans le gaz, des ennuis majeurs, tels que par exemple la corrosion des conduites due aux attaques combinées de l'oxygène, de l'acide carbonique et de l'eau, les obstructions dues à la séparation de la naphtaline, les obstructions de l'appareillage dues aux séparations de la résine, et la corrosion due au SO2 des fumées.
<Desc/Clms Page number 2>
Des entreprises importantes, comme par exemple l'industrie des lampes à incandescence, en sont arrivées à adjoindre encore des métho- des onéreuses d'épuration des gaz.
Aux termes de l'invention, il est procédé à l'élimination de constituants hors de gaz contenant des combinaisons à base de soufre et des hydrocarbures, tels que les gaz de gazéification provenant de la distilla- tion de combustibles, principalement le gaz de cokerie, d'éclairage ou de gazogènes, provenant par exemple du traitement de combustibles gras, avec récupération de produits de valeur, par lavage des gaz avec des solvants à- des températures inférieures à 0 C, et ce de telle manière que les gaz', après séparation préalable surtout des matières à point d'ébullition plus élevé que le solvant, sous pression élevée et à des températures allant de 0 C à moins 1000 C, sont lavés en une ou plusieurs phases avec le même ou avec différents agents de lavage.
Le gaz ainsi lavé peut ensuite être décomposé très simplement à de basses températures, sans qu'il se présente de sépara- tion de la résine dans l'appareillage de décomposition. Ceci présente l'a- vantage que le froid contenu dans le gaz sortant du processus de lavage, peut être utilisé pour le traitement ultérieur. Hors d'un gaz lavé conformé- ment à l'invention, on peut aussi éliminer très facilement le CO par lavage à l'aide de solvants appropriés, parce que pratiquement il n'y a aucune substance contaminant l'agent de lavage.
Comme agents de lavage destinés à l'élimination des combinai- sons à base de soufre, des corps résineux, de l'acide cyanhydrique respecti- vement du dioxyde de carbone, entrent en considération des matières organi- ques fluides, dont le point de congélation est situé sous la température de lavage, en particulier ceux qui ont une capacité d'absorption pour l'eau, par exemple les combinaisons organiques contenant de l'oxygène, tels que , les alcools inférieurs, l'éther, l'ester, la cétone, les acides ou les com- binaisons organiques contenant de l'azote, tels que les amines, les bases pyridines, le formamide diméthylé, ou autres corps de même nature. (Il con- vient que ces bases ne contiennent que peu ou pas de CO2).
Ces matières peuvent être utilisées comme liquide de lavage, soit seules, soit en mélan- ges appropriés, par exemple même aussi les mélanges de combinaisons conte- nant de l'oxygène à celles contenant de l'azote. On peut aussi, aux fins d'augmenter son efficacité, ajouter à l'agent de lavage organique de l'eau jusqu'à capacité d'absorption. De plus, on peut encore ajouter à l'agent de lavage, ou à son mélange avec de l'eau, des sels, tels que des sels de' métaux formant complexe, par exemple des sels de cuivre monovalents, qui augmentent la solubilité d'un constituant déterminé à éliminer par lavage.
Ceci est par exemple avantageux lorsque l'on vise l'élimination d'oxyde de carbone ou d'oléfines,par exemple l'éthylène. Dans ce cas, il faut toujours tenir compte des conditions générales, telles que composition du gaz et de l'agent de lavage, solubilités, difficulté de réaction avec d'autres consti- tuants du gaz qui ne doivent pas être éliminés par lavage, etc...
Comme agent de lavage, on peut encore utiliser des hydrocar- bures à bas point d'ébullition, aliphatiques ou cycliques, en chaîne droite ou arborescents, qui peuvent aussi contenir des atomes d'hydrocarbures non saturés, par exemple différentes fractions de benzine, comme le pentane nor- mal, l'iso-pentane, l'hexane normal, l'iso-hexane, l'heptane normal, le di- méthyle-pentane, le triméthyle-butane, le triéthyle-métane, le naphtène, le cyclo-pentane, le méthyle-cyclo-pentane, le cyclo-hexane, le méthyle-cyclo- hexane, et autres corps de même nature, séparément ou en mélanges, par exem- ple sous forme de fractions déterminées, comme on les rencontre lors de l'hy- drogénation de l'oxyde de carbone en hydrocarbures, de préférence avec cata- lyseurs ferreux.
Peuvent encore entrer en considération des fractions des pétroles ou des gaz naturels, qui contiennent les combinaisons désirées, et auxquelles parviennent les propriétés conformes à l'invention, le cas échéant après raffinage afin d'éliminer les combinaisons à base de soufre et/ou les constituants formant résine, ou des parties de ceux-ci.
Enfin, entrent en ligne de compte également, ou même mieux, en tant qu'agent de lavage - de préférence après raffinage préalable - les fractions hors des produits de
<Desc/Clms Page number 3>
la distillation de combustibles, tels que par exemple de la carbonisation ou de la cokéfaction à température élevée - par exemple la, benzine, le to- luol, le xylol, le solvent-naphta, le benzol de moteur, ou les autres corps de même nature, en une composition dont le point de fusion est plus'bas'que la température de lavage - de l'hydrogénation de combustibles, comme par exemple de l'hydrogénation de charbon ou de résidus de distillation'.
Ces matières peuvent être utilisées seules, au cas où leurs propriétés physi- ques et chimiques le permettent, ou aussi en mélanges appropriés entre elles, le cas échéant avec une certaine teneur en acide carbonique dissous.-les-' combinaisons aromatiques, particulièrement les combinaisons aromatiques con- tenant des arborescences, conviennent très bien à l'absorption sélective'du
H2S vis-à-vis des corps résineux et des combinaisons organiques à base de soufre, du CO2' du CO et du H2.
Toutefois, on peut aussi, simplement à l'ai- de d'un hydrocarbure ou de mélanges d'hydrocarbures, éliminer du gaz l'am- moniaque, l'hydrogène sulfuré et l'acide carbonique ensemble, ou, au cas où l'élimination de l'acide carbonique n'offre pas d'intérêt, en mesurant de façon appropriée le circuit du solvant et en maintenant une vitesse élevée du gaz, réaliser simplement une absorption d'ammoniaque et d'hydrogène sul- furé, avec formation partielle de sulfure d'ammonium, et ensuite séparer ce mélange par fractionnement - le cas échéant sous pression - le solvant régénéré étant recueilli dans le bas de la colonne.
Comme mentionné, il a été trouvé que le procédé peut être mis en oeuvre d'une fagon particulièrement favorable, si l'agent de lavage est constitué par une solution résistant au froid de matières polarisées ou non, aromatiques de préférence, avec-des quantités assez importantes de dioxyde de carbone. Dans ce cas, il faudra, en règle générale, maintenir dans l'a- gent de lavage une teneur en dioxyde de carbone, qui comporte de préférence quelque 3 à 8 % en poids, ou qui dépasse cette quantité. Cet agent de lava- ge peut, soit être introduit dans le circuit de lavage sous la forme donnée, ou on peut le laisser se former dans le cours du processus de lavage par l'absorption du CO2.
En tant qu'agents de lavage non polarisés, on utilise avec a- vantage ceux qui forment des eutectiques avec des isomères ou autres hydro- carbures, tels que les hydrocarbures aliphatiques, saturés, non saturés et/ ou en chaîne droite et/ou arborescents, cycliques, les aromates et les aro- mates arborescents ou leurs mélanges.
A titre exemplatif, le procédé conforme à l'invention se dé- roule à peu près comme suit :
Le gaz sortant du four de cokéfaction est refroidi à environ 20 à 30 C, entraînant de ce fait la séparation des parties condensables, particulièrement de celles à point d'ébullition plus élevé que celui de l'a- gent de lavage. Le gaz brut en résultant qui, outre des hydrocarbures, con- tient des combinaisons à base de soufre, organiques et inorganiques, de l'ammoniaque, de l'acide prussique, des corps résineux, et d'autres consti- tuants,peut ensuite être soumisà un lavage avec de l'eau ou de l'acide sulfurique dilué, afin de séparer et de récupérer l'ammoniaque.
Le gaz est alors comprimé à une pression de 10 à 15 atm.; il a alors à peu près la com- position suivante, compte non tenu de l'humidité et des hydrocarbures aro- matiques résiduels
EMI3.1
<tb> H2S <SEP> env. <SEP> 5 <SEP> g/m3n
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> combinaisons <SEP> organiques
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> base <SEP> de <SEP> soufre <SEP> " <SEP> 10 <SEP> g/100 <SEP> m3n
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO2 <SEP> " <SEP> 2,2%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> hydrocarbures <SEP> aliphatiques <SEP> " <SEP> 1,9 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> non <SEP> saturés
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 02 <SEP> " <SEP> 0,1%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO <SEP> " <SEP> 6,1 <SEP> % <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb> H2 <SEP> env.
<SEP> 54,2%
<tb> CH4 <SEP> Il <SEP> 24,-%
<tb>
<tb> N2 <SEP> " <SEP> Il,5 <SEP> % <SEP>
<tb>
Le gaz est refroidi par phases; il convient dans ce cas que l'on aille en premier lieu jusqu'à une température de plus 1 ou plus, et--' que l'on sépare du courant gazeux l'eau se condensant ainsi que les hydrocar- bures. En vue d'éliminer l'acide prussique et l'ammoniaque et'les combinai- sons semblables solubles dans l'eau, on peut, avant ou au cours de cette' phase de refroidissement, mettre le gaz en contact successivement avec des solutions diluées d'acides ou d'alcalis, ou avec de faibles quantités'd'eau.
Ensuite a lieu le refroidissement ultérieur du gaz à la température de la- vage située sous 0 G, en présence d'un liquide organique absorbant l'eau résiduelle, ou d'une solution de sel inorganique, qui, seule ou supplémentai- rement en tant qu'agent de réfrigération, refroidit le gaz.
Un lavage en une ou plusieurs phases avec les agents de lavage déjà nommés vient maintenant s'adjoindre afin d'éliminer les matières non condensables du gaz. Sont à prendre avantageusement en considération pour le lavage des températures inférieures à moins 5 C. L'agent de lavage mis en' oeuvre, dans son entièreté ou partiellement, dans les différentes phases, est séparé ou régénéré par expansion et/ou par le vide et/ou réchauffage et/ ou insufflation de gaz et/ou distillation et/ou extraction du solvent.
De la façon décrite, il est possible d'obtenir un gaz épuré de composition ci-après, et ce avec de faibles pertes en constituants qui ne sont pas à éliminer :
EMI4.2
<tb> H2S <SEP> 0%
<tb>
<tb> Soufre <SEP> organique <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,1 <SEP> g/100 <SEP> m3n
<tb>
<tb>
<tb> Constituants <SEP> formant
<tb> résine <SEP> traces
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO2 <SEP> 0,1 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> hydrocarbures <SEP> alipha-
<tb>
<tb> tiques <SEP> non <SEP> saturés <SEP> 0,8 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 02 <SEP> 0,1 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> CO <SEP> 6,4 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 57,1 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> CH4 <SEP> 23,5 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> N2 <SEP> 12,- <SEP> % <SEP>
<tb>
Le procédé peut être mis en oeuvre de telle manière que l'on soumette le gaz de fours à coke épuré, comprimé,
à un refroidissement subsé- quent à des températures allant de moins 180 à moins 190 C, aux fins de dé- composition; il convient dans ce cas, afin d'éviter la congélation de l'àci- de carbonique restant, d'injecter - ou de les utiliser pour le lavage du gaz à contre-courant - du méthanol ou autres corps de même nature pour des tem- pératures allant jusqu'à moins 80 C, des mélanges eau-méthanol pour des températures allant de moins 80 C à moins 130 à moins 1400 C environ, par exemple dans ce dernier cas un mélange correspondant à l'eutectique, c'est- à-dire 78 % en poids de méthanol et 22 % en poids d'eau. Ce méthanol ou les autres corps analogues peuvent être remis en circuit dans le processus de lavage.
Le procédé peut encore être appliqué de telle sorte que l'on élimine par le procédé de lavage à basse température, à l'aide d'agents de lavage appropriés, au moins l'hydrogène sulfuré, une partie du soufre orga- nique et des hydrocarbures, ainsi que le cas échéant l'ammoniaque et les
<Desc/Clms Page number 5>
combinaisons à base de cyane, et qu'on les récupère à l'état pur', de telle manière que l'hydrogène sulfuré convient au point de vue concentration et pureté pour être transformé sans autre traitement en'acide sulfurique ou soufre élémentaire.
Il est alors travaillé de la façon suivante :avec un agent de lavage agissant de façon sélective pour l'hydrogène sulfuré, ce- lui-ci et d'autres matières à éliminer sont absorbés, et ensuite désorbés de l'agent de lavage chargé, soit par vide, réchauffage ou séparation'par' distillation, avec des agents spéciaux de séparation; le mélange de 'combinai- sons à base de soufre, tel par exemple l'hydrogène sulfuré, avec d'autres constituants, enrichi de cette manière au point de vue concentration', est lavé une deuxième fois, particulièrement à des températures inférieures à la température ambiante, de préférence sous pression et aveo des agents de lavage solvants, comme par exemple de l'eau ou des matières organiques' polarisées, tels l'acétone et le méthanol ou d'autres corps de même nature;
l'agent de lavage ainsi chargé est également régénéré afin de reconstituer un gaz fortement enrichi en combinaisons à base de soufre, qui convient à la transformation ultérieure en soufre et en acide sulfurique. Dans ce cas, on travaille d'une façon particulièrement avantageuse si l'on désorbe les matières recueillies de l'agent de lavage chargé avec un agent de séparation qui n'est pas miscible à l'agent de lavage et qui, après sa condensation, possède un pouvoir solvant sélectif pour l'hydrogène sulfuré par rapport aux hydrocarbures désorbés et au CO2.
Le procédé est de préférence appliqué dans un absorbeur prin- cipal, qui est actionné par l'agent de lavage ayant un effet sélectif pour l'hydrogène sulfuré, et dans une tour conçue comme séparateur-absorbeur, dans laquelle les constituants du gaz recueillis dans l'agent de lavage sont séparés,à la partie inférieure et sont récupérés séparément' dans les zones supérieures, un agent solvant agissant de manière sélective sur l'hy- drogène sulfuré, pouvant être admis au sommet aux fins de refroidissement.
Lorsqu'on emploie de l'eau dans le séparateur-absorbeur, dans l'absorbeur principal on emploie de préférence comme agent de lavage un sol- vant organique 'insoluble dans l'eau, agissant de manière sélective sur l'hy- drogène sulfuré, de préférence à haut point d'ébullition, qui ne forme pas de mélanges aséotropes avec les matières à absorber. Comme agent de lavage dans l'absorbeur principal, servent par exemple le toluol, le xylol ou des fractions d'huile contenant ces matières.
Pour favoriser l'absorption dans l'absorbeur principal et afin de pouvoir faire avec des quantités d'agent de lavage relativement faibles, on travaille dans l'absorbeur principal sous pression à des températures in- férieures à 0 C, des températures comprises entre moins 5 et moins 40 s'é- tant révélées particulièrement favorables.
La désorption des constituants absorbés du gaz hors de l'agent de lavage a lieu par exemple par séparation avec de la vapeur d'eau et le. cas échéant avec chauffage supplémentaire. En vue de la décomposition des constituants recueillis dans l'agent de lavage, il importe de réaliser un é- cart de température dans le séparateur-absorbeur, diminuant de bas en haut.
L'écart de température dans le séparateur-absorbeur est réalisé par refroi- dissement direct ou indirect, de telle fag'on que, sur une certaine hauteur, ne s'élèvent plus des vapeurs d'agent de lavage. Dans la zone située plus haut, se condensent, le cas échéant par fractionnement, les hydrocarbures condensables, et on peut les évacuer vers l'extérieur à des hauteurs appro- priées, le cas échéant avec de l'eau.
L'hydrogène sulfuré est absorbé dans la zône supérieure du sé- parateur-absorbeur. Dans ce but, on admet simultanément au sommet l'eau ser- vant au refroidissement, qui est à la base de l'absorption de l'hydrogène sulfuré. Il est de ce fait possible de relier dans l'appareil la partie ser- vant de séparateur et celle servant d'absorbeur en un système à contre-cou- rant,dans lequel différentes zones sont formées par la vapeur d'eau venant du dessous en liaison avec les agents retirant de la chaleur correspondant à l'écart de température. Afin d'augmenter la capacité d'absorption de l'eau,
<Desc/Clms Page number 6>
on admet de l'eau au sommet du séparateur-absorbeur, de préférence à des températures allant de 0 à 5 .
Par l'utilisation simultanée d'eau au soumet à la phase liquide, et à la base dans la phase vapeur, on peut 'également,,--- en présence de températures moyennes, enrichir en eau l'ammoniaque dans une zone déterminée entre les hydrocarbures et l'hydrogène sulfuré, et l'évacuer vers l'extérieur, au cas où sont soumis au procédé des gaz, qui contiennent tellement d'ammoniaque que celui-ci ne peut être évacué dans les phases 'de pré-refroidissement.
Afin de pouvoir mélanger les gaz résiduels du sépara=¯= teur-absorbeur au gaz épuré, on choisit de préférence une pression dans le séparateur-absorbeur supérieure à celle de l'absorbeur principal..- -
Une partie des gaz inertes et aussi des hydrocarbures à bas point d'ébullition peut se séparer de l'agent de lavage par dégazéification, déjà avant d'entrer dans le séparateur-absorbeur.
Si le gaz à traiter contient de l'anhydride carbonique qui doit être séparé, on peut adjoindre à l'absorbeur principal un circuit par- ticulier d'agent de lavage, dans lequel l'anhydride carbonique est éliminé par lavage du gaz débarrassé de l'hydrogène sulfuré, par exemple à l'aide de méthanol.
Une autre forme d'exécution du procédé consiste en ce que le gaz comprimé est soumis aux différentes phases successives décrites ci-a- près :
1) lavage à l'eau froide aux fins de séparation de l'acide cyan- hydrique,
2) refroidissement jusqu'à -45 C dans des réfrigérateurs à contre-courant et avec des pré-réfrigérateurs refroidis à l'ammoniaque afin de séparer la naphtaline, les hydrocarbures de benzol et l'eau,
3) refroidissement à contre-courant jusqu'à -50 à -70 C, ser- vant de préparation pour la phase suivante, dans laquelle,
4) à l'aide d'un solvant à basse température, l'hydrogène sul- furé ainsi que les combinaisons organiques à base de soufre et
5) enfin le dioxyde de carbone sont éliminés par lavage, les pertes de froid étant compensées par une machine frigorifique.
Les hydrocarbures contenus dans le gaz de fours à coke, notam- ment l'éthylène et l'éthane, doivent soit rester dans le gaz, comme dans le cas du gaz destiné aux réseaux à longue distance, ou pouvoir être récupérés en tant que fraction du processus de décomposition, comme lors de la décom- position du gaz de fours à coke par compression et réfrigération.
Le procédé tient compte de ce que, dans la phase de lavage à basse température, il faut utiliser des solvants polarisés qui, à la tempé- rature de lavage, ont plus d'affinité pour l'hydrogène sulfuré que pour le dioxyde de carbone, mais qui, en même temps, ne dissolvent que faiblement l'éthylène et qui possèdent une faible pression de vapeur, comme par exemple ' de-70 à -90 C de l'acétone refroidie à basse température, ou de-50 à -70 du formamide diméthylé refroidi à basse température, ou leurs mélanges. Le lavage avec ces solvants a lieu alors en deux phases : dans la première pha- se, la plus grande partie des combinaisons à base de soufre est éliminée, et dans la seconde, à température égale ou plus basse, le restant des dites combinaisons à base de soufre et la plus grande partie de l'acide carbonique sont éliminés.
Le choix de la température de lavage est aussi important que celui du solvant. Il a été trouvé que la sélectivité du solvant vis-à-vis de l'hydrogène sulfuré, du dioxyde de carbone et de l'éthylène dépend dans-une large mesure de sa température. Pour la plupart des solvants, on préfère une température de lavage située un peu au-dessus du point de fusion.
Afin de combattre, dans la première phase de lavage, l'augmen- tation de température provoquée par la chaleur de solution des gaz éliminés
<Desc/Clms Page number 7>
par lavage, et en corollaire la diminution de l'efficacité du lavage, la - température de l'agent de lavage et du gaz le long de la colonne de lavage est maintenue à une valeur constante de -70 C par exemple,'et'ce en reti- rant du liquide descendant et du gaz ascendant la chaleur de solution par un agent de réfrigération vaporisant, par exemple par de l'éthane. Ce re- froidissement intérieur est particulièrement appliqué lorsque là température de lavage est située un peu au-dessus du point de fusion de l'agent--de la- vage.
Si l'agent de lavage est encore fluide en dessous de la température de lavage,on peut, avant son entrée dans la colonne de lavage, lui retirer la valeur de la chaleur de solution, à l'aide de la machine frigorifique.-
Dans la première phase de lavage, la valeur de la chaleur de solution peut être diminuée si on utilise comme liquide de lavage une par- tie du liquide de lavage sortant de la deuxième phase de lavage, car celui- ci est saturé entr'autres de dioxyde de carbone.
Le liquide de lavage de la première phase, contenant des com- binaisons à base de soufre à forte concentration, est réchauffé à contre- courant avec de l'agent de lavage régénéré à une température supérieure à la température ambiante, détendu et complètement dégazéifié par rectification.
Les combinaisons à base de soufre ont alors la pureté et la concentration élevée nécessaires pour le traitement ultérieur. Le liquide de lavage régénéré est à nouveau refroidi à l'aide d'eau de refroidissement et ensuite par un agent de réfrigération vaporisant, par exemple de l'ammo- niaque, et il est remis en circuit dans le processus de lavage. Si le gaz de fours à coke ne doit pas être utilisé pour les réseaux à longue distance; mais doit être décomposé par compression et réfrigération, il est débarrassé du dioxyde de carbone au cours de la deuxième phase de lavage.
Le liquide de lavage régénéré est alors admis au sommet à la deuxième phase de lavage. -
Le gaz de la première phase, contenant de l'hydrogène sulfuré est épuré avec les vapeurs d'hydrogène sulfuré recueillies lors de la sépa- ration de l'ammoniaque, avant d'être admis au traitement de transformation en soufre ou en acide sulfurique.
Dans le procédé conforme à l'invention, on peut inclure l'é- limination de l'ammoniaque par lavage sous pression, et on peut laisser tom- ber l'élimination du soufre avec de 1"eau ammoniacale en faveur de l'élimi- nation de l'entièreté du soufre.
Suite à la faible solubilité du dioxyde de carbone comparati- vement à celle de l'hydrogène sulfuré, la quantité de liquide de lavage de la deuxième phase est plus élevée que celle de la première phase. La dég'azéi- fication dans la chaleur par rectification occasionnerait des pertes de froid trop importantes, car toute la chaleur de solution de tous les constituants du gaz éliminés par lavage ainsi que les pertes de froid dues à la grande quantité d'agent de lavage devraient être compensées par la basse température de la deuxième phase de lavage.
Le liquide de lavage de la deuxième phase, pour autant qu'il ne soit pas introduit dans la première phase, est donc dé- gazéifié à contre-courant et à basse température, sans réchauffage préalable, avec un produit de décomposition de la séparation du gaz, par exemple avec la fraction de méthane. Le gaz montant à contre-courant du liquide recueille les constituants dissous du gaz. La chaleur de désorption égale à la chaleur de solution est libérée, c'est-à-dire que le liquide se refroidit dans les mêmes proportions qu'il s'est échauffé lors de l'absorption. Les pertes de chaleur à contre-courant du liquide de lavage, qui marchent de pair avec une extraction à chaud,sont éliminées.
Le choix d'une fraction de décomposition du gaz de fours à co- ke en tant que gaz auxiliaire en vue de la dégazéification du liquide de la- vage est particulièrement avantageux, parce que cette fraction se trouve à disposition en tant que produit de décomposition en quantité suffisante et à la faible température désirée. Un gaz auxiliaire étranger devrait d'abord être refroidi par des échangeurs thermiques supplémentaires avant de pouvoir servir pour la dégazéification.
<Desc/Clms Page number 8>
Le liquide de lavage froid, régénéré, de la deuxième phase est introduit dans la deuxième tour de lavage, le cas échéant en dessous de l'en- trée du liquide de lavage de la première phase, épuré par rectification. La fraction de gaz chargée de dioxyde de carbone, et venant de la tour de déga- zéification, par exemple la fraction de méthane, est conduite aux fins de re- froidissement par évaporation, à travers l'eau servant à l'élimination par lavage de l'acide prussique, et après réchauffage à contre-courant avec'du gaz brut. L'état sec de cette fraction est donc utilisé pour la production du froid et la quantité d'eau nécessaire à l'élimination par lavage de l'a- cide cyanhydrique est diminuée.
Tous les stades du procédé mentionnés ci-avant constituent la préparation à la décomposition ultérieure du gaz épuré et déjà refroidi à très basse température dans ses fractions, par compression et réfrigéra- tion ultérieures. Les avantages du procédé décrit restent toutefois égale- ment réels, lorsque le gaz refroidi à basse température est réchauffé et uti- lisé pour la fourniture aux réseaux à longue distance.
Le' procédé conforme à l'invention est décrit à titre exempla- tif dans ses différentes formes d'exécution, à l'aide des schémas.
La figure 1 représente le procédé à titre d'exemple, schéma- tiquement et sous une forme simplifiée. On comprime à 15 atm. 1000 m3n de. gaz de fours à coke. L'hydrogène sulfuré doit être éliminé, avant décomposition des gaz, dans une installation construite conformément à l'invention. Le gaz arrive par la conduite 1 dans le réfrigérateur 2 et est refroidi à +1 C. Le condensé se rassemble dans le séparateur 3 et se sépare en une couche lour- de, eau, et en une couche légère, hydrocarbures et combinaisons analogues.
Ces derniers produits sont retirés en 4 et 5. Pour empêcher les précipita- tions, le réfrigérateur 2 peut, par la conduite 6, être arrosé avec le con- densé dont question ci-dessus.
Par le séparateur 7 et la conduite 8, le gaz arrive au réfri- gérateur 9 où il est refroidi à des températures inférieures à -5 C, à -30 C par exemple. Pour éviter les congélations, le réfrigérateur est arrosé avec un agent de lavage, par exemple avec un liquide réfrigérant, introduit en 10.
On peut aussi arroser le réfrigérateur 9 avec une solution d'hydrocarbures aromatiques et d'agent de lavage, par exemple avec un mélan- ge de xylol et méthanol ou produits semblables, ce qui permet aussi de dis- soudre de faibles dépôts de naphtaline et combinaisons analogues; ou bien on travaille avec plusieurs réfrigérateurs en parallèle qu'on dégèle pério- diquement.
Le gaz arrive par la conduite 11 vers l'installation de lavage à contre-courant 12, par exemple dans une tour remplie d'anneaux de Raschig, où il est lavé avec 1 m3 d'une fraction contenant du toluol et du xylol. Le gaz pratiquement exempt de H2S quitte l'installation en 13.
Au pied de la colonne de lavage 12, on obtient un agent de la- vage charge de H2S qui, outre CO, H2, CH4, des hydrocarbures, des combinai- sons à base de soufre organiques et inorganiques, des combinaisons azotées et matières semblables, contient encore du CO2 à l'état dissous. Cet agent de lavage est éliminé par la conduite 14, détendu dans le détendeur 15 et, par la conduite 16,il arrive au dispositif de dégazéification, par exemple à la tour 17 remplie d'anneaux de Raschig. Les matières gazeuses dégagées par l'agent de lavage quittent l'installation en 18. Par la conduite 19, la pompe 20, les conduites 21-22-23-24, l'agent de lavage revient dans la tour 12. En 24, on peut réintroduire dans le circuit, de l'agent de lavage frais ou régénéré.
Si nécessaire, l'agent de lavage peut, en tout ou en partie, être soumis à une nouvelle régénération, par exemple par distillation. Il convient alors de l'enlever du circuit par la conduite 25 et de le chauffer dans le préchauffeur 26; il arrive alors par la conduite 27 dans l'installa-
<Desc/Clms Page number 9>
tion de distillation 28 chauffée en 29, à la vapeur par exemple, L'instal- lation de distillation est de préférence conçue telle 'que les matières non condensables peuvent se dégager par la conduite 30, le réfrigérateur 31 et la conduite 32. Le condensé obtenu au réfrigérateur 31 peut être ramené,' par la conduite 33, dans l'installation de distillation ou bien il'peut être enlevé en 34, en tout ou en partie.
En outre, l'agent de lavage surdistillé peut être ramené au lavage, sous forme pure, par la conduite 35, lé réfrigé- rateur 36, les conduites 37, 38 et 23. Au fond de la colonne de lavage', un agent de lavage exempt de gaz et/ou de matières de facile ébullition peut ' être ramené en circuit par les conduites 39, 40, 38 et 23; on peut aussi re- tirer par les conduites 39 et 41 un résidu de distillation qui peut se com- poser d'agent de lavage et de matières à point d'ébullition élevé absorbées par ce dernier. Par exemple comme il a été décrit, le résidu de distillation peut être régénéré par extraction avec des alcools mono- ou polyvalents, le cas échéant en mélange avec de l'eau, ou par traitement chimique.
Une autre forme d'exécution est représentée à la figure 2.
Le gaz contenant du HCN, du H2S et des hydrocarbures de dif- férentes espèces y a la composition suivante :
EMI9.1
<tb> 2,2 <SEP> % <SEP> CO2
<tb>
<tb> 1,9 <SEP> % <SEP> hydrocarbures <SEP> aliphatiques <SEP> non <SEP> saturés
<tb>
<tb>
<tb> 0,1 <SEP> % <SEP> O2
<tb>
<tb> 6,1 <SEP> % <SEP> CO
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 54,2% <SEP> H2
<tb>
<tb>
<tb> 24,0% <SEP> CH4
<tb>
<tb>
<tb> Il,0 <SEP> % <SEP> N2
<tb>
<tb>
<tb> 0,5% <SEP> H2S
<tb>
<tb> 7-10 <SEP> gr. <SEP> soufre <SEP> organique/100 <SEP> m3n.
<tb>
Pour l'épuration de ce gaz, on se sert de l'installation re- présentée à la figure.
Le gaz brut entre en 42 et subit, dans le réfrigérateur 43, une préréfrigération à des températures légèrement supérieures à 0 . Dispa- raissent ainsi une partie de l'eau et les hydrocarbures à point d'ébullition moyen. L'eau contient, en particulier, du HCN. Le condensé est amené, par la conduite 44, dans le séparateur 45 et s'y scinde en deux couches, une cou- che supérieure d'hydrocarbures et une couche inférieure d'eau. La couche d'eau est conduite dans l'installation de récupération de HCN d'où le HCN est éva- cué par la conduite 47. Par la conduite 48, on retire du séparateur 45 les hydrocarbures condensés que l'on épure au séparateur 88 avec d'autres hydro- carbures obtenus ultérieurement.
Si le gaz traité est du gaz de fours à coke, ce condensé d'hydrocarbures se compose principalement de benzol et homologues du benzol.
Le gaz préréfrigéré arrive par la conduite 49 dans un laveur 50. La partie inférieure du laveur comprend un circuit de lavage 51 où, par exemple au moyen deau rendu alcaline, le reste de HCN est éliminé du gaz.
L'agent de lavage chargé arrive par la conduite 52 dans l'installation de ré- cupération de HCN 46. L'agent de lavage pur est ramené par la conduite 53 à la partie 51. Le gaz libéré de HCN monte, dans le laveur 50, dans un disposi- tif d'échange thermique 54. Dans ce dispositif circule un réfrigérant liqui- de qui, à l'aide du gaz épuré froid arrivant par la conduite 56, est refroi- di dans la partie 55, cède son froid, dans la partie 54, au gaz chaud entrant et refroidit ce dernier. Le gaz pur échauffé quitte le laveur 50 par la con- duite 57.
L'agent réfrigérant arrive par la conduite 58, un réservoir 59 et une pompe 60 dans la partie réfrigérante 55o De cette partie 55, l'a-
<Desc/Clms Page number 10>
gent réfrigérant passe, par la conduite 61, dans la partie 54. -Les deux par- ties 54 et 55 sont séparées par le fond 62. Lors de-la réfrigération directe du gaz à la partie 54, l'agent réfrigérant a absorbé de l'eau. Pour l'élimi- nation de cette eau, une partie du liquide passe du réservoir 59, par la con- duite 63,dans un vaporisateur 64 où l'eau est éliminée par la conduite 65.
Le liquide régénéré retourne, par la conduite 66, au réservoir 59.
Comme réfrigérants, on emploie de préférence des liquides or- ganiques polarisés, le cas échéant en mélange avec de l'eau, qui, aux tempé- ratures nécessaires pour la réfrigération, sont liquides en-dessous de 0 .
Conviennent par exemple à cet effet des glycols, de préférence en mélange avec de l'eau, et autres polyalcools ou aussi le furfurol. De préférence, ' l'échange thermique se fait indirectement dans la partie 55 et directement-- dans la partie 54. On peut employer aussi comme liquide réfrigérant un li- quide inorganique, par exemple des solutions de sels utilisées dans 'la. tech- nique du froid comme, par exemple, le chlorure de calcium, le chlorure de magnésium, le chlorure de lithium.
Le dispositif d'échange thermique 54/55 peut, de la façon con- nue,être remplacé aussi par des appareils à contre-courant de gaz.
Le gaz séché et libéré de cyane arrive, par la conduite 67, à une température de environ-20 à -40 , dans l'absorbeur principal 68. A la tête de ce dernier, il entre,par la conduite 69, un agent de lavage insolu- ble dans l'eau. Cet agent de lavage est préréfrigéré dans le réfrigérateur' 70 à la température du gaz. L'agent de lavage a cette propriété qu'il dissout principalement le H2S et les hydrocarbures, le cas échéant aussi l'ammonia- que, et est insoluble dans l'eau. De préférence, on emploie un agent'de la- vage qui ne forme pas d'aséotropes avec les matières absorbées, par exemple le xylol, le toluol ou des fractions d'huile contenant ces matières.
L'absorbeur principal 68 est pourvu, de la façon habituelle, de fonds ou corps de remplissage usuels ou de dispositifs correspondants pour l'échange de matières entre le gaz ascendant et le liquide descendant.
L'agent de lavage qui sort, chargé, par le bas de l'absorbeur principal passe, par la conduite 71 et la pompe 72 via un ou plusieurs é- changeurs thermiques 73 et, par la conduite 75, via un réchauffeur 74, dans la tour 76 dont la partie inférieure fait office de séparateur et dont la partie supérieure fait office d'absorbeur; cette tour est appelée ci-après le séparateur-absorbeur.
Pendant le chauffage qui, par exemple, peut se faire par pha- ses en plusieurs échangeurs thermiques, il convient que l'agent de lavage soit dégazéifié à une température appropriée afin de ne pas éliminer par- tiellement les gaz non condensables tels que hydrogène, oxyde de carbone, dioxyde de carbone, méthane, pour, de cette façon, augmenter la pression partielle de l'hydrogène sulfuré dans la partie supérieure du séparateur- absorbeur.
Le séparateur-absorbeur 76 est, lui aussi, pourvu de fonds ou corps de remplissage ou dispositifs analogues pour l'échange de matières en- tre le liquide et la vapeur. Le séparateur-absorbeur sert à éliminer de l'a- gent de lavage et à récupérer séparément les éléments -hydrocarbures, H2S et autres - absorbés par l'agent de lavage. Les gaz résiduaires quittent le séparateur-absorbeur par la conduite 77.
L'agent de lavage régénéré sort de la fosse du séparateur= absorbeur 76 par la conduite 78, via la pompe 79, et passe dans l'échangeur thermique 73, le réfrigérateur 70 déjà nommé et la conduite 69 pour rentrer en circuit à la tête de l'absorbeur 68.
Dans la fosse du séparateur-absorbeur 76, on amené de la .cha- leur, par exemple par le circuit d'agent de lavage et le vaporisateur 80, et on insuffle simultanément de la vapeur d'eau par la conduite 81. De la partie médiane du séparateur-absorbeur 76, on évacue de la chaleur par un ou plusieurs serpentins réfrigérants 82 qui peuvent être disposés à des hau-
<Desc/Clms Page number 11>
teurs différentes. A la tête du séparateur-absorbeur 76, on amène, par'la' conduite 83, de l'eau froide à 0 à 5 . Cette eau a été portée à la tempéra- ture dite dans le réfrigérateur 84.
La température dans la fosse dépend de la pression à laquelle fonctionne 19absorbéur 76. La pression totale dans' la fosse du séparateur-absorbeur 76 se compose de la pression partielle de l'agent de lavage employé et de la vapeur d'eau amenée.-La température dans-' la fosse du séparateur-absorbeur est fonction de cette pression totale. Pour une pression totale de 10 atm. environ dans l'absorbeur, la température- dans la fosse est de 170 environo La température diminue donc du bas vers le haut. Si on traite par exemple dans cette installation un gaz naturel, les hydrocarbures peuvent atteindre, dans des zones déterminées, des pressions partielles de vapeur auxquelles peuvent se former des hydrates par suite du contact avec 1?eau.
Dans ce cas, l'eau, dans ces zones, doit être maintenue à des températures supérieures à celle en-dessous de laquelle ces hydrates sont stables.
Dans la partie inférieure du séparateur-absorbeur 76, les élé- ments absorbés sont évacués de l'agent de lavage par la vapeur montant du bas. Au fur et à mesure où l'on monte, la pression partielle du xylol dimi- nue rapidement tandis que les pressions partielles des hydrocarbures et des éléments gazeux commencent par augmenter. Le réfrigérateur 82 et, le cas échéant, d'autres serpentins réfrigérants influencent la chute de tempéra- ture qui se produit dans le séparateur-absorbeur au fur et à mesure où l'on monte. Il n'y a plus de xylol dans la zone 85. Ici se condensent plutôt des hydrocarbures principalement qui, par des dérivations correspondantes, sont menés dans la conduite 86 et arrivent par le réfrigérateur 87 dans le -réser voir 88 où les hydrocarbures se séparent de 1?eau entraînée.
Dans ce réser- voir peuvent aussi être amenés les hydrocarbures arrivant par la conduite 48. Les hydrocarbures sont éliminés par la conduite 89. L'eau est retirée par la conduite 90.
Dans la zone 91 du séparateur-absorbeur, la température est descendue au point que les hydrocarbures, quels qu'ils soient, ne se con- densent plus; seul de l'hydrogène sulfuré est absorbé de l'eau qui coule froide dans la conduite 83. L'eau contenant du H2S est menée, par la conduite 92, dans un séparateur 93. Dans celui-ci, on insuffle par la conduite 94, par le bas également, de la vapeur d'eau. L'eau descendante, libérée de H2S, s'écoule en partie par la conduite 95. Mais elle peut aussi être amenée en circuit via la pompe 96, par la conduite 97, dans le réfrigérateur 84 et, de là, être conduite, par la conduite 83, à la tête du séparateur-absorbeur.
De l'eau supplémentaire peut être introduite par la conduite 98. L'hydrogène sulfuré est évacué par la conduite 100 via un condensateur 99 où peuvent se condenser, le cas échéant, les particules d'eau entraînées.
. La partie supérieure du séparateur-absorbeur 76 sert à l'ab- sorption du H2S par l'eau qui entre froide.
Les gaz sortant par le dessus du séparateur-absorbeur 76, gaz qui se composent principalement d'hydrocarbures, peuvent être conduits dans une installation 101 où l'on peut récupérer, selon les besoins et par des procédés connus, certains hydrocarbures. Les hydrocarbures gazeux sont éva- cués par la conduite 102. Le cas échéant, on peut faire marcher le sépara- teur-absorbeur 76 à une pression légèrement supérieure à celle de l'absor- beur 68 de sorte que les gaz évacués par la conduite 102 peuvent aussi être conduits dans la conduite à gaz pur 57.
Si les gaz à épurer contiennent aussi du dioxyde de carbone, indésirable pour leur emploi ultérieur ou qui doit en être extrait pour d'au- tres raisons et, par exemple, récupéré, il est alors possible de conduire par une conduite 56 dans une autre phase de lavage non représentée à la fi- gure les gaz qui s'échappent à basses températures de la tête de l'absorbeur 68; dans cette phase, le dioxyde de carbone est éliminé par lavage en quan- tité appropriée par un agent organique polarisé, en particulier le méthanol.
L'agent de lavage chargé de dioxyde de carbone est régénéré de façon connue et ramené en circuit à cette phase de lavage.
<Desc/Clms Page number 12>
Si, outre les impuretés indiquées, les gaz contiennent aussi de l'ammoniaque, la plus grande partie de l'ammoniaque est éliminée du gaz avec l'eau condensée à la préréfrigération 43 déjà et les quantités restan- tes d'ammoniaque sont élininées à la phase 51 de la tour de lavage 50.
Dans ce cas, le traitement de l'eau de lavage, qui contient maintenant de l'ammoniaque et de l'acide prussique,peut se faire par addi- tion de lessive de potasse en vue de provoquer la formation de cyanure de potassium et l'élimination consécutive de l'ammoniaque.
S'il existe encore des particules d'ammoniaque dans le gaz brut ou s'il est renoncé à la production diacide prussique en une phase spéciale, ces quantités d'ammoniaque sont absorbées par l'agent de lavage dans l'absorbeur principal et recueillies en une zone située dans le sépa- rateur-absorbeur entre les hydrocarbures et l'hydrogène sulfuré.
Une autre forme d'exécution est représentée à la figure 3. -
On comprime à 16 atm. et on conduit à l'installation d'épura- tion en 103, à + 35 C de température, 20.000 m3n de gaz de fours à coke, libéré de goudron et d'ammoniaque et contenant environ 20 kg d'acide prus- sique, 600 kg d'hydrocarbures de benzol, 125 m3n d'hydrogène sulfuré, 400 m3n de dioxyde de carbone et 380 m3n d'éthylène.. Le gaz est lavé ' la tour de lavage 104, avec 5 à 15 m3 d'eau à +20 C. Ainsi, tout l'acide cyanhydri- que est éliminé et, en même temps le gaz est refroidi à +25 C et libéré de sa teneur en vapeur d'eau. L'acide prussique, après détente à 1 atm. et chauf- fage à la vapeur dans la tour 105, est éliminé de la solution qui le con - tient.
L'eau épurée va, dans le réfrigérateur par vaporisation 106, à la ren- contre d'une fraction sèche de méthane et est ainsi refroidie à +20 par vaporisation et amenée par la pompe 107 à la tour 104. Dans les réfrigéra- teurs à contre-courant 108 et 109, des produits de décomposition qui revien- nent refroidissent le gaz brut à +5 respectivement -25 C et, dans le réfri- gérateur à contre-courant 108, les parties à point d'ébullition élevé des hydrocarbures de benzol telles que le xylol et le toluol se séparent sous forme liquide avec un peu de naphtaline et un peu de benzol. Dans le préré- frigérateur à contre-courant 109, la concentration des hydrocarbures de benzol à point d'ébullition élevé diminue et la concentration du benzol aug- mente.
On peut, dans ces réfrigérateursempêcher des précipitations solides en arrosant les sections avec de l'acétone liquide ou en injectant de l'acé- tone dans le gaz avant son entrée dans le réfrigérateur. Dans le préréfrigé- rateur à ammoniaque 110, réfrigéré à l'ammoniaque liquide vaporisant, la condensation du benzol est continuée jusqu'à ce qu'on arrive à une teneur de 0,1 gramme de benzol par m3 de gaz de fours à coke et, ici aussi, le benzol recueilli est maintenu en solution par addition d'une quantité d'acétone à peu près égale en poids. Le gaz de fours à coke entre par le bas dans l'ap- pareil à contre-courant III et, alors qu'il monte, il est refroidi à environ -70 C par des gaz de retour froids.
Les liquides qui se séparent ainsi, tels que l'acétone et les hydrocarbures de gaz de fours à coke tiennent à nouveau en solution les derniers restes de benzol. Les précipités contenant du benzol sont évacués des réfrigérateurs 108 à III, 'échauffés et traités, de la façon connue, en installations de distillation et de rectification pour obtenir de la naphtaline, du xylol, du toluol et du benzol.
On obtient 600 kg d'hydrocar- bures de benzolo
Par la pompe 115 arrive à la tour de lavage 112, par le haut, et venant de la tour de lavage 121 une quantité partielle d'acétone déjà char- gé de dioxyde de carbone et d'autres éléments du gaz de fours à coke; cette quantité est calculée telle qu'elle suffit pour éliminer par lavage l'hydro- gène sulfuré : pour l'exemple en présence, elle est de I tonne d'acétone .en- viron. La hauteur de la tour de lavage 112 est calculée telle qu'il y a éli- mination par lavage de 90% au moins de l'hydrogène sulfuré.
Le liquide de lavage doit avoir, à la tête et au fond de la tour de lavage, la même tempé- rature soit environ -70 C. La chaleur de solution de l'hydrogène sulfuré est évacuée comme suit : le liquide ruisselle sur des serpentins 113 adaptés dans' la tour, serpentins dans lesquels vaporise un réfrigérant liquéfié, par exemple
<Desc/Clms Page number 13>
de l'éthane ou du frigane. Dans la tour 112, 1?acétone dissout 250 m3n d'un mélange de gaz qui, outre 50% d9hydrogène sulfuré et 32% de dioxyde de car- bone, contient seulement 7% d9éthylène et d'éthane ainsi que 5%'de propylène et de propane.
L'acétone chargé est détendu en 114, il est échauffe'dans les appareils à contre-courant 116 et 117 avec de l'acétone exempt d'impuretés, - il est soumis à haute température à une rectification en 118 dans une colonne non représentée à la figure et est ainsi complètement libéré des éléments dissous. Le gaz du dégazéificateur a la composition indiquée plus haut et on le traite,de façon connue, pour en faire du soufre ou de l'acide sulfu- rique.
Le gaz entre à la température de tête de la tour de lavage 112, généralement -70 C, dans la "deuxième phase de lavage", la tour de lavage à acide carbonique 121. Il contient encore environ 10% de sa teneur initiale en hydrogène sulfuré et environ 80% de sa teneur initiale en dioxyde de car- bone. L'agent de lavage très pur venant de la régénération d'hydrogène sul- furé, après avoir été refroidi à -92 C dans le préréfrigérateur à ammonia- que 120 avec de l'ammoniaque vaporisant, dans l'appareil à contre-courant
116 avec de l'acétone froid et dans le préréfrigérateur à éthane 126a avec de l'éthane vaporisant, est comprimé par la pompe 119 à la tête de la tour de lavage 121.
Un peu plus bas, en 122, il entre 8 autres tonnes d'acétone à -92 C qui, venant de la tour de dégazéification 124, ont été amenées à pression avec la pompe 125. Par la chaleur de solution du dioxyde de carbone et des autres éléments du gaz, le liquide de lavage, sur son trajet dans la tour 121, est porté à -70 C. Le liquide de lavage est détendu, par la soupa- pe de détente 123, dans la tour de dégazéification 124. Au bas de cette der- nière entre, à -95 , la fraction de méthane venant, en 127a, de l'appareil de décomposition non représenté à la figure.
En sens inverse à celui du li- quide chargé, le gaz absorbe les éléments dissous, épure le liquide dans une mesure telle qu'il n'y a plus que de petits restes d'acide carbonique, l'hy- drogène sulfuré etc et le refroidit simultanément à -92 , c'est-à-dire du montant de la chaleur de désorption, pour réutilisation dans la tour de la- vage 121. La fraction de méthane venant de 124 et chargée des impuretés est libérée dans les absorbeurs 128a et 128b avec du charbon actif, des vapeurs d'acétone entraînées et quitte l'installation dépuration en 129 par les préréfrigérateurs à contre-courant 111,109 et 108 et le réfrigérateur par vaporisation 106.
Si l'échange thermique-recherché de l'absorption et de la désorption d'éléments du gaz n'est pas complet dans les tours 121 et 124, la chaleur en excédent est retirée du liquide de lavage dans les réfrigéra- teurs 126a et 126b, à 1 aide de la machine frigorifique à éthane mentionnée.
Le gaz de fours à coke qui quitte la tour 121 à une température de -90 est amené à l'appareil de décomposition 127b non représenté à la figure où on obtient de la façon connue, comme produits de décomposition, de l'éthylène, de l'éthane, du dioxyde de carbone, de l'azote et de l'hydrogène qui, venant de 127c, sont échauffés dans les préréfrigérateurs à contre-courant III, 109 et 108. Le gaz de fours à coke quittant la tour de lavage 121 est, pratique- ment, complètement libéré de ses impuretés initiales. De petites quantités de vapeurs d'acétone, que le gaz entraîne encore avec lui, entrent en solu- tion dans la fraction éthylène.
Le procédé ne convient pas seulement comme.préparation pour la décomposition du gaz de fours à coke par réfrigération poussée mais aussi pour l'épuration de gaz de fours à coke brut en vue de fourniture aux réseaux de distribution de gaz à longue distance. Dans ce cas toutefois, on n'élimine pas le dioxyde de carbone ; par contre, on élimine l'hydrogène sulfuré dans la tour 112 en délivrant à la tête de celle-ci,à une température de -92 , le liquide de lavage venant du réfrigérateur 126b.
Conviennent aussi comme liquide de lavage, au lieu de l'acétone, d'autres matières polarisées à fai- ble point de fusion qui possèdent dans l'intervalle de température qu'impli- que la chaleur de solution des éléments du gaz, entre la température de la- vage et le point de fusion, une sélectivité égale du pouvoir dissolvant pour l'hydrogène sulfuré, l'éthylène et l'éthane; parmi ces matières comptent, par exemple, le cétone-méthyl éthylène entre -60 et -86 , le méthanol entre
<Desc/Clms Page number 14>
-70 et -97 , le méthanol avec 10 à 20 % en poids d'eau en-dessous de -80 et le formamide diméthylé technique entre -55 et -77 .
Si on emploie des liquides de lavage qui éliminent tout l'éthy- lène et tout l'éthane avec de l'hydrogène sulfuré et du dioxyde de carbone; on peut produire les hydrocarbures en traitant le gaz de dégazéificateur a- vec un solvant qui dissout peu les hydrocarbures, par exemple avec de l'acé- tone ou une solution de potasse. -
Le progrès technique du procédé nouveau par rapport aux métho- des usuelles de l'épuration des gaz de fours à coke réside dans l'absence ' de consommation de produits chimiques, dans la diminution du service du ca- pital investi pour l'installation, dans la diminution des dépenses de sur-' veillance et d'entretien et dans la diminution de la consommation d'énergie: vapeur, eau de réfrigération et courant électrique.
REVENDICATIONS.
1) Procédé d'élimination des constituants hors des gaz conte- nant des combinaisons à base de soufre et des hydrocarbures, gaz tels que ceux provenant de combustibles, de la distillation ou de la dégazéification, particulièrement les gaz de cokerie, d'éclairage ou de dégazéification sous pression, par exemple provenant du traitement de combustibles gras, avec ré- cupération de produits de valeur par lavage des gaz avec des solvants, à des températures inférieures à 0 C, caractérisé par le fait que les gaz, après séparation surtout des matières à point d'ébullition plus élevé que le sol- vant, sont lavés en une ou plusieurs phases avec ce dernier ou avec diffa'- rents agents de lavage, sous pression élevée et à des températures inférieu- res à 0 jusque moins 100 G.