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Cette invention se rapporte d'une part à l'obtention si- multanée des oléfines, en particulier de l'acétylène et de l'éthy- lène, à partir d'un mélange d'hydrocarbures gazeux, et d'autre part à un procédé efficace de séparation de ces oléfines spécifiques des autres constituants du mélange gazeux, à points d'ébullition très voisins.
Comme on le savait déjà, le cracking à haute température dans un four récupérateur des hydrocarbures de type liquide ou ga- zeux sous les conditions normales, aussi bien que d'autres méthodes employées pour la pyrolyse des hydrocarbures, conduisent à des mé- langes gazeux qui renferment, en sus des oléfines désirées , un grand nombre de composés dont la séparation se révèle à la fois difficile et coûteuse. En outre, on sait que l'obtention simultanée de l'éthylène et de l'acétylène est particulièrement difficile, du fait des risques de l'opération aux températures et pressions que
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l'on devrait utiliser pour la séparation effective de ces gaz.
Pour remédier à ces difficultés l'invention concerne un procédé pour l'obtention simultanée d'acétylène et d'éthylène sensi blement purs, à partir d'un mélange gazeux obtenu par craking à haute température d'un hydrocarbure, procédé caractérisé par ce qu'on fait passer le mélange gazeux, comprenant l'acétylène, l'éthy lène et le diacétylène, dans une première tour de contact, en pré- sence d'un solvant sélectif, pour l'élimination quasi complète du diacétylène, on fait passer ensuite le mélange gazeux dans une seconde tour de contact, en présence d'un solvant sélectif en quan- tité suffisante pour absorber la quasi totalité de l'acétylène et de l'éthylène contenus dans le dit mélange, on sépare le gaz absor- bé par le solvant du second contact,
on fait passer ce gaz séparé dans une troisième tour de contact dans un solvant sélectif en quantité suffisante pour absorber la quasi totalité de l'acétylène, on sépare de ce troisième contact de l'éthylène sensiblement pur et on sépare la quasi totalité de l'acétylène absorbé par le dit solvant lors du troisième contact, ce qui permet de travailler à des pressions qui excluent tout danger.
Suivant la présente invention, on élimine tout d'abord les composés dangereux et délétères, tels que le diacétylène, 1' eau, et les matières goudronneuses, des mélanges de gaz renfermant de l'éthylène et de l'acétylène, et on effectue ensuite la sépara- tion habituelle des matériaux à bas points d'ébullition à partir des fractions d'hydrocarbures renfermant un nombre d'atomes de car-. bone égal ou supérieur à 2.
Après cette opération, le mélange éthylènê-acétylène est rendu apte à sa séparation. Au cours d'une pratique antérieure, on a trouvé que la pression partielle de l'acétylène, au cours de l'ap, plication de la méthode de reflux habituellement utilisée pour 1' élimination par distillation des hydrocarbures combinés en C2, pouvait devenir trop grande, et s'établir dans des limites telles que l'opération dût être considérée comme dangereuse.
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L'objet principal de la présente invention est de réali- ser une unité de séparation améliorée, qui permette la séparation effective et la production simultanée d'acétylène et d'éthylène de grande pureté, dans les proportions désirées, avec une augmentation insignifiantes du coût de l'opération, et sans multiplication excès sive du nombre de moyens auxiliaires, tels qu'absorbeurs extrac- teurs, échangeurs de chaleur, etc, tels qu'ils résulteraient de la pratique habituelle de séparation et de purification de l'acétylèm. et de l'éthylène suivant des modes opératoires distincts les uns des autres.
L'invention concerne donc également une installation pour la mise en oeuvre des procédés précédents ou procédés similaires caractérisés par un absorbeur de diacétylène, un absorbeur princi- . pal pour le mélange d'oléfine, un 'extracteur, un absorbeur d'acéty, lène et une tour de distillation du solvant.
D'autres buts et avantages de la présente invention, res, sortiront de la description qui va suivre.
Pour que la description soit pleinement comprise la description détaillée ci-dessous est donnée avec renvois aux sché- mas annexés dans lesquels : la figure 1 représente un schéma du procédé appliqué en vue de la production et de l'obtention d'éthylène et d'acétylène de grande pureté. la figure 2 est une modification du procédé illustré par la figure 1.
Selon un procédé habituel de craking des hydrocarbures, dans lequel on introduit l'hydrocarbure choisi comme charge dans un four à haute température ou dans un autre générateur à gaz de pyrolyse, on obtient un gaz "craqué" dont la composition est extrê- mement variable, en fonction des conditions de mise en oeuvre du cracking et de la nature de la matière première utilisée.
La table I, ci-dessous, donne l'analyse de gaz "craqués" nstitution typique, tels qu'on les obtie par pyrolyse d'hy-
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drocarbures légers, comme l'éthane et le propane. Le cracking régé- nérateur à haute température était mené à une pression totale abso-
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lue essentiellement voisine d'une demie-atinosphère, avec dilution des gaz par de la vapeur et à des températures comprises entre 20000.et 1300 C Le cracking habituel était mené dans un four tubulaire, à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, en présence de faibles quantités de vapeur, et à des températures comprises entre 800 et 850 C.
TABLE I.
(Compositions exprimées en pourcentages moléculaires)
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<tb> PRODUIT <SEP> DE <SEP> CHARGE- <SEP> ET <SEP> H <SEP> A <SEP> N <SEP> E <SEP> P <SEP> R <SEP> 0 <SEP> P <SEP> A <SEP> N <SEP> E
<tb>
<tb> MENT
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CONDITIONS <SEP> DU <SEP> TUBU- <SEP> REGENERATEUR <SEP> TUBU- <SEP> . <SEP> REGENERATEUR
<tb>
<tb>
<tb> CRACKING <SEP> LAIRE <SEP> LAIRE
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> C <SEP> 850 <SEP> 1175 <SEP> 1240 <SEP> 800 <SEP> 975 <SEP> 1112 <SEP> Il <SEP> 50 <SEP>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pression <SEP> :
<SEP> atm <SEP> 1,61 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 1,2 <SEP> 0,7 <SEP> 0,52 <SEP> 0,56
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Numéro <SEP> de <SEP> colonne <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> ' <SEP> E <SEP> F <SEP> G
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<tb> Composants
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<tb>
<tb>
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<tb> Hydrogène <SEP> 34,0 <SEP> 57,5 <SEP> 57,2 <SEP> 13,1 <SEP> 30,3 <SEP> 38,0 <SEP> 48,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Azote <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> 5,0- <SEP> 5,4 <SEP> 2,8 <SEP> 1,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> carbone- <SEP> 6,4 <SEP> 8,4 <SEP> - <SEP> 1,2 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 6,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> carbonique <SEP> 0,2 <SEP> 1,5 <SEP> 3,9- <SEP> 0,9 <SEP> 0,8 <SEP> 1,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Méthane <SEP> 8,5 <SEP> 9,3 <SEP> 9,8 <SEP> 29,4 <SEP> 23,8 <SEP> 21,7 <SEP> 17,
5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétylène <SEP> 0,5 <SEP> 14,7 <SEP> 12,9 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 6, <SEP> 2 <SEP> Il,9 <SEP> 14,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethylène <SEP> 32,7 <SEP> 6,7 <SEP> 1,9 <SEP> 25,3 <SEP> 24,7 <SEP> 18,2 <SEP> 8,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethane <SEP> 21,8 <SEP> 0,3 <SEP> 0,2 <SEP> 7,2 <SEP> 1,0 <SEP> 0,6 <SEP> 0,2
<tb>
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hiéthylacétylène - 0,2 0,2 - 0,7 0,7 0,6 Propane et propy- 1 0 0,2 0,1 21,9 4,2 1 6 0 2 lène u u, u,i 1,9 4, l,o u,2
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<tb> Dracétylène <SEP> - <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> - <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,2
<tb>
<tb> Butane <SEP> et <SEP> butènes <SEP> 0,4 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,4 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> Carbures <SEP> à <SEP> P.M.plus
<tb>
EMI4.5
hyl-vinyl-etdiO.9 0,3 1,5 1,3 0,9 (éthyl-vin²l-et divi-0,9 0, 0,3 1,5 1,3 0,9 0,7
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<tb> nyl <SEP> acétylene)
<tb>
<tb> TOTAL <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0
<tb>
<tb> Taux <SEP> acétylène/ <SEP> 1/65 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 1/125 <SEP> 1/4 <SEP> 2/3 <SEP> 2
<tb> éthylène
<tb>
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La cozparaisE; des compositions de gaz "cra.qués" fournies à la table I fait apparaître des variations étendues du rapport des quantités d'acétylène et d'éthylène produits par cracking régénéra- teur, ou par combinaison de cracking régénérateur et de cracking tubulaire. Les opérations commercialement importantes qui figurent à la table I indiquent des variations de ce taux dans n rapport voisin de 1 à 1000.
En toute éventualité, pour chaque cracking en- visagé à la table I, le gaz "craqué," tel qu'il est alimenté au sys- tème de l'invention, contient en général, en sus de quantités va- riables d'hydrogène, de gaz carbonique, d'oxyde de carbone, de mé-
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thane, d'éthylène et 0 e--Qe, une quantité considérable d?homo- logues de 1acétylène tels que le méthy.acétyléne9 le diacétylène, le viny1acétylène, l'éthylacétylène, et le divinylacétylène.
Avant d'être soumis au système de 3.'.zwention le courant gazeux-présen- tant la composition ci-dessus, à la sortie de l'unité de pyrolyse, est généralement dirigé vers un appareil de réfrigération pour 1' élimination des substances goudronneuses, et autres composants in-
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dérisables qui ont tendance à encrasser 1-léqi;tipernent de production, et augmentent en général la difficulté d'obtention de l9acétylène et de l'éthylène. Au sortir du réfrîgérateu.r, lenélange gazeux est introduit dans le système de l'invention-
Suivant la représentation de la figure 1, le mélange ga-
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zeux dllydrocarbures à soumettre au cracking est introduit dans les unités de pyrolyse 10 et 11, respectivement aux points 12 et 13.
Ces fou.rs de cracking à haute température, ou autres uni tés de pro- duction de gaz de pyrolyse:, peuvent travailler, si on le désire,
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de telle façon que le mélange de gaz "ci,i.qués" issu de 1-lunité 10 contienne une quantité prédominante d'acétylène par rapport à cel- le d'éthylènep et que le mélange de ,gaz "craqués" issu de l'unité ' 11 contienne une quantité prédominante d'éthylène par rapport à celle d'acétylène. Les volumes relatifs de gaz fournis à ces uni- tés, leurs températures et pressions de travail, déterminent les proportions relatives de 1-acétylène et de l'éthylène, de grande pureté.
Les gaz sortis des unités 10 et 11, respectivement en 14
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et en 15, sont dirigés vers les réfrigérateurs à eau 16 et 17, dont l'approvisionnement en eau s'effectue en 18. L'eau de refroidisse- ment, chargée de matières goudrorneuses, est éliminée en 19 et en 20.
Pour assurer la prédominance de l'acétylèn dans le pra- duit gazeux obtenu dans ,1' unité 10, il faut une pression absolue d'environ une demi-atmosphère et une température comprise entre 975 et 1240 C étaient nécessaires dans une unité de pyrolyse consti- tuée par un four du type à régénération; alors que, pour assurer de façon économique la prédominance de l'éthylène par rapport à 1-lacé- tylène au sein de l'unité 11, il est nécessaire d'établir une pres- sion absolue qui ne soit pas inférieure à une atmosphère, et une température comprime entre 800 et 850 C.
Une pompe à vide 21 est placée en 14 pour ramener en ce point la pression des gaz craqués au voisinage de la pression atmosphérique, de manière à la rendre égale à la pression des gaz "craqués" véhiculés en 15. Puis, les deux mélanges de produits de cracking sont introduits dans le ré- servoir 22, et dirigés par le conduit 23 vers le compresseur 24.
Ces deux produits de cracking, contenant l'un et l'autre de l'acéty- lène et de 1-'éthylène, sont comprimés à environ 7 à 21 atm dans le compresseur 24.
La pression limite à appliquer aux gaz "craqués" au cour: de leur passage dans le compresseur est fonction de leur teneur en acétylène, du fait que le danger de manipulation de ce composant particulièrement réactif impose à la pression partielle de l'acéty- lène une limite maxima comprise entre 1,0 et 2,5 atmosphères. Un tel procédé est en contraste avec les opérations de traitement de l'é- thylène, où des pressions de 35 à 52,5 atm peuvent être utilisées en l'absence de quantités notables d'acétylène.
Le gaz comprimé dans le conduit 25 est refroidi par échan- ge de chaleur,direct ou indirect, avec de l'eau, au sein du réfri- gérateuT 26, l'opération étant menée à une température supérieure au point de formation d'un hydrate, des dispositions étant prises
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pour l'élimination de l'eau de condensation. Le gaz "craqué" refroi.
@ di du conduit 23 est alors introduit dans l'absorbeur 27 qui joue le rôle de préabsorbeur vis à vis du diacétylène. Le diacétylène, qui est parmi les composés de l'acétylène les plus solubles, est éliminé par absorption dans une petite quantité de solvant intro- duit par le conduit 28 au soumet de la section d'absorption 27 a.
Le solvant utilisé, du diaméthylformamide par exemple, est extrê- mement sélectif par rapport aux homologues supérieurs de l'acéty- lène, et peut également servir à l'élimination de l'eau et des hy- drocarbures lourds présents dans le gaz alimenté.
La quantité d'acétylène absorbée en même temps que le diacétylène est de l'ordre de quelques pourcents du gaz amené à l'absorbeur par le conduit 25. Cette perte en puissance d'un pro- duit de valeur peut être diminuée, si on le désire, par adjonction à l'absorbeur 27 d'une section d'extraction 27b, et par introduc- tion d'une quantité relativement faible de gaz d'extraction au bas de la section d'extraction par le conduit 29. Ce gaz d'extraction est constitué de préférence par une portion remise en circuit du gaz résiduel à peu près exempt d'acétylène produit dans le système.
Les sections d'absorption et d'extraction de l'absorbeur 27 aussi bien que les tours ultérieures, peuvent être munies de substances d remplissage, de chapeaux à distillation, de plateaux perforés, ou de tous autres dispositifs connus propres à assurer un contact satis.. faisant entre le gaz et le liquide. Pour obtenir une élimination à peu près totale du diacétylène par le solvant, l'absorbeur 27 fonc- tionne essentiellement à la pression de décharge du compresseur, qui s'établit entre 7 et 21 atm. Du fait que certaines économies peuvent être réalisées en refroidissant le solvant à son admission ainsi que le gaz amené, l'absorbeur fonctionne normalement au voisi, nage de 38 C.
Le sommet de l'absorbeur 27 peut être équipé d'une sec- tion de lavage à eau 27c, pour parer à la perte de solvant à la partie supérieure, l'eau de lavage propre étant introduite par le
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conduit 30. Le conduit épurateur d'eau 31, et le conduit de base 32 sont reliés et aboutissent à un séparateur 33 fonctionnant au voisi. nage de la pression atmosphérique, et au sein duquel la combinaison des effets de dilution et d'abaissement de pression libère la moyen- ne partie des gaz absorbés, le diacétylène inclus, ce dernier pou- vant être utilisé de façon convenable pour sa remise en circuit grâ- ce au conduit 34 qui aboutit au four 10. De celles opérations de la- vage avec de l'eau présentant toutefois le désavantage de réduire à néant toute action déshydratante du solvant.
En pareils cas, on pré. fère récupérer lé solvant entraîné au sommet de l'absorbeur, en ré- frigérant le gaz au sortir de l'ebsorbeur et en éliminant le sol- vant condensé au cours de cette opération, pour le renvoyer ensuite au système d'absorption.
Le gaz qui s'échappe par le conduit 35 au sommet du préab- sorbeur renferme en premier chef de l'acétylène et de l'éthylène, et sensiblement tous les autres composants gazeux du gaz craqué qui sont moins solubles que le diacét' ne. Les gaz du conduit 35 sont refroidis dans l'échangeur 36 et amenés à l'absorbeur principal 37 où les hydrocarbures en C2 et les composés plus lourds sont absor- bés dans un courant d'huile réfrigérée introduite à faible débit par le conduit 38. Comme huile, on préfère un hydrocarbure léger de la gamme propane-gasoline. Le courant d'huile amené à l'absor- beur 37 par le conduit 38 circule à l'intérieur du système comme il est décrit ci-après.
Le produit de chargement apporté par le con- duit 39 peut être utilisé comme huile supplémentaire de nettoyage si on le désire, et il est alors introduit dans l'absorbeur princi- pal par le conduit 40, après passage dans l'échangeur de chaleur 41, réfrigéré de façon convenable. Les produits de chargement, de nature trop volatile pour être introduits dans le système par le conduit 39, sont ramenés directement aux fours par le conduit 39a.
L'inefficacité de l'absorption de] hydrocarbures en C à 7-21 atm (disposition contraire à la pratique normale dans les installationr productrices d'éthylène où on maintient une pression égale ou supé-
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rieur à 25 atm) est compensée par l'introduction des huiles d'absor tion dans l'absorbeur 27, au moyen des conduits 38 et 40, à des températures inférieures à 16 C.Ainsi, l'énergie précédemment né- cessaire pour comprimer jusqu'à 35 atm le gaz amené à l'absorbeur est transférée aux compresseurs du réfrigérant qui agit de concert avec les régriférateurs 41 et 42 pour fournir une eificatité qui leur est même relativement supérieure.
Labsorbeur principal est muni de dispositifs de contact convenables, dans les sections d' absorption et d'extraction 37a et 37b. Le gaz d'extraction, après passage dans le bouilleur 43, est propulsé dans le conduit 44, chauf, fé par un agent convenable, tel que la vapeur ou un filet d'huile chaude, et sert à 1-'élimination finale des composants moins solu- bles que l'acétylène et l'éthylène. Les gaz plus légers que l'acéty- lène quittent la colonne 37 par le conduit 45.
Les produits recueillis au fond de l'absorbeur principal, qui comprennent l'acétylène, l'éthylène, et les hydrocarbures supé- rieurs issus du four, dissous dans l'huile, sont éliminés par le con duit 46 et envoyés au moyen de la pompe 46a dans la colonne dextrac- tion 47. Cette colonne de distillation est munie d'une section d' extraction 47a, d'un bouilleur 48 dans le conduit 49, et d'une sec- tion de rectification 47b qui est chargée d'un mélange comportant essentiellement de l'acétylène et de l'éthylène sensiblement purs ou de l'éthylène sensiblement pur, conformément à la description ci- après.
La colonne d'extraction 47 fonctionne pour donner à sa par- tie supérieure un hydrocarbure en C2, qui est partiellement condensé dans le condenseur 50 placé au-dessus pour être ramené par reflux à la colonne au moyen du conduit 55a.
Les produits recueillis à la base de l'extracteur dans le conduit 51 sont partagés par.la valve 52 en une première portion qui constitue le filet d'huile amené par le conduit 38 à l'absorbeur principal, et en une seconde portion, dirigée dans le conduit 53, qui passe au travers d'un vaporisateur 54 et du conduit 39a pour contribuer au chargement du four par les conduits 12 et 13 quand on utilise les produits de chargement comme huile de nettoyage.
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Autrement, les substances purifiées recueillies dans le conduit 51 sont retournées au sommet de l'absorbeur principal 37, exception faite d'une petite quantité qui peut être redistillée, ou amenée aux fours de cracking, pour prévenir la. formation de composés lourds.
Comme il a été mentionné plus haut, les produits recueil- lis au sommet de l'extracteur 47 sont constitués en prêter chef par de l'éthylène et de l'acétylène, contaminés par de l'éthane et du gaz carbonique issus des gaz craqués, et contenant des traces de méthane et d'hydrocarbures en C3 et supérieurs. Ce mélange, propul- sé dans la ligne 55, est soumise à une condensation partielle dans le condenseur 50, puis arrive dans la colonne d'absorption à acéty- lène 56, où s'effectue la séparation entre l'éthylène et l'acétylè- ne par absorption de l'acétylène dans un solvant'sélectif introduit par le conduit 57. Le solvant employé est en général le même que dans l'absorbeur 27 et peut être par exemple du diméthylformamide.
La colonne 56 fonctionne comme un absorbeur de fractionnement, et comporte une section d'extraction 56a, amenée à une température d' ébullition convenable grâce au bouilleur 58 en circuit dans le con- duit 59. Il est ainsi possible d'opérer une séparation nette entre l'éthylène, qui est expulsé à la partie supérieure par le conduit 60, et une fraction, éliminée à la base par le conduit 61, qui con- tient l'acétylène dissous dans le solvant. L'éthylène produit à la partie supérieure peut être purifié ultérieurement à volonté, afin d'éliminer l'éthane et le gaz carbonique qu'il renferme. Ce produit de tête est maintenu virtuellement exempt d'acétylène grâce à un dernier contact réalisé par la circulation d'un courant redistillé de solvant réfrigéré de grande pureté, qui est introduit dans la colonne 56 par le conduit 62.
Les produits de queue de la colonne 56 sont détendus et chauffés dans le réservoir à détente brusque 63 pour éliminer l'acétylène qu'ils contiennent qui est alors amené par le conduit 64 au réfrigérateur 65, lequel réalise la condensa- tion du solvant vaporisé, et fournit de l'acétylène relativement
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pur comme produit final de l'installation. Si on le désire; on peut apporter la chaleur nécessaire au réservoir 63 par le bouilleur 66 et le conduit 67. Le solvant est éliminé par le conduit 68 et passe au réfrigérateur 69. Ce solvant refroidi est retourné par le con- duit 28 comme solvant approprié au préabsorbeur de diacétylène 27.
Une fraction du solvant du conduit 28 est amenée par conduit 57 à un réfrigérateur 70, où elle est refroidie à moins de 15 C envi- ron avant d'être introduite dans 1-'absorbeur 56.
Le solvant humide, éliminé du séparateur 33 par le con-9 duit 71, est redistillé dans la colonne de fractionnement 72, qui est une colonne de distillation habituelle. La colonne 72 est por- tée à la température d'ébullition requise par le bouilleur 73'et le conduit 74. Un condenseur 75 à refroidissement par eau est inter- calé dans le conduit 76 issu de la partie supérieure de la colonne 72 pour condenser l'eau qui est éliminée comme produit de tête par le conduit 77. Une fraction des produits de tête condensés est re- tournée par reflux à travers le conduit 78.
Les impuretés non vola- tiles et les queues lourdes sont éliminées du solvant àau moyen du vaporiseur 79 intercalé dans le conduit 71. Les produits de queue, passés de la colonne 72 dans le conduit 80, constituent un. solvant repurifié qui est refroidi au-dessous de 15 C dans l'échangeur ré- frigéré 81, avant d'être amené au.sommet de la colonne 56. @
Si c'est nécessaire, une quantité de solvant supérieure à celle recueillie dans les queues de distillation du réservoir 33 peut être redistillée dans la colonne 72, par emploi du conduit d' alimentation 82.
L'absorbeur de fractionnement 56 fonctionne de pré, férence au voisinage de la pression atmosphérique pour des raisons de sécurité et l'extracteur 47 fonctionne normalement de façon tel- le que la pression partielle de l'acétylène contenu dans le gaz éli miné à sa partie supérieure soit maintenue dans le domaine de sécu- rite.- .
,Le système, tel qu'il vient d'être décrite illustre la production simultanée d'acétylène et d'éthylène purs, de manière
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que le rapport acétylène/éthylène dans le courant gazeux 55 émis à la partie supérieure de la colonne 47, soit inférieure a 1/3. La réalisation d'un taux acétylène/éthylène supérieur à 1/3 se tradui- rait par la production d'un mélange acétylène-éthylène dans lequel l'acéthylène présenterait une pression partielle voisin:: du point ou l'opération est dangereuse. Lorsqu'on désire obtenir un taux d' acétylène/éthylène égal ou supérieur à 1/3, le système de récupéra- tion peut être modifié suivant les données de la figure 2.
Dans une telle opération, le système est identique à celui de la figure 1, jusque et y compris l'extracteur 147. Les conduits 138, 153, 151 et 146 contiennent des fluides identiques à ceux des conduits 38, 53, 51 et 46 de la figure 1. La vapeur de la tête 155 de la colonne 147 contient de même un mélange d'éthylène et d'acétylène analogue à celui du conduit 55 de la figure 1. Toutefois, un tel courant ga- zeux est dirigé directement vers l'absorbeur de fractionnement 156 sans qu'une fraction en soit condensée et retournée par reflux à la colonne 147.
Une séparation nette entre l'éthylène et l'acéty- léne du conduit 155 s'effectue ensuite dans la colonne 156 par ab- sorption sélective de l'acétylène dans un solvant, qui est éliminé dans les produits de queue du conduit 161.,Les produits de tête du conduit 160, comprenant principalement l'éthylène pur fourni par la colonne 156, sont fractionnés par la valve 190, en sorte qu' une partie de cet éthylène obtenu comme produit de -été passe dans le conduit 191, le compresseur 192, et le condenseur réfrigéré 193 pour fournir un reflux d'éthylène à peu près pur à la colonne d'ex- traction 147. Le produit de tête gazeux issu de la colonne 147 est constitué alors par l'acétylène produit,
dilué à la fois par l'éthy- lène obtenu et par l'éthylène remis en circuit à titre de reflux et introduit dans le conduit 191. La colonne d'absorption et de frac- tionnement 156 fonctionne de préférence à la pression atmosphéri- que. Si on.amène seulement l'éthylène de reflux à la colonne 147, une telle colonne peut fonctionner avec garantie de sécurité jus- qu'à une pression d'environ 14 atomosphères. La fraction restante
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de l'éthylène contenu dans le conduit 160 constitue l'éthylène de pureté relativement élevée produit par le système modifié. Le taux éthylène-acétylène est plus bas dans cette réalisation modifiée de l'invention, toutefois on réalise des économies dans l'opération d'extraction 147 en opérant à des pressions et à des températures plus élevées.
Dans ce système modifié, il peut être de même dési- rable d'introduire une fraction purifiée de nouveau du solvant dans l'absorbeur de fractionnement 156 par l'intermédiaire du conduit 162 et du réfrigérateur 181.
Les produits de queue de l'absorbeur de fractionnement 156 sont détendus comme décrit ci-dessus, et sont amenés par le conduit 161 dans le réservoir à détente brusque 163 pour aliminer l'acétylène qu'ils renferment. Les vapeurs d'acétylène relativement pur peuvent être refroidies en 165, dans le circuit 164, pour conden ser le solvant et fournir l'acétylène, produit final de l'installa- tion. Si on le désire, on peut apporter la chaleur nécessaire au réservoir 163 par le bouilleur 166, dans le circuit 167; le sol- vant, éliminé par le conduit 168,passe dans le réfrigérateur 169, et retourne à titre de solvant approprié dans les conduits 128 et 157.
L'une et l'autre des variantes de la présente invention concourent à une séparation particulièrement efficace, et à une production simultanée d'acétylène et d'éthylène de grande pureté, fournis dans n'importe quel rapport voulu.
La table 'II constitue une illustration des exigences opératoires du procédé décrit à la figure 1, pour effectuer la pyro. lyse d'un gaz dont la composition correspond à la colonne E de la table I, étant donné qu'un taux acétylène/éthylène égal à 1/4 est réalisé dans l'unité de cracking régénérateur de l'installation.
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TABLE II.
Résumé des conditions opératoires requises dans les colonnes.
EMI14.1
<tb>
Pres- <SEP> Tempe- <SEP> Produits <SEP> Solvant <SEP> Pression <SEP> par-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Désignation <SEP> sion <SEP> rature <SEP> de <SEP> char- <SEP> pour <SEP> ab- <SEP> tiellede <SEP> C2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> atm <SEP> de <SEP> tê- <SEP> gement <SEP> net <SEP> sorption <SEP> H <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> te <SEP> C <SEP> (1) <SEP> (2)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molécules <SEP> Molécules <SEP> atmosphères
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Absorbeur <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diacétylène <SEP> 17,0 <SEP> 38 <SEP> 100,0 <SEP> 20,0 <SEP> 1,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (27)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Absorbeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> principal <SEP> 16,5 <SEP> -45 <SEP> 98,5 <SEP> 102,0 <SEP> 1,01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (37)
<tb>
EMI14.2
Extracteur z 12g -45 37,3 59,0 2,2 (47) 12,6 -45 37,3 59,
0
EMI14.3
<tb> Absorbeur
<tb> d'acétylène <SEP> 0 <SEP> -45 <SEP> 37,2 <SEP> 144,0 <SEP> 0,0001
<tb> (56)
<tb>
<tb> Distillateur
<tb> du <SEP> solvant <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> (72)
<tb>
(1.)Ne comprend pas le solvant introduit pour l'absorption (2.)ou reflux.
Le fonctionnement d'une unité satisfaisant aux condi- tions opératoires de la table II fournit un mélange gazeux dont la pureté est donnée par la table III.
T A B L E III.- Composition du mélange gazeux produit (en pourcentages moléculaires)
EMI14.4
<tb> Composant <SEP> Acétylène <SEP> Ethylène <SEP>
<tb>
<tb> Méthane <SEP> - <SEP> 14,20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethane <SEP> - <SEP> 3,30
<tb>
<tb> Ethylène <SEP> 0,56 <SEP> 79,80
<tb>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> carbonique <SEP> . <SEP> 1,28 <SEP> 2,70
<tb>
<tb>
<tb> Acétylène <SEP> 98,16 <SEP> Trace
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> 100,00 <SEP> 100,00
<tb>
<Desc/Clms Page number 15>
L'acétylène et l'éthylène produits peuvent être puri-' fiés ultérieurement, si on le désire, par emploi des moyens habi- tuels connus, tels que l'élimination de CO2 par lavage caustique.
En consultant la table II, il faut noter que les taux acétylène/ éthylène supérieurs à 1/4 nécessitent une pression partielle d' 'acétylène supérieure au. maximum de 2,2 atmosphériques noté à la table II. Pour des taux acétylène/éthylène supérieurs à ceux de l'intervalle compris entre 1/4 et 1/2, il est préférable d'utili- ser la variante opératoire décrite par la figure 2, où le courant gazeux d'éthylèae purifié est partiellement retourné à l'extrac- teur 147 de même que le liquide de reflux.
A titre d'exemple d'exé- cution de cette variante, les conditions opératoires requises pour une unité de production sont données à la table IV; la pureté fi- nale de l'acétylène et de l'éthylène produits correspond aux don- nées antérieures, à cette exception près que les proportions des impuretés.(méthane, éthane, et gaz carbonique) varient en fonc- tion de leurs concentrations dans le gaz de pyrolyse. La table IV ci-dessous apporte en outre une information appropriée à l'em- ploi et un produit de chargement correspondent à la colonne E, en sorte qu'on peut effectuer une comparaison avec les conditions opératoires nécessitées par le même chargement, dans le procédé de la figure 1, telles qu'elles sont fournies par la table III.
<Desc/Clms Page number 16>
T A B L E - IV.
EMI16.1
Résumé des condi%,1¯ons¯¯o,±r,atoir#s #e¯quises dans les colonnes.
Nos de la table I
EMI16.2
<tb> Désignation <SEP> B <SEP> C <SEP> E <SEP> G
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pres- <SEP> Temp. <SEP> Ras- <SEP> Temp. <SEP> Pres- <SEP> Temp. <SEP> Pres- <SEP> Temp.
<tb>
<tb>
<tb> sion <SEP> de <SEP> sion <SEP> de <SEP> sion <SEP> de <SEP> sion <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> atm <SEP> tête <SEP> atm <SEP> tête <SEP> atm <SEP> tête <SEP> atm <SEP> tête
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Absorbeur <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diacétylène <SEP> 6,6 <SEP> 38 <SEP> 7,7 <SEP> 38 <SEP> 17,1 <SEP> 38 <SEP> 6,6 <SEP> 38
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (27)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Absorbeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> principal <SEP> 6 <SEP> -45 <SEP> 7,7 <SEP> -45 <SEP> 16,4 <SEP> -45 <SEP> 6 <SEP> -45
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (37)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Extracteur <SEP> 12,6 <SEP> -45 <SEP> 12,6 <SEP> -45 <SEP> 12,6 <SEP> -45 <SEP> 12,6 <SEP> -45
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Absorbeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d' <SEP> acétylène <SEP> 0 <SEP> -45 <SEP> 0-45 <SEP> 0-45 <SEP> 0 <SEP> -45
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (156)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Distillateur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> du <SEP> solvant <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (72)
<tb>
Quantités de gaz,
en molécules
EMI16.3
<tb> Désignation <SEP> B <SEP> C <SEP> E <SEP> G
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> amené <SEP> à <SEP> l'absor- <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb> beur <SEP> 37
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> amené <SEP> à <SEP> 258 <SEP> 223 <SEP> 102 <SEP> 252
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'absorbeur <SEP> 37 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Reflux <SEP> à <SEP> l'ex- <SEP> 130 <SEP> 109 <SEP> 59 <SEP> 135
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tracteur <SEP> 147 <SEP> 130 <SEP> 109
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> amené <SEP> à <SEP> 153 <SEP> 124 <SEP> 90 <SEP> 162
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'absorbeur <SEP> 156 <SEP> 124
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solvant <SEP> amené <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'absorbeur <SEP> 156 <SEP> CI)
<SEP> 629 <SEP> 513 <SEP> 405 <SEP> 675
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétylène <SEP> produit <SEP> 15,82 <SEP> 13e82 <SEP> 6,50 <SEP> 15,17
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethylène <SEP> produit <SEP> 7,55 <SEP> 2,12 <SEP> 30,76 <SEP> 12,10
<tb>
EMI16.4
Total des gaz 23,p37 15,34 3',26 27.,27 produit z 7 15,34 3726 27,27 (1) Calculé sur la base de l'emploi du diaméthylformamide (2) Somme de l'éthylène et de l'acéthylène.