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La présente invention est relative à l'acétylène et plus particulièrement à la séparation de l'acétylène à partir de mélanges avec d'autres gaz par exemple à partir des produits gazeux résultant de la pyrolise ou de la combustion partielle du méthane .
Il est bien connu que de l'acétlyème peut être pro- duit par pyrolise du méthane ou de gaz riches en méthane ou par la combustion partielle de tels gaz avec de l'oxygène sous des températures élevées. Les produits gazeux de ces réactions con- tiennent de l'acétylène: en mélange avec d'autres gaz et il est né-
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cessaire de séparer l'acétylène des autres produits.
Un procédé connu pour effectuer une telle sépara- tion fait usage de la solution sélective d'acétylène dans un sol- vant approprié tel que, par exemple, de l'acétone ou de la dimé- thylformamide. Une telle séparation peut avantageusement être ef- fectuée à des températures réduites, par exemple de l'ordre de -30 à-100 C. Par suite de la solubilité fortement accrue de l'a- cétylène dans ces conditions, le volume de solvant utilisé et la pression sous laquelle l'opération est effectuée peuvent être ré- duits en conséquence. Pour obtenir la basse température requise, toutefois, une réfrigération est nécessaire et lorsqu'une telle réfrigération est produite par des moyens normaux, les frais qu' elle entraîne peuvent réduire à néant les avantages de l'opération à basse'température.
Suivant la présente invention, pour la séparation de l'acétylène à partir de mélanges avec d'autres gaz par absorp- tion dans un solvant sélectif pour l'acétylène à une température nettement inférieure à 0 C, la réfrigération nécessaire pour re- @ froidir le solvant et le maintenir à la température d'absorption est dérivée de méthane liquide ou de gaz naturel liquéfié..
Lors de l'utilisation de méthane liquide ou de gaz naturel liquéfié , qui est riche en méthane, il est en général né cessaire que le gaz liquéfié soit vaporisé et surchauffé au moins à la température ambiante avant de l'utiliser comme combustible, comme composant de réaction chimique ou dans d'autres applications possibles- Une telle vaporisation et un tel surchaufface peuvent être effectués par des procédés normaux, par exemple en utilisant de la chaleur obtenue à rartir de vapeur, d'une puissance électrique ou d'autres sources de ce genre, mais une dépense considérable en énergie est entraînée poar l'exécution de la vaporisation et du surchauffae par de tels procédés.
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D'autre part, la réfrigération qui est emmagasinée dans une masse de méthane liquide ou de gaz naturel liquéfié et qui est rendue potentiellement disponible pour une utilisation lors de l'évaporation du surchauffage d'un tel liquide est équi- valente thermodynamiquement à une grande quantité de travail.
En travaillant suivant la présente invention, la réfrigération emmagasinée dans le méthane liquide ou dans le gaz naturel liquéfié est avantageusement utilisée pour refroidir le solvant d'acétylène tandis que la chaleur retirée en refroidissant le solvant sert à vaporiser le méthane liquide ou le gaz naturel liquéfié et également à surchauffer le gaz de produit, réduisant ou éliminant ainsi une dépense d'énergie électrique ou autre pour la vaporisation.
Le méthane gazeux ou le Gaz naturel qui est produit par le procédé suivant la présente invention, peut être utilisé pour un usage quelconque, par exemple comme combustible mais, Qui- vant une autre caractéristique de la présente invention, une par- tie au moins est soumise à une pyrolise ou à une combustion pay tielle avec de l'oxygène afin de produire un mélange de gaz nant de l'acétylène, qui est séparé ultérieurement par le procédé - suivant la présente invention.
Lorsque l'acétylène est produit grâce à la combus- tion partielle du méthane avec de l'oxygène, l'alimentation en oxygène nx peut être obtenue à partir de cylindres d'emmagasinage à haute pression, par la vaporisation d'oxygène liquide ou par tout autre procédé connu. De préférence, toutefois, l'oxygène est préparé dans un groupe de séparation d'air pour lequel une partie au moins de la réfrigération requise pour éviter des fuites de chaleur vers l'intérieur, des pertes d'échangeur de chaleur, etc., est fournie à partir d'une masse de méthane liquide ou de gaz na- turel liquéfié, dont une partie est simultanément vaporisée.
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cause des risques entreinés par l'introduction du méthane d'un .Gaz riche en méthane au voisinage immédiat de l'aire, la chaleur est de ::référence transportée du groupe de séparation d'air au méthane liquide ou au gaz naturel liquéfié par l'intermédiaire d'un agent échaugeur de chaleur inerte, telle qu'une nasse d'ar- ,.-on be .'azote ou un mélange de ces matières, cornue décrit dans la demande de brevet en Grande-3retagne, n 24.181/56, au nom de la demanderesse, dans laquelle une forme appropriée de groupes de séparation d'air et d'équipement d'échange de chaleur est éga- lement décrite.
Pour certaines de ces utilisations, il peut être avantageux de produire l'acétylène sous forme de liquide ou d'une solution fortement concentrée dans un solvant à basse température.
Dans un tel cas, la réfrigération 'requise peut être obtenue à partir d'une masse de méthane liquide ou de gaz naturel liquéfié dont une partie sera simultanémentvaporisée pendant l'opération.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant au dessin annexé représentant un diagramme de circulation pour la production d'acétylène liquide à partir de méthane liquide ou de gaz naturel liquéfié par combustion partielle avec de l'oxygène.
D'après le dessin annexé, du méthane liquide ou du gaz naturel liquéfié provenant d'un récipient d'emmagasinage 10 traverse un conduit 11 jusqu'à un groupe de séparation d'air 12 auquel il fournit la réfrigération nécessaire et dans lequel il est lui-même vaporisé et surchauffé jusqu'à la température ambian- te, comme décrit dans la demande de brevet britannique précitée.
A partir du groupe de séparation d'air 12, le méthane ou le gaz naturel vaporisé passe par un conduit 13 jusqu'à une chambre de réaction 14 après mélange avec l'oxygène gazeux sortant du groupe de séparation d'air 12 par l'intermédiaire d'un conduit, 15.
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Le récipient d'emmagasinage 10 est muni d'un con- duit d'échappement de gaz principal 16 et, si on le désire, du méthane ou du gaz naturel vaporisé supplémentaire peut être souti ré par le conduit 16, par l'intermédiaire d'un conduit 17 qui est relié au conduit 13 en un point en amont de sa jonction avec le conduit 15.
La 'chambre de réaction 14 peut avoir une forme quel conque appropriée pour la conversion du méthane en acétylène par réaction avec de l'oxygène. La réaction peut être effectuée sous des températures élevées, sous des pressions élevées ou saus une combinaison des deux et, si on le désire, en présence d'un eataly- seur.
Une composition typique du gaz produit est :
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<tb> C2H2 <SEP> 7,8%
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<tb> H2 <SEP> 52%
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<tb> O2 <SEP> 0,4%
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<tb> C2H4 <SEP> 0,3%
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<tb> CH4 <SEP> 5,5%
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<tb> N2 <SEP> 2,1%
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<tb> CO2 <SEP> 30,9%
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Le gaz de réaction provenant de la chambre 14 tra- verse un conduit 18 et parvient à un dispositif d'absorption dta- cétylène et de séparation 19, dans lequel l'acétylène est pratique.
ment complètement séparé des autres produits par solution diffé- rentielle dans un solvant sélectif pour l'acétylène, tel que de l'acétone, ou de la diméthylformamide, sous une température rédui- te, par exemple à une température comprise entre -30 et -100 C...
Toutes les nécessités de réfrigération pour ce processus, y com- pris par exemple l'élimination de la chaleur de la solution de 'a- cétylène à la température réduite, sont fournies par la vaporisa-:- tion et le surchauffage à la température ambiante du méthane liqui/ de ou du gaz naturel liquéfié qui est fourni au séparateur 19 à partir du. conduit 11, par l'intermédiaire d'un conduit de dériva-
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tion 20. Le méthane ou le gaz naturel vaporisé est surchauffé quitte le séparateur 19 par l'intermédiaire d'un conduit 21 qui rejoint le conduit d'échappement principal 16.
L'acétylène gazeux provenant du séparateur 19 peut être amené, par l'intermédiaire d'un conduit 22, à un dis- positif de liquéfaction 23 dans lequel l'acétylène est converti en forme liquide ou en une solution concentrée dans un solvant froid par échange de chaleur avec du méthane liquide ou du gaz naturel liquéfié qui fournit au dispositif de liquéfaction 23 à partir du conduit 20, par l'intermédiaire d'un conduit 24 et qui est lui-même vaporisé lors de cette opréation. Le méthane ou le gaz naturel vaporisé ainsi produit quitte le dispositif de liqué- faction 23 par un conduit 25 qui rejoint le conduit 21. L'acéty- lène est soutiré par l'intermédiaire d'un conduit 26.
Le gaz résiduel ou " épuisé " après l'élimination de l'acétylène est soutiré du séparateur 19 par l'intermédiaire d'un conduit 27. Ce gaz épuisé aura une valeur calorifique de l'or dre de 375 BTU/ pieds cubes. Le méthane ou le gaz naturel vapori- sé, d'autre part, a une valeur calorifique d'environ 910 BTU/pieds cubes. Le gaz épuisé peut par conséquent être mélangé avec du mé- thane ou du gaz naturel vaporisé provenant du conduit d'échappe- ment principal 16, par l'intermédiaire d'un conduit de dérivation 28, dans des proportions appropriées pour donner un gaz mélangé ayant une valeur calorifique d'environ 500 BTU/pieds cubes qui conviendra pour l'utilisation comme gaz de ville ou pour être ajou té à une alimentation en ce dernier obtenue par des procédés nor- maux.
D'une autre façon, le gaz épuisé peut être soutiré du conduit 27 par l'intermédiaire d'un conduit 29 afin d'être uti- lisé, après un traitement et une purification appropriée,'comme composant pour la synthèse de l'ammoniaque.
Si, suivant les conditions particulières utilisées
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les demandes en méthane.gazeux ou en gaz naturel pour le proces- sus dépassent la quantité obtenue par vaporisation du gaz liqué- fié lors de l'opération, il peut être nécessaire de vaporiser du liquide supplémentaire. Dans ce but, l'on a incorporé un vapori- sateur 30 auquel du méthane liquide ou du gaz naturel liquéfié peut être amené à partir du conduit 11, par l'intermédiaire d'un conduit de dérivation 31. Le gaz vaporisé est envoyé au conduit d'échappement principal 16 par l'intermédiaire d'un conduit 32.
Si le méthane gazeux ou le gaz naturel est produit en excès de celui nécessaire pour le processus, il peut être uti- lisé comme complément du gaz de ville, ou pour d'autres buts.
REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation d'acétylène à partir de mélanges avec d'autres gaz par l'absorption dans un solvant sélec- tif pour l'acétylène à une température nettement inférieure à 0 C, caractérisé en ce que la réfrigération nécessaire pour refroidir le solvant à la température d'absorption et le maintenir à celle- ci est obtenue à partir de méthane liquide ou de gaz naturel li- quéfié.