FR2875148A1 - Installation et methode de melange et de distribution d'une phase liquide et d'une phase gazeuse - Google Patents

Abstract

Installation de traitement de gaz par une phase liquide comprenanta) une colonne (C) comprenant des moyens d'introduction (1) du gaz à une extrémité de ladite colonne, des moyens de soutirage (9) du gaz à l'autre extrémité de la colonne (C) et, d'amont en aval dans le sens de circulation de la phase liquide:un premier interne (2) comprenant des moyens de distribution d'une phase liquide ,- un premier lit (6) comprenant un garnissage ou des particules catalytiques,- un deuxième interne (3) comprenant des moyens de séparation du mélange liquide/gaz (19, 20) issu du premier lit (6), des premiers moyens de collecte et d'évacuation (32, 4) de la phase liquide séparée, des moyens de passage (100) au travers de l'interne (3) du gaz traité et des moyens de distribution (31, 101) d'une phase liquide avec ledit gaz,- un deuxième lit (8),- des seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) de la phase liquide en sortie inférieure de la colonne (C),b) des moyens de recyclage de la phase liquide collectée.

Description

Domaine de l'invention.

La présente invention se rapporte à une installation de traitement de gaz et à un procédé de mise en oeuvre de ladite installation dans lequel un mélange intime entre une phase gazeuse et une phase liquide, une distribution radiale sensiblement uniforme dudit mélange au sein de ladite installation, et une utilisation optimale du liquide de lavage d'autre part sont recherchés.

La présente invention trouve de manière générale son application dans tous les procédés de traitement d'une phase gazeuse par un liquide dans au moins une étape de séparation, de purification ou de transformation chimique. Les impuretés peuvent être des composés gazeux (CO2, H2S etc...) , des particules solides (fines de catalyseur, poussières, cendres volantes etc...), ou liquides (goutelettes de produits chimiques, soufre liquide etc....).

La présente invention trouve son application plus particulièrement dans le domaine du lavage de gaz acides issus de champ d'exploitation ou de stockage de gaz en mer ou sur terre ou présents au sein d'une raffinerie. Dans la suite de la présente description, le cas particulier du traitement des gaz acides est décrit. Bien entendu, cet exemple d'application ne restreint aucunement le champ d'application de la présente invention. En particulier, la présente méthode peut être utilisée dans tout type de procédé de purification de la phase gazeuse dans lequel un mélange intime et une distribution uniforme des phases gazeuse et liquide sont nécessaires.

Dans les procédés de traitement de gaz, l'objectif est de maximiser les zones de contact entre le gaz à traiter et au moins un liquide de lavage (de type solvant aqueux ou organique). Un contact amélioré permet un transfert efficace de matière du gaz vers le liquide. En particulier, les composants acides du type H2S, SO2i 002, COS, CS2 et RSH sont visés. Ces composants peuvent réagir ou non dans la phase liquide, on parle alors respectivement d'absorption chimique ou physique. Le dimensionnement de la colonne à l'intérieur de laquelle se fait le traitement, communément appelée contacteur dans le domaine, est très généralement déterminée en fonction de l'aire de surface effective nécessaire à un transfert de matière efficace. De façon connue, cette aire est par ailleurs substantiellement augmentée grâce à l'utilisation de garnissages qui peuvent être du type vrac, structuré, monolithique ou mousse solide. Les garnissages sont alimentés en liquide ou en gaz par des systèmes ou internes de distribution, encore appelés plateaux distributeurs dont le principal objectif est d'assurer un arrosage le plus uniforme possible sur la surface du garnissage. Des plateaux tels que ceux utilisés dans les colonnes de distillation peuvent également être mis en oeuvre. Cependant, les dispositifs connus ne garantissent généralement pas un mélange intime entre les phases en présence et/ou une utilisation optimale du liquide de lavage.

Art antérieur.

Par exception, la demande de brevet européen EP 1,180,393 ou son équivalent US 2002/0021991 propose un dispositif comprenant un compartiment liquide percé de cheminées pour le passage d'une phase gazeuse introduite en amont dans la colonne, cette disposition permettant d'obtenir une qualité adéquate du mélange et de contrôler le niveau liquide au sein du plateau distributeur.

Selon un autre principe décrit dans le brevet FR 2,820,430 ou son équivalent US 6,666,908, un schéma de procédé est proposé permettant le lavage du CO2 et/ou de l'H2S dans une première colonne d'absorption, puis le lavage des composés soufrés RSH, COS ou CS2 dans une seconde colonne fonctionnant à une température inférieure.

En plus de la qualité d'arrosage, une seconde qualité recherchée est la souplesse de fonctionnement; on cherche ainsi à avoir un système qui fonctionne avec la plus large gamme possible de débit liquide et/ou de gaz. Dans le cas de systèmes simples, cette gamme est généralement limitée pour le liquide par un rapport allant de 1 à 3, parfois jusqu'à 10, entre le débit minimum et le débit maximum possible. Une troisième qualité concerne la qualité du mélange entre les deux phases gaz et liquide.

Description de l'invention.

La présente invention décrit un système alternatif dont la mise en oeuvre permet une uniformité de la distribution, quelque soient les conditions d'utilisation, en particulier même lorsque la verticalité de la colonne de distribution n'est pas complètement assurée, par exemple pour une utilisation sur plate-forme en mer ou sur un bateau. Le présent système fonctionne en outre sur une très large gamme de fonctionnement en débit liquide, c'est à dire un rapport de débit allant de 1 à plus de 20, voire plus de 25. Enfin, au contraire de la majorité des dispositifs de l'art antérieur, il favorise un très bon contact entre les deux phases liquide et gazeuse, ce qui présente notamment l'avantage de réduire le volume de garnissage situé en aval du plateau distributeur. De plus, la combinaison des deux précédents facteurs permet une diminution de la taille de la colonne, ce qui se traduit par une baisse significative de son coût, en particulier pour les applications sur champ, généralement réalisées à forte pression. Enfin, l'invention permet de maintenir une bonne distribution liquide/gaz dans toute la colonne et d'utiliser au mieux le liquide de lavage, notamment par des recyclages et/ou l'utilisation de plusieurs liquides de lavage adaptés.

La présente invention est applicable à un fonctionnement à contre-courant standard ou à un fonctionnement gaz/liquide à co-courant descendant standard tel que par exemple décrits dans l'ouvrage "Chemical reactors: design, engineering, operation; Pierre Trambouze, Hugo Van Landeghem, Jean-Pierre Wauquier; Ed. technip, 1988".

Ainsi, par rapport à ces deux modes de fonctionnement l'invention permet de réduire et d'optimiser la quantité de liquide de lavage, ou de solvant(s) à traiter lorsque celui-ci ou ceux doivent être régénérés et par suite de diminuer la taille globale de l'installation permettant ladite régénération. En effet, selon l'invention, une partie plus faible, ou une partie seulement, éventuellement variable, de la quantité totale de solvant(s) en circulation peut être régénérée.

Selon un autre aspect, la présente invention permet d'obtenir un traitement poussé du gaz. La mise en oeuvre de la présente invention permet ainsi d'obtenir finalement un gaz très appauvri en polluants. Selon l'invention la phase finale du traitement est réalisée entre un solvant propre ou régénéré, c'est à dire ne contenant pas ou contenant très peu d'impuretés et un gaz appauvri en lesdites impuretés par un solvant propre. Une telle disposition permet d'améliorer sensiblement la qualité des gaz finalement obtenus.

Enfin la présente invention permet de contrôler à tout moment la composition du solvant au contact du gaz à traiter, par exemple en fonction du degré de pureté de celui ci.

Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une installation de traitement de gaz chargé en polluants par au moins une phase liquide. L'installation comprend: a) une colonne comprenant - des moyens d'introduction du gaz chargé en polluants à une extrémité de ladite colonne, - des moyens de soutirage du gaz dépollué à l'autre extrémité de la colonne, et au moins, disposés d'amont en aval dans le sens de circulation de la ou des phases liquides: - un premier interne comprenant des moyens d'introduction et de distribution d'une phase liquide dans la partie supérieure de la colonne, - un premier lit comprenant un garnissage et/ou des particules solides catalytiques, - un deuxième interne comprenant des moyens de séparation gaz/liquide du mélange constitué par le liquide issu du premier lit et le gaz présent ou entraîné avec ce liquide, des premiers moyens de collecte et d 'évacuation d'une partie au moins de la phase liquide séparée, des moyens de passage au travers du deuxième interne du gaz circulant dans la colonne et des moyens d'injection, de mélange et de distribution d'une phase liquide externe avec ledit gaz, - au moins un deuxième lit comprenant un garnissage et/ou des particules solides catalytiques, - des seconds moyens de collecte et d'évacuation de la phase liquide issue du lit situé le plus bas dans la partie inférieure de la colonne, b) des moyens de recyclage d'au moins une partie de la phase liquide collectée dans la partie inférieure de la colonne vers le premier interne et/ou le deuxième interne.

Selon un premier mode de réalisation de l'installation, les moyens d'introduction du gaz chargé en polluants sont placés à l'extrémité supérieure de ladite colonne de telle façon que la progression du liquide et du gaz soit réalisée à co-courant dans la colonne et les seconds moyens de collecte et d'évacuation d'au moins une partie de la phase liquide en sortie de la colonne sont reliés au premier interne.

Selon ce mode, les moyens de recyclage peuvent comprendre en outre un dispositif de régénération alimenté au moins par la phase liquide issue des premiers et /ou seconds moyens de collecte et d'évacuation, et des moyens d'injection d'au moins une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération vers le deuxième interne.

En outre, l'installation selon ce premier mode peut comprendre des moyens de mélange d'une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération avec la fraction au moins de la phase liquide collectée en sortie de la colonne qui est recyclée vers le premier interne.

Selon un deuxième mode possible de réalisation, les moyens d'introduction du gaz chargé en polluants sont placés à l'extrémité inférieure de ladite colonne de telle façon que la progression du liquide et du gaz soit réalisée à contre-courant dans la colonne et les seconds moyens de collecte et d'évacuation de la phase liquide en sortie de la colonne sont reliés au deuxième interne (3).

Selon ce deuxième mode, les moyens de recyclage peuvent comprendre un dispositif de régénération alimenté au moins par la phase liquide issue des premiers et/ou seconds moyens de collecte et d'évacuation, et des moyens d'injection d'au moins une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération vers le premier interne. Un intérêt de ce second mode est que l'on utilise au mieux la capacité de lavage et de captation de polluants du liquide, en le faisant recirculer dans la partie inférieure de la colonne, ce qui permet de réduire le débit de liquide envoyé vers la régénération. Le liquide envoyé en tête de colonne reste le liquide régénéré pour maximiser l'épuration du gaz.

En outre, l'installation selon ce deuxième mode peut comprendre des moyens de mélange d'une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération avec la phase liquide collectée en sortie de la colonne et recyclée vers le deuxième interne.

Le plus souvent, les lits successifs comprennent un garnissage du type en vrac, structuré, monolithique, ou mousse métallique ou céramique, ou des plateaux.

Avantageusement, la présente installation comprend en outre des moyens de contrôle du débit de liquide circulant dans les moyens de recyclage et/ou dans les moyens de mélange et/ou dans les moyens d'injection de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération vers le premier interne et/ou le deuxième interne.

L'installation selon l'invention peut comprendre une succession de lits et d'internes dont le nombre est compris entre 2 et 10.

L'installation peut en outre comprendre un ou plusieurs échangeurs de chaleur placés sur les moyens d'introduction du liquide dans le premier interne.

L'invention porte également, selon un troisième mode de réalisation, sur une installation de traitement d'un gaz par deux phases liquides de nature chimique différente dans lequel: - les premiers moyens de collecte et d'évacuation du deuxième interne sont reliés aux moyens d'introduction et de distribution d'une première phase liquide dans le premier interne, les seconds moyens de collecte et d'évacuation d'une phase liquide collectée en sortie inférieure de la colonne sont reliés aux moyens d'introduction d'une seconde phase liquide vers le deuxième interne.

Selon ce troisième mode, un dispositif de régénération peut être inséré sur les moyens de liaison entre les premiers moyens de collecte et d'évacuation du deuxième interne et les moyens d'introduction et de distribution de la première phase liquide dans le premier interne et/ou un dispositif de régénération est inséré sur les moyens de liaison entre les seconds moyens de collecte et d'évacuation d'une phase liquide collectée en sortie de la colonne et les moyens d'introduction d'une seconde phase liquide vers le deuxième interne.

L'installation peut comprendre en outre en fond de colonne des moyens de décantation et de soutirage d'une phase liquide de densité supérieure à la phase liquide initiale et constituée par ou générée par les polluants, telle que du soufre liquide.

En variante de ce troisième mode, l'invention concerne aussi une installation et un procédé de traitement d'un gaz à contre-courant par un liquide dans lequel on alimente une première phase liquide de traitement en tête de colonne au dessus du premier interne, et on alimente une seconde phase liquide de traitement différente de la première, en partie latérale de colonne au niveau du deuxième interne. Ceci permet d'adapter la qualité du liquide de traitement au taux de polluants présents. On peut aussi éliminer séquentiellement des polluants différents (par exemple CO2 et H2S) avec des liquides ayant des affinités différentes pour ces polluants, afin de réaliser des régénérations spécifiques.

Selon une variante préférée, on soutire un liquide usé par au moins les seconds moyens de collecte et d'évacuation, on régénère le liquide usé pour produire d'une part un liquide régénéré de façon relativement poussée, et d'autre part un liquide régénéré de façon relativement modérée, on alimente ledit liquide régénéré de façon relativement poussée en tête de colonne au niveau du premier interne (2), et on alimente ledit liquide régénéré de façon relativement modérée en partie latérale de colonne au niveau du deuxième interne (3).

Cette variante permet de n'utiliser qu'une régénération partielle, moins coûteuse pour éliminer la plus grande partie des polluants, et de limiter le débit de liquide régénéré de façon poussée (par exemple à plus haute température et/ou plus basse pression pour des solutions de mono ou diéthanolamine), cette régénération poussée étant utile pour l'épuration finale du gaz.

L'installation ou le procédé peuvent par exemple être appliquées au traitement d'un gaz acide comprenant au moins l'un des composés suivant: H2S, SO2i CO2, COS, CS2 ou aux procédés mettant en oeuvre au moins une phase liquide et au moins une phase gazeuse dans au moins une étape de séparation, de purification ou de transformation chimique.

Pour faciliter la compréhension de l'invention, les figures 1 à 4 donnent des exemples de réalisation non limitatifs d'installations selon l'invention munies d'un premier interne de distribution de liquide placé par exemple en tête de la colonne, en amont d'un premier lit de garnissage, d'un deuxième interne de distribution selon l'invention et d'un deuxième lit de garnissage. Dans la présente description, les termes amont et aval se rapportent au sens de circulation de la phase liquide. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, un lit de particules solides catalytiques pourrait être utilisé à la place du lit de garnissage.

En particulier, - selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1 se rapporte à la description d'une colonne fonctionnant en écoulement liquide/gaz co-courant descendant, - selon un second mode de réalisation de l'invention, la figure 2 se rapporte à la description d'une colonne fonctionnant en écoulement liquide/gaz à contre courant, - les figures 3a et 3b illustrent des modes de réalisation du deuxième interne de distribution selon l'invention, - les figures 4a et 4b schématisent une coupe dudit deuxième interne de distribution suivant l'axe A-A' de la figure 3a pour illustrer deux dispositions possibles des sections de passages des phases gazeuse et liquide au sein dudit deuxième interne.

La figure 1 schématise une colonne C dans laquelle peut être mis en oeuvre le présent procédé. Cette installation peut avoir par exemple pour fonction l'élimination au moins partielle des composés acides contenus dans un gaz brut par un solvant liquide, ledit solvant étant ensuite régénéré selon des techniques bien connues de l'homme du métier. A titre d'exemple, on peut utiliser une solution acqueuse à 15 à 30% poids de monoéthanolamine ou de diéthanolamine.

La phase gazeuse à traiter, encore appelé gaz brut, est introduite en tête de colonne par une ligne 1, en amont d'un interne de distribution ou plateau distributeur 2 dans lequel une phase liquide est introduite et mélangée à la phase gazeuse. Le plateau distributeur 2 est d'un type connu, par exemple selon la technologie décrite dans la demande EP 1,180, 393. Le mélange diphasique ainsi formé est ensuite distribué radialement au sein de la colonne de manière uniforme vers un lit 6 contenant un garnissage d'un type donné (vrac, structuré, monolithe ou mousse métallique ou céramique) dans lequel la séparation des polluants tels que par exemple des gaz acides est effectuée. Le gaz appauvri en polluants passe ensuite au travers d'un deuxième interne de distribution 3 comprenant en outre des premiers moyens de collecte du liquide dont des modes possibles de réalisation sont donnés par les figures 3a et 3b.

Après séparation de la phase gazeuse, le liquide chargé de polluants est récupéré au 20 niveau dudit interne 3 et évacué par une ligne 4.

Le gaz appauvri en polluants est ensuite mis au contact au sein de l'interne 3 avec un liquide propre c'est à dire le solvant liquide régénéré issu d'un dispositif de régénération 5 relié à l'interne 3 par une ligne 7.

Le mélange gaz/liquide ainsi formé est ensuite distribué en amont d'un deuxième lit 8 contenant un garnissage d'un type identique ou différent de celui du lit 6 (vrac, structuré ou monolithe, mousse métallique ou céramique). Le gaz propre en sortie du lit 8 est évacué par une ligne 9, le liquide concentrant les polluants est évacué par une ligne 10.

Le liquide prélevé en fond de colonne par la ligne 10 est ensuite mis en circulation via une pompe 11 qui envoie une fraction du liquide vers le dispositif de régénération via une ligne 14, la fraction restante étant directement et sans traitement recyclé vers le haut de colonne C via une ligne 15 et le plateau distributeur 2. Selon un mode très particulier de mise en oeuvre de l'invention, par exemple lorsque le solvant est utilisé sans recyclage ou de manière transitoire, la totalité du liquide peut être recyclée sans traitement vers le haut de la colonne C. La fraction de liquide non-régénérée directement envoyée en tête de colonne C peut permettre de réaliser un premier traitement grossier du gaz brut très chargé en polluants.

Un autre mode de réalisation possible de l'invention est possible, lorsque par exemple le gaz à traiter comprend une forte proportion de composés soufrés et/ou lorsque certains procédés de purification aboutissent à une nouvelle phase liquide constituée par ou générée par les polluants et généralement de densité supérieure à la phase liquide initiale, le plus souvent du soufre liquide. Dans ce cas on prévoit selon l'invention des moyens de décantation et de soutirage supplémentaires en fond de colonne (C) de la phase liquide de densité supérieure.

Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, on peut avantageusement mélanger la fraction de liquide non régénérée issue du bas de la colonne C avec une fraction du liquide régénérée via une ligne 12 par exemple par piquage sur la ligne 7. Ce mélange permet ainsi de façon avantageuse d'adapter la qualité du solvant au taux de polluants présents dans les gaz bruts incidents.

Le liquide ayant traversé le lit de garnissage supérieur 6 est ensuite séparé de la 20 phase gazeuse sur la partie supérieure de l'interne 3 qui comprend un plateau de collecte, tel que par exemple décrit en liaison avec la figure 3a.

Selon un mode de réalisation avantageux illustré par la figure 1, le liquide collecté dans l'interne 3 et chargé en polluants rejoint le liquide prélevé en fond de colonne par la ligne 10 en amont de l'aspiration de la pompe 11, une fraction du liquide étant envoyée dans le dispositif de régénération 5 par une ligne 14, l'autre fraction étant directement envoyée via une ligne 15 en tête de la colonne C. Un système de vannes 13 permet selon des techniques connues de l'homme du métier de réguler les flux de liquide au sein des lignes 4, 7, 10, 12, 14, 15.

Selon un mode possible de réalisation de l'invention, il est également possible de placer un ou plusieurs échangeurs de chaleur 34 sur les lignes d'alimentation des internes distributeurs 2 et/ou 3 en phase liquide, permettant ainsi le traitement de la phase gaz à des températures optimales différentes dans chaque lit de la colonne.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un solvant de nature chimique différente peut être utilisé pour chaque lit, chaque lit étant dans ce cas associé à un circuit propre de régénération.

La figure 2 illustre une colonne C fonctionnant selon le principe préféré de flux à contre-courant gaz/liquide, le liquide étant en phase descendante. Sur cette figure des numéros identiques à ceux de la figure 1 sont attribués à des moyens identiques. Les gaz brut à traiter sont cette fois introduits en bas de la colonne C, par la ligne 1, distribués de manière uniforme sur toute la section de la colonne par un système de distribution 18 puis évacués après traitement en tête de colonne par la ligne 9. Les autres éléments internes à la colonne C demeurent inchangés par rapport à ceux représentés sur la figure 1.

Les solvants chargés en polluants issus de l'interne 3 et du bas de la colonne C via respectivement les lignes externes 4 et 10, sont mélangés, mis en circulation via la pompe 11, puis séparés en une fraction envoyée par une ligne 14 au dispositif de régénération 5 tandis qu'une autre fraction est directement recyclée par les lignes 17 et 7b dans l'interne 3 pour être distribuée uniformément sur la partie supérieure (partie aval) du lit 8. Ceci permet d'augmenter la captation d'impuretés par recyclage du solvant et de diminuer le débit de solvant envoyé à la régénération. Le solvant liquide régénéré c'est à dire sensiblement exempt de polluants issu du dispositif 5 est introduit en partie ou en totalité dans la colonne C par les lignes 7a et 16 alimentant l'interne 2 puis réparti uniformément sur la partie supérieure (partie aval) du lit 6. Par cette mise en oeuvre, dans la phase finale du traitement du gaz, une mise en contact est réalisée entre le gaz déjà appauvri en lesdits polluants par un solvant propre ou régénéré, c'est à dire ne contenant pas ou très peu d'impuretés.

Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, on peut avantageusement mélanger la fraction de liquide non régénérée issu de bas de la colonne C via les lignes 10 et 17 avec une fraction du liquide régénérée par exemple par piquage par une ligne 7b placée sur la ligne 7a. Ce mélange permet ainsi de façon avantageuse et flexible d'adapter la qualité du solvant au taux de polluants présents dans les gaz bruts incidents.

De même que pour un fonctionnement à co-courant et sans sortir du cadre de l'invention, l'installation à contre-courant telle qu'elle vient d'être décrite peut être adaptée au traitement de la phase gaz à des températures différentes dans chaque lit de la colonne ou à l'utilisation pour chaque lit d'un solvant d'une nature chimique différente via des moyens d'échange de chaleur 34.

Les figures 3a et 3b schématisent des réalisations possibles de l'interne de distribution 3 précédemment évoqué.

De façon préférée selon l'invention, l'installation est telle que le deuxième interne comprend une pluralité de conduites 100, qui sont des cheminées verticales de passage de gaz, distribuées sur la section de la colonne, ces cheminées étant percées de trous latéraux en partie inférieure au niveau de la distribution de la phase liquide externe, et non percées de trous latéraux en partie supérieure, au niveau des premiers moyens de collecte et d 'évacuation de liquide. Cette disposition est très avantageuse car elle permet de pouvoir faire transiter le gaz de façon répartie par les mêmes moyens qui permettent de distribuer le liquide en partie inférieure de l'interne, et de préserver la collecte de liquide en partie supérieure de l'interne. La mise en oeuvre d'une pluralité de cheminées, et non d'une cheminée centrale unique de passage des gaz permet de ne pas détruire la qualité de distribution du liquide en dessous de l'interne 3.

De façon plus précise, sur la figure 3a, l'interne 3 comprend deux étages 31 et 32 hermétiquement séparés par une paroi 21. Les étages 31 et 32 sont traversés par des cheminées ou conduites 100. Les conduites 100 peuvent être de toute section sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple elles peuvent être de section circulaire tel que représenté par la vue en coupe de la figure 4a ou de section rectangulaire tel qu'illustré par les figures 3b et 4b.

L' étage supérieur 32 est délimité dans sa partie inférieure par la paroi 21 et ouvert dans sa partie supérieure sur la partie aval du premier lit 6. Cet étage permet la séparation des phases gazeuse et liquide ainsi que la collecte du liquide issu du lit 6. Cet étage permet également le confinement d'éventuelles particules solides présentes dans le liquide ou le gaz initial à proximité de la paroi 21 et par suite d'éviter l'encrassement de l'installation dans son ensemble nuisant à son bon fonctionnement. La rétention liquide favorise en effet la sédimentation des éventuelles particules solides. Le lit de particules peut ensuite être nettoyé au moment des arrêts normaux des unités.

Le liquide issu du lit 6 vient remplir l'étage 32. Le dimensionnement de cet étage, ainsi que la hauteur des conduites au sein de l'étage 3 sont optimisés selon des techniques bien connues pour que le niveau liquide 33 soit toujours inférieur à l'entrée des conduites 100. La mise 'en place d'un tel niveau au sein de l'étage 32 permet son soutirage aisé vers la pompe de recyclage via la ligne 4.

L'étage supérieur 32 est traversé de façon hermétique par les conduites 100. Les 5 conduites 100 comportent un chapeau 19 qui évite tout passage de liquide. Ces chapeaux sont soutenus, par exemple, par des pattes support 20 soudées à la conduite.

Dans tous les cas (co-courant ou contre-courant), il est préférable que les chapeaux 19 soient munis de bords 191 (représentés dentelés sur la figure 3b) et que des systèmes coalesceurs 111 soit mis en place pour éviter que le liquide issu du lit supérieur 6 ne puisse accéder au lit inférieur 8.

Dans le cas d'une application à contre-courant par exemple lorsqu'on utilise deux solvants différents de part leur nature chimique et/ou leur pureté, ou deux températures différentes pour chaque lit, il est important que le liquide issu du lit inférieur 8 ne soit pas entraîné par le gazvers la partie supérieure pour éviter les mélanges ou une température sensiblement uniforme. Pour cela, on peut judicieusement, comme schématisé sur le figure 3b, mettre en place des systèmes de type coalesceurs 111 bien connus de l'homme du métier qui permettent de piéger les gouttes de liquide et par suite d'éviter leur entraînement avec le gaz vers la partie supérieure de la colonne C. L'étage inférieur 31 est constitué d'un compartiment hermétiquement délimité par les parois verticales de la colonne C d'une part et par des parois sensiblement horizontales 21 et 22 d'autre part. L'étage inférieur 31 est alimenté en liquide par les lignes 7 (figure 1) ou 7b (figure2). L'enceinte est maintenue en charge, c'est à dire que le liquide remplit sensiblement l'enceinte pour assurer un bon fonctionnement de l'installation. Le liquide s'écoule vers l'intérieur des conduites 100 par l'intermédiaire d'ouvertures 101 percées sur lesdites conduites.

Lesdites conduites peuvent être de toute forme appropriée, par exemple des 30 cheminées cylindriques 100a ou des conduites rectangulaires 100b comme schématisé respectivement par les figures 4a et 4b.

Le gaz traverse l'interne 3 par l'intermédiaire des cheminées 100a ou des conduites 100b en s'écoulant soit de bas en haut dans le cas de mode contre-courant, soit de haut en bas le cas de mode co-courant. L'utilisation de conduites rectangulaires selon la figure 4b est particulièrement adaptée dans le cas d'une forte contrainte de perte de charge sur le gaz, la section de passage pouvant être sensiblement agrandie par rapport aux cas de cheminées cylindriques. De plus, cette configuration est d'un montage plus aisé, le nombre ainsi que la longueur des soudures entre les deux plaques extrêmes délimitant l'enceinte et les pourtours supérieurs et inférieurs des cheminées ou conduites étant réduits.

Selon un mode possible de mise en oeuvre, la présente invention permet l'utilisation de deux solvants différents présentant une affinité particulière pour certains des composants acides précédemment décrits ou d'un même solvant à des conditions de pureté et/ou de température différentes dans une seule et même colonne.

L'installation telle qu'elle vient d'être décrite peut ainsi avantageusement remplacer les systèmes de collecte et de distribution classiques grâce à un gain en terme de qualité de distribution et de compacité, ainsi qu'en terme de simplicité de fonctionnement.

Ainsi par rapport au procédé décrit dans le brevet US 6,666,908 la présente invention permet l'économie d'une colonne, et/ou de minimiser le nombre de lits, ce qui diminue considérablement l'investissement nécessaire à la mise en oeuvre de la présente invention. Elle permet aussi d'obtenir une épuration maximale, tout en minimisant le débit de solvant à régénérer, ce qui diminue aussi bien l'investissement que la consommation énergétique pour la régénération.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Installation de traitement d'un gaz chargé en polluants par au moins une phase liquide 5 comprenant: a) une colonne (C) comprenant - des moyens d'introduction (1) du gaz chargé en polluants à une extrémité de ladite colonne, de préférence l'extrémité inférieure, - des moyens de soutirage (9) de gaz dépollué à l'autre extrémité de la colonne (C), et au moins, disposés d'amont en aval dans le sens de circulation de la ou des phases liquides: - un premier interne (2) comprenant des moyens d'introduction et de distribution d'une phase liquide dans la partie supérieure de la colonne (C), - un premier lit (6) comprenant un garnissage et/ou des particules solides catalytiques, - un deuxième interne (3) comprenant des moyens de séparation gaz/liquide (19, 20, 21) du mélange constitué par le liquide issu du premier lit et le gaz présent ou entraîné avec ce liquide, des premiers moyens de collecte et d 'évacuation (32, 4) d'une partie au moins de la phase liquide séparée, des moyens de passage (100) au travers du deuxième interne (3) du gaz circulant dans la colonne et des moyens d'injection, de mélange et de distribution (31, 101) d'une phase liquide externe avec ledit gaz, - au moins un deuxième lit (8) comprenant un garnissage et/ou des particules solides 25 catalytiques, - des seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) de la phase liquide issue du lit (8) situé le plus bas dans la partie inférieure de la colonne, b) des moyens de recyclage (11, 15, 17, 7b) d'au moins une partie de la phase liquide 30 collectée dans la partie inférieure de la colonne vers le premier interne (2) et/ou le deuxième interne (3).

2. Installation selon la revendication 1 dans laquelle les moyens d'introduction (1) du gaz chargé en polluants sont placés à l'extrémité supérieure de ladite colonne (C) de telle façon que la progression du liquide et du gaz soit réalisée à co-courant dans la colonne et dans laquelle les seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) d'au moins une partie de la phase liquide en sortie inférieure de la colonne sont reliés au premier interne (2).

3. Installation selon la revendication 2 dans laquelle les moyens de recyclage comprennent en outre un dispositif de régénération (5) alimenté au moins par la phase liquide issue des seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) et des moyens d'injection (7 - fig.1) d'au moins une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération (5) vers le deuxième interne (3).

4. Installation selon la revendication 3 comprenant en outre des moyens de mélange (12 - fig.1) d'une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération (5) avec la phase liquide collectée en sortie inférieure de la colonne (C) et recyclée vers le premier interne (2).

5. Installation selon la revendication 1 dans laquelle les moyens d'introduction (1) du gaz chargé en polluants sont placés à l'extrémité inférieure de ladite colonne (C) de telle façon que la progression du liquide et du gaz soit réalisée à contre-courant dans la colonne et dans laquelle les seconds moyens d'évacuation (10) de la phase liquide en sortie inférieure de la colonne (C) sont reliés au deuxième interne (3).

6. Installation selon la revendication 5 dans laquelle les moyens de recyclage comprennent un dispositif de régénération (5) alimenté au moins par la phase liquide issue des seconds moyens d'évacuation (10) de la phase liquide et des moyens d'injection d'au moins une partie de la phase liquide régénérée (7a, 16 - fig.2) issue du dispositif de régénération (5) vers le premier interne.

7. Installation selon la revendication 6 comprenant en outre des moyens de mélange (7a, 7b, 17 - fig.2) d'une partie de la phase liquide régénérée issue du dispositif de 30 régénération (5) avec la phase liquide collectée en sortie inférieure de la colonne (C) et recyclée vers le deuxième interne (3).

8. Installation selon l'une des revendications précédentes dans lequel le deuxième interne comprend une pluralité de cheminées verticales de passage de gaz distribuées sur la section de la colonne, ces cheminées étant percées de trous latéraux en partie inférieure au niveau de la distribution de la phase liquide externe, et non percées de trous latéraux en partie supérieure, au niveau des premiers moyens de collecte et d 'évacuation (32, 4).

9. Installation selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre des moyens de contrôle (13) du débit de liquide circulant dans les moyens de recyclage et/ou dans les moyens de mélange et/ou dans les moyens d'injection de la phase liquide régénérée issue du dispositif de régénération (5) vers le premier interne (2) ou le deuxième interne (3).

10. Installation selon l'une des revendications précédentes comprenant une succession de lits (8) et d'internes (3) dont le nombre est compris entre 2 et 10.

11. Installation selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre un ou plusieurs échangeurs de chaleur 34 placés sur les moyens d'introduction du liquide dans le premier interne (2).

12. Installation selon la revendication 1 de traitement de gaz par deux phases liquides de nature et/ou de pureté chimique différente dans lequel - les premiers moyens de collecte et d'évacuation (32, 4) de liquide du deuxième interne (3) sont reliés aux moyens d'introduction et de distribution d'une première phase liquide dans le premier interne (2), les seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) de liquide en sortie inférieure de la colonne (C) sont reliés aux moyens d'introduction d'une deuxième phase liquide vers le 25 deuxième interne (3).

13. Installation selon la revendication 12 dans lequel un dispositif de régénération est inséré sur les moyens de liaison entre les premiers moyens de collecte (32) et d'évacuation (4) du deuxième interne (3) et les moyens d'introduction et de distribution de la première phase liquide dans le premier interne (2) et/ou un dispositif de régénération est inséré sur les moyens de liaison entre les seconds moyens de collecte et d'évacuation (10) de la phase liquide collectée en sortie inférieure de la colonne (C) et les moyens d'introduction de liquide vers le deuxième interne (3).

14. Installation selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre en fond de colonne (C) des moyens de décantation et de soutirage d'une phase liquide de densité supérieure à la phase liquide initiale et constituée par ou générée par les polluants, telle que du soufre liquide.

15. Procédé de traitement d'un gaz à contre-courant par un liquide dans une installation selon l'une des revendications 1 ou 2 ou 5 à 14 dans lequel on alimente une première phase liquide de traitement en tête de colonne au niveau du premier interne (2), et on alimente une seconde phase liquide de traitement différente de la première, en partie latérale de colonne au niveau du deuxième interne (3).

16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel on soutire un liquide usé par au moins les seconds moyens de collecte et d'évacuation, on régénère le liquide usé pour produire d'une part un liquide régénéré de façon relativement poussée, et d'autre part un liquide régénéré de façon relativement modérée, on alimente ledit liquide régénéré de façon relativement poussée en tête de colonne au niveau du premier interne (2), et on alimente ledit liquide régénéré de façon relativement modérée en partie latérale de colonne au niveau du deuxième interne (3).

17. Utilisation de l'installation selon l'une des revendications 1 à 14 ou du procédé selon l'une des revendications 15 ou 16 au traitement d'un gaz acide comprenant au moins l'un des composés suivant: H2S, SO2, CO2, COS, CS2.