FR2866345A1 - Procede de traitement d'un gaz naturel avec extraction du solvant contenu dans le gaz naturel purifie - Google Patents

Procede de traitement d'un gaz naturel avec extraction du solvant contenu dans le gaz naturel purifie Download PDF

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Abstract

Le gaz naturel arrivant par le conduit 1 est désacidifié par mise en contact avec un solvant dans la colonne C2. Le solvant chargé en composés acides est régénéré dans la zone R. Le gaz purifié évacué par le conduit 9 comporte une partie du solvant. Le procédé permet d'extraire le solvant contenu dans le gaz purifié.Le gaz purifié est mis en contact dans la zone ZA avec un liquide ionique non-aqueux ayant pour formule générale Q+ A-, Q+ désignant un cation ammonium, phosphonium et/ou sulfonium, et A- désignant un anion susceptible de former un sel liquide. Le gaz purifié appauvri en solvant est évacué par le conduit 17. Le liquide ionique chargé en solvant est régénéré par chauffage dans le dispositif d'évaporation DE. Le solvant séparés du liquide ionique dans le dispositif DE sont recyclés.

Description

La présente invention concerne le domaine de traitement du gaz naturel.
Plus précisément, la présente invention propose d'extraire le solvant contenu dans le gaz naturel purifié suite à un traitement de désacidification.
Les principales opérations de traitement d'un gaz naturel sont la désacidification, la déshydratation et le dégazolinage. En général, ces opérations sont effectuées par mise en contact du gaz naturel avec un solvant.
Dans le cas des gaz fortement chargés en gaz acides, pour ramener la teneur en composés acides dans le gaz traité à quelques ppm tel qu'exigé par les spécifications commerciales, on utilise souvent un solvant alliant une forte capacité physique et une forte affinité chimique avec les composés acides à absorber. L'utilisation de solvant composé d'eau, d'alcanolamine ou d'amine ou d'un autre composé basique, et d'un composé organique tel qu'un alcool, le sulfolane ou toute autre molécule organique à fort caractère polaire permet de coupler une forte capacité d'absorption et une grande affinité chimique entre le solvant et les gaz acides à éliminer.
Le document FR 2 636 857 propose d'absorber les gaz acides avec un solvant contenant de 50% à 100% en poids de méthanol à basse température, entre -30 C et 0 C. Le document FR 2 743 083 réalise l'opération de désacidification à l'aide d'un solvant composé d'eau, d'alcanolamine et de méthanol. L'absorption des composés acides est réalisée à des températures comprises entre 40 C et 80 C.
Ces procédés sont toutefois pénalisés par les pertes en solvant dues à la saturation en solvant du gaz traité et à l'entraînement mécanique du solvant dans le gaz. Ces pertes sont d'autant plus importantes que les composants du solvant présentent une forte tension de vapeur.
La présente invention propose une technique de récupération des composants volatils d'un solvant entraînés dans le gaz issu d'une unité de désacidification.
De manière générale, la présente invention concerne un traitement d'un gaz naturel comportant des composés acides tels le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone, dans lequel on effectue l'étape: a) on met en contact le gaz naturel avec un solvant captant les composés acides, de manière à obtenir, d'une part, un gaz purifié comportant du solvant, et d'autre part, un solvant chargé en composés acides, et b) on met en contact le gaz purifié obtenu à l'étape a) avec un liquide ionique non- aqueux de manière à obtenir un gaz purifié appauvri en solvant et un liquide ionique chargé en solvant, le liquide ionique ayant pour formule générale Q+ A-, Q+ désignant un cation ammonium, phosphonium et/ou sulfonium et A- désignant un anion susceptible de former un sel liquide.
Selon l'invention, en outre, on peut effectuer l'étape suivante: c) on régénère le liquide ionique chargé en solvant pour récupérer, d'une part, un liquide ionique appauvri en solvant et, d'autre part, un effluent comportant du solvant.
Selon l'invention, à l'étape c), on peut chauffer le liquide ionique chargé en solvant pour évaporer l'effluent comportant du solvant.
Avant l'étape a), on peut mettre en contact le gaz naturel avec 25 l'effluent obtenu à l'étape c).
On peut régénérer par détente et/ou par chauffage le solvant chargé en composés acides, obtenu à l'étape a).
Avant l'étape b), on peut refroidir le gaz purifié obtenu à l'étape a) afin de condenser une partie du solvant.
2866345 3 Le solvant peut comporter au moins un composé choisi parmi les glycols, les éthers, les éthers de glycols, des alcools, du sulfolane, de la N-méthylpyrrolidone, du carbonate de propylène, des liquides ioniques, les amines, les alcanolamines, les acides aminés, les amides, les urées, les phosphates, les carbonates et les borates de métaux alcalins. En outre, le solvant peut être en solution aqueuse.
L'anion A- peut être choisi dans les groupes comportant les ions halogénures, nitrate, sulfate, phosphate, acétate, halogénoacétates, tétrafluoroborate, tétrachloroborate, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, fluorosulfonate, alkylsulfonates, perfluoroalkylsulfonates, bis (perfluoroalkylsulfonyl) amidures, le méthylure de tris-trifluorométhanesulfonyle de formule C(CF3SO2)3-, alkylsulfates, arènesulfates, arènesulfonates, tétraalkylborates, tétraphénylborate et tétraphénylborates dont les noyaux aromatiques sont substitués.
Le cation Q+ peut avoir l'une des formules générales suivantes [NR'R2R3R4] +, [PR'R2R3R4]+, [R'R2N=CR3R4]+ et [R1R2P=CR3R4]+ où R1, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou un hydrocarbyle ayant de 1 à 30 atomes de carbone, à l'exception du cation NH4+ pour [NR'R2R3R4] Le cation Q+ peut être dérivé d'hétérocycle azoté et/ou phosphoré comportant 1, 2 ou 3 atomes d'azote et/ou de phosphore, l'hétérocycle étant constitué de 4 à 10 atomes de carbone.
Le cation Q+ peut également avoir l'une des formules générales suivantes: R1R2N+=CR3-R5-R3C=N+R1R2 et R'R2P+=CR3-R5-R3C=P+R1R2, où R1, R2 et R3 représentent l'hydrogène ou un reste hydrocarbyle ayant de 1 à 30 atomes de carbone et où R5 représente un reste alkylène ou phénylène.
Le cation Q+ peut également être choisi dans le groupe comprenant le Nbutylpyridinium, le N-éthylpyridinium, le pyridinium, l'éthyl-3-méthyl-1imidazolium, le butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'hexyl-3-méthyllimidazolium, le butyl-3-diméthyl-1,2-imidazolium, le diéthyl-pyrazolium, le N- butyl-N-méthylpyrrolidinium, le triméthylphényl-ammonium, le tétrabutylphosphonium, le tributyl-tétradécyl-phosphonium.
Le cation Q+ peut également avoir pour formule générale LSR1RZR3]+, où R1, R2 et R3, identiques ou différents, représentent chacun un reste 5 hydrocarbyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone.
Le liquide ionique peut être choisi parmi le groupe comportant l'hexafluorophosphate de N-butyl-pyridinium, le tétrafluoroborate de Néthylpyridinium, le fluorosulfonate de pyridinium, le tétrafluoroborate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'amidure de bis-trifluorométhane- sulfonyle de butyl-3- méthyl-1-imidazolium, l'amidure de bis-trifluorométhane-sulfonyle de triéthylsulfonium, l'hexafluoro-antimonate de butyl-3-méthyl-1- imidazolium, l'hexafluorophosphate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le trifluoroacétate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le trifluorométhylsulfonate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le bis(trifluorométhylsulfonyl)amidure de butyl-3-méthyl-1- imidazolium, l'hexafluorophosphate de triméthyl-phénylammonium, le tétrafluoroborate de tétrabutylphosphonium.
Avantageusement, le procédé selon l'invention permet de récupérer les composés volatils du solvant entraînés par le gaz désacidifié, et, en outre, de déshydrater le gaz désacidifié. Le solvant est récupéré à un haut niveau de pureté, ce niveau pouvant être compatible avec un recyclage dans le procédé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant à la figure 1 qui schématise le procédé selon l'invention et à la figure 2 qui présente un perfectionnement de l'invention.
Sur la figure 1, le gaz naturel à traiter arrive par le conduit 1. Le gaz naturel contient des hydrocarbures, par exemple dans les proportions 2866345 5 comprises entre 50% et 99%, ainsi que des composés acides tel du dioxyde de carbone (CO2), du sulfure d'hydrogène (H2S), des mercaptans et du sulfure de carbonyle (COS), par exemple dans les proportions comprises entre quelques ppm et 50%. En outre le gaz naturel peut contenir de l'eau.
Une fraction du gaz naturel peut être introduite par le conduit 2 dans la zone de mise en contact Cl, où elle est mise en contact avec une solution aqueuse contenant du solvant, arrivant par le conduit 4. Au fond de la colonne Cl, on évacue par le conduit 3 une phase aqueuse substantiellement débarrassée du solvant. En tête de la colonne Cl, on évacue par le conduit 5 un gaz chargé en solvant, qui peut être mélangé avec une deuxième fraction du gaz à traiter qui arrive par le conduit 6.
Ce mélange de gaz est envoyé par le conduit 7 dans la colonne C2, dans laquelle il est mis en contact avec un solvant arrivant par le conduit 8. Dans la colonne C2, le solvant absorbe les composés acides contenus dans le gaz naturel.
Les solvants mis en oeuvre dans la présente invention sont des solutions d'absorption comportant un ou plusieurs solvants organiques et/ou un ou plusieurs composés ayant la capacité de réagir de façon réversible avec les gaz acides (CO2, H2S, mercaptans, COS) contenus dans le gaz naturel. Les fonctions réagissant avec les gaz acides peuvent aussi être greffées sur le ou les solvants. La solution utilisée peut contenir de l'eau. Les solvants peuvent être des glycols, des éthers de glycols, des alcools, du sulfolane, de la N- méthylpyrrolidone, du carbonate de propylène ou des liquides ioniques. Les composés réactifs peuvent être des amines (primaires, secondaires, tertiaires, cycliques ou non, aromatiques ou non), des alcanolamines, des acides aminés, des amides, des urées, des phosphates, des carbonates ou des borates de métaux alcalins. La solution peut contenir en outre des additifs anticorrosion et/ou antimousse. La tension de vapeur de la solution à 100 C peut être avantageusement supérieure à 0,1 MPa, de préférence supérieure à 0,2 MPa et plus préférentiellement supérieure à 0, 3 MPa. L'efficacité de l'absorption par le solvant est d'autant plus grande que les molécules à extraire présentent une forte polarité ou une forte constante diélectrique.
Le gaz purifié, c'est à dire appauvri en composés acides, est évacué de la colonne C2 par le conduit 9. Ce gaz comporte des hydrocarbures (essentiellement du méthane et de l'éthane), éventuellement de l'eau et une partie du solvant avec lequel il a été mis en contact. En effet, lors de la mise en contact dans C2, les hydrocarbures co-absorbent et entraînent du solvant et éventuellement de l'eau.
Le solvant chargé en composés acides est évacuée de la colonne C2 par le conduit 10, puis est introduite dans la zone de régénération R. La zone R permet de séparer les composés acides du solvant.
La zone R peut réaliser une succession de détentes de la solution aqueuse et/ou de hausses de température, par exemple par distillation, du solvant. La détente et la hausse de température permettent de libérer, sous forme d'effluent gazeux, les composés acides absorbés par le solvant. Lors de la régénération, une quantité de solvant est également vaporisée et entraînée avec les composés acides. Ainsi l'effluent gazeux évacué de la zone R par le conduit 11 comporte, d'une part, des composés acides, en proportion comprises par exemple entre 70% et 99%, et d'autre part, du solvant en proportion pouvant être comprise entre quelques ppm et 20%. De plus l'effluent gazeux peut comporter des hydrocarbures co-absorbés par le solvant dans la zone C, et éventuellement de l'eau. Le solvant régénéré, c'est à dire appauvri en composés acides, obtenu après détente et/ou distillation est évacué de la zone R par le conduit 8, et peut être introduit dans la colonne C2.
Le gaz purifié contenant du solvant et, éventuellement, de l'eau, circulant dans le conduit 9 est introduit dans la zone d'absorption ZA où il est mis en contact avec un liquide ionique non-aqueux arrivant par le conduit 13.
Dans la zone ZA, le solvant et, éventuellement, l'eau contenus dans le gaz arrivant par le conduit 9 sont absorbés par le liquide ionique. Le gaz appauvri en solvant et éventuellement en eau, c'est à dire contenant essentiellement des hydrocarbures, est évacué de la zone ZA par le conduit 17. Ainsi, dans le cas où le gaz purifié comporte de l'eau, le procédé selon la présente invention présente également l'avantage de déshydrater ce gaz. Le liquide ionique chargé en solvant et en eau est évacué de la zone ZA par le conduit 16. La mise en contact peut être réalisée sous pression, par exemple entre 1 MPa et 10 MPa, et à une température comprise entre 20 C et 100 C, de préférence entre 40 C et 90 C.
La mise en contact dans la zone ZA peut être réalisée dans une ou plusieurs colonnes de lavage à co-courant ou à contre-courant, par exemple dans des colonnes à plateaux de type perforés, à clapets et/ou à calottes, ou dans des colonnes à garnissage en vrac ou structuré. Il est également possible d'utiliser des contacteurs pour effectuer la mise en contact. Les contacteurs peuvent être de type statique ou bien dynamique, suivis de zones de décantation. On peut également utiliser un contacteur membranaire, dans lequel les effluents gazeux s'écoulent d'un côté d'une membrane, le liquide ionique s'écoule de l'autre côté de la membrane et dans lequel les échanges de matière s'effectuent à travers la membrane.
En adaptant la zone ZA à la charge à traiter et en adaptant la température et la pression de mise en contact, il est possible de réaliser une sélectivité pour assurer la capture du solvant et éventuellement de l'eau par le liquide ionique, tout en minimisant la co- absorption d'hydrocarbures.
Le liquide ionique non-aqueux mis en oeuvre dans la présente invention est choisi dans le groupe formé par les sels liquides qui ont pour formule générale Q+ A- dans laquelle Q+ représente un ammonium, un phosphonium et/ou un sulfonium et A- représente tout anion, organique ou inorganique, susceptible de former un sel liquide à basse température, c'est-à-dire en dessous de 100 C et avantageusement d'au plus 85 C, et de préférence en dessous de 50 C.
Dans le liquide ionique non-aqueux de formule Q+ A-, les anions A- sont de préférence choisis parmi les anions halogénures, nitrate, sulfate, phosphate, acétate, halogénoacétates, tétrafluoroborate, tétrachloroborate, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, fluorosulfonate, alkylsulfonates (par exemple le méthylsulfonate), perfluoroalkylsulfonates (par exemple le trifluorométhylsulfonate), bis (perfluoroalkylsulfonyl) amidures (par exemple l'amidure de bistrifluorométhane-sulfonyle de formule N(CF3SO2)2), le méthylure de tristrifluorométhanesulfononyle de formule C(CF3SO2)3, arènesulfonates, éventuellement substitués par des groupements halogènes ou halogénoalkyles, ainsi que l'anion tétraphénylborate et les anions tétraphénylborates dont les noyaux aromatiques sont substitués.
Les cations Q+ sont de préférence choisis parmi le groupe des phosphonium, ammonium et/ou sulfonium.
Les cations Q+ ammonium et/ou phosphonium répondent de préférence à l'une des formules générales [NR1R2R3R4]+ et [PR1R2R3R4]+, ou à l'une des formules générales [R'R2N=CR3R4]+ et [R'R2P=CR3R4]+ dans lesquelles R', R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent chacun l'hydrogène (à l'exception du cation NH4+ pour [NR'R2R3R4]+), de préférence un seul substituant représentant l'hydrogène, ou des restes hydrocarbyles ayant de 1 à 30 atomes de carbone, par exemple des groupements alkyles, saturés ou non saturés, cycloalkyles ou aromatiques, aryles ou aralkyles, éventuellement substitués, comprenant de 1 à 30 atomes de carbone.
Les cations ammonium et/ou phosphonium peuvent également être dérivés d'hétérocycles azotés et/ou phosphorés comportant 1, 2 ou 3 atomes d'azote et/ou de phosphore, de formules générales: 1 2 \+/R /R2
CU
CU
dans lesquelles les cycles sont constitués de 4 à 10 atomes, de préférence 5 à 6 atomes, R1 et R2 sont définis comme précédemment.
Le cation ammonium ou phosphonium peut en outre répondre à 5 l'une des formules générales: R1R2N+=CR3-R5-R3C=N+R1R2 et R1R2P+=CR3-R5-R3C=P+R'R2 dans lesquelles R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont définis comme précédemment et R5 représente un reste alkylène ou phénylène. Parmi les groupements R1, R2, R3 et R4, on peut mentionner les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle secondaire, butyle tertiaire butyle, amyle, phényle ou benzyle; R5 peut être un groupement méthylène, éthylène, propylène ou phénylène.
Le cation ammonium et/ou phosphonium Q+ est choisi de préférence dans le groupe formé par le N-butylpyridinium, le N- éthylpyridinium, le pyridinium, l'éthyl-3-méthyl-l-imidazolium, le butyl3-méthyl-1-imidazolium, l'hexyl-3-méthyl-l-imidazolium, le butyl-3diméthyl-1,2-imidazolium, le diéthyl-pyrazolium, le N-butyl-Nméthylpyrrolidinium, le triméthylphényl-ammonium, le tétrabutylphosphonium, le tributyl-tétradécylphosphonium.
Les cations sulfonium Q+ peuvent avoir pour formule générale [SR1R2R3]+, où R1, R2 et R3, identiques ou différents, représentent chacun un reste hydrocarbyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone, par exemple un groupement alkyle, saturé ou non saturé, cycloalkyle ou aromatique, aryle, alkaryle ou aralkyle, comprenant de 1 à 12 atomes de carbone.
A titre d'exemples des sels utilisables selon l'invention on peut citer l'hexafluorophosphate de N-butyl-pyridinium, le tétrafluoroborate de N- lo éthyl-pyridinium, le fluorosulfonate de pyridinium, le tétrafluoroborate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'amidure de bis-trifluorométhanesulfonyle de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'amidure de bistrifluorométhane-sulfonyle de triéthylsulfonium, l'hexafluoro-antimonate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'hexafluorophosphate de butyl-3-méthyll-imidazolium, le trifluoroacétate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le trifluorométhylsulfonate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le bis(trifluorométhylsulfonyl)amidure de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, l'hexafluorophosphate de triméthyl-phénylammonium, le tétrafluoroborate de tétrabutylphosphonium. Ces sels peuvent être utilisés seuls ou en mélange.
Le liquide ionique circulant dans le conduit 16 est régénéré en séparant le liquide ionique du solvant et éventuellement de l'eau. Différentes techniques peuvent être utilisées pour effectuer cette régénération.
Selon une première technique, le liquide ionique circulant dans le conduit 16 est régénéré en précipitant le liquide ionique par refroidissement et/ou baisse de pression, puis en séparant le liquide ionique précipité du solvant liquide.
Selon une deuxième technique, le liquide ionique circulant dans le conduit 16 est régénéré par une technique couramment appelée stripping . Le liquide ionique chargé en solvant est mis en contact avec un fluide de sorte que le fluide entraîne le solvant. Par exemple, le liquide ionique chargé en solvant est mis en contact avec le gaz naturel avant traitement. Ainsi, le gaz naturel entraîne le solvant et le liquide ionique est appauvri en solvant.
Selon une troisième technique illustrée par la figure 1, la récupération du solvant absorbé par le liquide ionique circulant dans le conduit 16, est réalisée par évaporation du solvant. Le liquide ionique chargé en solvant peut être détendu par le dispositif de détente V1 (vanne et/ou turbine de détente), éventuellement introduit dans un ballon séparateur pour libérer les composants vaporisés lors de la détente, puis peut être chauffé dans l'échangeur de chaleur El. Enfin le liquide ionique est introduit dans le dispositif d'évaporation DE.
Le dispositif DE permet de séparer le solvant du liquide ionique. Dans le dispositif DE, le liquide ionique est chauffé par un rebouilleur jusqu'à une température suffisante pour vaporiser le solvant et éventuellement l'eau. Le liquide ionique peut être introduit dans le dispositif DE de manière à être mis en contact avec le solvant et l'eau vaporisés. Les conditions thermodynamiques (pression et température) de l'évaporation sont à déterminer par l'homme du métier en fonction des considérations économiques propres à chaque cas. Par exemple, l'évaporation peut être réalisée sous une pression comprise entre 0,005 MPa et 3 MPa, et à la température correspondante pour l'évaporation du solvant. Lorsque le solvant est un glycol tel le MEG ou le DEG, la température peut être comprise entre 135 C et 180 C pour une pression comprise entre 0,005 MPa et 0,1 MPa. Lorsque le solvant est le méthanol, la température d'évaporation peut être comprise entre 10 C et 140 C pour une pression comprise entre 0,01 MPa et 1 MPa. La stabilité thermique des liquides ioniques permet de fonctionner dans une large gamme de températures. Le solvant vaporisé est évacué du dispositif DE par le conduit 14. Le gaz circulant dans le conduit 14 est condensé par refroidissement dans l'échangeur de chaleur E2, puis introduit dans le ballon B1. Les composés incondensés sont évacués en tête du ballon B1. Les condensats récupérés en fond du ballon B1 constituent le solvant extrait du gaz naturel circulant dans le conduit 9. Une partie des condensats récupérée en fond du ballon B1 peut être introduite par le conduit 15 dans le dispositif DE à titre de reflux. Une deuxième partie des condensats récupérée en fond du ballon B1 peut être recyclée. Par exemple, cette deuxième partie circulant dans le conduit 18 est pompée par la pompe P1, puis introduite par le conduit 4 dans la colonne Cl.
Le liquide ionique régénéré, c'est à dire ne contenant pas ou peu de solvant est évacué, sous forme liquide, du dispositif DE par le conduit 12. Le liquide ionique régénéré peut être refroidi dans l'échangeur de chaleur El, pompé par la pompe P2, puis introduit par le conduit 13 dans la zone d'absorption ZA.
Par exemple, le dispositif DE peut être une colonne de distillation possédant de trois à dix plateaux, et complétés de préférence par deux plateaux bouilleur.
Les conditions de pression et de température sous lesquelles est effectuée l'évaporation dans le dispositif DE, peuvent être sélectionnées de manière à permettre aux éventuelles traces d'hydrocarbures, co- absorbés par le liquide ionique dans la zone ZA, de rester dans le liquide ionique régénéré renvoyé vers la zone ZA.
L'exemple numérique suivant illustre le procédé selon l'invention décrit en référence à la figure 1.
Le gaz naturel est mis en contact dans le colonne C2 avec un solvant contenant 50% poids d'eau, 30% poids de diéthanolamine et 20% poids de méthanol. Le gaz désacidifé est obtenu en tête de la colonne C2 à 45 C et 7 MPa. Il circule dans le conduit 9 à un débit de 10 000 kmollh et comporte 0,4% vol. de méthanol, 0,2% vol. d'eau, 72 % vol. de méthane, 14 % vol. d'éthane et 13,4% vol. d'hydrocarbures contenant plus de trois atomes de carbone et quelques ppm de CO2 et d'H2S. La teneur en composés acides du gaz traité n'interfère pas toutefois avec l'efficacité du procédé selon l'invention pour la récupération du solvant entraîné avec le gaz, c'est à dire le méthanol et l'eau dans cet exemple.
La mise en contact dans ZA du gaz avec un liquide ionique, 1-butyl-3méthylimidazolium bis(trifluorométhylsulfonyl)amidure [BMIM] [TF2N] permet de récupérer le méthanol et l'eau contenu dans le gaz désacidifié.
Un débit de 30 m3/h de liquide ionique dans la zone ZA permet de récupérer 95 % du méthanol contenu dans le gaz, en utilisant un contacteur gaz-liquide développant une efficacité équivalente à trois étages théoriques. En utilisant un contacteur développant une efficacité équivalente à six étages théoriques, la teneur en méthanol du gaz traité est d'environ 10 ppm mol.
Un débit de 60 m3/h de liquide ionique permet d'obtenir un gaz traité contenant environ 10 ppm mol. de méthanol, en utilisant un contacteur développant une efficacité équivalente à quatre étages théoriques.
Les condition opératoires selon l'exemple permettent également d'effectuer une déshydratation poussée du gaz naturel.
La figure 2 présente un perfectionnement du procédé décrit en relation avec la figure 1. Les références de la figure 2 qui sont identiques à celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments.
Le gaz purifié circulant dans le conduit 9 comporte notamment des hydrocarbures, du solvant et éventuellement de l'eau. Ce gaz est partiellement condensé par refroidissement dans l'échangeur de chaleur E3 par exemple à une température comprise entre -40 C et 0 C, puis introduit dans le ballon séparateur B2. Les condensats comportant essentiellement du solvant sont évacués du ballon B2 par le conduit 20. La phase gazeuse obtenue en tête du ballon B2 est réchauffée dans l'échangeur de chaleur E4, puis introduite dans la zone d'absorption ZA.
Le perfectionnement décrit en relation avec la figure 2 permet d'extraire par refroidissement une partie du solvant contenu dans l'effluent circulant dans le conduit 5, et par conséquent, permet de réduire le débit de liquide ionique nécessaire pour capter le solvant dans la zone ZA.

Claims (15)

REVENDICATIONS
1) Procédé de traitement d'un gaz naturel comportant des composés acides tels sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone, dans lequel on effectue l'étape: a) on met en contact le gaz naturel avec un solvant captant les composés acides, de manière à obtenir, d'une part, un gaz purifié comportant du solvant, et d'autre part, un solvant chargé en composés acides, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape suivante: b) on met en contact le gaz purifié obtenu à l'étape a) avec un liquide ionique non-aqueux de manière à obtenir un gaz purifié appauvri en solvant et un liquide ionique chargé en solvant, le liquide ionique ayant pour formule générale Q+ A-, Q+ désignant un cation ammonium, phosphonium et/ou sulfonium et A- désignant un anion susceptible de former un sel liquide.
2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en outre, on effectue l'étape suivante: c) on régénère le liquide ionique chargé en solvant pour récupérer, d'une part, un liquide ionique appauvri en solvant et, d'autre part, un effluent comportant du solvant.
3) Procédé selon la revendication 2, dans lequel à l'étape c), on chauffe le 25 liquide ionique chargé en solvant pour évaporer l'effluent comportant du solvant.
4) Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel, avant l'étape a), on met en contact le gaz naturel avec l'effluent obtenu à l'étape c).
5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on régénère par détente et/ou par chauffage le solvant chargé en composés acides, obtenu à l'étape a).
6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel avant l'étape b), on refroidit le gaz purifié obtenu à l'étape a) afin de condenser une partie du solvant.
7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le solvant comporte au moins un composé choisi parmi les glycols, les éthers, les éthers de glycols, des alcools, du sulfolane, de la N-méthylpyrrolidone, du carbonate de propylène, des liquides ioniques, les amines, les alcanolamines, les acides aminés, les amides, les urées, les phosphates, les carbonates et les borates de métaux alcalins.
8) Procédé selon la revendication 7, dans lequel le solvant est en solution aqueuse.
9) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'anion A- est choisi dans les groupes comportant les ions halogénures, nitrate, sulfate, phosphate, acétate, halogénoacétates, tétrafluoroborate, tétrachloroborate, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, fluorosulfonate, alkylsulfonates, perfluoroalkylsulfonates, bis (perfluoroalkylsulfonyl) amidures, le méthylure de tristrifluorométhanesulfonyle de formule C(CFSSO2)3-, arènesulfonates, tétraphénylborate et tétraphénylborates dont les noyaux aromatiques sont substitués.
10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le cation Q+ a l'une des formules générales suivantes [NR1R2R3R4]+, [PR'R2R3R4]+, [R'R2N=CR'R4]+ et [R'R2P=CR'R4]' où R1, R2, R' et R4, représentent l'hydrogène ou un hydrocarbyle ayant de 1 à 30 atomes de carbone, à l'exception du cation NH4+ pour [NR1R2R3R4]+
11) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le cation Q+ est dérivé d'hétérocycle azoté et/ou phosphoré comportant 1, 2 ou 3 atomes d'azote et/ou de phosphore, l'hétérocycle étant constitué de 4 à 10 atomes de carbone.
12) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le cation Q+ à l'une des formules générales suivantes: R'R2N+=CR3-R5-R3C=N+R'R2 et R1R2P+=CR3-R5-R3C=P+R1R2 où R', R2 et R3 représentent l'hydrogène ou un hydrocarbyle ayant de 1 à 30 atomes de carbone et où R5 représente un reste alkylène ou phénylène.
13) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le cation Q+ est choisi dans le groupe comprenant le N-butylpyridinium, le Néthylpyridinium, le pyridinium, l'éthyl-3-méthyl-1-imidazolium, le butyl3-méthyl-1-imidazolium, l'hexyl-3-méthyl-l-imidazolium, le butyl-3diméthyl-1,2-imidazolium, le diéthyl-pyrazolium, le N-butyl-Nméthylpyrrolidinium, le triméthylphényl-ammonium, le tétrabutylphosphonium, le tributyl-tétradécylphosphonium.
14) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le cation Q+ a pour formule générale [SR1R2R3]+, où R', R2 et R3 représentent chacun un reste hydrocarbyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone.
2866345 17
15) Procédé selon l'une des revendications 1 â 8, dans lequel le liquide ionique est choisi parmi le groupe comportant l'hexafluorophosphate de N- butyl-pyridinium, le tétrafluoroborate de N-éthyl-pyridinium, le fluorosulfonate de pyridinium, le tétrafluoroborate de butyl-3-méthyl-1- imidazolium, l'amidure de bis-trifluorométhane-sulfonyle de butyl-3- méthyl-1-imidazolium, l'amidure de bis-trifluorométhane-sulfonyle de triéthylsulfonium, l'hexafluoro-antimonate de butyl-3-méthyl-1- imidazolium, l'hexafluorophosphate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le trifluoroacétate de butyl-3-méthyl-1-imidazolium, le trifluorométhylsulfonate de butyl-3-méthyl- 1-imidazolium, le bis(trifluorométhylsulfonyl)amidure de butyl-3-méthyl- limidazolium, l'hexafluorophosphate de triméthyl-phénylammonium, le tétrafluoroborate de tétrabutylphosphonium.
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