Procédé pour la séparation de composants gazeux
Priorité de trois demandes de brevet déposées aux Etats-Unis d'Amérique le 2 mai 1975 sous le n[deg.] 574 182 et le 1 mars 1976 sous les n[deg.]s 662 792 et 662 793 toutes trois au nom de
D.S. BOSNIACK
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La présente invention concerne la séparation de gaz et, plus particulièrement, l'enlèvement de composés gazeux du soufre
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Il existe de nombreux cas qui exigent la séparation du gaz sulfhydrique (sulfure d'hydrogène), des oxydes de soufre, des oxydes d'azote et d'autres composants similaires à partir d'autres gaz. Dans certains cas, un ou plusieurs composés de ce genre peuvent être présents en des concentrations relativement élevées et peuvent être recueillis à titre de produit principal mais, dans la plupart des cas, ces composés ne sont présents qu'à des concentrations relativement faibles et sont considérés comme des éléments de contamination que l'on doit éliminer avant de pouvoir traiter les autres gaz ou les laisser s'échapper dans l'atmosphère.
Ceci est particulièrement vrai à l'heure actuelle étant donné que la majeure partie des composés renfermant du soufre et de l'azote sont considérés comme des polluants nuisibles de l'air et ne doivent pas être déchargés dans l'atmosphère. Les contaminants qui posent des problèmes particuliers sont le gaz sulfhydrique, le bioxyde d'azote et l'anhydride sulfureux. Il est souvent re-
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partir de courants gazeux contenant de l'anhydride carbonique.
On connaît de nombreux procédés industriels qui utilisent des solvants organiques complexes comme absorbants pouvant servir à soutirer le gaz sulfhydrique et d'autres gaz acides à partir de courants gazeux naturels, de raffinerie ou de synthèse.
Tous ces procédés présentent en général des inconvénients sérieux. Le solvant servant à absorber les impuretés gazeuses peut être coûteux, peut n'avoir de l'affinité que pour un petit nombre d'agents de contamination, peut posséder un pouvoir absorbant élevé mais ne pas être sélectif en présence d'anhydride carbonique ou bien il peut avoir une forte sélectivité vis à vis de certains composés mais une capacité d'absorption insuffisante* Aucun de ces solvants, parmi ceux qui ont été proposés jusqu'à présent, ne possède l'aptitude à absorber des quantités importan- tes de gaz. sulfhydrique, d'oxydes de soufre et d'oxydes d'azote, tout en conservant une haute sélectivité pour les composés en question en présence d'anhydride carbonique.
On remarquera également que de nombreux procédés industriels suggérés sont indésirables du fait qu'ils sont d'une complexité excessive, utilisent des équipements encombrants, nécessitent le maintien d'une haute pression et d'une basse température ou bien sont d'une mise en oeuvre trop coûteuse.
L'invention a pour objet un procédé perfectionné d'élimination ou de soutirage de composés gazeux du soufre, d'azote ou de mélanges de tels composés à partir de courants gazeux, procédé permettant de réduire de nombreuses difficultés qui s'étaient posées jusqu'à maintenant. Selon l'invention, on a trouvé qu'on peut séparer d'autres gaz les composés gazeux de soufre et d'azote, par exemple le gaz sulfhydrique, les oxydes de soufre, les oxydes d'azote et des gaz analogues, en mettant en contact ces
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de contact et en soutirant les gaz ayant une plus faible teneur en soufre et en azote. Selon la nature du courant gazeux initial, le gaz qui a été débarrassé des composés de soufre et d'azote peut être envoyé vers des installation placées en aval en vue d'un traitement complémentaire ou il peut être évacué dans l'atmosphère. Le disulfure solvant contenant les gaz absorbés peut être retiré de la zone de contact, débarrassé des gaz absorbés
et ensuite renvoyé dans la zone de contact en vue de sa réutilisation ou bien on peut l'envoyer dans une installation située en aval pour convertir ce gaz en hydrocarbures exempts de soufre par un traitement à l'hydrogène ou par un autre procédé. l'épuration peut se faire par contact du solvant avec un gaz inerte ou similaire.
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vant en contact de façon répétée avec un courant gazeux contenant du gaz sulfhydrique, des petites quantités de mercaptans et de soufre élémentaire ont tendance à se former. Ce phénomène semble résulter d'une interaction entre les molécules du disulfure dans le solvant et les molécules de gaz sulfhydrique dans le gaz. ires mercaptans peuvent être reconvertis en disulfures par traitement avec un agent oxydant en présence d'une base.
Normalement, on utilise un mélange de disulfures organiques liquides pour la mise en oeuvre du procédé mais on peut éven-
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sulfures appropriés dans des conditions relativement bon marché par l'oxydation de solutions alcalines provenant du traitement par une base de courants hydrocarbonés liquides ou gazeux renfermant des mercaptans. Outre une capacité élevée d'absorption du <EMI ID=7.1>
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longes- la durée en service des équipements de l'installation.
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titue donc un procédé simple, efficace et bon marché ayant de nombreuses applications potentielles. Selon un autre mode de mise
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le procédé de traitement ou de purification de gaz que l'on vient
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solvants organiques liquides comme milieux de réaction* lies 41sulfures organiques sont bon caréné et faciles à se procurer: ils
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cace de soufre tout en utilisent un plus faible volume de solvant. D'autre part, les qualités d'absorption du solvant permettent de combiner le stade réactionnel avec un stade de traitement du gaz
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teux de production de soufre élémentaire avec une purification simultané* des courants gazeux.
D'autres buts. caractéristiques et avantages de l'inven-
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%la figure 1 est un schéma général d'un procédé de purification de gaz selon l'invention et
%la figure 2 est un schéma général d'un procédé de produc-
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dride sulfureux, avec une purification simultanée d'un courant gazeux effectuée selon l'invention*
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gaz suif hydrique, de l'anhydride sulfureux, du bioxyde 4' azote et de composés analogues, est introduit par une conduite 11 dans
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conque naturel ou provenant d'un procédé industriel et contenant une ou plusieurs impuretés renfermant du soufre ou de l'azote.
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soumettre à des traitements ultérieurs; le gaz d'alimentation
peut également être un gaz d'échappement ou des fumées contenant des polluants de l'atmosphère sous forme d'oxydes d'azote et de soufre qu'il s'agit d'éliminer avant de laisser le gaz s'échap.Par dans l'atmosphère; le gaz d'alimentation peut également être
un courant gazeux provenant d'une raffinerie ou d'une usine chimique et peut alors contenir du gaz sulfhydrique, de l'anhydride
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fre ou de l'azote provenant du traitement ou de la conversion des ! hydrocarbures ou d'autres charges; le courant gazeux peut égale- ment être un courant acide de gaz naturel contenant des impuretés
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fure de carbone, le méthyl-meroaptan, le gaz cyanhydrique, etc.
On introduit le gaz d'alimentation dans le fond du récipleut de contact 12 et il progresse de bas en haut à travers la cône de contact où il vient en contact avec un courant descendant
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Eventuellement, la zone de contact peut être munie d'ajutages pulvérisateurs, de plaques perforées, de plateaux de barbotage,
de garnissages ou d'autres moyens aptes à promouvoir un contact intime entre le gaz et le liquide* Pendant que le gaz d'alimentation monte à travers la zone de contact, les impuretés contenant du soufre et de l'azote et qui étaient initialement présentes
dans le courant d'alimentation sont absorbées par le solvant, qui
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sort du récipient par une conduite 15 et peut être envoyé dans l'atmosphère ou transféré à d'autres installations en aval en vue d'un traitement supplémentaire,
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grande capacité absorbante et d'une meilleure sélectivité que tous les solvants utilisés à l'heure actuelle dans l'industrie
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ses* Cependant/ il existe quelques indications qui peuvent faire penser que cette capacité absorbante n'est pas uniquement due à
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ses.
le solvant est normalement un mélange de disait ures organiques liquides mais on peut utiliser également un disulfure pur,
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celles-ci peuvent avoir tendance à réagir avec les éléments de contamination dans le gaz en cours de traitement. On préfère donc
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saturées sauf en ce qui concerne les liaisons qu'on trouve dans la partie aromatique des radicaux, comme par exemple s (1) les
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pes
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viron 1 à 12 atomes de carbone.
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On peut préparer des solvants efficaces contenant des disulfures organiques liquides mixtes en oxydant des mercaptans à l'aide de divers agents oxydants doux tels que l'acide sulfurique ou l'oxygène atmosphérique. Une source commode et bon marché de disulfures organiques est le produit qu'on obtient en injectant de l'air dans des solutions alcalines préparées par traitement d'un liquide renfermant un mercaptan et des hydrocarbures gazeux avec une base, ce procédé ayant été décrit dans les brevets et étant donc familier aux spécialistes. les. solutions alcalines de ce genre sont fréquemment formées quand on raffine des huiles brutes et des fractions de pétrole riches en soufre.
De nombreux gaz de raffinerie contiennent des mercaptans que l'on doit éliminer avant de pouvoir poursuivre le traitement* Les mercaptans sont partiellement éliminés par le traitement des courants gazeux avec un bain de lavage alcalin, par exemple une solution d'hydroxyde de sodium. La solution alcaline de lavage extrait les mercaptans sous forme de sels alcalins ou de mercaptides. En injectant de l'air dans la solution alcaline épuisée, les mercaptides sont oxydés et forment une couche insoluble de disulfures organiques qu'on peut facilement récupérer et utiliser comme solvant de traitement de gaz. La composition réelle du solvant, en ce qui
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la répartition et des types de mercaptans qu'on trouve dans les courants gazeux de raffineries traités par un lavage alcalin, ce traitement variant de son côté d'une raffinerie à une autre et étant partiellement fonction de la nature de l'huile brute soumise au raffinage. Une analyse chimique du disulfure organique solvant obtenu par injection d'air dans une solution composite de lavage formée par combinaison des solutions alcalines épuisées, qu'on obtient dans plusieurs raffineries différentes aux Etats-
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<EMI ID=42.1> de l'air dans les solutions alcalines épuisées typiques*
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obtient par injection d'air dans une solution alcaline épuisée
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Outre les disulfures, le solvant frais peut aussi contenir des petites quantités de mercaptans n'ayant pas réagi et d'autres composés organiques mais ces produits n'influent pas notablement sur les performances du solvant.
Dans le procédé représenté sur la figure 1, on obtient avantageusement le solvant en injectant de l'air dans une solution alcaline comme expliqué plus haut et on le fait passer par
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te le solvant du réservoir par une conduite 18, une vanne 19 et
-la conduite 13 vers le récipient de mise en contact 12, selon les besoins.
%le récipient de contact qu'on utilise dans le procédé peut être d'un type quelconque pour mise en contact d'un gaz avec un liquide, par exemple une colonne d'absorption ou un laveur* Si le gaz d'alimentation est un courant gazeux exempt de matières particulaires, on préfère habituellement que le récipient de contact soit un absorbeur à garnissage ou à plateaux. Si, d'autre part, on doit purifier des fumées contenant des matières particulaires, on préfère un laveur pour que les particules soient éliminées simultanément avec les oxydes de soufre et d'azote.
On peut effectuer le procédé d'absorption sous uns pression désirée quelconque et la pression choisie dans chaque cas dépend de l'origine de la charge gazeuse.. Par exemple, si la charge gazeuse est un gaz naturel acide provenant d'un puits à gaz à <EMI ID=46.1>
récipient de contact sous une pression élevée, par exemple une pression d'environ 35 à 210 bars ou plus encore, selon la pres-
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une fumée, il est souhaitable de mettre en oeuvre ^absorption sous une pression voisine de la pression atmosphérique. Normalement, on doit maintenir la température légèrement au-dessous du
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Selon la température de la charge gazeuse, il peut être souhaitable de refroidir, ou, au contraire, de réchauffer le solvant ou la charge gazeuse avant l'injection dans le récipient de contact.
le solvant, qui contient à ce stade les gaz absorbés, est soutiré du fond du récipient de contact et est envoyé par la conduite 14 vers une zone de décantation 23. Dans cette zone, les matières particulaires qui ont pu être extraites de la charge gazeuse par l'action du solvant se déposent et sont ensuite soutirées par une conduite 24. les matières particulaires peuvent être des cendres volantes, des produits de calcination ou, dans certains cas, du soufre élémentaire provenant de la réaction du solvant avec les gaz soufrés de contamination ou de la réaction de tels gaz entre eux. Après l'élimination des matières particulaires, le solvant usé est envoyé dans une conduite 25 et une vanne
26 aboutissant à un purificateur 31 (colonne), ou bien il est envoyé dans une conduite 27, une vanne 28 et une conduite 29 pour
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traitement ou une unité analogue dans laquelle il sera converti en hydrocarbures utiles et en %50
Dans le purificateur 31, le solvant est débarrassé des contaminants gazeux absorbés. Ces contaminants sont soutirés en un courant de tête à travers une conduite 33 et sont envoyés vers des installations en aval en vue d'un traitement supplémentaire. Le solvant purifié quitte le purificateur 31 par une conduite 34 et revient dans le récipient 12 à travers une vanne 35 et des con-
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un gaz inerte de purification, tel que l'azote, dans le fond du purificateur et en laissant ce gaz ascendant venir en contact avec le solvant qui s'écoule de haut en bas. Etant donné que l'eau.
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mentaire, il convient normalement d'éviter l'emploi de la vapeur d'eau en qualité de gaz de purification à moins de sécher le sol- <EMI ID=52.1>
:Des études ont montré que, quand on met en contact le di-
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drique qui est lui-même oxydé en soufre élémentaire conformément à l'éouation
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De toute évidence, le soufre élémentaire est susceptible de se dissoudre à un certain degré dans le disulfure solvant*
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Pour cela, on peut oxyder les mercaptans en présence d'une base. Au lieu de recycler le solvant qui sort du purificateur par la conduite 34 directement au oontaoteur, on peut fermer les vannes
35 et 40, ouvrir la vanne 41 et envoyer le solvant par la conduite 29 vers une conduite 42 dans laquelle il est Mélangé avec une
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base est une solution alcaline de lavage constituée d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium ou d'un composé analogue pou-
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une densité plus faible que la solution alcaline épuisés et, par voie de conséquence, la solution alcaline osée contenant les mer-
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une couche supérieure plus légère. Après séparation des deux phases liquides dans le tambour, les disulfures sont admis dans les conduites 45 et 46 et peuvent revenir dans le récipient de con-
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les meroaptides passent par une conduite 47 aboutissant au sommet
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un gaz contenant de l'oxygène, avantageusement de l'aire par une conduite 49 et ce gaz remonte en traversant la solution alcaline
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ne sort ensuite du régénérateur par une conduite 50 et peut être ensuite mis à l'atmosphère ou dirigé vers des unités installées
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rateur utilisé dans ce procédé peut Store un récipient de contact d'un liquide avec un gaz d'un type quelconque, contenant suffisamment d'aménagements internes pour permettre un contact assez ef-
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courant gazeux ascendant.
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te 51 aboutissant à un tambour de décantation 52 dans lequel les disulfures reconstitués plus légers forment une phase liquide supérieure alors que la solution alcaline de lavage forme une phase
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véhiculée dans une conduite 53 pour aboutir à la conduite 44 assurant le réapprovisionnement pour le traitement du produit de
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tambour 52 par les conduites 54 et 46 et sont alors recyclés dans le récipient de contact à travers la vanne 55 et les conduites 56 et 13 ou bion ils sont renvoyés dans le réservoir 17 de
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fures peut se faire par des techniques autres que celle qui vient d'être décrite. Ainsi, le prétraitement du produit de queue du <EMI ID=68.1>
purificateur par une solution alcaline de lavage et l'utilisation d'un tambour de décantation 43 ne sont pas indispensables. On peut effectuer la conversion par un simple contact du produit de
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gène et on pourrait utiliser des oxydants très variés tels que des perboratss, l'acide sulfurique"
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tant qu'absorbant après son passage entre le récipient de contact et l'épurateur ou régénérateur un grand nombre de fois* Quand il en est ainsi, 9 il peut devenir souhaitable de remplacer le solvant
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et 41, on soutire le solvant du fond du purificateur par la conduite 34 et on le transfère par la conduite 29 et la vanne 40 dans un appareil d'hydrotraitement (non représente) dans lequel
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servoir 17 par la conduite 18, la vanne 19 et la conduite 13 dans le récipient de contact 12,
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tenant des composés gazeux de soufre, d'azote ou des mélanges de tels composés à l'état gazeux est mis en contact avea un solvant renfermant des disulfures organiques liquides, isolément ou en combinaison avec un ou plusieurs autres solvants ou absorbants
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la condition que les composants du mélange soient compatibles entre eux. Par exemple, il n'est pas indispensable que le solvant Boit introduit continuellement et soutiré de façon permanente du récipient de contact comme représenté sur le dessin. On peut effectuer la mise en contact sous forme d'un procédé discontinu, conformément auquel le solvant reste dans le récipient de contact pendant que la charge gazeuse est envoyée de bas en haut à tra-
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selon l'invention en l'absence d'un purificateur ou régénérateur bien que, pour des raisons d'économie, il soit recommandé d'utiliser l'un de ceux-ci ou même les'douze On peut isoler l'épurateur <EMI ID=76.1>
et on envoie le solvant en continu par les conduites 18 et 13 aboutissant dans le sommet du récipient de contact 12. Etant don-
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la zone de décantation 23 par la conduite 25 est alors envoyé dams la conduite 27, la vanne 28, la conduite 29 et la vanne 40 pour
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Dans le procède représenté sur la figure 2, une charge gazeuse devant être purifiée par l'élimination du gaz au!* hydrique et de l'anhydride sulfureux est admise par une conduite 111 dans une zone de contact au sein, d'un absorbeur ou d'un récipient analogue 112. La charge gazeuse peut être un quelconque gaz naturel ou effluent gazeux d'un procédé industriel contenant du gaz sul-
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%la charge gazeuse est admise dans le .fond du récipient 112 et remonte à travers la zone de contact où elle vient en contact avec un courant descendant de solvant admis dans le sommet du ré-
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peut comporter des ajutages pulvérisateurs, des plaques perforées, des plateaux à coupelles de barbotage, un garnissage ou d'autres moyens capables de favoriser le contact intime entre un gaz ot un liquide, Alors que la charge gazeuse monte à travers la zone de contact, l'anhydride sulfureux ou le gaz sulfhydrique initialement présent dans cette charge est absorbé dans le solvant qui
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récipient par une conduite 115 et peut être évacué dans l'atmosphère ou transféré à des unités en aval en vue d'un traitement supplémentaire.
Le solvant servant à absorber les impuretés gazeuses dans
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tion à la fois de l'anhydride sulfureux et du gaz suif hydrique , mais ils constituent également un excellent milieu de réaction pour la conversion du gaz sulfhydrique en soufre élémentaire par oxydation avec l'anhydride sulfureux. Ces deux propriétés combinées des disulfures organiques permettent de les utiliser pour l'élaboration d'un procédé intégré efficace de purification d'un courant gazeux contenant de l'anhydride sulfureux ou du gaz sulfhydrique, tout en produisant du neutre élémentaire.
Dans le procédé représenté sur la figure 2, on envoie le solvant (de préférence formé par injection d'air dans une solutien alcaline comme précédemment explique) par une conduite 116
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par une conduite 118, une vanne 119 et la conduite 113 vers le récipient de contact 112 à mesure des besoins.
La nature du récipient de contact utilisé dans le procédé ainsi que les conditions de pression et de température pendant l'absorption sont les mêmes que celles qui ont été décrites à propos de la figure 1.
On préfère normalement régler le débit du solvant vers le récipient de contact 112 de manière que la totalité du gaz sulfbydrique ou de l'anhydride sulfureux dans la charge gazeuse soit absorbée et que le gaz sortant par la conduite 115 soit pratiquement exempt de contaminants soufrés. Le solvant qui sort du récipient de contact est envoyé par une conduite 114 vers un ré-
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Dans le réacteur, le disulfure solvant sert de milieu de réaction dans lequel le gaz sulfhydrique et l'anhydride sulfureux
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à partir de la charge gazeuse admise dans le récipient de contact
112 et sera présent dans le solvant admis dans le réacteur 120 par la conduite 114. L'autre réactif est injecté dans le fond du réacteur 120 par une conduite 121 et remonte en traversant le solvant qui s'écoule vers le bas. Si la charge gazeuse admise dans le récipient 112 contient du gaz sulfhydrique, le gaz injecté dans le réacteur par la conduite 121 est l'anhydride sulfureux
ou un gaz contenant de l'anhydride sulfureux. Au contraire, si la charge contient de l'anhydride sulfureux, le gaz injecté est le gaz sulfhydrique ou un gaz le contenant.
Si le réactif gazeux injecté dans le réacteur par la conduite 121 est un mélange gazeux, les autres gaz doivent être insolubles ou seulement très peu solubles dans le solvant. Le disul-. fure solvant ne possède que très peu d'affinité vis-à-vis de l'a-
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de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane, de l'éthane, du propane, de l'éthylène, etc. En conséquences ces gaz vont traverser le solvant pour arriver dans la conduite 124 et peuvent ensuite être évacués à l'atmosphère ou transférés à des unités situées en aval en vue d'un traitement supplémentaire. Le solvant possède une affinité élevée pour la plupart de composés contenant du soufre et de l'azote et il peut être souhaitable d'éviter l'injection d'oxydes de soufre autres que l'anhydride sulfureux, d'oxydes d'azote et de substances analogues dans le réacteur.
Le réacteur utilisé peut être un récipient quelconque permettant le contact entre un gaz et un liquide et il doit comporter un nombre suffisant d'aménagements internes pour assurer un contact assez efficace entre le courant descendant de solvant et le courant gazeux ascendant, mais le réacteur ne doit pas être conçu de manière à être facilement encrassé par les particules
de soufre. On peut effectuer la réaction sous une pression désirée quelconque. On doit normalement maintenir la température légèrement au-dessous du point d'ébullition initial du solvant à la pression opératoire. Il peut être avantageux, si possible, de faire fonctionner ce réacteur sensiblement dans les mémos conditions que le récipient de contact 112. Il peut être recommandé d'effectuer la réaction à une température suffisamment; inférieure au point de fusion du soufre de sorte que le soufre produit est sous forme solide, qu'il est facile de séparer du milieu de réaction solvant.-
On soutire du réacteur le milieu de réaction solvant et
le soufre formé par la conduite 122 et on les envoie dans un filtre rotatif ou un dispositif analogue 123 d'où les particules de soufre sont retirées à titre de produit par la conduite 126. Le solvant ne contenant pratiquement plus de soufre élémentaire est soutiré du filtre par une conduite 125. Etant donné que le solvant libère à la fois le gaz sulfhydrique et l'anhydride sulfureux absorbés pour alimenter la réaction de production de soufra dans le réacteur, le solvant sortant du filtre rotatif 123 ne contient pratiquement plus de substances de ce type et on peut donc le réutiliser pour le traitement de gaz en le recyclant pour cela dans le récipient de contact 112 par la conduite 127, la vanne
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Si l'on effectue la réaction de formation du soufre à une température supérieure au point de fusion du soufre, l'effluent du réacteur comporte deux phases liquides. Dans ce cas, on peut récupérer le soufre en laissant les phases liquides se séparer l'une de l'autre dans une zone de décantation et en soutirant le soufre liquide. On peut alors recycler le solvant au récipient de contact.
On a déjà dit qu'une certaine quantité de mercaptans et de soufre élémentaire se forme lors d'une mise en contact prolongée
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que,
Si la concentration des mercaptans devient excessive, il peut être avantageux de régénérer le solvant en reconvertissant
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le solvant filtré de la conduite 125 vers une conduite 130 et une vanne 129 pour arriver dans un régénérateur ou un récipient ana-
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avec un agent oxydant en présence d'une base. Par ce moyen, on convertit les mercaptans contenus dans le solvant en sels ou nercaptides que l'on oxyde pour obtenir des disulfures reconstitués. On peut recycler alors les disulfures reconstitués au réservoir
117 ou au récipient de contact 112.
Le disulfure solvant peut avoir tendance à perdre une partie de son efficacité aussi bien comme absorbant que comme milieu de réaction après de nombreux passages dans le circuit représenté sur la figure 2. Quand il en est ainsi, il devient nécessaire de remplacer le solvant usé par du solvant frais. Pour réaliser cette opération, on ferme la vanne 128 et on envoie le solvant filtré par la conduite 130 et la vanne 129 dans un appareil d'hydrotraitement (non représenté sur la figure 2) où le solvant usé peut subir un hydrotraitement classique pour être converti en hydrocarbures utiles et gaz sulfhydrique. On remplace alors le solvant
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conduite 118, la soupape 119 et la conduite 113 vers le récipient de contact 112.
Il va de soi que le procédé selon l'invention est applicable à tous les procédés dans lesquels on fait réagir du gaz sulfhydrique avec de l'anhydride sulfureux pour former du soufre élémentaire en présence d'un disulfure organique liquide en qualité de milieu de réaction. Par exemple, une variante possible consiste en une injection simultanée de gaz sulfhydrique et d'anhydride sulfureux gazeux dans une zone de réaction contenant un disulfure organique solvant. Une autre possibilité consiste à combiner la production du soufre avec une purification simultanée d'un gaz contenant du gaz sulfhydrique et d'un gaz contenant de l'anhydride sulfureux.
On peut effectuer une telle opération comme suit: on traite un gaz contenant du gaz sulfhydrique avec un disulfure solvant dans une première zone de contact pendant qu'un gaz contenant de l'anhydride sulfureux est traité par une autre portion du même disulfure solvant dans une seconde zone de contact. On combine les affluents de solvant des deux zones de contact au sein d'une zone de réaction dans laquelle le gaz sulfhydrique absorbé réagit avec l'anhydride sulfureux absorbé pour donner du soufre élémentaire*
Les tenants et les aboutissants de l'invention sont mieux mis en évidence à l'examen des résultats d'essais de laboratoire qu'on effectue dans un mélange de disulfures organiques liquides. Pour tester l'efficacité d'un disulfure solvant, on place 100 g d'un solvant ayant une composition similaire à celle indiquée
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lure plastique munie d'un tube diffuseur en verre de qualité grossière, qu'on plonge dans le solvant. On injecte un excès de
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passer de l'azote à travers le solvant et on mesure sa solubilité 'aux trois températures indiquées. les résultats de ces essais sont donnés dans le tableau II.
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avec les résultats de solubilité pour divers autres solvants qu'on obtient dans la littérature spécialisée* <EMI ID=100.1>
choisis_____________________________
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(1) - Les résultats de solubilité pour le disulfure organique
sont les menés, mais convertis en d'autres unités. que ceux qui ont été mesurés expérimentalement et indiqués
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(2) - La composition du disulfure organique est la même que dans
le tableau I
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nique solvant est d'un caractère très universel en ce cens qu'il
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à celle de la plupart des autres solvants qu'on utilise pour. l'absorption de %Sa Le tableau montre également que la sélecti- <EMI ID=106.1>
tres solvants énumérés*
Des essais analogues à ceux qui ont été écrits précédemcent sont également effectués pour comparer les performances du
<EMI ID=107.1>
<EMI ID=108.1>
<EMI ID=109.1>
s'agit d'un inconvénient d'importance majeure concernant l'utili-
<EMI ID=110.1> <EMI ID=111.1>
vants ou absorbants pour obtenir des agents mixtes de traitement ayant des propriétés particulières, ou pour d'autres actifs,
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
de traitement de gaz industriels, procédé qui est applicable à des gas renfermant des Impuretés très variées et faisant preuve
<EMI ID=114.1>
moins encombrant que la plupart des procédés connus à l'heure actuelle.
<EMI ID=115.1>
REVENDICATIONS
1. Procédé pour séparer un composant gazeux choisi parmi les composés gazeux de soufre, d'azote et leurs mélanges, à partir d'un mélange de gaz renfermant ledit composant gazeux en combinaison avec au moins un autre gaz, caractérisé en ce qu'on met en contact ledit mélange de gaz avec un solvant organique liquide au sein d'une zone de contact, ce solvant comprenant au moins un
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sentent chacun un radical aliphatique à chaîne droite ou ramifiée d'environ 1 à 15 atomes de carbone, un radical cycloaliphatique d'environ 3 à 20 atomes de carbone, un radical aryle d'environ 6 à 42 atomes de carbone ou leurs mélanges; et à séparer de la zone de contact le gaz qui a été débarrassé dudit composant gazeux.
Process for the separation of gaseous components
Priority of three patent applications filed in the United States of America on May 2, 1975 under n [deg.] 574,182 and on March 1, 1976 under n [deg.] S 662,792 and 662,793 all three in the name of
D.S. BOSNIACK
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to gas separation and, more particularly, to the removal of gaseous sulfur compounds.
<EMI ID = 2.1>
There are many cases which require the separation of hydrogen sulfide gas (hydrogen sulfide), sulfur oxides, nitrogen oxides and other similar components from other gases. In some cases one or more such compounds may be present in relatively high concentrations and may be collected as the main product, but in most cases these compounds are only present in relatively low concentrations and are considered to be contaminants which must be eliminated before the other gases can be treated or allowed to escape into the atmosphere.
This is particularly true today since the bulk of sulfur and nitrogen containing compounds are considered harmful air pollutants and should not be released into the atmosphere. Contaminants which pose particular problems are hydrogen sulphide, nitrogen dioxide and sulfur dioxide. It is often re-
<EMI ID = 3.1>
from gas streams containing carbon dioxide.
Numerous industrial processes are known which use complex organic solvents as absorbents which can be used to withdraw hydrogen sulphide and other acid gases from natural, refinery or synthetic gas streams.
All of these methods generally have serious drawbacks. The solvent for absorbing gaseous impurities may be expensive, may have affinity for only a small number of contaminants, may have high absorbency but not be selective in the presence of carbon dioxide, or it can have a high selectivity with respect to certain compounds but an insufficient absorption capacity * None of these solvents, among those which have been proposed so far, has the capacity to absorb large quantities of gas . hydrogen sulphide, sulfur oxides and nitrogen oxides, while maintaining a high selectivity for the compounds in question in the presence of carbon dioxide.
It will also be appreciated that many suggested industrial processes are undesirable because they are excessively complex, use cumbersome equipment, require the maintenance of high pressure and low temperature, or are ineffective. too expensive work.
The subject of the invention is an improved process for removing or withdrawing gaseous compounds of sulfur, nitrogen or mixtures of such compounds from gaseous streams, a process making it possible to reduce many difficulties which had arisen until then. now. According to the invention, it has been found that gaseous compounds of sulfur and nitrogen, for example hydrogen sulphide gas, sulfur oxides, nitrogen oxides and the like, can be separated from other gases by putting in contact these
<EMI ID = 4.1>
contact and withdrawing gases with lower sulfur and nitrogen content. Depending on the nature of the initial gas stream, the gas which has been freed of the sulfur and nitrogen compounds can be sent to installations placed downstream for further treatment or it can be discharged into the atmosphere. The disulfide solvent containing the absorbed gases can be removed from the contact area, freed from the absorbed gases
and then returned to the contact zone for reuse or can be sent to a downstream facility to convert this gas to sulfur-free hydrocarbons by hydrogen treatment or other process. the purification can be carried out by contact of the solvent with an inert gas or the like.
<EMI ID = 5.1>
By repeatedly contacting a gas stream containing hydrogen sulphide, small amounts of mercaptans and elemental sulfur tend to be formed. This phenomenon appears to result from an interaction between the disulfide molecules in the solvent and the hydrogen sulfide gas molecules in the gas. These mercaptans can be converted back to disulfides by treatment with an oxidizing agent in the presence of a base.
Normally, a mixture of liquid organic disulfides is used for carrying out the process, but it is possible to
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suitable sulphides under relatively inexpensive conditions by the oxidation of alkaline solutions resulting from the base treatment of liquid or gaseous hydrocarbon streams containing mercaptans. Besides a high absorption capacity of <EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
longes- the service life of the equipment in the installation.
<EMI ID = 9.1>
therefore results in a simple, efficient and inexpensive process with many potential applications. According to another mode of setting
<EMI ID = 10.1> <EMI ID = 11.1>
the gas treatment or purification process that we come from
<EMI ID = 12.1>
liquid organic solvents as reaction media * organic sulphides are good streamlined and easy to obtain: they
<EMI ID = 13.1>
sulfur while using a lower volume of solvent. On the other hand, the absorption qualities of the solvent make it possible to combine the reaction stage with a gas treatment stage.
<EMI ID = 14.1>
elemental sulfur production plants with simultaneous purification * of the gas streams.
Other goals. characteristics and advantages of the invention
<EMI ID = 15.1>
% Figure 1 is a general diagram of a gas purification process according to the invention and
% Figure 2 is a general diagram of a production process
<EMI ID = 16.1>
sulphurous dride, with simultaneous purification of a gas stream carried out according to the invention *
<EMI ID = 17.1>
hydric tallow gas, sulfur dioxide, nitrogen dioxide 4 'and similar compounds, is introduced through line 11 into
<EMI ID = 18.1> <EMI ID = 19.1>
conch natural or resulting from an industrial process and containing one or more impurities containing sulfur or nitrogen.
<EMI ID = 20.1>
subject to further processing; feed gas
can also be an exhaust gas or fumes containing pollutants of the atmosphere in the form of oxides of nitrogen and sulfur which must be eliminated before allowing the gas to escape. 'atmosphere; the feed gas can also be
a gas stream coming from a refinery or a chemical plant and can then contain hydrogen sulphide, anhydride
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
fre or nitrogen from the treatment or conversion of! hydrocarbons or other charges; the gas stream may also be an acid stream of natural gas containing impurities
<EMI ID = 23.1>
carbon fure, methyl-meroaptan, hydrocyanic gas, etc.
The feed gas is introduced into the bottom of the contact container 12 and it progresses from bottom to top through the contact cone where it comes into contact with a descending current.
<EMI ID = 24.1>
Optionally, the contact zone can be provided with spray nozzles, perforated plates, bubbling trays,
packings or other means suitable to promote intimate contact between gas and liquid * As the feed gas rises through the contact zone, impurities containing sulfur and nitrogen which were initially present
in the feed stream are absorbed by the solvent, which
<EMI ID = 25.1>
leaves the container through a pipe 15 and can be sent to the atmosphere or transferred to other downstream installations for further treatment,
<EMI ID = 26.1> <EMI ID = 27.1>
high absorbent capacity and better selectivity than all solvents currently used in industry
<EMI ID = 28.1>
its * However / there are some indications that may suggest that this absorbent capacity is not solely due to
<EMI ID = 29.1>
his.
the solvent is normally a mixture of liquid organic said ures but it is also possible to use a pure disulfide,
<EMI ID = 30.1> or (4) mixed radicals from synthetic or natural materials such as tallow, coconut oil, soybean oil and
<EMI ID = 31.1>
these may have a tendency to react with the contaminants in the gas being processed. We therefore prefer
<EMI ID = 32.1>
saturated except for the bonds found in the aromatic part of radicals, such as for example s (1)
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
pes
<EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
about 1 to 12 carbon atoms.
<EMI ID = 38.1> <EMI ID = 39.1>
Effective solvents containing mixed liquid organic disulfides can be prepared by oxidizing mercaptans with various mild oxidizing agents such as sulfuric acid or atmospheric oxygen. A convenient and inexpensive source of organic disulfides is the product obtained by injecting air into alkaline solutions prepared by treating a liquid containing a mercaptan and gaseous hydrocarbons with a base, this process having been described in patents and thus being familiar to specialists. the. Alkaline solutions of this kind are frequently formed when refining crude oils and petroleum fractions rich in sulfur.
Many refinery gases contain mercaptans which must be removed before processing can be continued. Mercaptans are partially removed by treating the gas streams with an alkaline scrubbing bath, for example sodium hydroxide solution. The alkaline wash solution extracts the mercaptans in the form of alkali salts or mercaptides. By injecting air into the spent alkaline solution, the mercaptides are oxidized and form an insoluble layer of organic disulfides which can be easily recovered and used as a gas treatment solvent. The actual composition of the solvent, in terms of
<EMI ID = 40.1>
the distribution and types of mercaptans found in the gas streams of refineries treated by alkaline washing, this treatment varying from one refinery to another and being partially a function of the nature of the crude oil subjected to the refining. A chemical analysis of the organic disulfide solvent obtained by injecting air into a composite washing solution formed by combining the spent alkaline solutions, obtained in several different refineries in the United States.
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1> of air in typical spent alkaline solutions *
<EMI ID = 43.1>
obtained by injecting air into a spent alkaline solution
<EMI ID = 44.1>
Besides the disulfides, the fresh solvent may also contain small amounts of unreacted mercaptans and other organic compounds, but these products do not significantly affect the performance of the solvent.
In the process shown in Figure 1, the solvent is advantageously obtained by injecting air into an alkaline solution as explained above and it is passed through
<EMI ID = 45.1>
the solvent from the reservoir via a pipe 18, a valve 19 and
the pipe 13 to the contacting container 12, as needed.
% the contact vessel used in the process can be of any type for contacting a gas with a liquid, for example an absorption column or a scrubber * If the feed gas is a A particulate free gas stream, it is usually preferred that the contact vessel be a packed or tray absorber. If, on the other hand, flue gases containing particulate matter are to be purified, a scrubber is preferred so that the particles are removed simultaneously with the oxides of sulfur and nitrogen.
The absorption process can be carried out under any desired pressure and the pressure chosen in each case depends on the origin of the gas feed. For example, if the gas feed is an acidic natural gas from a gas well. at <EMI ID = 46.1>
contact container under high pressure, for example a pressure of about 35 to 210 bar or more, depending on the pressure
<EMI ID = 47.1>
smoke, it is desirable to carry out absorption at a pressure close to atmospheric pressure. Normally, the temperature should be kept slightly below the
<EMI ID = 48.1>
Depending on the temperature of the gas feed, it may be desirable to cool, or, on the contrary, to heat the solvent or the gas feed before injection into the contact vessel.
the solvent, which at this stage contains the absorbed gases, is withdrawn from the bottom of the contact vessel and is sent through line 14 to a settling zone 23. In this zone, the particulate matter which may have been extracted from the gas charge by the action of the solvent are deposited and are then withdrawn through a line 24. the particulate matter can be fly ash, calcination products or, in some cases, elemental sulfur resulting from the reaction of the solvent with the sulfur gases of contamination or reaction of such gases with each other. After removal of the particulate matter, the spent solvent is sent to a line 25 and a valve.
26 leading to a purifier 31 (column), or else it is sent through a line 27, a valve 28 and a line 29 for
<EMI ID = 49.1>
treatment or similar unit in which it will be converted into useful hydrocarbons and in% 50
In the purifier 31, the solvent is freed from absorbed gaseous contaminants. These contaminants are withdrawn in an overhead stream through line 33 and sent to downstream facilities for further processing. The purified solvent leaves purifier 31 through line 34 and returns to vessel 12 through valve 35 and valves.
<EMI ID = 50.1>
an inert purifying gas, such as nitrogen, in the bottom of the purifier and allowing this rising gas to come into contact with the solvent which flows from top to bottom. Since the water.
<EMI ID = 51.1>
However, the use of water vapor as a purification gas should normally be avoided unless the soil is dried - <EMI ID = 52.1>
: Studies have shown that when the di-
<EMI ID = 53.1>
drique which is itself oxidized to elemental sulfur in accordance with the ouation
<EMI ID = 54.1>
Obviously, elemental sulfur is likely to dissolve to some degree in the disulfide solvent *
<EMI ID = 55.1>
For this, the mercaptans can be oxidized in the presence of a base. Instead of recycling the solvent that leaves the purifier through line 34 directly to the motor, the valves can be closed.
35 and 40, open the valve 41 and send the solvent through line 29 to a line 42 in which it is Mixed with a
<EMI ID = 56.1>
base is an alkaline washing solution consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide or a similar compound for
<EMI ID = 57.1>
a lower density than the depleted alkaline solution and, consequently, the daring alkaline solution containing the mer-
<EMI ID = 58.1>
a lighter top layer. After separation of the two liquid phases in the drum, the disulfides are admitted into lines 45 and 46 and can return to the con- taining vessel.
<EMI ID = 59.1>
meroaptids go through pipe 47 ending at the top
<EMI ID = 60.1>
a gas containing oxygen, preferably air via a pipe 49 and this gas rises by passing through the alkaline solution
<EMI ID = 61.1>
then leaves the regenerator through a line 50 and can then be vented to atmosphere or directed to installed units
<EMI ID = 62.1>
The rator used in this process may store a container for contacting a liquid with a gas of any type, containing sufficient internal arrangements to permit sufficiently effective contact.
<EMI ID = 63.1>
ascending gas stream.
<EMI ID = 64.1>
te 51 resulting in a settling drum 52 in which the reconstituted lighter disulfides form an upper liquid phase while the alkaline washing solution forms a phase
<EMI ID = 65.1>
conveyed in a pipe 53 to end in the pipe 44 ensuring the replenishment for the treatment of the product of
<EMI ID = 66.1>
drum 52 through lines 54 and 46 and are then recycled into the contact container through valve 55 and lines 56 and 13 or bion they are returned to tank 17 from
<EMI ID = 67.1>
fures can be done by techniques other than that which has just been described. Thus, the pretreatment of the tail product of <EMI ID = 68.1>
purifier with an alkaline washing solution and the use of a settling drum 43 are not essential. The conversion can be carried out by a simple contact of the product of
<EMI ID = 69.1>
gene and one could use very varied oxidants such as perborates, sulfuric acid "
<EMI ID = 70.1>
as an absorbent after passing between the contact vessel and the scrubber or regenerator a large number of times * When this is the case, it may become desirable to replace the solvent
<EMI ID = 71.1>
and 41, the solvent is withdrawn from the bottom of the purifier through line 34 and transferred through line 29 and valve 40 into a hydrotreatment apparatus (not shown) in which
<EMI ID = 72.1>
tank 17 via line 18, valve 19 and line 13 in contact vessel 12,
<EMI ID = 73.1>
holding gaseous compounds of sulfur, nitrogen or mixtures of such compounds in the gaseous state is brought into contact with a solvent containing liquid organic disulfides, singly or in combination with one or more other solvents or absorbents
<EMI ID = 74.1>
the condition that the components of the mixture are compatible with each other. For example, it is not essential that the solvent be continuously introduced and withdrawn permanently from the contact vessel as shown in the drawing. The contacting can be carried out as a batch process, whereby the solvent remains in the contact vessel while the gas feed is passed from bottom to top through.
<EMI ID = 75.1>
according to the invention in the absence of a purifier or regenerator although, for reasons of economy, it is recommended to use one of these or even all of them. The purifier can be isolated <EMI ID = 76.1>
and the solvent is sent continuously through lines 18 and 13 terminating in the top of the contact vessel 12. Given that
<EMI ID = 77.1>
the settling zone 23 via line 25 is then sent to line 27, valve 28, line 29 and valve 40 for
<EMI ID = 78.1>
In the process shown in Figure 2, a gaseous feed to be purified by removing the water gas and sulfur dioxide is admitted through line 111 into a contact zone within, an absorber or a similar vessel 112. The gas feed may be any natural gas or gaseous effluent from an industrial process containing sulfur gas.
<EMI ID = 79.1>
% the gaseous charge is admitted into the bottom of the container 112 and rises through the contact zone where it comes into contact with a descending stream of solvent admitted into the top of the re-
<EMI ID = 80.1>
may include spray nozzles, perforated plates, bubble cup trays, packing or other means capable of promoting intimate contact between gas and liquid, As the gas charge rises through the contact zone, sulfur dioxide or hydrogen sulphide gas initially present in this charge is absorbed in the solvent which
<EMI ID = 81.1>
container through line 115 and may be vented to atmosphere or transferred to downstream units for further processing.
The solvent used to absorb gaseous impurities in
<EMI ID = 82.1>
tion of both sulfur dioxide and hydric tallow gas, but they also constitute an excellent reaction medium for the conversion of hydrogen sulfide gas to elemental sulfur by oxidation with sulfur dioxide. These two combined properties of organic disulphides allow them to be used for the development of an efficient integrated process for the purification of a gas stream containing sulfur dioxide or hydrogen sulphide gas, while producing elemental neutral.
In the process represented in FIG. 2, the solvent (preferably formed by injecting air into an alkaline solutian as explained above) is sent via a pipe 116
<EMI ID = 83.1>
via a line 118, a valve 119 and the line 113 to the contact container 112 as required.
The nature of the contact vessel used in the process as well as the pressure and temperature conditions during absorption are the same as those described in connection with Figure 1.
It is normally preferred to control the flow of the solvent to contact vessel 112 so that all of the hydrogen sulfide gas or sulfur dioxide in the gas feed is absorbed and the gas exiting through line 115 is substantially free of sulfur contaminants. The solvent which leaves the contact vessel is sent through a line 114 to a re-
<EMI ID = 84.1>
In the reactor, the solvent disulfide serves as a reaction medium in which hydrogen sulfide gas and sulfur dioxide
<EMI ID = 85.1>
from the gas charge admitted into the contact receptacle
112 and will be present in the solvent admitted into the reactor 120 through line 114. The other reagent is injected into the bottom of reactor 120 through line 121 and rises through the solvent which flows downwards. If the gaseous charge admitted into the receptacle 112 contains hydrogen sulphide gas, the gas injected into the reactor via line 121 is sulfur dioxide
or a gas containing sulfur dioxide. On the contrary, if the feed contains sulfur dioxide, the gas injected is hydrogen sulphide gas or a gas containing it.
If the gaseous reagent injected into the reactor via line 121 is a gaseous mixture, the other gases must be insoluble or only very slightly soluble in the solvent. The disul-. fure solvent has very little affinity towards a-
<EMI ID = 86.1>
carbon monoxide, hydrogen, methane, ethane, propane, ethylene, etc. As a result, these gases will pass through the solvent to arrive in line 124 and can then be evacuated to the atmosphere or transferred to units located downstream for additional treatment. The solvent has a high affinity for most sulfur and nitrogen containing compounds and it may be desirable to avoid the injection of sulfur oxides other than sulfur dioxide, nitrogen oxides and sulfur dioxide. similar substances in the reactor.
The reactor used can be any vessel allowing contact between a gas and a liquid and it must have a sufficient number of internal arrangements to ensure a sufficiently effective contact between the downward stream of solvent and the upward gas stream, but the reactor does not. must not be designed in such a way as to be easily fouled by particles
sulfur. The reaction can be carried out under any desired pressure. The temperature should normally be maintained slightly below the initial boiling point of the solvent at the operating pressure. It may be advantageous, if possible, to operate this reactor substantially under the same conditions as the contact vessel 112. It may be advisable to carry out the reaction at a sufficient temperature; lower than the melting point of sulfur so that the sulfur produced is in a solid form which can easily be separated from the solvent reaction medium.
The solvent reaction medium is withdrawn from the reactor and
sulfur formed through line 122 and sent to a rotary filter or similar device 123 from which the sulfur particles are removed as a product through line 126. Solvent containing virtually no elemental sulfur is withdrawn from the filter through a line 125. Since the solvent releases both the hydrogen sulphide gas and the sulfur dioxide absorbed to feed the sulfur production reaction in the reactor, the solvent leaving the rotary filter 123 contains virtually no substances of this type and can therefore be reused for the treatment of gas by recycling it for this in the contact vessel 112 via line 127, the valve
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If the sulfur formation reaction is carried out at a temperature above the melting point of sulfur, the reactor effluent has two liquid phases. In this case, the sulfur can be recovered by allowing the liquid phases to separate from each other in a settling zone and by withdrawing the liquid sulfur. The solvent can then be recycled to the contact container.
It has already been said that a certain amount of mercaptans and elemental sulfur is formed during prolonged contact.
<EMI ID = 88.1>
than,
If the concentration of mercaptans becomes excessive, it may be advantageous to regenerate the solvent by reconverting
<EMI ID = 89.1>
the solvent filtered from line 125 to line 130 and valve 129 to arrive in a regenerator or a similar vessel
<EMI ID = 90.1>
with an oxidizing agent in the presence of a base. By this means, the mercaptans contained in the solvent are converted into salts or nercaptides which are oxidized to obtain reconstituted disulfides. The reconstituted disulfides can then be recycled to the reservoir
117 or contact receptacle 112.
The disulfide solvent may tend to lose some of its effectiveness both as an absorbent and as a reaction medium after many passes through the circuit shown in Figure 2. When this is the case, it becomes necessary to replace the spent solvent with fresh solvent. To carry out this operation, valve 128 is closed and the solvent filtered through line 130 and valve 129 is sent to a hydrotreatment apparatus (not shown in FIG. 2) where the spent solvent can undergo conventional hydrotreatment to be converted. in useful hydrocarbons and hydrogen sulphide gas. The solvent is then replaced
<EMI ID = 91.1>
line 118, valve 119 and line 113 to contact vessel 112.
It goes without saying that the process according to the invention is applicable to all processes in which hydrogen sulphide gas is reacted with sulfur dioxide to form elemental sulfur in the presence of a liquid organic disulphide as a reaction medium. . For example, a possible variant consists of a simultaneous injection of hydrogen sulphide gas and sulfur dioxide gas into a reaction zone containing a solvent organic disulphide. Another possibility is to combine the production of sulfur with simultaneous purification of a gas containing hydrogen sulphide and a gas containing sulfur dioxide.
Such an operation can be carried out as follows: a gas containing hydrogen sulfide is treated with a disulfide solvent in a first contact zone while a gas containing sulfur dioxide is treated with another portion of the same disulfide solvent in a first contact zone. second contact zone. The solvent tributaries of the two contact zones are combined within a reaction zone in which the absorbed hydrogen sulphide gas reacts with the absorbed sulfur dioxide to give elemental sulfur *
The ins and outs of the invention are best demonstrated by examining the results of laboratory tests carried out in a mixture of liquid organic disulfides. To test the effectiveness of a disulfide solvent, 100 g of a solvent having a composition similar to that indicated is placed
<EMI ID = 92.1>
<EMI ID = 93.1>
Plastic lure fitted with a coarse quality glass diffuser tube, which is immersed in the solvent. We inject an excess of
<EMI ID = 94.1>
pass nitrogen through the solvent and measure its solubility at the three temperatures indicated. the results of these tests are given in Table II.
<EMI ID = 95.1>
<EMI ID = 96.1>
<EMI ID = 97.1>
<EMI ID = 98.1>
<EMI ID = 99.1>
with the solubility results for various other solvents obtained in the specialized literature * <EMI ID = 100.1>
choose_____________________________
<EMI ID = 101.1>
(1) - Solubility results for organic disulfide
are led, but converted to other units. than those which have been measured experimentally and indicated
<EMI ID = 102.1>
(2) - The composition of organic disulfide is the same as in
table I
<EMI ID = 103.1>
nique solvent is of a very universal character in that it
<EMI ID = 104.1>
<EMI ID = 105.1>
to that of most other solvents that we use for. the absorption of% Sa The table also shows that the selecti- <EMI ID = 106.1>
very solvents listed *
Tests similar to those written above are also carried out to compare the performance of the
<EMI ID = 107.1>
<EMI ID = 108.1>
<EMI ID = 109.1>
this is a major drawback concerning the use
<EMI ID = 110.1> <EMI ID = 111.1>
vents or absorbents to obtain mixed treatment agents with particular properties, or for other active ingredients,
<EMI ID = 112.1>
<EMI ID = 113.1>
for the treatment of industrial gases, a process which is applicable to gases containing a wide variety of impurities and showing
<EMI ID = 114.1>
less bulky than most of the methods known at the present time.
<EMI ID = 115.1>
CLAIMS
1. Process for separating a gaseous component selected from gaseous compounds of sulfur, nitrogen and their mixtures, from a gas mixture containing said gaseous component in combination with at least one other gas, characterized in that one brings said gas mixture into contact with a liquid organic solvent within a contact zone, this solvent comprising at least one
<EMI ID = 116.1>
each have a straight or branched chain aliphatic radical of about 1 to 15 carbon atoms, a cycloaliphatic radical of about 3 to 20 carbon atoms, an aryl radical of about 6 to 42 carbon atoms, or mixtures thereof; and separating from the contact zone the gas which has been freed from said gas component.