FR2907024A1

FR2907024A1 - Procede de traitement d'un gaz naturel avec integration thermique du regenerateur.

Info

Publication number: FR2907024A1
Application number: FR0608973A
Authority: FR
Inventors: Thorsten Burkhardt; Pierre Antoine Bouillon; Drisch Julia Magne
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-18
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: FR2907024B1

Abstract

On traite un gaz naturel en effectuant les étapes suivantes :a) on extrait d'un réservoir souterrain un gaz naturel brut comportant des composés acides du groupe constitué de l'H2S, du CO2, du COS et des mercaptans,b) on met en contact le gaz naturel avec une solution absorbante de manière à produire un gaz appauvri en composés acides et une solution chargée en composés acides,c) on régénère la solution chargée en composés acides dans une colonne de régénération thermique (RE), de manière à produire une solution absorbante régénérée et un effluent gazeux riche en composés acides (5),d) on refroidit ledit effluent gazeux riche en composés acides de manière à obtenir une fraction gazeuse (6) enrichie en composés acides qui est évacuée, et une fraction liquide qui est introduite en tête de la colonne de régénération à titre de reflux (7).De plus, à l'étape d), on effectue au moins l'une des opérations suivantes :i) on refroidit (C1) ledit effluent gazeux à une température intermédiaire de manière à produire un flux liquide et un flux gazeux, puis on sous-refroidit (C2) le flux gazeux de manière à produire ladite fraction gazeuse et ladite fraction liquide, ledit flux liquide et ladite fraction liquide étant rassemblés puis introduits en tête de la colonne de régénération à titre de reflux (7),ii) on réchauffe (E3) ladite fraction liquide par échange de chaleur avec ledit effluent gazeux,iii) on réchauffe (E4) ladite fraction liquide ou ledit flux liquide par échange de chaleur avec ledit gaz naturel brut.

Description

1 La présente invention concerne le domaine de la désacidification d'un

gaz naturel. Le procédé schématisé par la figure 1 et décrit en détail ci-après représente un procédé pour extraire les composés acides, notamment l'hydrogène sulfuré (H2S), le dioxyde de carbone (CO2), le sulfure de carbonyle (COS) ou les mercaptans contenu dans des gaz. Ce procédé comporte une étape d'extraction des composés acides contenus dans le gaz à traiter par mise en contact de ce gaz avec le solvant 1 o régénéré, dans un absorbeur opérant à la pression du gaz à traiter, suivie d'une étape de régénération thermique, opérant généralement à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, généralement entre 1 et 5 bar a, préférentiellement comprise entre 1,5 et 3 bar a. Cette régénération thermique s'effectue généralement dans une colonne équipée au fond d'un 15 rebouilleur et en tête d'un condenseur permettant de refroidir les composés acides libérés par la régénération et de recycler les condensats en tête du régénérateur à titre de reflux. Cette régénération de la solution absorbante chargée en H2S et CO2 est 20 coûteuse sur le plan de la consommation d'énergie. Par ailleurs, le reflux généré par condensation partielle de l'effluent gazeux obtenu en tête de la colonne de régénération permet de récupérer l'eau vaporisée. Il est intéressant de refroidir l'effluent en tête de colonne jusqu'à une température relativement basse afin, d'une part, de maximiser la quantité 25 d'eau recyclée dans la colonne et, d'autre part, de produire un flux gazeux acide appauvri en eau. En effet, plus la quantité d'eau recyclée dans la colonne est importante, plus la régénération est efficace. De plus, le fait que le flux gazeux acide soit appauvri en eau permet d'effectuer sans problème des traitements ultérieurs tels que la réduction de l'H2S en soufre élémentaire, la 2907024 2 compression ou la liquéfaction. Cependant, le fait de refroidir à une température relativement basse génère un reflux à basse température qui impose un apport supplémentaire de calorie par le rebouilleur dans la colonne de régénération. 5 Cette consommation d'énergie par la colonne de régénération représente un inconvénient important. La présente invention propose de refroidir l'effluent en tête de colonne de régénération à une température relativement basse, par exemple de l'ordre de 10 C à 50 C, tout en minimisant l'apport en énergie exigée pour le bon fonctionnement de la régénération de la solution absorbante afin d'obtenir, d'une part, un flux riche en composés acides et appauvri en eau et, d'autre part, un reflux liquide suffisamment conséquent pour le bon fonctionnement de la colonne de régénération. Pour atteindre cet objectif, l'invention propose d'augmenter, par différents moyens, la température du reflux introduit en tête de la colonne de régénération. La présente invention concerne un Procédé de traitement d'un gaz naturel dans lequel on effectue, en combinaison au moins les étapes suivantes : 20 a) on extrait d'un réservoir souterrain un gaz naturel brut comportant des composés acides du groupe constitué par l'H2S, le CO2, le COS et les mercaptans, b) on met en contact le gaz naturel avec une solution absorbante de manière à produire un gaz appauvri en composés acides et une solution chargée en 25 composés acides, c) on régénère la solution chargée en composés acides dans une colonne de régénération thermique, de manière à produire une solution absorbante régénérée et un effluent gazeux riche en composés acides, 2907024 3 d) on refroidit ledit effluent gazeux riche en composés acides de manière à obtenir une fraction gazeuse enrichie en composés acides qui est évacuée, et une fraction liquide qui est introduite en tête de la colonne de régénération à titre de reflux. 5 Selon l'invention, à l'étape d), on effectue au moins l'une des opérations suivantes : i) on refroidit ledit effluent gazeux à une température intermédiaire de manière à produire un flux liquide et un flux gazeux, puis on sous-refroidit le flux gazeux de manière à produire ladite fraction gazeuse 1 o et ladite fraction liquide, ledit flux liquide et ladite fraction liquide étant rassemblés puis introduits en tête de la colonne de régénération à titre de reflux, ii) on réchauffe ladite fraction liquide par échange de chaleur avec ledit effluent gazeux, 15 iii) on réchauffe ladite fraction liquide ou ledit flux liquide par échange de chaleur avec lesdites fumées de combustion. Selon l'invention, à l'étape d), on peut refroidir ledit effluent gazeux à une température comprise entre 10 C et 50 C.

A l'opération i), on peut refroidir ledit effluent gazeux à la température intermédiaire comprise entre 40 C et 80 C et on peut sous-refroidir le flux gazeux à une température comprise entre 10 C et 50 C. On peut apporter de la chaleur en fond de la colonne de régénération par un rebouilleur.

La solution absorbante peut comporter de l'eau et des amines. Le procédé selon l'invention peut comporter, en outre, les étapes suivantes : 2907024 4 e) on traite la fraction gazeuse enrichie en composés acides évacuée à l'étape d) dans une unité Claus de manière à produire du soufre élémentaire, l'unité Claus rejettant des gaz de queue du procédé Claus, et f) on met en contact les gaz de queue du procédé Claus avec une deuxième 5 solution absorbante de manière à produire un gaz pauvre en composés acides et une deuxième solution chargée en composés acides. La deuxième solution absorbante mise en oeuvre à l'étape f) peut être constituée d'une portion de la solution absorbante régénérée obtenue à l'étape c) et on peut envoyer la deuxième solution chargée en composés acides obtenue 10 à l'étape f) dans la colonne de régénération thermique. Selon l'invention, on peut effectuer les étapes suivantes : g) on régénère la deuxième solution chargée en composés acides dans une deuxième colonne de régénération thermique, de manière à produire une deuxième solution absorbante régénérée et un effluent gazeux riche en 15 composés acides, h) on refroidit ledit effluent gazeux riche en composés acides de manière à obtenir une fraction gazeuse enrichie en composés acides qui est évacuée, et une fraction liquide qui est introduite en tête de la deuxième colonne de régénération à titre de reflux, et 20 à l'étape h), on effectue au moins l'une des opérations i), ii) et iii) 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 aux dessins parmi lesquels : 25 la figure 1 présente un procédé d'élimination des composés acides contenus dans un gaz naturel, les figures 2 à 8 présentent différents modes de réalisation de l'invention, 2907024 5 la figure 9 présente un procédé de désacidification de gaz naturel avec un procédé Claus. Sur la figure 1, le gaz naturel arrivant par le conduit 1 est extrait d'un 5 gisement souterrain. Le gaz peut être disponible à une pression comprise entre 10 et 200 bars a et à une température qui peut varier entre 20 C et 100 C. Il comporte en majorité des hydrocarbures tels le méthane et l'éthane, et comporte des composés acides notamment de l'H2S et éventuellement du CO2, du COS et des mercaptans. 1 o Le gaz naturel arrivant par le conduit 1 est introduit dans la colonne d'absorption AB pour être mis en contact avec la solution absorbante arrivant par le conduit 4. Dans AB, la solution absorbe les composés acides contenus dans le gaz. La solution absorbante chargée en composés acides est évacuée en fond de la colonne AB par le conduit 3. Le gaz, appauvri en composés acides, 15 est évacué en tête de la colonne AB par le conduit 2. La solution absorbante peut être à caractère chimique, c'est-à-dire impliquant une réaction chimique avec les composés acides lors de l'absorption. Dans ce cas la solution absorbante peut comporter des alcanolamines, par exemple de la MEA (méthyléthanolamine), DEA 20 (diéthanolamine), MDEA (diméthyléthanolamine), DIPA (diisopropylamine), DGA (diglycolamine), des diamines, de la pipérazine, de l'hydroxyéthyl piperazine. La solution absorbante peut agir par absorption physique, c'est-à-dire par affinité physique entre la solution et les composés acides. Dans ce cas, la solution peut comporter du sulfolane, du méthanol, de la N-formyl 25 morpholine, de l'acétyl morpholine, du carbonate de propylène, du diméthyl éther polyethylène glycol ou de la N-méthyl pyrrolidone. La colonne AB peut être tout type d'équipement permettant de mettre en contact un gaz et un liquide. Par exemple AB peut être une colonne à 2907024 6 plateaux, une colonne à garnissage, vrac ou structuré, une colonne pulsée, ou une succession de mélangeurs et de décanteurs disposés en série. La solution chargée en composés acides évacuée de AB par le conduit 3 est reprise par la pompe P1, est chauffée dans l'échangeur de chaleur indirect 5 El, c'est-à-dire un échange de chaleur entre deux fluides, sans transfert de matière. Puis, la solution chauffée est introduite dans la colonne de régénération RE. La colonne de régénération permet de séparer les composés acides de la solution absorbante. Le rebouilleur R disposé au fond de la colonne RE permet 10 d'apporter l'énergie nécessaire pour libérer les composés acides absorbés dans la solution absorbante, et d'évacuer par effet d'entraînement les composés acides de la solution absorbante. La solution absorbante régénérée, c'est-à-dire appauvrie en composés acides, est évacuée en fond de RE. Un effluent gazeux comportant les composés acides libérés sous forme gazeuse dans RE est évacué 15 en tête de la colonne RE par le conduit 5. Cet effluent gazeux comporte, en outre, de l'eau et éventuellement des traces d'autres composés. La solution absorbante régénérée évacuée en fond de RE, est reprise par la pompe P2, traverse les échangeurs de chaleur El et E2, puis est réintroduite dans la colonne AB par le conduit 4. Dans l'échangeur El, la 20 solution absorbante régénérée chauffe la solution absorbante chargée en composés acides issue en fond de AB. L'échangeur E2 permet de modifier, en général par refroidissement, la température de la solution absorbante régénérée avant introduction dans AB. L'effluent gazeux évacué par le conduit 5 est introduit dans le 25 condenseur C, c'est-à-dire un échangeur de chaleur indirect utilisant un fluide réfrigérant, pour être refroidi jusqu'à condensation partielle de l'eau contenue dans l'effluent. L'effluent partiellement condensé est introduit dans le ballon de séparation B. La fraction gazeuse riche en composés acides issue en tête de B est évacuée par le conduit 6. La fraction liquide obtenue en fond du ballon B 2907024 7 est pompée par la pompe P3 puis réinjectée en tête de RE par le conduit 7 à titre de reflux. Cette fraction liquide comporte principalement de l'eau, par exemple plus de 95% en volume, des traces de composés acides et éventuellement des traces de solution absorbante.

5 Selon l'invention, on opère le procédé décrit en référence à la figure 1 de manière à produire par le conduit 6 une fraction gazeuse riche en composés acides, par exemple comportant plus de 90% en volume de composés acides, de préférence 95%, voir 98%. En effet, les traitements ultérieurs, tels que la 1 o réduction de l'H2S en soufre élémentaire dans une unité Claus, la compression, la liquéfaction ou le transport, de cette fraction riche en composés acides nécessitent une haute concentration en CO2 ou en H2S et on réduit le coût de traitement du gaz acide en limitant la présence d'impuretés. Pour obtenir une haute concentration en composés acides, on refroidit l'effluent gazeux obtenu 15 en tête de RE à une température relativement basse, par exemple comprise entre 10 C et 50 C, de préférence entre 15 C et 40 C. L'eau condensée par refroidissement est utilisée en tant que reflux dans la colonne de régénération. De ce fait, le refroidissement impose un apport de chaleur plus conséquent au niveau de R. Pour minimiser l'apport de chaleur au niveau de R, selon la 20 présente invention, on augmente la température du reflux en tête de la colonne RE tout en effectuant un refroidissement à basse température de l'effluent produit en tête de RE, notamment en mettant en oeuvre l'une des dispositions illustrées par les figures 2 à 8. Il est possible d'augmenter la température du reflux qui comporte généralement plus de 95% d'eau, sans 25 vaporiser l'eau du reflux. En effet, la température de refroidissement est généralement bien inférieure à la température du point de bulle de l'eau à la pression considérée.

2907024 8 Les figures 2 à 8 présentent différentes manières de produire le reflux en tête de la colonne RE. Sur les figures 2 à 8, les références identiques à celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments. Selon l'invention, on met en oeuvre un procédé d'élimination des 5 composés acides contenus dans un gaz naturel selon la figure 1 intégrant au moins l'une des options décrites en références aux figures 2 à 8. En référence à la figure 2, l'effluent gazeux issu en tête de la colonne de régénération par le conduit 5 est refroidi à une température intermédiaire 10 dans l'échangeur de chaleur Cl de manière à condenser une partie de l'eau contenue dans l'effluent. Par exemple, la température intermédiaire est comprise entre 40 C et 80 C. Puis l'effluent est introduit dans le ballon de séparation B1 pour séparer le condensat de la fraction gazeuse. La fraction gazeuse obtenue en tête de B1 est refroidie par échange de chaleur dans 15 l'échangeur C2 de manière à être partiellement condensée à une température finale, puis est introduite dans le ballon de séparation B2. La fraction gazeuse obtenue en tête de B2 constitue le flux riche en composés acides évacué par le conduit 6. Les condensats évacués respectivement par les conduits 10 et 11 des ballons B1 et B2 sont réintroduits par le conduit 7 dans la colonne RE à titre 20 de reflux. Ainsi, le fait de produire une portion du reflux dans le ballon B1 à une température intermédiaire supérieure à la température finale conduit à obtenir un reflux plus chaud, comparé à la solution classique où la totalité de l'effluent est refroidie à la température finale. En conséquence, l'énergie apportée par le rebouilleur R est donc plus faible puisque la température du 25 reflux est plus élevée (moins de chaleur est nécessaire pour vaporiser l'eau contenue dans le reflux). La mise en oeuvre du schéma de la figure 2 permet d'économiser sur la consommation énergétique du rebouilleur R, sans apport complémentaire d'énergie. Le procédé de désacidification d'un gaz naturel 2907024 9 selon l'invention est énergétiquement plus économe que les procédés de l'art antérieur. La figure 2 représente un cas avec un refroidissement en deux étapes. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut envisager un refroidissement en 5 trois ou plus de trois étapes. En référence à la figure 3, l'effluent gazeux produit en tête de colonne RE est introduit par le conduit 5 dans l'échangeur de chaleur E3 pour être refroidi, puis dans le condenseur C pour être sous-refroidi jusqu'à condensation 1 o partielle. Dans le ballon B, la fraction gazeuse est séparée de la fraction liquide. La fraction gazeuse est évacuée par le conduit 6. La fraction liquide est introduite dans l'échangeur de chaleur E3 avant d'être introduite dans la colonne de régénération RE à titre de reflux. Dans l'échangeur E3, le reflux introduit dans RE est réchauffé par échange de chaleur indirecte avec 15 l'effluent issu en tête de RE. Cela permet, d'une part, d'économiser de l'énergie pour refroidir l'effluent issu en tête de RE et, d'autre part, d'économiser de l'énergie au niveau du rebouilleur RE, puisque le reflux est réchauffé dans E3 avant introduction dans RE. La mise en oeuvre du schéma de la figure 3 permet d'économiser sur la consommation énergétique du rebouilleur R et du 20 condenseur C, sans apport complémentaire d'énergie. Le procédé de désacidification d'un gaz naturel selon l'invention est énergétiquement plus économe que les procédés de l'art antérieur. En référence à la figure 4, l'effluent produit en tête de colonne RE est 25 partiellement condensé par échange de chaleur dans C, puis est partagé en une fraction liquide et une fraction gazeuse dans B. La fraction gazeuse est évacuée de B par le conduit 6. La fraction liquide issue de B est réchauffée dans l'échangeur E4 par échange de chaleur indirecte avec le gaz brut à traiter arrivant par le conduit 1. Puis la fraction liquide réchauffée est introduit par le 2907024 10 conduit 7 dans la colonne RE à titre de reflux. Après passage dans E4, le gaz brut à traiter refroidi est introduit dans la colonne d'absorption. Cette solution est intéressante lorsque le gaz à traiter est à une température supérieure à la température de la fraction liquide évacuée en fond de B. En conséquence, 5 l'énergie apportée par le rebouilleur R est donc plus faible puisque la température du reflux est plus élevée et l'absorption des composés acides dans AB est favorisée par la baisse de température du gaz à l'entrée de AB. La mise en oeuvre du schéma de la figure 4 permet d'économiser sur la consommation énergétique du rebouilleur R et du condenseur C, sans autre complément 1 o d'énergie. Le procédé de désacidification d'un gaz naturel selon l'invention est énergétiquement plus économe que les procédés de l'art antérieur. De plus, le procédé schématisé par la figure 4 permet de baisser la température du gaz, ce qui améliore l'absorption des gaz acides par la solution absorbante dans la colonne AB.

15 La figure 5 propose de combiner les deux modes de réalisation décrits en référence aux figures 2 et 4. En référence à la figure 5, l'effluent gazeux obtenu en tête de RE est refroidi à une température intermédiaire dans Cl, les condensats produits lors 20 de ce refroidissement étant récupérés en fond de B1. La fraction gazeuse évacuée en tête de B1 est refroidie à une température finale par C2, les condensats produits lors de ce deuxième refroidissement étant récupérés en fond de B2. Les condensats sont rassemblés, réchauffés dans E4 par échange de chaleur avec le gaz brut à traiter arrivant par le conduit 1, puis introduit 25 dans la colonne RE à titre de reflux. La fraction gazeuse obtenue en tête de B2 constitue le flux riche en composés acides évacué par le conduit 6. La figure 6 propose de combiner les deux modes de réalisation décrits en référence aux figures 2 et 3.

2907024 11 En référence à la figure 6, l'effluent gazeux obtenu en tête de RE est refroidi à une température intermédiaire dans Cl, les condensats produits lors de ce refroidissement étant récupérés en fond de B1. La fraction gazeuse évacuée en tête de B1 est refroidie à une température finale par E3 et C2, les 5 condensats produits lors de ce deuxième refroidissement étant récupérés en fond de B2. Les condensats récupérés en fond de B2 sont réchauffés dans E3 par échange de chaleur indirect avec la fraction gazeuse produite en tête de B1. Alternativement, les condensats récupérés en fond de B2 peuvent être réchauffés par échange de chaleur indirect avec l'effluent évacué en tête de RE 1 o par le conduit 5. Puis, ces condensats réchauffés sont réunis avec les condensats récupérés en fond de B1 afin d'être réintroduits dans la colonne RE à titre de reflux par le conduit 7. La fraction gazeuse obtenue en tête de B2 constitue le flux riche en composés acides évacué par le conduit 6.

15 La figure 7 propose de combiner les deux modes de réalisation décrits en référence aux figures 3 et 4. En référence à la figure 7, l'effluent gazeux produit en tête de colonne RE est introduit par le conduit 5 dans l'échangeur de chaleur E3 pour être refroidi puis dans le condenseur C pour être sous-refroidi jusqu'à condensation 20 partielle. Dans le ballon B, la fraction gazeuse est séparée de la fraction liquide. La fraction gazeuse, évacuée par le conduit 6, constitue la fraction riche en composés acides. La fraction liquide est introduite dans l'échangeur de chaleur E3, puis dans l'échangeur de chaleur E4, avant d'être introduite dans la colonne de régénération RE à titre de reflux. Dans l'échangeur E3, le reflux 25 introduit dans RE est réchauffé par échange de chaleur indirecte l'effluent issu en tête de RE. Dans l'échangeur E4, le reflux introduit dans RE est réchauffé par échange de chaleur indirect avec le gaz brut à traiter circulant dans le conduit 1.

2907024 12 La figure 8 propose de combiner les modes de réalisation décrits en référence aux figures 2, 3 et 4. En référence à la figure 8, l'effluent gazeux obtenu en tête de RE est refroidi à une température intermédiaire dans Cl, les condensats produits lors 5 de ce refroidissement étant récupérés en fond de B1. La fraction gazeuse évacuée en tête de B1 est refroidie à une température finale par E3 et C2, les condensats produits lors de ce deuxième refroidissement étant récupérés en fond de B2. Les condensats récupérés en fond de B2 sont réchauffés dans E3 par échange de chaleur avec la fraction gazeuse produite en tête de B1. Puis, 1 o ces condensats réchauffés sont réunis avec les condensats récupérés en fond de B1. Ce mélange de condensats est chauffé dans l'échangeur E4, afin d'être réintroduits dans la colonne RE à titre de reflux par le conduit 7. Dans l'échangeur E4, le reflux introduit dans RE est réchauffé par échange de chaleur indirect avec le gaz brut à traiter circulant dans le conduit 1. La 15 fraction gazeuse obtenue en tête de B2 constitue le flux riche en composés acides évacué par le conduit 6. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut envisager d'autres modes de réalisation basés sur la combinaison de différentes solutions présentées par 20 les figures 2 à 8. La figure 9 schématise un procédé de traitement de gaz naturel, dans lequel on applique la solution décrite en référence à la figure 8, suivi d'un procédé Claus. Selon l'invention, on peut également appliquer l'intégration 25 thermique au traitement des gaz de queue du procédé Claus. Les références de la figure 9 identiques aux références des figures 1 et 8 désignent les mêmes éléments.

2907024 13 En référence à la figure 9, les composés acides extraits du gaz naturel arrivant par le conduit 1 sont évacués par le conduit 6. Ce flux de composés acides est envoyé dans l'unité 10 mettant en oeuvre un procédé Claus qui permet de transformer l'H2S en soufre élémentaire. Le soufre liquide est 5 évacué par le conduit 12. Le gaz résiduel de l'installation Claus 10 est réchauffé, puis dirigé directement dans l'installation 11 de réduction et de trempe, couramment nommée "Quench". Dans l'installation 11, la totalité du soufre contenu dans les composants soufré du gaz résiduel est convertie en H2S, par réaction de 10 réduction par exemple au moyen d'un catalyseur au cobalt ou au molybdène. Dans la mesure où le gaz résiduel ne contient pas suffisamment d'hydrogène, on injecte la quantité nécessaire d'hydrogène par le conduit d'admission 13. Le gaz de queue du procédé Claus, après réduction, est envoyé dans la 15 colonne d'absorption AB1 pour être mis en contact avec un solvant absorbant l'H2S arrivant par le conduit 17. Avant d'entrer dans la colonne AB1, les gaz de queue du procédé Claus peuvent être refroidis à une température adéquate, par exemple entre 10 C et 50 C. Dans AB1, le solvant capte l'H2S contenu dans le gaz arrivant par le conduit 14. Le gaz débarrassé d'H2S est évacué par le 20 conduit 15. Le solvant chargé en H2S est envoyé par le conduit 16 dans la colonne de régénération thermique RE1. La colonne RE1 est contrôlée en température, d'une part, par le rebouilleur R1 qui apporte de la chaleur en fond de RE1 et, d'autre part, par le reflux introduit en tête de RE1 par le conduit 19. Le 25 solvant régénéré est recyclé pour être introduit en tête de AB1 par le conduit 17. L'H2S libéré est évacué en tête de RE1 par le conduit 18. Le reflux 19 est généré par condensation partielle du flux gazeux évacué en tête de RE1 par le conduit 18. Selon l'invention, on applique l'une des solutions présentées en référence aux figures 2 à 8 pour générer le reflux 2907024 14 19 à partir du flux gazeux 18. La figure 9 présente le cas où l'on applique la solution de la figure 8. En référence à la figure 9, l'effluent gazeux 18 obtenu en tête de RE1 est refroidi à une température intermédiaire dans C11, les condensats produits 5 lors de ce refroidissement étant récupérés en fond de B11. La fraction gazeuse évacuée en tête de B11 est refroidie à une température finale par E31 et C21, les condensats produits lors de ce deuxième refroidissement étant récupérés en fond de B21. Les condensats récupérés en fond de B21 sont réchauffés dans E31 par échange de chaleur avec la fraction gazeuse produite en tête de B11. 1 o Puis, ces condensats réchauffés sont réunis avec les condensats récupérés en fond de B11. Ce mélange de condensats est chauffé dans l'échangeur E41, afin d'être réintroduits dans la colonne RE1 à titre de reflux par le conduit 19. Dans l'échangeur E41, le reflux introduit dans RE1 est réchauffé par échange de chaleur indirect avec les gaz de queue du procédé Claus circulant dans le 15 conduit 14. La fraction gazeuse obtenue en tête de B21 constitue le flux riche en H2S évacué par le conduit 20. Comme indiqué précédemment, on peut, en analogie avec la figure 2, mettre en oeuvre uniquement les condenseurs C11 et C21 ainsi que les ballons 20 B11 et B21. En analogie avec la figure 3, on peut mettre en oeuvre l'échangeur de chaleur E31, un condenseur et un ballon de séparation, l'échangeur E31 permettant d'échanger de la chaleur entre le flux 18 et le reflux 19. En analogie avec la figure 4, on peut mettre en oeuvre un condenseur, un ballon de séparation et un échangeur de chaleur E41 qui permet de réchauffer le 25 reflux par échange avec les gaz de queue du procédé Claus. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut remettre en oeuvre une combinaison des configurations présentées par les figures 2, 3 et 4, par exemple celles décrites en référence aux figures 5, 6 et 7.

2907024 15 Selon une alternative représentée en traits discontinus sur la figure 9, la solution absorbant l'H2S mise en oeuvre dans AB1 peut provenir du fond de la colonne RE par le conduit 21 et la solution chargée en H2S obtenue en fond de AB1 est envoyée dans la colonne RE pour être régénérée. Ainsi, le solvant 5 mis en oeuvre dans AB1 bénéficie de l'intégration thermique selon l'invention disposée en tête de RE pour produire un reflux 7 à plus haute température.

Claims

REVENDICATIONS

1) Procédé de traitement d'un gaz naturel dans lequel on effectue, en 5 combinaison au moins les étapes suivantes : a) on extrait d'un réservoir souterrain un gaz naturel brut comportant des composés acides du groupe constitué par l'H2S, le CO2, le COS et les mercaptans, b) on met en contact le gaz naturel (1) avec une solution absorbante (4) de 10 manière à produire un gaz (2) appauvri en composés acides et une solution (3) chargée en composés acides, c) on régénère la solution (3) chargée en composés acides dans une colonne de régénération thermique (RE), de manière à produire une solution absorbante régénérée et un effluent gazeux (5) riche en composés acides, 15 d) on refroidit ledit effluent gazeux (5) riche en composés acides de manière à obtenir une fraction gazeuse (6) enrichie en composés acides qui est évacuée, et une fraction liquide qui est introduite en tête de la colonne de régénération (RE)à titre de reflux (7), le procédé étant caractérisé en ce que, à l'étape d), on effectue au moins l'une 20 des opérations suivantes : i) on refroidit (Cl) ledit effluent gazeux à une température intermédiaire de manière à produire un flux liquide et un flux gazeux, puis on sous-refroidit (C2) le flux gazeux de manière à produire ladite fraction gazeuse et ladite fraction liquide, ledit flux 25 liquide et ladite fraction liquide étant rassemblés puis introduits en tête de la colonne de régénération (RE) à titre de reflux (7), ii) on réchauffe ladite fraction liquide par échange de chaleur (E3) avec ledit effluent gazeux, 2907024 17 iii) on réchauffe ladite fraction liquide ou ledit flux liquide par échange de chaleur (E4) avec lesdites fumées de combustion.

2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape d), on refroidit 5 ledit effluent gazeux à une température comprise entre 10 C et 50 C.

3) Procédé selon la revendication 1, dans lequel, à l'opération i), on refroidit ledit effluent gazeux à la température intermédiaire comprise entre 40 C et 80 C et on sous-refroidit le flux gazeux à une température comprise 1 o entre 10 C et 50 C.

4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on apporte de la chaleur en fond de la colonne de régénération (RE) par un rebouilleur (R). 15

5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la solution absorbante comporte de l'eau et des amines.

6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on effectue les étapes suivantes : 20 e) on traite la fraction gazeuse enrichie en composés acides évacuée à l'étape d) dans une unité Claus (10) de manière à produire du soufre élémentaire, l'unité Claus rejettant des gaz de queue du procédé Claus, et f) on met en contact les gaz de queue du procédé Claus (14) avec une deuxième solution absorbante (17) de manière à produire un gaz pauvre en 25 composés acides et une deuxième solution chargée en composés acides.

7) Procédé selon la revendication 6, dans lequel la deuxième solution absorbante mise en oeuvre à l'étape f) est constituée d'une portion de la solution absorbante régénérée obtenue à l'étape c) et dans lequel on envoie la 2907024 18 deuxième solution chargée en composés acides obtenue à l'étape f) dans la colonne de régénération thermique (RE).

8) Procédé selon la revendication 6, dans lequel on effectue les étapes 5 suivantes : g) on régénère la deuxième solution chargée en composés acides dans une deuxième colonne de régénération thermique (RE1), de manière à produire une deuxième solution absorbante régénérée et un effluent gazeux riche en composés acides, 1 o h) on refroidit ledit effluent gazeux riche en composés acides de manière à obtenir une fraction gazeuse enrichie en composés acides qui est évacuée, et une fraction liquide qui est introduite en tête de la deuxième colonne de régénération (RE1)à titre de reflux (19), le procédé étant caractérisé en ce que, à l'étape h), on effectue au moins l'une 15 des opérations i), ii) et iii).