FR2631852A1 - Liquid absorbing acidic gases containing a tertiary alkanolamine component and an activator for CO2 absorption, and its application to the deacidification of gas containing CO2 and possibly other acidic gases - Google Patents

Liquid absorbing acidic gases containing a tertiary alkanolamine component and an activator for CO2 absorption, and its application to the deacidification of gas containing CO2 and possibly other acidic gases Download PDF

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Abstract

Liquid absorbing acidic gaseous compounds, exhibiting an improved CO2 absorption capacity, the said absorbent liquid containing one or a number of tertiary alkanolamines and an activator for CO2 absorption. The activator consists of at least one diamine corresponding to the formula: in which X denotes a C2-C9 divalent alkylene radical or a C4-C9 divalent cycloalkylene radical and each of the symbols R denotes a hydrogen atom or a C1-C6 monovalent radical, provided that at least one of the Rs is a hydrogen atom. Application of the said absorbent liquid to the deacidification of gas containing CO2 and possibly other acidic gaseous compounds, especially H2S and/or COS.

Description

L'invention concerne un liquide absorbant des gaz acides renfermant une composante alcanolamine tertiaire et un activateur d'absorption du COL. Elle se rapporte encore à l'application dudit liquide absorbant à la désacidification de gaz renfermant CO2 et éventuellement d'autres composés gazeux acides tels que H2S ou/et COS. The invention relates to an acid gas absorbent liquid containing a tertiary alkanolamine component and an COL absorption activator. It also relates to the application of said absorbent liquid to the deacidification of gases containing CO2 and possibly other acidic gaseous compounds such as H2S or / and COS.

On sait que l'on peut débarrasser les gaz des composés gazeux acides ou gaz acides indésirables, notamment C021 H2S et COS, qu'ils contiennent en soumettant lesdits gaz à un lavage au moyen de liquides absorbants régénérables consistant en solvants organiques ou en solutions aqueuses de solvants organiques, qui retiennent les composés gazeux acides.Industriellement, il existe principalement deux catégories de liquides absorbants utilisées pour réaliser le lavage du gaz renfermant les composés gazeux acides, à savoir, d'une part, les liquides absorbants à action physique tels que sulfolane, N-méthylpyrrolidone, diméthyléther de polyéthylêneglycols, méthanol ou encore carbonate de propylène, qui absorbent les composés gazeux acides tels que précités sans réaction chimique, mais dont l'inconvénient majeur est d'absorber en meme temps des quantités importantes d'hydrocarbures et, d'autre part, les liquides absorbants à action chimique prépondérante et notamment les solutions aqueuses d'alcanolamines telles que monoéthanolamine, diéthanolamine, diglycolamine, diisopropanolamine, triéthanolamine ou encore méthyldiéthanolamine, qui fixent les composés gazeux acides tels que C021 H2S et COS par réaction chimique avec formation de composés susceptibles d'être décomposés par chauffage, ce qui permet de régénérer le liquide absorbant. It is known that gases can be freed from acid gaseous compounds or undesirable acid gases, in particular C021 H2S and COS, which they contain by subjecting said gases to washing by means of regenerable absorbent liquids consisting of organic solvents or aqueous solutions. of organic solvents, which retain acid gas compounds. Industrially, there are mainly two categories of absorbent liquids used to wash the gas containing acid gas compounds, namely, on the one hand, absorbent liquids with physical action such as sulfolane, N-methylpyrrolidone, polyethylene glycol dimethyl ether, methanol or propylene carbonate, which absorb the acidic gaseous compounds as mentioned above without chemical reaction, but the major drawback of which is that they absorb at the same time large quantities of hydrocarbons and , on the other hand, absorbent liquids with predominant chemical action and in particular aqueous solutions of alk anolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, diglycolamine, diisopropanolamine, triethanolamine or even methyldiethanolamine, which fix acid gas compounds such as C021 H2S and COS by chemical reaction with the formation of compounds capable of being broken down by heating, which makes it possible to regenerate the liquid absorbent.

Les alcanolamines . primaires- telles que monoéthanolamine ou secondaires telles que diéthanolamine conviennent généralement bien pour l'élimination très poussée du COL, mais elles présentent l'inconvénient d'exiger une forte dépense énergétique pour leur régénération.  Alkanolamines. primary- such as monoethanolamine or secondary such as diethanolamine are generally well suited for the very thorough elimination of COL, but they have the drawback of requiring a high energy expenditure for their regeneration.

Avec les alcanolamines tertiaires, notamment méthyldiéthanolamine et triéthanolamine, la consommation d'énergie nécessaire à la régénération est plus faible, mais le gaz traité résultant de l'opération de lavage par lesdites alcanolamines tertiaires possède encore des teneurs en CO2 allant de quelques milliers de p.p.m. à quelques pour cents selon les cas.Ceci est du au fait que les alcanolamines tertiaires ne réagissent pas directement avec le C021 avec comme résultat une cinétique d'absorption du C02 par le liquide absorbant renfermant de telles alcanolamines tertiaires, qui est beaucoup plus lente que la cinétique d'absorption du CO2 par un liquide absorbant à base d'alcanolamines primaires ou secondaires, alors que la vitesse d'absorption de l'H2 S est sensiblement la même quelle que soit l'alcanolamine utilisée dans le liquide absorbant. With tertiary alkanolamines, in particular methyldiethanolamine and triethanolamine, the energy consumption necessary for regeneration is lower, but the treated gas resulting from the washing operation by said tertiary alkanolamines still has CO2 contents ranging from a few thousand ppm This is due to the fact that tertiary alkanolamines do not react directly with C021 resulting in a kinetics of absorption of C02 by the absorbent liquid containing such tertiary alkanolamines, which is much slower than the kinetics of absorption of CO2 by an absorbent liquid based on primary or secondary alkanolamines, while the rate of absorption of H2 S is substantially the same regardless of the alkanolamine used in the absorbent liquid.

Pour tirer parti au maximum de l'économie d'énergie de régénération susceptible d'etre réalisée lorsque l'on utilise un liquide absorbant à base d'une alcanolamine tertiaire pour laver des gaz renfermant des impuretés gazeuses acides telles que CO2, H2S et COS, tout en obtenant une élimination convenable du COL, on a proposé d'ajouter audit liquide absorbant une petite quantité d'un activateur qui accélère l'absorption du CO2 sans modifier la capacité d'absorption des autres composés gazeux acides et notamment de 1'H2S ni le gain énergétique réalisé lors de la régénération du liquide absorbant. To make the most of the regenerative energy saving that can be achieved when using an absorbent liquid based on a tertiary alkanolamine to wash gases containing acidic gaseous impurities such as CO2, H2S and COS , while obtaining a suitable elimination of COL, it has been proposed to add to said absorbent liquid a small amount of an activator which accelerates the absorption of CO2 without modifying the absorption capacity of the other acidic gaseous compounds and in particular of H2S or the energy gain achieved during the regeneration of the absorbent liquid.

Parmi les produits proposés jusqu'à présent en tant qu'activateurs d'absorption du C02 par les liquides absorbants à base d'alcanolamines tertiaires, on trouve des alcanolamines primaires telles que monoéthanolamine (EP-A - 0 160 203), la monométhylmonoéthanolamine (US - A 3 622 267) et la pipérazine (US-A - 4 336 233). Among the products proposed until now as activators of absorption of C02 by absorbent liquids based on tertiary alkanolamines, there are primary alkanolamines such as monoethanolamine (EP-A - 0 160 203), monomethylmonoethanolamine ( US - A 3 622 267) and piperazine (US-A - 4 336 233).

On a maintenant trouvé que certaines diamines se révélaient être des activateurs performants de l'absorption du C02 par les alcanolamines tertiaires.  It has now been found that certain diamines appear to be effective activators of the absorption of CO 2 by tertiary alkanolamines.

L'invention propose donc un liquide absorbant des composés gazeux acides présentant une capacité améliorée d'absorption du CO2, ledit liquide absorbant renfermant une composante alcanolamine tertiaire formée d'une ou plusieurs alcanolamines -tertiaires ainsi qu'un activateur de l'absorption du COL par ladite composante alcanolamine tertiaire et se caractérisant en ce que ledit activateur consiste en au moins une diamine répondant à la formule générale (I)

Figure img00030001

dans laquelle X représente un radical divalent choisi parmi les radicaux alcoylènes en 2 à Cg et de préférence en C3 à
C7 et les radicaux cycloalcoylènes en C4 à C9 et notamment en C6 et les- symboles R désignent chacun un atome d'hydrogène ou un radical monovalent hydrocarbyle en C1 à
C6, éventuellement substitué par un groupement fonctionnel tel qu'un groupement hydroxyle, de telle sorte qu'au moins l'un des symboles R soit un atome d'hydrogène.The invention therefore provides a liquid absorbing acid gas compounds having an improved capacity for absorbing CO2, said absorbent liquid containing a tertiary alkanolamine component formed from one or more tertiary alkanolamines as well as an activator of the absorption of COL by said tertiary alkanolamine component and characterized in that said activator consists of at least one diamine corresponding to the general formula (I)
Figure img00030001

in which X represents a divalent radical chosen from alkylene radicals in 2 to Cg and preferably in C3 to
C7 and the cycloalkylene radicals in C4 to C9 and in particular in C6 and the symbols R each denote a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbyl radical in C1 to
C6, optionally substituted by a functional group such as a hydroxyl group, such that at least one of the symbols R is a hydrogen atom.

Avantageusement les symboles R représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle ou hydroxyalcoyle en Cl a' C6 et de préférence en C1 à C4 sous réserve qu'au moins l'un des symboles R soit un atome d'hydrogène. Advantageously, the symbols R each represent a hydrogen atom or a C1 to C6 and preferably C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl radical, provided that at least one of the symbols R is a hydrogen atom.

A titre d'exemples de tels activateurs, on peut citer notamment l'aminoéthyléthanolamine (en abrégé AEEA) de formule H2N- (CH2) 2-NH- (CH2) 2OH, l'hexaméthylène diamine (en abrégé HMDA) de formule H2N-(CH2)6-NH2, la diméthyl aminopropylamine (en abrégé DMAPA) de formule

Figure img00030002

et le diamino-1,2 cyclohexane (en abrégé DACH) de formule
Figure img00030003
As examples of such activators, there may be mentioned in particular aminoethylethanolamine (abbreviated AEEA) of formula H2N- (CH2) 2-NH- (CH2) 2OH, hexamethylene diamine (abbreviated HMDA) of formula H2N- (CH2) 6-NH2, dimethyl aminopropylamine (abbreviated to DMAPA) of formula
Figure img00030002

and the 1,2-diamino cyclohexane (abbreviated to DACH) of formula
Figure img00030003

Le liquide absorbant selon l'invention se présente généralement sous la forme d'une solution aqueuse de la composante alcanolamine tertiaire et de l'activateur. Le cas échéant, ladite solution aqueuse peut renfermer également une quantité mineure d'un ou plusieurs solvants organiques des gaz acides solubles dans l'eau, notamment sulfolane, méthanol ou N-méthylpyrrolidone. The absorbent liquid according to the invention is generally in the form of an aqueous solution of the tertiary alkanolamine component and of the activator. Where appropriate, said aqueous solution may also contain a minor amount of one or more organic solvents of the acid gases soluble in water, in particular sulfolane, methanol or N-methylpyrrolidone.

La concentration du liquide absorbant aqueux en la composante alcanolamine tertiaire peut être comprise entre lN et 6N et se situe de préférence de 2,5 N à 5 N. The concentration of the aqueous absorbent liquid in the tertiary alkanolamine component can be between 1N and 6N and is preferably between 2.5 N and 5 N.

La quantité d'activateur que l'on associe à la composante alcanolamine tertiaire dans le liquide absorbant selon l'invention peut varier assez largement. Ladite quantité est avantageusement telle que le rapport du nombre de moles d'activateur au nombre total de moles d'activateur et de composante alcanolamine tertiaire soit compris entre 0,01 et 0,5 et de préférence aille de 0,05 à 0,25. The amount of activator which is associated with the tertiary alkanolamine component in the absorbent liquid according to the invention can vary quite widely. Said amount is advantageously such that the ratio of the number of moles of activator to the total number of moles of activator and of tertiary alkanolamine component is between 0.01 and 0.5 and preferably ranges from 0.05 to 0.25 .

Les alcanolamines tertiaires utilisables pour former la composante alcanolamine tertiaire du liquide absorbant peuvent être choisies parmi les diverses alcanolamines tertiaires, qui sont solubles dans l'eau aux concentrations utilisées. Des exemples de ces alcanolamines tertiaires sont tels que N-méthyldiéthanolamine, triéthanolamine, N-éthyldiéthanolamine, diméthylamino-2 éthanol, diméthylamino-2 propanol-1, diméthylamino-3 propanol-1, diméthylamino-1 propanol-2, N-méthyl
N-éthyléthanolamine, diéthylamino-2 éthanol, diméthylamino-3 butanol-l, diméthylamino-3 butanol-2,
N-méthyl N-isopropyléthanolamine, N-méthyl N-éthyl amino-3 propanol-1, diméthylamino-4 butanol-1, diméthylamino-4 butanol-2, diméthylamino-3 méthyl-2 propanol-1, diméthylamino-l méthyl-2 propanol-2, diméthylamino-2 butanol-1, diméthylamino-2 méthyl-2 propanol-l. Les alcanolamines tertiaires préférées comprennent la méthyldiéthanolamine, la triéthanolamine, le diméthylamino-2 éthanol, le diméthylamino-3 propanol-1 et le diéthylamino-l propanol-2. The tertiary alkanolamines which can be used to form the tertiary alkanolamine component of the absorbent liquid can be chosen from the various tertiary alkanolamines, which are soluble in water at the concentrations used. Examples of these tertiary alkanolamines are such as N-methyldiethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, 2-dimethylamino ethanol, 2-dimethylamino-1-propanol, 3-dimethylamino-propanol-1, 1-dimethylamino-propanol-2, N-methyl
N-ethylethanolamine, 2-diethylamino ethanol, 3-dimethylamino butanol-1, 3-dimethylamino butanol-2,
N-methyl N-isopropylethanolamine, N-methyl N-ethyl amino-3 propanol-1, dimethylamino-4 butanol-1, dimethylamino-4 butanol-2, dimethylamino-3 methyl-2 propanol-1, dimethylamino-1 methyl-2 2-propanol, 2-dimethylamino-1, 2-dimethylamino-2-methyl-propanol-1. Preferred tertiary alkanolamines include methyldiethanolamine, triethanolamine, 2-dimethylamino ethanol, 3-dimethylamino propanol-1 and diethylamino-1 propanol-2.

Le liquide absorbant selon l'invention est utilisable pour effectuer le lavage de gaz divers renfermant CO, et éventuellement d'autres composés gazeux acides tels que H2S et COS en vue de réaliser une désacidification de ces gaz, c'est-à-dire une élimination des composés gazeux acides qu'ils contiennent. The absorbent liquid according to the invention can be used to wash various gases containing CO, and optionally other gaseous acidic compounds such as H2S and COS in order to carry out a deacidification of these gases, that is to say a elimination of the acid gas compounds which they contain.

Les gaz à traiter renfermant CO2 et éventuellement un ou plusieurs autres composés gazeux acides tels que H2S et COS, peuvent être des gaz de synthèse, des gaz issus de la gazéification du charbon, des gaz de fours à coke, des gaz de raffineries ou encore des gaz naturels et leur teneur globale en composés gazeux acides peut aller de quelques dixièmes de pour cent à quelques dizaines de pour cents en volume. The gases to be treated containing CO2 and possibly one or more other acidic gaseous compounds such as H2S and COS, can be synthesis gases, gases resulting from the gasification of coal, coke oven gases, refinery gases or else natural gases and their overall content of acid gas compounds can range from a few tenths of a percent to a few tens of percent by volume.

La mise en oeuvre du lavage du gaz renfermant CO2 et éventuellement les autres composés gazeux acides à éliminer tels que H2S et COS comporte généralement une étape d'absorption, au cours de laquelle le gaz à traiter et le liquide absorbant sont mis en contact, de préférence à contre-courant, dans une zone d'absorption pour produire un gaz traité à teneur réduite en composés gazeux acides, ladite teneur correspondant généralement à celle des spécifications imposées pour le gaz traité, et un liquide absorbant chargé de CO2 et autres composés gazeux acides éventuels, et une étape de régénération, au cours de laquelle ledit liquide absorbant chargé est soumis à un traitement de régénération pour libérer les composés gazeux acides retenus par le liquide absorbant et produire, d'une part, au moins une fraction gazeuse acide renfermant lesdits composés gazeux acides libérés et, d'autre part, au moins un liquide absorbant régénéré qui est recyclé vers la zone d'absorption. The washing of the gas containing CO2 and possibly the other acidic gaseous compounds to be eliminated such as H2S and COS generally comprises an absorption step, during which the gas to be treated and the absorbent liquid are brought into contact, preferably against the current, in an absorption zone to produce a treated gas with a reduced content of acid gaseous compounds, said content generally corresponding to that of the specifications imposed for the treated gas, and an absorbent liquid loaded with CO 2 and other gaseous compounds optional acids, and a regeneration step, during which said charged absorbent liquid is subjected to a regeneration treatment to release the acid gaseous compounds retained by the absorbent liquid and produce, on the one hand, at least one acid gaseous fraction containing said liberated acidic gaseous compounds and, on the other hand, at least one regenerated absorbent liquid which is recycled to the absorption zone.

Larégénération du liquide absorbant chargé de CO2 et des autres composés gazeux acides éventuels, notamment
H2S ou/et COS, est réalisée avantageusement par détente, en une ou plusieurs étapes, d'au moins une partie dudit liquide absorbant chargé, ce qui se traduit par une économie substantielle de l'énergie à utiliser pour cette régénération. The regeneration of absorbent liquid loaded with CO2 and other possible acidic gaseous compounds, in particular
H2S or / and COS, is advantageously produced by expansion, in one or more stages, of at least part of said charged absorbent liquid, which results in a substantial saving of the energy to be used for this regeneration.

Selon une forme de mise en oeuvre de la régénération, la totalité du liquide absorbant chargé est détendue, en une ou plusieurs étapes, pour libérer la majeure partie du CO2 présent dans ledit liquide absorbant chargé, puis le liquide absorbant détendu est soumis à une régénération complémentaire par# stripage à la vapeur, par chauffage direct ou indirect du liquide absorbant, le liquide absorbant issu de la régénération complémentaire étant recyclé dans la zone d'absorption et notamment dans la partie supérieure de ladite zone. Ddns une variante de cette forme de mise en oeuvre, une partie seulement du liquide absorbant détendu est soumise à la régénération complémentaire par stripage, le liquide absorbant issu de ladite régénération complémentaire étant, comme indiqué précédemment, recyclé dans la partie supérieure de la zone d'absorption tandis que la partie du liquide absorbant détendu non soumise à la régénération complémentaire est recyclée dans la zone d'absorption, en un point de cette dernière situé en-dessous du point de recyclage du liquide absorbant régénéré par stripage. According to one form of implementation of the regeneration, all of the charged absorbent liquid is expanded, in one or more stages, to release the major part of the CO2 present in said charged absorbent liquid, then the expanded absorbent liquid is subjected to a regeneration complementary by # steam stripping, by direct or indirect heating of the absorbent liquid, the absorbent liquid resulting from the complementary regeneration being recycled in the absorption zone and in particular in the upper part of said zone. In a variant of this embodiment, only part of the expanded absorbent liquid is subjected to additional regeneration by stripping, the absorbent liquid resulting from said additional regeneration being, as indicated above, recycled in the upper part of the zone d absorption while the part of the expanded absorbent liquid not subjected to the complementary regeneration is recycled in the absorption zone, at a point of the latter situated below the recycling point of the absorbent liquid regenerated by stripping.

Selon une autre forme de mise en oeuvre de la régénération, une fraction du liquide absorbant chargé est détendue pour libérer la majeure partie du CO2 qu'elle renferme tandis que la fraction restante du liquide absorbant chargé est soumise directement à une régénération par stripage à la vapeur, par chauffage direct ou indirect de ladite fraction restante, la fraction de ' liquide absorbant régénérée par stripage étant recyclée dans la partie supérieure de la zone d'absorption tandis que la fraction de liquide absorbant détendue est recyclée dans la zone d'absorption en-dessous du point de recyclage du liquide absorbant régénéré par stripage
Si besoin est, le liquide absorbant chargé issu de la zone d'absorption peut être soumis à une détente préliminaire pour libérer les gaz non acides tels que les hydrocarbures retenus par le liquide absorbant, avant d'effectuer la régénération proprement dite. According to another form of implementation of the regeneration, a fraction of the charged absorbent liquid is expanded to release the major part of the CO2 which it contains while the remaining fraction of the charged absorbent liquid is subjected directly to a regeneration by stripping with the vapor, by direct or indirect heating of said remaining fraction, the fraction of absorbent liquid regenerated by stripping being recycled in the upper part of the absorption zone while the fraction of expanded absorbent liquid is recycled in the absorption zone by below the recycling point of the absorbent liquid regenerated by stripping
If necessary, the charged absorbent liquid from the absorption zone can be subjected to a preliminary expansion to release the non-acid gases such as the hydrocarbons retained by the absorbent liquid, before carrying out the actual regeneration.

Les étapes d'absorption et de régénération schématisées ci-dessus peuvent être mises en oeuvre dans tout dispositif permettant de réaliser la désacidification d'un gaz au moyen d'un liquide absorbant régénérable et en particulier dans ceux desdits dispositifs permettant d'effectuer une régénération au moins partielle du liquide absorbant chargé par détente et éventuellement de compléter cette régénération par une régénération par stripage. The absorption and regeneration steps shown schematically above can be implemented in any device making it possible to deacidify a gas by means of a regenerable absorbent liquid and in particular in those of said devices making it possible to perform regeneration. at least partial absorbent liquid loaded by expansion and possibly to complete this regeneration by regeneration by stripping.

Conviennent en particulier des dispositifs analogues à ceux qui sont schématisés dans les citations US-A-3 622 267 et
US-A- 4 336 233.Particularly suitable devices similar to those which are shown schematically in the citations US-A-3,622,267 and
US-A- 4,336,233.

Les conditions opératoires pour la mise en oeuvre des étapes d'absorption et de régénération précitées, notamment température, pression, débit de gaz, débit de liquide absorbant, sont celles préconisées pour les procédés de désacidification de gaz utilisant des liquides absorbants à base d'alcanolamines. Par exemple, l'étape d'absorption au cours de laquelle le gaz à traiter, qui renferme CO2 et éventuellement un ou plusieurs composés gazeux acides tels que H2S et COS, est lavé par le liquide absorbant, peut être mise en oeuvre à des températures comprises entre 100C et 1000C et plus particulièrement comprise entre 300C et 600C et sous des pressions comprises entre 1,5 et 100 bars absolus.La régénération par détente est également effectuée à la température à laquelle se trouve le liquide absorbant chargé à détendre, les pressions atteintes après chaque détente étant comprises entre la pression du liquide absorbant chargé soutiré de la zone d'absorption et environ 1,5 bars absolus et décroissant#d'une détente à la suivante lorsque plusieurs détentes successives sont effectuées. La régénération par stripage est réalisée de manière conventionnelle en soumettant le liquide absorbant à un rebouillage dans une zone de stripage maintenue en tête à une température comprise entre 800C et 1500C environ et sous une pression inférieure à 5 bars et le plus souvent comprise entre 1,3 et 2,5 bars absolus.  The operating conditions for the implementation of the abovementioned absorption and regeneration steps, in particular temperature, pressure, gas flow rate, flow rate of absorbent liquid, are those recommended for gas deacidification processes using absorbent liquids based on alkanolamines. For example, the absorption step during which the gas to be treated, which contains CO2 and possibly one or more acidic gaseous compounds such as H2S and COS, is washed by the absorbent liquid, can be carried out at temperatures between 100C and 1000C and more particularly between 300C and 600C and at pressures between 1.5 and 100 bar absolute. Regeneration by expansion is also carried out at the temperature at which the absorbent liquid charged to relax, the pressures reached after each expansion being comprised between the pressure of the charged absorbent liquid withdrawn from the absorption zone and about 1.5 bars absolute and decreasing # from one relaxation to the next when several successive detentations are carried out. The regeneration by stripping is carried out in a conventional manner by subjecting the absorbent liquid to reboiling in a stripping zone maintained at the head at a temperature between approximately 800C and 1500C and under a pressure less than 5 bars and most often between 1, 3 and 2.5 bars absolute.

Lorsque la régénération par détente, en une ou plusieurs étapes, est suivie d'une régénération complémentaire par stripage, la pression du liquide absorbant détendu envoyé à la régénération par stripage est choisie pour être voisine de la pression en tête de la zone de stripage.When the regeneration by expansion, in one or more stages, is followed by an additional regeneration by stripping, the pressure of the relaxed absorbent liquid sent to the regeneration by stripping is chosen to be close to the pressure at the head of the stripping zone.

L'invention est illustrée par les exemples suivants donnés à titre non limitatif. The invention is illustrated by the following examples given without limitation.

EXEMPLE 1
On effectuait trois séries d'essais d'absorption de CO2 par des liquides absorbants selon l'invention consistant en solutions aqueuses dé méthyldiéthanolamine (en abrégé MDEA) et d'un activateur du type diamine ou, aux fins de comparaison, par des liquides absorbants consistant en solutions aqueuses de MDEA exemptes d'activateur.EXAMPLE 1
Three series of CO2 absorption tests were carried out by absorbent liquids according to the invention consisting of aqueous solutions of methyldiethanolamine (abbreviated as MDEA) and of a diamine-type activator or, for comparison purposes, by absorbent liquids consisting of aqueous activator-free solutions of MDEA.

Dans chaque essai on lavait un gaz renfermant CO2 au moyen du liquide absorbant choisi en opérant dans une colonne munie en tête d'une sortie pour les gaz, dans sa partie supérieure d'une entrée pour les liquides, dans sa partie inférieure d'une entrée pour les gaz et en fond d'une sortie pour les liquides, l'espace intérieur de la colonne compris entre lesdites entrées pour les liquides et pour les gaz étant pourvu de 15 plateaux perforés régulièrement espacés. In each test, a gas containing CO2 was washed by means of the absorbent liquid chosen by operating in a column provided at the head with an outlet for gases, in its upper part with an inlet for liquids, in its lower part with a inlet for gases and at the bottom of an outlet for liquids, the interior space of the column between said inlets for liquids and for gases being provided with 15 regularly spaced perforated trays.

Par l'entrée pour les gaz de la colonne on injectait, avec un débit de 440 Nl/h, un gaz renfermant en volume 40 % de CO2 et 60 % de méthane et par l'entrée pour les liquides de ladite colonne on introduisait le liquide absorbant choisi avec un débit de 3 l/h. En tête de la colonne on évacuait un gaz appauvri en CO2 et en fond de ladite colonne on soutirait un liquide absorbant chargé en CO2.  By the inlet for the column gases, a gas containing 40% CO 2 and 60% methane was injected, with a flow rate of 440 Nl / h, and through the inlet for the liquids of the said column. absorbent liquid chosen with a flow rate of 3 l / h. At the top of the column, a gas depleted in CO2 was discharged and at the bottom of said column an absorbent liquid loaded with CO2 was withdrawn.

La pression absolue et la température en tête de la colonne avaient des valeurs égales respectivement à 2,2 bars et 400C.  The absolute pressure and the temperature at the top of the column had values equal to 2.2 bars and 400C respectively.

Les gaz entrant et sortant de la colonne étaient analysés par chromatographie en phase gazeuse pour déterminer leur teneur en CO2 et à partir de ces mesures on déduisait la quantité de CO2 absorbée par le liquide absorbant.The gases entering and leaving the column were analyzed by gas chromatography to determine their CO2 content and from these measurements the amount of CO2 absorbed by the absorbent liquid was deduced.

On a défini l'efficacité de l'absorption du Cû par le liquide absorbant renfermant un activateur par une grandeur appelée "absorption relative du CO2", qui représente le rapport du pourcentage molaire de CO2 absorbé par la solution de MDEA renfermant un activateur au pourcentage molaire de CO2 absorbé par la solution de MDEA exempte d'activateur. The efficiency of absorption of the Cu by the absorbent liquid containing an activator has been defined by a quantity called "relative absorption of CO2", which represents the ratio of the molar percentage of CO2 absorbed by the solution of MDEA containing an activator to the percentage molar of CO2 absorbed by the MDEA solution without activator.

Les conditions opératoires spécifiques à chacun des essais et les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau I. The operating conditions specific to each of the tests and the results obtained are collated in Table I.

L'examen des résultats figurant dans le tableau I fait apparaître que les liquides absorbants selon l'invention présentent une capacité améliorée d'absorption du CO2 comparativement aux liquides absorbants renfermant la même alcanolamine tertiaire, mais exempts d'activateur, cette capacité améliorée d'absorption se maintenant sensiblement lorsque les liquides absorbants selon l'invention renferment une certaine quantité résiduelle de CO2.  Examination of the results appearing in Table I shows that the absorbent liquids according to the invention have an improved capacity for absorbing CO2 compared to absorbent liquids containing the same tertiary alkanolamine, but free of activator, this improved capacity of absorption is maintained substantially when the absorbent liquids according to the invention contain a certain residual quantity of CO2.

TABLEAU I
Composition du liquide absorbant aqueux
Activateur
Absorption
MDEA Concen- CO2 relative (moles/l) Nature tration résiduel du CO2
(mole/l) (g/l)
4 - - 1 3,5 AEEA 0,5 1,8 3,5 HMDA 0,5 1,7
4 - - 22 1 3,5. AEEA 0,5 22 1,7 3,5 HMDA 0,5 22 1,5
4 - - 42 1 3,5 AEEA 0,5 42 1,65 3,5 HMDA 0,5 42 1,45
EXEMPLE 2
On effectuait trois séries d'essais d'absorption de CO2 par des liquides absorbants selon l'invention consistant en solutions aqueuses de MDEA et d'un activateur du type diamine ou, aux fins de comparaison, par des liquides absorbants consistant en solutions aqueuses de MDEA exemptes d'activateur.TABLE I
Composition of the aqueous absorbent liquid
Activator
Absorption
MDEA Concen- CO2 relative (moles / l) Residual nature of CO2
(mole / l) (g / l)
4 - - 1 3.5 AEEA 0.5 1.8 3.5 HMDA 0.5 1.7
4 - - 22 1 3.5. AEEA 0.5 22 1.7 3.5 HMDA 0.5 22 1.5
4 - - 42 1 3.5 AEEA 0.5 42 1.65 3.5 HMDA 0.5 42 1.45
EXAMPLE 2
Three series of CO2 absorption tests were carried out by absorbent liquids according to the invention consisting of aqueous solutions of MDEA and an activator of the diamine type or, for comparison purposes, by absorbent liquids consisting of aqueous solutions of MDEA free from activator.

Dans chaque essai, on lavait un gaz renfermant CO2 au moyen du liquide absorbant choisi en opérant dans une colonne analogue à celle utilisée dans l'exemple 1, mais équipée de 6 plateaux perforés. In each test, a gas containing CO2 was washed by means of the absorbent liquid chosen by operating in a column similar to that used in Example 1, but equipped with 6 perforated trays.

Par l'entrée pour les gaz de la colonne on injectait, avec un débit de 600 Nl/h, un gaz renfermant en volume 40 % de CO2 et 60 % de méthane et par l'entrée pour les liquides de ladite colonne on introduisait le liquide absorbant choisi avec un débit de 3 l/h. En tête de la colonne, on évacuait un gaz appauvri en CO2 et en fond de ladite colonne on soutirait un liquide absorbant chargé en CO2.  By the inlet for the column gases, a gas containing 40% CO2 and 60% methane by volume was injected with a flow rate of 600 Nl / h and by the inlet for the liquids of the said column. absorbent liquid chosen with a flow rate of 3 l / h. At the top of the column, a gas depleted in CO2 was removed and at the bottom of said column an absorbent liquid loaded with CO2 was withdrawn.

La pression absolue et la température en tête de la colonne étaient égales respectivement à 2,2 bars et 500C. The absolute pressure and the temperature at the top of the column were equal to 2.2 bars and 500C respectively.

Les gaz entrant et sortant de la colonne étaient analysés par chromatographie en phase gazeuse pour déterminer leur teneur en CO2 et à partir de ces mesures on déduisait la quantité de CO2 absorbée par le liquide absorbant.The gases entering and leaving the column were analyzed by gas chromatography to determine their CO2 content and from these measurements the amount of CO2 absorbed by the absorbent liquid was deduced.

Les conditions opératoires spécifiques à chacun des essais et les résultats obtenus sont présentés dans le tableau Il.  The operating conditions specific to each of the tests and the results obtained are presented in Table II.

TABLEAU Il
Composition du liquide absorbant aqueux
Activateur
Absorption
MDEA Concen- CO2 relative
(moles/l) Nature tration résiduel du CO2
(mole/l) (g/l)
4
3,5 DMAPA 0,5 2
3,5 DACH 0,5 2,1
4 - 15 1
3,5 DMAPA 0,5 15 1,9
3,5 DACH 0,5 15 2,1
4 - - 30 1
3,5 DMAPA 0,5 30 1,9
3,5 DACH 0,5 30 2
L'examen des résultats du tableau Il fait encore ressortir la capacité améliorée d'absorption du CO2 présentée par les liquides absorbants selon l'invention par rapport à celle que possèdent les liquides absorbants témoins renfermant la même alcanolamine tertiaire, mais exempts d'activateur. En outre, il apparaît que cette capacité améliorée d'absorption du CO2 se maintient sensiblement lorsque les liquides absorbants selon l'invention renferment une certaine quantité résiduelle de
COL. TABLE II
Composition of the aqueous absorbent liquid
Activator
Absorption
MDEA Concen- CO2 relative
(moles / l) Residual nature of CO2
(mole / l) (g / l)
4
3.5 DMAPA 0.5 2
3.5 DACH 0.5 2.1
4 - 15 1
3.5 DMAPA 0.5 15 1.9
3.5 DACH 0.5 15 2.1
4 - - 30 1
3.5 DMAPA 0.5 30 1.9
3.5 DACH 0.5 30 2
Examination of the results in Table II further highlights the improved absorption capacity of CO2 presented by the absorbent liquids according to the invention compared to that possessed by the absorbent control liquids containing the same tertiary alkanolamine, but free of activator. In addition, it appears that this improved capacity for absorbing CO2 is substantially maintained when the absorbent liquids according to the invention contain a certain residual amount of
COLLAR.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1 - Liquide absorbant des composés gazeux acides présentant1 - Liquid absorbing acid gas compounds having une capacité améliorée d'absorption du CO2, ledit an improved capacity for absorbing CO2, said liquide absorbant renfermant une composante absorbent liquid containing a component alcanolamine tertiaire formée d'une ou plusieurs tertiary alkanolamine formed from one or more alcanolamines tertiaires et un activateur de tertiary alkanolamines and an activator of l'absorption du CO2 par ladite composante alcanolamine absorption of CO2 by said alkanolamine component tertiaire et se caractérisant en ce que ledit tertiary and characterized in that said activateur consiste en au moins une diamine répondant à activator consists of at least one diamine corresponding to la formule générale (I) the general formula (I)
Figure img00130001
Figure img00130001
 dans laquelle X représente un radical divalent choisi in which X represents a chosen divalent radical parmi les radicaux alcoylènes en C2 à Cg et les among the C2 to C6 alkylene radicals and the radicaux cycloalcoylènes en C4 à. Cg et les symboles R C4 to cycloalkylene radicals. Cg and R symbols désignent chacun un atome d'hydrogène ou un radical each denote a hydrogen atom or a radical monovalent hydrocarbyle en Cl à C6, éventuellement monovalent C1 to C6 hydrocarbyl, optionally substitué par un groupement fonctionnel, avec l'un au substituted by a functional group, with one at moins des symboles R consistant en un atome minus R symbols consisting of an atom d'hydrogène. hydrogen. 2 - Liquide absorbant selon la revendication 1, caractérisé2 - Absorbent liquid according to claim 1, characterized en ce que dans la formule (I) définissant les diamines in that in the formula (I) defining the diamines formant l'activateur, X représente un radical alcoylène forming the activator, X represents an alkylene radical en C3 à C7 3 - Liquide absorbant selon la revendication 1, caractérisé in C3 to C7 3 - Absorbent liquid according to claim 1, characterized en ce que dans la formule (I) définissant les diamines in that in the formula (I) defining the diamines formant l'activateur, X représente un radical. forming the activator, X represents a radical. cycloalcoylène en C6 4 - Liquide absorbant selon l'une des revendications 1 à 3, C6 cycloalkylene 4 - Absorbent liquid according to one of Claims 1 to 3, caractérisé en ce que dans la formule (I) définissant characterized in that in the formula (I) defining les diamines formant l'activateur, les symboles R the diamines forming the activator, the symbols R représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical each represents a hydrogen atom or a radical alcoyle ou hydroxyalcoyle en C1 à C6 et de préférence C1 to C6 alkyl or hydroxyalkyl and preferably en C1 à C4 sous réserve qu'au moins l'un des symboles R in C1 to C4 provided that at least one of the symbols R soit un atome d'hydrogène.  or a hydrogen atom. 5 - Liquide absorbant selon la revendication 4, caractérisé5 - Absorbent liquid according to claim 4, characterized en ce que l'activateur qu'il renferme comprend au moins in that the activator it contains includes at least une diamine choisie parmi l'hexaméthylènediamine et le a diamine chosen from hexamethylenediamine and diamino-l ,2 cyclohexane. diamino-1,2 cyclohexane. 6 - Liquide absorbant selon la revendication 4, caractérisé6 - Absorbent liquid according to claim 4, characterized en ce que l'activateur qu'il renferme comprend au moins in that the activator it contains includes at least une diamine choisie parmi l'aminoéthyléthanolamine et a diamine chosen from aminoethylethanolamine and la diméthylaminopropylamine. dimethylaminopropylamine. 7 - Liquide absorbant selon l'une des revendications 1 à 6,7 - absorbent liquid according to one of claims 1 to 6, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'une characterized in that it is in the form of a solution aqueuse de la composante alcanolamine aqueous solution of the alkanolamine component tertiaire et de l'activateur. tertiary and activator. 8 - Liquide absorbant selon la revendication 7, caractérisé8 - absorbent liquid according to claim 7, characterized en ce que ladite solution renferme également une in that said solution also contains a quantité mineure d'au moins un solvant organique des minor amount of at least one organic solvent of gaz acides soluble dans l'eau, notamment sulfolane, acid gases soluble in water, in particular sulfolane, méthanol ou N-méthylpyrrolidone. methanol or N-methylpyrrolidone. 9 - Liquide absorbant selon la revendication 7 ou 8, 9 - absorbent liquid according to claim 7 or 8, caractérisé en ce que la concentration de la composante characterized in that the concentration of the component alcanolamine tertiaire dans la solution aqueuse est tertiary alkanolamine in the aqueous solution is comprise entre 1N et 6N, ladite concentration allant de between 1N and 6N, said concentration ranging from préférence de 2,5N à 5N. preferably 2.5N to 5N. 10 - Liquide absorbant selon l'une des revendications 1 à 9,10 - absorbent liquid according to one of claims 1 to 9, caractérisé en ce que la quantité d'activateur qu'il characterized in that the amount of activator it renferme est telle que le rapport du nombre de moles contains such that the ratio of the number of moles d'activateur au nombre total de moles d'activateur et activator to the total number of moles of activator and de composante alcanolamine tertiaire soit compris entre of tertiary alkanolamine component is between 0,01 et 0,5 et de préférence se situe de 0,05 à 0,25.  0.01 and 0.5 and preferably ranges from 0.05 to 0.25. 11 - Liquide absorbant selon l'une des revendications 1 à11 - Absorbent liquid according to one of claims 1 to 10, caractérisé en ce que la composante alcanolamine 10, characterized in that the alkanolamine component tertiaire comprend au moins l'une des alcanolamines tertiary includes at least one of the alkanolamines tertiaires choisies parmi N-méthyldiéthanolamine, tertiary chosen from N-methyldiethanolamine, triéthanolamine, diméthylamino-2 éthanol, triethanolamine, 2-dimethylamino ethanol, diméthylamino-3 propanol-1 et diéthylamino-1 dimethylamino-3 propanol-1 and diethylamino-1 propanol-2. propanol-2. 12 - Liquide absorbant selon l'une des revendications 1 à12 - absorbent liquid according to one of claims 1 to 10, caractérisé en ce que la composante alcanolamine 10, characterized in that the alkanolamine component tertiaire consiste en méthyldiéthanolamine. tertiary consists of methyldiethanolamine. 13 - Application du liquide absorbant selon l'une des13 - Application of the absorbent liquid according to one of the revendications 1 à 12 à la désacidification de gaz claims 1 to 12 to gas deacidification renfermant CO2 et éventuellement un ou plusieurs containing CO2 and possibly one or more composés gazeux acides et notamment H2S et/ou COS. acid gas compounds and in particular H2S and / or COS. 14 - Application selon la revendication 13, caractérisée en14 - Application according to claim 13, characterized in ce que le gaz à désacidifier est soumis à un traitement what the gas to be deacidified is subjected to a treatment comportant une étape d'absorption, au cours de laquelle comprising an absorption step, during which ledit gaz et le liquide absorbant sont mis en contact said gas and the absorbent liquid are brought into contact dans une zone d'absorption pour produire un gaz traité in an absorption zone to produce a treated gas à teneur réduite en composés gazeux acides et un reduced in acid gas compounds and a liquide absorbant chargé de CO2 et autres composés absorbent liquid loaded with CO2 and other compounds gazeux acides éventuels, et une étape de régénération possible acid gases, and a regeneration step au cours de laquelle ledit liquide absorbant chargé est during which said charged absorbent liquid is soumis à un traitement de régénération pour libérer les subjected to a regeneration treatment to release the composés acides qu'il a retenu et produire, d'une part, acidic compounds that it has retained and produced, on the one hand, au moins une fraction gazeuse acide renfermant lesdits at least one acid gas fraction containing said composés gazeux acides libérés et, d'autre part, au acid gas compounds released and, on the other hand, moins un liquide absorbant régénéré qui est recyclé minus a regenerated absorbent liquid which is recycled vers la zone d'absorption. to the absorption zone. 15 - Application selon la revendication 14, caractérisée en15 - Application according to claim 14, characterized in ce que la régénération du liquide absorbant chargé est what the regeneration of the charged absorbent liquid is réalisée par détente, en une ou plusieurs étapes, d'au achieved by relaxing, in one or more steps, of moins une partie dudit liquide absorbant chargé.  minus part of said charged absorbent liquid. 16 - Application selon la revendication 14, caractérisée en16 - Application according to claim 14, characterized in ce que la régénération du liquide absorbant chargé est what the regeneration of the charged absorbent liquid is réalisée en soumettant la totalité dudit liquide performed by subjecting all of said liquid absorbant chargé à une détente, en une ou plusieurs absorbent loaded with a trigger, in one or more étapes, pour libérer la majeure partie du CO2 présent steps, to release most of the CO2 present dans ledit liquide absorbant chargé, puis en soumettant in said charged absorbent liquid and then subjecting le liquide absorbant détendu à une régénération the absorbent liquid expanded to regeneration complémentaire par stripage à la vapeur, par chauffage additional by steam stripping, by heating direct ou indirect du liquide absorbant, le liquide direct or indirect absorbent liquid, the liquid absorbant issu de la régénération complémentaire étant absorbent from complementary regeneration being recyclé dans la zone d'absorption. recycled in the absorption zone. 17 - Application selon la revendication 16, caractérisée en17 - Application according to claim 16, characterized in ce qu'une partie seulement du liquide absorbant détendu that only part of the relaxed absorbent liquid est soumis à la régénération complémentaire par is subject to additional regeneration by stripage, le liquide absorbant issu de la régénération stripping, the absorbent liquid from regeneration complémentaire étant recyclé dans la partie supérieure additional being recycled at the top de la zone d'absorption tandis que la partie du liquide of the absorption area while the liquid part absorbant détendu non soumise à la régénération relaxed absorbent not subject to regeneration complémentaire est recyclée dans la zone d'absorption is recycled in the absorption zone en-dessous du liquide absorbant régénéré par stripage. below the absorbent liquid regenerated by stripping. 18 - Application selon la revendication 14, caractérisée en 18 - Application according to claim 14, characterized in ce que la régénération du liquide absorbant chargé est what the regeneration of the charged absorbent liquid is réalisée en soumettant une fraction du liquide achieved by subjecting a fraction of the liquid absorbant chargé àt une détente, en une ou plusieurs absorbent loaded with relaxation, in one or more étapes, pour libérer la majeure partie du CO2 qu'elle steps, to release most of the CO2 it renferme tandis que la fraction restante du liquide contains while the remaining fraction of the liquid absorbant chargé est soumise directement à une charged absorbent is subjected directly to a régénération par stripage à la vapeur, par chauffage regeneration by steam stripping, by heating direct ou indirect du liquide absorbant de ladite direct or indirect absorbent liquid from said fraction restante, la fraction de liquide absorbant remaining fraction, the absorbent liquid fraction régénérée par stripage étant recyclée dans la partie regenerated by stripping being recycled in the part supérieure de la zone d'absorption tandis que la upper absorption area while the fraction de liquide absorbant détendue est recyclée fraction of relaxed absorbent liquid is recycled dans la zone d'absorption en dessous du liquide in the absorption zone below the liquid absorbant régénéré par stripage.  absorbent regenerated by stripping.
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