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" PROCEDE DE RECUPERATION DE L'ACETYLENE ".
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La présente invention se rapporte à la récupé- ration de l'acétylène. L'une des caractéristiques de l'invention réside dans la déshydratation de gaz qui con- tiennent de l'acétylène. Une autre de ses caractéristiques réside dans un procédé perfectionné permettant d'une part, d'éliminer l'eau et des acétylènes lourds, comme le dia- cétylène qui sont contenus dans des gaz renfermant de l'acétylène, en utilisant un solvant sélectif, comme la di- méthylformamide, et, d'autre part, de purifier ledit sol- vant, Par ailleurs, l'invention vise la purification d'un solvant sélectif utilisé dans un procédé à basse tempéra- ture pour éliminer l'eau et les acétylènes lourds de gaz qui contiennent de l'acétylène, produits par craquage ther- mique d'hydrocarbures normalement gazeux à bas poids mo- léculaire.
Au cours des dernières années, du fait d'une demande croissante d'acétylène de qualité industrielle, on a consacré des efforts considérables à sa production par craquage à température élevée d'hydrocarbures normale- ment gazeux et de bas poids moléculaire, comme le méthane, l'éthane, le propane, le butane, le gaz naturel, etc... dans un four de craquage thermique. Normalement, les gaz chauds)du four': sortante ou du réacteur, qui contiennent de l'acétylène et d'autres gaz craqués à bas poids molé- culaire, sont soumis à des opérations de refroidissement brusque pour refroidir les gaz et éliminer des constituants indésirables comme les goudrons, les produits aromatiques, le noir de carbone et d'autres impuretés.
Après l'opération de refroidissement brusque les gaz refroidis contiennent de l'acétylène, des acétylènes supérieurs comme le diacé- tylène, de l'eau, de l'anhydride carbonique et des impure-
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tés comme des gazoléfiniques craqués.
Jusqu'ici, la pratique consistait, dans de nombreux procédés de fabrication de l'acétylène, à élimi- ner l'eau des gaz refroidis en les faisant passer à tra- vers des lits de produits siccatifs. Bien que ce type de déshydratation donne généralement satisfaction, il présen- te des inconvénients en ce sens que le produit siccatif doit être périodiquement régénéré; en outre, une partie des gaz oléfiniques craqués a tendance à se polymériser au contact du siccatif, ce qui réduit encore la vie utile des lits de siccatif.
Jusqu'ici , on a souvent éliminé les acétylènes lourds, comme diacétylène, des gaz craqués, en utilisant un solvant (par exemple de l'huile) différent du solvant utilisé dans la phase principale d'abosrption de l'acéty- lène, ce qui nécessite d'autres appareils qui augmentent le coût de l'installation.
Dans d'autres procédés, l'eau et les acétylènes lourds, comme le diacétylène, sont éliminés à un stade relativemtnt tardif du processus de purification, ce qui nécessite l'utilisation de plus grandes quantités de sol- vant pour la phase d'absorption de l'acétylène, et ce qui demande des températures de purification et de récupéra- tion relativement plus élevées qui réduisent obligatoire- ment la sélectivité du solvant pour l'acétylène.
Conformément à la présente invention, on a conçu un procédé de récupération de l'acétylène dans un courant de gaz contenant de l'acétylène et de l'eau, du diacéty- lène et des acétylènes plus lourds, ceprocédé consistant à mettre le courant de gaz en contact avec un premier cou- rant de solvant sélectifpauvre pour le déshydrater; à séparer le solvant humide résultant du courant de gaz déshydraté ainsi obtenu ; à mettre ce dernier en contact
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avec un solvant sélectif riche en acétylène pour absorber le diacetylène et unepartie des acétylènes plus lourds contenus dans le courant de gaz déshydrate; à séparer le solvant riche en diacétylène résultant du courant de gaz exempt de diacétylène ainsi obtenu ;
à mettre co dernier en contact avec un second courant de solvant sélectif pauvre pour absorber l'acétylène et le reste des acétylènes plus lourds qu'il contient ; à épurer le solvant riche en acé- tylène ainsi obtenu pour obtenir de l'acétylène et des acé- tylènes lourds et un troisième courant de solvant pauvre ; à combiner une faible portion de ce troisième courant de solvant pauvre avec le solvant humide et le solvant riche en diacétylène; à chauffer le courant de solvants combinés; enfin, à épurer le courant de solvants combinés chauffé pour éliminer du solvant l'eau; le diacétylène et les acé- tylènes lourds.
La présente invention vise un procédé perfec- tionné pour purifier des gaz craqués à bas poids molécu- laire qui proviennent d'un craquage thermique. La présente invention permet de déshydrater des gaz craqués contenant des gaz à bas poids moléculaire comme l'acétylène, et d'é- liminer les acétylènes lourds comme le diacétylène qui y sont contenus, en utilisant une quantité faible du solvant sélectif utilisé dans l'opération principale d'absorption de l'acétylène. Il est possible de déshydrater des gaz craqués à bas poids molécualire et relativement exempts de goudron dès le début du processus de purification. Des acétylènes lourds, comme le diacétylèn e qui est dangereux, peuvent être éliminés des gaz craqués à bas poids molécu- laire dès le début du processus de purification.
Il est possible de purifier le solvant sélectif utilisé pour la déshydratation des gaz craqués à bas poids moléculdire et utilisé pour éliminer le diacétylène, et de maintenir la
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pureté désirée du courant de solvant entier au moyen d'une seule phase de purification du solvant. Il est bien entendu que, dans la description qui va suivre et qu'on a faite en ae référant au dessin annexé, on ne décrit que le nombre d'appareils de divers types de l'installa- tion, comme des récipien ts , des colonnes, den conduits, des 'changeurs de chaleur etc... qui est.suffisant pour permettre de comprendre la présente invention sans sur- charger le dessin et alourdir le texte.
En examinant le schéma de circulation représenté sur la figure unique du dessin annexé, on voit qu'on cou- rant 1 provenant d'une pyrolyse et comprenant des gaz relativement exempts de goudrons, refroidis et de bas poids moléculaire, obtenus par craquage d'hydrocarbures et contenant de l'acétylène en faibles quantités ( à une température de 0 à 38 C) et un courant 2 de solvant sélec. tif frais, comme du diméthylformamide (appelé DMF sur le dessin) sont envoyés par un conduit 3 dans une unité de réfrigération 4 dans laquelle le mélange gaz-liquide est refroidi, par exemple à -29 C à -6,7 C.
La quantité de solvant sélectif utilisée à ce moment est suffisante pour déshydrater le gourant gazeux ; quantité représente environ 0,25%, en moles, du solvant sélectif utilisé dans la phase d'absorption principale de l'acétylène, soit 0,6 à 2 moles de solvant par mole d'eau dans le courant gazeux 1. Ce solvant sélectif 2 absorbe de façon préfé- rentielle l'eau contenuans le courant gazeux 1. Le mélange gaz-liquide refroidi est envoyé par le conduit 3 dans une zone 5 de séparation des gaz et des liquides, comme un tambour de retenue, où le solvant humide dans le- quel l'eau est absorbée sensiblement en totalité est sépa- ré du courant gazeux.
Le résidu de solvant humide est extrait du tambour de retenue 5 par un conduit 6 et le
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gaz déhydraté est prélevé en tête par un conduit 7. Le courant de gaz déshydrata est introduit à l'extrémité inférieure d'une tour d'absorption 9 où sensiblement
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la totalité du diac4tylèns et de faibles quantités d'au- tres acétylènes supérieurs à bas poids rolclaire, co=e le vinylac6tylène, sont absorbées prrfren:1e11Qment et 611m1n6es. L'absorption du d'acétylène dans la tour d'ub- sorption 9 est assurée par mise en contact du courant gazeux avec un solvant sélectif riche en acétylène qui est envoyé dans la partie supérieure de la tour d'absorpp- tion par un conduit 9.
La quantité de solvant riche uti- lisée à cet endroit doit être suffisante pour éliminer non- aiblement la totalité du diacéthylène contenu dans la cou- rant de gaz déshydraté ; en général, cette quantité est d'environ 1,40%; en moles de la totalité du solvant riche en acétylène, soit 3 à 20 moles du solvant riche par mole de diacéthylène dans le courant de gaz déshydraté.
La tour d'absorption 8 contient de préférence des matières assurant un contact superficiel comme des chicanes, des anneaux, des perles, etc.. pour déterminer un contact intime des gaz qui y sont envoyés avec le sol- vant sélectif riche. Etant donné que de l'eau a été éli- minée du gaz, cette phase d'absorption peut être mise en oeuvre à des températures relativement basses, par exemple -29 C à -7 C,et sous la pression atmosphérique ou une pression légèrement plus élevée, par exemple de 1,03 à 3,5 kg/cm2 (pression absolue).
Le courant de gaz déshydraté et exempt de diacé- tylène, qui contient sensiblement la totalité de l'acétylè- ne, sort de la tour d'absorption 8 en tête par un conduit 11 et passe dans l'extrémité inférieure d'une tour d'ab- sorption de l'acétylène 12, qui contient une matière appro priée de contact superficiel, tour dans laquelle le cou- rant gazeux vient en contact avec du solvant sélectif
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frais admis dans l'extrémité supérieure de la tour d'ab- sorption 12 par un conduit 13, le gaz résiduel non absorbé sortant comme produit de tête par un conduit 14 partant du sommet de la tour.
L'acétylène , et des quantités fai- bles d'acétylène lourds, absorbés dans le solvant, sortent comme résidus par le conduit inférieur 16 et sont refoulés dans l'extrémité supérieure d'une tour 17 de sépération de l'anhydride carbonique, une petite partie du solvant rési- duel riche étant refoulée par le conduit 9 dans l'extrémi- té supérieure de la tour 9 d'absorption de l'acétylène.
Un dispositif de chauffage 18 disposé dans l'extrémité inférieure de la tour de séparation de l'anhydride carbo- nique fait dégager l'anhydride carbonique contenu dans le mélange de solvants riches en acétylène le CO2 gazeux résiduel étant prélevé comme produit de tête par un con- duit 19 et étant renvoyé dans la tour 12 d'absorption de l'acétylène.
La tour 17 de séparation de l'anhydride car- bonique peut être mise en oeuvre à une température et une pression appropriées; par exemple, l'extrémité infé- rieure de la tour 17 peut être mise en oeuvre à 103 C et son extrémité supérieure à 60 C, et sous une pression absolue de 1,40 kg/cm . Le solvant riche en acétylène sort de l'extrémité inférieure de la tour 17 et est re- foulé par un conduit 21 dans l'extrémité supérieure d'un appareil 22 de séparation de l'acétylène dans lequel l'a- cétylène est séparé du solvant et envoyé comme produit de tête par un conduit 23 dans un appareil d'absorption ap- proprié qui est destiné à éliminer les acétylènes lourds qu'il contient.
Le solvant pauvre exempt d'acétylène. con- tenant une petite quantité d'acétylène lourds comme impu- retés, sort du fond de l'appareil de séparation 22 par un conduit 24, une partie de ce courant étant recyclée par un conduit 25, auquel est associé un rebouilleur extérieur
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27, 4aDa l'aopani1 de Mpant10n . .'pga.rt3 22 de afpa-
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ration de l'acétylène peut être mis en oeuvre à des tem- pératures et des pressions appropriées, par exemple l'extrémité inférieure de l'appareil peut être mise en oeuvre à 163 C et son extrémité supérieure à 121"C et sous une pression absolue de 1,40 kg/cm2.
La portion prin- cipale du solvant pauvre résiduel est refoulée par un conduit 26 dans un réservoir intermédiaire 30 pour le sol- vant d'où la majeure partie du solvant est refoulée dans , l'extrémité supérieure de la tour 12 d'absorption de l'a- cétylène par le conduit 13. Une faible proportion du sol- vant pauvre sortant de l'appareil de séparation 22 est également refoulée dans un conduit 28 en vue de son mélan- ge avec d'autres courants de solvant de recyclage pour contrôler et maintenir la pureté du solvant sélectif uti- lisé dans le procédé. Cette faible quantité de solvant pauvre est généralement d'environ 0,23% , en moles, du solvant pauvre envoyé dans le réservoir intermédiaire 30, soit de 0,5 à 4% en poids du solvant sélectif utilisé dans la phase principale d'absorption de l'acétylène.
On va maintenant d4crire la purification du sol- vant en se référant à la tour 8 d'absorption du diacétylè- ne . Le résidu sortant de cette tour 8 et comprenant du solvant contenant du diacétylène, un peu de diacétylènes lourds, une petite quantité d'acétylène et de l'eau, sort comme résidu par le conduit 31 et est refoulé dans un é- changeur de chaleur 32, ce qui fait que les résidus sont chauffés suffisaient pour que la petite quantité d'acé- tylène pûisse être vaporisée par détente sans qu'une quan- tité notable quelconque des acétylènes lourds dissous dans le solvant se trouve en même temps vaporisée par détente; par exemple, les résidus sortant de la tour d'absorption
8 et refoulée par le conduit 31 sont chauffés à une tem- pérature comprise entre 49 et 82 C, de préférence d'envi-
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ron 70 C.
Les résidus chauffés sont ensuite vaporisés par détente dans le tambour de détente 33 qui est mis en oeuvre sous la pression atmosphérique ou une pression légèrement supérieure, par exemple comprise entre 1,03 et 3,5 kg/cm (pression absolue), et à une température d'environ 66 C.
Le produit de tête contenant l'acétylène est renvoyé dans l'extrémité inférieure de la tour 8 d'absorption de l'acéty lène par un conduit 34, et le résidu riches en diacétylène sort du tambour de détente 33 par un conduit 36. Dans une variante, la petite quantité d'acétylène absorbée dans le solvant résiduel éliminé de la tour d'absorption 8 peut être récupérée en quantités notables dans ce résidu par addition d'une quantité d'eau suffisante pour déplacer l'acétylène du mélange de solvants.
Le solvant humide sortant du tambour de retenue 5 par le conduit 6 est combiné avec le solvant résiduel riche en acétylène contenu dans le conduit 36 partant du tambour de détente 33 et est également combiné avec la pe- tite quantité de solvant pauvre sortant de l'appareil de séparation de l'acétylène par les conduits 24 et 28. Ce courant combiné circule dans une conduite 35 et est chauf- fé par un échangeur de chaleur 37 jusqu'à 38-93 C, puis il est introduit entre les extrémités d'une colonne 38 de récupération ou de remise en circulation du solvant.
La colonne 38 peut contenir une matière appro- priée assurant le contact des liquides et des gaz, comme des anneaux de Rashig, des plateaux à coupelles ou à val- ves, etc... et on la met en oeuvre de manière à établir un gradient de températures ; exemple, l'extrémité inférieure de la colonne 38 peut être mise en oeuvre à une température à peu près égale au point de bouillonne- ment du produit de la chaudière, par exemple 149 à 204 C, et l'extrémité supérieure au point de rosée du gaz rési- duel, par exemple 27 à 66 C, cette colonne de remise en
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en circulation étant de préférence mise en oeuvre sous la pression atmosphérique.
Un gaz inerte, comme du méthane, est introduit par le conduit 39 en un point Intermédiaire de la colonne 38, ce gaz inerte aidant à séparer le diacé- tylène en diminuant la pression partielle de ce dernier.
D'autres gaz inertes qu'on peut. utiliser pour aider à la séparation comprennent d'azote, le gaz naturel, le gaz résiduel de la tour d'absorption de l'acétylène ou un gaz analogue. La petite quantité de solvant qui est ccotenue dans le gaz de tite peut être mise en contact avec de l'eau envoyée par un conduit 41 dans l'extrémité supérieure de la tour, le gaz combustible passant en tête et qui contient de la vapeur d'eau et du diacéthylène étant prélevé en tête par le conduit 42.
La vapeur de solvant purifié en frais sort de la partie inférieure de la colonne 38 de remise en circu- lation par un conduit 43 et cette vapeur de solvant est refroidie par un dispositif de refroidissement 44 et en- voyée dans cas réservoir 46 d'accoumulation du solvant, le solvant refroidi, condensé et purifié étant refoulé hors de l'accoulateur et envoyé dans le réservoir intermédi- aire 30 pour le solvant par un/conduit 47. Le produit de la chaudière qui sert de la colonne 38 de remise en cir- culation du solvant passe par un conduit 48 auquel est associé m rebouilleur externe 49, et il est recyclé dans le fond de la tour. On peut extraire périodiquement par un conduit 51 les acétylènes lourds qui se sont accumulés.
On donne , ci-après, le bilan des matières re- latif au procédé de la présente invention.
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BILAN DES MATIERES - MOLES/HEURES ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Produits 1 2 7 6 9 ..1.L 34 .1.Q... 28 35 41 39 42 43 constituant le courant ¯¯¯¯¯¯##.¯¯¯¯¯####.#.####.##....#####-########-####""#**#* cl 122,$ - 122, 8 - - 122,$ - - - - - - - C02 .164,2 - 164,2 - 0,24 164,37 0,28 0,21 0,07 - o,p7 - - 0,07 -
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<tb> N2 <SEP> 24,8 <SEP> - <SEP> 24,8 <SEP> - <SEP> - <SEP> 24,8 <SEP> - <SEP> - <SEP> H2 <SEP> 475,8 <SEP> - <SEP> 475,8 <SEP> - <SEP> - <SEP> 475,8 <SEP> - <SEP> - <SEP> -' <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> ' <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI11.3
CH 4 54, 4 - 54, 4 - - 54, 4 - - - - - - 157,40 157,40 C2H2 123,7 - 123,5$ 0,12 1,91 124,37 le88 0,76 1,12 - 1,24 - - 1,24 -
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<tb> C2H4 <SEP> 16,9 <SEP> - <SEP> 16,9 <SEP> - <SEP> 0,06 <SEP> 16,96 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> C3H4 <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> 1,0- <SEP> 0,01 <SEP> 0.98 <SEP> 0,44 <SEP> 0,
1 <SEP> 0,03 <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> - <SEP>
<tb> C4H2 <SEP> 4,0 <SEP> - <SEP> 4,0 <SEP> - <SEP> 0,01 <SEP> 0,05 <SEP> 4,00 <SEP> 0,04 <SEP> 3,96 <SEP> - <SEP> 3,96 <SEP> - <SEP> - <SEP> 3,96 <SEP> - <SEP>
<tb> C4H4 <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,87 <SEP> 0,15 <SEP> 0,02 <SEP> 0,13 <SEP> - <SEP> 0,13 <SEP> - <SEP> - <SEP> 20,75 <SEP> - <SEP>
<tb> H2O <SEP> 4,3 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,30 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,30 <SEP> 16,45 <SEP> - <SEP> 20,75 <SEP> - <SEP>
<tb>
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DMF - 4.3 -=- 4-,30 ,23,M 0 o 23,65 0 o 23,62 2.J.i 33,42 O,O .39
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<tb> Total <SEP> 929,9 <SEP> 4,3 <SEP> 9$$,4$ <SEP> 8,72 <SEP> 25,88 <SEP> 985,43 <SEP> 30,00 <SEP> 1,07 <SEP> 28,93 <SEP> 5,5 <SEP> 43,15 <SEP> 16,45 <SEP> 157,40 <SEP> 183,61 <SEP> 33,39
<tb>
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"ACETYLENE RECOVERY PROCESS".
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The present invention relates to the recovery of acetylene. One of the characteristics of the invention resides in the dehydration of gases which contain acetylene. Another of its characteristics resides in an improved process making it possible, on the one hand, to remove water and heavy acetylenes, such as diacetylene which are contained in gases containing acetylene, using a selective solvent, such as dimethylformamide, and, on the other hand, to purify said solvent. Furthermore, the invention aims at the purification of a selective solvent used in a low temperature process to remove water and Heavy gas acetylenes which contain acetylene, produced by thermal cracking of normally gaseous low molecular weight hydrocarbons.
In recent years, due to an increasing demand for industrial grade acetylene, considerable effort has been devoted to its production by high temperature cracking of normally gaseous and low molecular weight hydrocarbons, such as methane. , ethane, propane, butane, natural gas, etc ... in a thermal cracking furnace. Normally, the hot gases from the outgoing furnace or reactor, which contain acetylene and other low molecular weight cracked gases, are subjected to abrupt cooling operations to cool the gases and remove constituents. undesirable like tars, aromatics, carbon black and other impurities.
After the sudden cooling operation the cooled gases contain acetylene, higher acetylenes such as diacetylene, water, carbon dioxide and impurities.
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tees like cracked gasolefins.
Heretofore it has been the practice in many acetylene manufacturing processes to remove water from the cooled gases by passing them through beds of siccatives. Although this type of dehydration is generally satisfactory, it has drawbacks in that the drying product must be periodically regenerated; furthermore, some of the cracked olefinic gases tend to polymerize on contact with the drier, which further reduces the useful life of the drier beds.
Hitherto, heavy acetylenes, such as diacetylene, have often been removed from cracked gases, using a solvent (eg oil) different from the solvent used in the main acetylene absorption phase. which requires other devices which increase the cost of installation.
In other processes, water and heavy acetylenes, such as diacetylene, are removed at a relatively late stage in the purification process, which necessitates the use of larger amounts of solvent for the absorption phase. acetylene, and this requires relatively higher purification and recovery temperatures which necessarily reduce the selectivity of the solvent for acetylene.
In accordance with the present invention, a process has been devised for recovering acetylene from a gas stream containing acetylene and water, diacety- lene and heavier acetylenes, this process comprising switching on the gas stream. gas in contact with a first stream of lean selective solvent to dehydrate it; separating the resulting wet solvent from the dehydrated gas stream thus obtained; to put the latter in contact
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with a selective solvent rich in acetylene to absorb the diacetylene and some of the heavier acetylenes contained in the dehydrated gas stream; separating the resulting diacetylene-rich solvent from the thus obtained diacetylene-free gas stream;
contacting co-last with a second stream of lean selective solvent to absorb the acetylene and the remainder of the heavier acetylenes it contains; stripping the acetylene-rich solvent thus obtained to obtain acetylene and heavy acetylenes and a third stream of lean solvent; combining a small portion of this third stream of lean solvent with the wet solvent and the solvent rich in diacetylene; heating the stream of combined solvents; finally, scrubbing the heated combined solvent stream to remove water from the solvent; diacetylene and heavy acetylenes.
The present invention is directed to an improved process for purifying low molecular weight cracked gases which originate from thermal cracking. The present invention makes it possible to dehydrate cracked gases containing low molecular weight gases such as acetylene, and to remove the heavy acetylenes such as diacetylene contained therein, using a small amount of the selective solvent used in it. main acetylene absorption operation. Low molecular weight, relatively tar-free cracked gases can be dehydrated early in the purification process. Heavy acetylenes, such as the dangerous diacetylene, can be removed from low molecular weight cracked gases early in the purification process.
It is possible to purify the selective solvent used for dehydration of low molecular weight cracked gases and used to remove diacetylene, and to maintain the
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desired purity of the entire solvent stream using a single phase of solvent purification. It is understood that, in the description which will follow and which has been made with reference to the appended drawing, only the number of devices of various types of the installation, such as containers, columns, ducts, heat changers etc ... which is sufficient to understand the present invention without overloading the drawing and overloading the text.
By examining the flow diagram shown in the single figure of the accompanying drawing, it can be seen that stream 1 originating from pyrolysis and comprising relatively tar-free, cooled and low molecular weight gases obtained by cracking of hydrocarbons and containing acetylene in small quantities (at a temperature of 0 to 38 C) and a stream 2 of selected solvent. Fresh tif, such as dimethylformamide (called DMF in the drawing) are sent through line 3 to a refrigeration unit 4 in which the gas-liquid mixture is cooled, for example at -29 C to -6.7 C.
The amount of selective solvent used at this time is sufficient to dehydrate the gaseous liquid; quantity represents approximately 0.25%, in moles, of the selective solvent used in the main absorption phase of acetylene, or 0.6 to 2 moles of solvent per mole of water in the gas stream 1. This selective solvent 2 preferably absorbs the water contained in the gas stream 1. The cooled gas-liquid mixture is sent through line 3 to a zone 5 for separating gases and liquids, such as a retaining drum, where the wet solvent in which substantially all of the water is absorbed is separated from the gas stream.
The wet solvent residue is withdrawn from the retaining drum 5 through a line 6 and the
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dehydrated gas is taken at the top through a pipe 7. The dehydrated gas stream is introduced at the lower end of an absorption tower 9 where substantially
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all of the diacylenes and small amounts of other higher low molecular weight acetylenes, such as vinylacetylene, are preferably absorbed: 1 and 611 min. The absorption of the acetylene in the absorption tower 9 is ensured by contacting the gas stream with a selective solvent rich in acetylene which is sent to the upper part of the absorption tower through a pipe. 9.
The amount of rich solvent used at this point should be sufficient to remove substantially all of the diacethylene contained in the dehydrated gas stream; in general, this amount is about 1.40%; in moles of the total acetylene-rich solvent, ie 3 to 20 moles of the rich solvent per mole of diacethylene in the stream of dehydrated gas.
The absorption tower 8 preferably contains materials providing surface contact such as baffles, rings, beads, etc. to determine intimate contact of the gases supplied therein with the rich selective solvent. Since water has been removed from the gas, this absorption phase can be carried out at relatively low temperatures, for example -29 C to -7 C, and at atmospheric pressure or a slight pressure. higher, for example 1.03 to 3.5 kg / cm2 (absolute pressure).
The dehydrated, diacetylene-free gas stream, which contains substantially all of the acetylene, exits the absorption tower 8 at the top through a conduit 11 and passes through the lower end of a tower d. absorption of acetylene 12, which contains a suitable surface contact material, in which the gas stream comes into contact with a selective solvent
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fresh admitted into the upper end of the absorption tower 12 through a conduit 13, the unabsorbed residual gas exiting as overhead product through a conduit 14 from the top of the tower.
The acetylene, and small quantities of heavy acetylene, absorbed in the solvent, exit as residues through the lower duct 16 and are discharged into the upper end of a carbon dioxide separation tower 17, a a small portion of the rich residual solvent being discharged through line 9 into the upper end of acetylene absorption tower 9.
A heating device 18 disposed in the lower end of the carbon dioxide separation tower releases the carbon dioxide contained in the mixture of solvents rich in acetylene, the residual CO2 gas being taken off as overhead product by a pipe 19 and being returned to the acetylene absorption tower 12.
The carbon dioxide separation tower 17 can be operated at a suitable temperature and pressure; for example, the lower end of tower 17 can be operated at 103 ° C. and its upper end at 60 ° C., and under an absolute pressure of 1.40 kg / cm. The acetylene-rich solvent exits the lower end of tower 17 and is returned through line 21 to the upper end of an acetylene separation apparatus 22 in which the acetylene is separated from the acetylene. solvent and sent as overhead through line 23 to a suitable absorption apparatus which is intended to remove the heavy acetylenes which it contains.
The lean solvent free of acetylene. containing a small quantity of heavy acetylene as impurities, leaves the bottom of the separation apparatus 22 through a conduit 24, part of this stream being recycled through a conduit 25, to which is associated an external reboiler
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The acetylene ration can be carried out at suitable temperatures and pressures, for example the lower end of the apparatus can be carried out at 163 ° C. and its upper end at 121 ° C. and under pressure. absolute of 1.40 kg / cm2.
The main portion of the residual lean solvent is discharged through line 26 into an intermediate solvent reservoir 30 from which most of the solvent is discharged into the upper end of the absorption tower 12 of the solvent. acetylene through line 13. A small proportion of the lean solvent exiting separation apparatus 22 is also discharged into line 28 for mixing with other recycle solvent streams to control. and maintaining the purity of the selective solvent used in the process. This small amount of lean solvent is generally about 0.23%, by moles, of the lean solvent sent to the intermediate tank 30, or from 0.5 to 4% by weight of the selective solvent used in the main absorption phase. acetylene.
The purification of the solvent will now be described with reference to diacetylene absorption tower 8. The residue leaving this tower 8 and comprising solvent containing diacetylene, a little heavy diacetylenes, a small amount of acetylene and water, leaves as residue through line 31 and is discharged into a heat exchanger. 32, so that the residues are heated enough so that the small quantity of acetylene can be vaporized by expansion without any significant amount of the heavy acetylenes dissolved in the solvent being at the same time vaporized by expansion. ; for example, the tailings leaving the absorption tower
8 and discharged through conduit 31 are heated to a temperature between 49 and 82 ° C., preferably of approximately
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ron 70 C.
The heated residues are then vaporized by expansion in the expansion drum 33 which is operated under atmospheric pressure or a slightly higher pressure, for example between 1.03 and 3.5 kg / cm (absolute pressure), and at a temperature of about 66 C.
The acetylene-containing overhead product is returned to the lower end of acetylene absorption tower 8 through line 34, and the diacetylene-rich residue exits from expansion drum 33 through line 36. In alternatively, the small amount of acetylene absorbed in the residual solvent removed from absorption tower 8 can be recovered in significant amounts in this residue by adding a sufficient amount of water to displace the acetylene from the solvent mixture .
The wet solvent exiting the retaining drum 5 through the line 6 is combined with the residual acetylene-rich solvent contained in the line 36 exiting the expansion drum 33 and is also combined with the small amount of lean solvent exiting the. apparatus for separating acetylene through conduits 24 and 28. This combined stream circulates in conduit 35 and is heated by a heat exchanger 37 to 38-93 C, then it is introduced between the ends of the acetylene. a column 38 for recovering or recirculating the solvent.
Column 38 may contain a suitable material for contacting liquids and gases, such as Rashig rings, cup or valve trays, etc., and arranged so as to establish a temperature gradient; example, the lower end of column 38 may be operated at a temperature approximately equal to the boiling point of the product in the boiler, for example 149 to 204 C, and the upper end to the dew point residual gas, for example 27 to 66 ° C., this resetting column
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in circulation being preferably carried out under atmospheric pressure.
An inert gas, such as methane, is introduced through line 39 at an Intermediate point of column 38, this inert gas helping to separate the diacetylene by reducing the partial pressure of the latter.
Other inert gases that we can. use to aid in separation include nitrogen, natural gas, acetylene absorption tower waste gas or the like. The small amount of solvent which is contained in the head gas can be contacted with water sent through a pipe 41 into the upper end of the tower, the fuel gas passing overhead and which contains vapor from the tower. 'water and diacethylene being taken at the top through line 42.
The fresh purified solvent vapor leaves the lower part of the recirculation column 38 through a line 43 and this solvent vapor is cooled by a cooling device 44 and sent to the storage tank 46. solvent, the cooled, condensed and purified solvent being discharged from the accumulator and sent to the intermediate tank 30 for the solvent through a / line 47. The product from the boiler which serves as the recirculation column 38 - Culation of the solvent passes through a conduit 48 which is associated with m external reboiler 49, and it is recycled to the bottom of the tower. Heavy acetylenes which have accumulated can be extracted periodically through line 51.
The material balance relating to the process of the present invention is given below.
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EMI11.1
BALANCE OF MATERIALS - MOLES / HOURS ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Products 1 2 7 6 9 ..1.L 34 .1.Q ... 28 35 41 39 42 43 constituting the current ¯¯¯¯¯¯ ##. ¯¯¯¯¯ ####. #. ####. ## .... ##### - #### #### - #### "" # ** # * cl 122, $ - 122, 8 - - 122, $ - - - - - - - C02. 164.2 - 164.2 - 0.24 164 , 37 0.28 0.21 0.07 - o, p7 - - 0.07 -
EMI11.2
<tb> N2 <SEP> 24.8 <SEP> - <SEP> 24.8 <SEP> - <SEP> - <SEP> 24.8 <SEP> - <SEP> - <SEP> H2 <SEP> 475 , 8 <SEP> - <SEP> 475.8 <SEP> - <SEP> - <SEP> 475.8 <SEP> - <SEP> - <SEP> - '<SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> '<SEP> - <SEP>
<tb>
EMI11.3
CH 4 54.4 - 54.4 - - 54.4 - - - - - - 157.40 157.40 C2H2 123.7 - 123.5 $ 0.12 1.91 124.37 le88 0.76 1, 12 - 1.24 - - 1.24 -
EMI11.4
<tb> C2H4 <SEP> 16.9 <SEP> - <SEP> 16.9 <SEP> - <SEP> 0.06 <SEP> 16.96 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP > - <SEP> - <SEP> - <SEP> C3H4 <SEP> 1.0 <SEP> - <SEP> 1.0- <SEP> 0.01 <SEP> 0.98 <SEP> 0.44 <SEP> 0,
1 <SEP> 0.03 <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> - <SEP>
<tb> C4H2 <SEP> 4.0 <SEP> - <SEP> 4.0 <SEP> - <SEP> 0.01 <SEP> 0.05 <SEP> 4.00 <SEP> 0.04 <SEP > 3.96 <SEP> - <SEP> 3.96 <SEP> - <SEP> - <SEP> 3.96 <SEP> - <SEP>
<tb> C4H4 <SEP> 1.0 <SEP> - <SEP> 1.0 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.87 <SEP> 0.15 <SEP> 0.02 <SEP> 0 , 13 <SEP> - <SEP> 0.13 <SEP> - <SEP> - <SEP> 20.75 <SEP> - <SEP>
<tb> H2O <SEP> 4.3 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.30 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP > 4.30 <SEP> 16.45 <SEP> - <SEP> 20.75 <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI11.5
DMF - 4.3 - = - 4-, 30, 23, M 0 o 23.65 0 o 23.62 2.J.i 33.42 O, O. 39
EMI11.6
<tb> Total <SEP> 929.9 <SEP> 4.3 <SEP> 9 $$, 4 $ <SEP> 8.72 <SEP> 25.88 <SEP> 985.43 <SEP> 30.00 < SEP> 1.07 <SEP> 28.93 <SEP> 5.5 <SEP> 43.15 <SEP> 16.45 <SEP> 157.40 <SEP> 183.61 <SEP> 33.39
<tb>