L'invention a pour objet un procédé de purification d'acétylène.The subject of the invention is a process for purifying acetylene.
L'acétylène est industriellement stocké sous pression dans des contenants à l'état de soluté dans un solvant ou dans un mélange de solvants tel que l'acétone ou le diméthylformamide (DMF), fixé par une matière poreuse. A 15 C, la pression dans le contenant est comprise entre environ 15.105 Pa et 20.105 Pa. Lorsqu'il est stocké en solution dans un solvant, l'acétylène contient en sortie de contenant, en plus des impuretés classiques, l'oxygène, l'azote, l'eau ou la phosphine, une quantité non négligeable de solvant en une teneur dépendant essentiellement de la pression et de la température de stockage. Acetylene is industrially stored under pressure in containers in the solute state in a solvent or in a mixture of solvents such as acetone or dimethylformamide (DMF), fixed by a porous material. At 15 ° C., the pressure in the container is between approximately 15 × 10 5 Pa and 20 × 10 5 Pa. When it is stored in solution in a solvent, the acetylene contains, in addition to conventional impurities, oxygen at the outlet of the container. nitrogen, water or phosphine, a significant amount of solvent in a content depending essentially on the pressure and the storage temperature.
Lorsqu'il s'agit d'acétone, l'acétylène en contient généralement entre 1% v/v et 10% v/v. Parfois, le solvant est entraîné sous forme liquide avec l'acétylène ce qui gêne l'utilisateur dans l'application dans laquelle il le met en oeuvre. Une des solutions proposées aujourd'hui, consiste à mettre à la disposition de l'utilisateur, de l'acétylène conditionné sans solvant. Cependant, à contenant équivalent, la quantité d'acétylène stockée est beaucoup plus faible ce qui augmente son prix. En effet, il ne peut être stocké à l'état gazeux qu'à une pression inférieure ou égale à 2,5.105 Pa. Une autre solution consiste à produire l'acétylène sur le site de l'utilisateur pour éviter ce stockage en solvant. Cette solution n'est pas toujours industriellement possible car le procédé par craquage d'hydrocarbures, implique de gros investissements qui ne peuvent être rentabilisés que par une forte consommation d'acétylène par l'utilisateur. Il en est de même, quant au procédé par hydrolyse du carbure de calcium. Le brevet américain délivré sous le numéro 4,863,493 et la demande de brevet japonais publiée sous le numéro JP 62-285988, divulguent un procédé de production d'acétylène haute pureté par détente du gaz d'une bouteille puis passage travers un adsorbent apte à retenir le solvant contenu dans ledit gaz. La demande de brevet japonais publiée sous le numéro JP62-019539 divulgue un procédé de purification d'acétylène par absorption dudit gaz dans un solvant tel que le DMF, chauffage au reflux, refroidissement du courant de gaz obtenu et passage sur tamis moléculaire ou charbon actif. La demande international publiée sous le numéro WO 2004/089859 divulgue un procédé d'épuration d'acétylène stocké sous pression en solution dans un solvant comprenant une étape de détente de l'acétylène suivie d'une étape de séparation par condensation des impuretés liquides. La demanderesse a cherché à développer une méthode simple qui permette d'améliorer la qualité de l'acétylène délivré à l'utilisateur final tout en diminuant la concentration en solvant résiduel. C'est pourquoi selon un premier aspect, l'invention a pour objet un procédé d'épuration d'acétylène stocké sous pression dans un contenant en solution dans un solvant, caractérisé en ce qu'il comprend : Au moins une étape (a) d'épuration du gaz par adsorption sur un support solide, directement en sortie dudit contenant. Le procédé tel que défini ci-dessus, est généralement mis en oeuvre pour une pression de l'acétylène gazeux en sortie de son contenant supérieure ou égale à 10.105 Pa (10 bars) et inférieure ou égale à 25.105 Pa (25 bars) et plus particulièrement à une pression comprise entre 15.105 Pa (15 bars) et 20.105 Pa. (20 bars). When it comes to acetone, acetylene generally contains between 1% v / v and 10% v / v. Sometimes the solvent is entrained in liquid form with acetylene which hinders the user in the application in which he implements it. One of the solutions proposed today is to make available to the user acetylene without solvents. However, equivalent container, the amount of acetylene stored is much lower which increases its price. Indeed, it can be stored in the gaseous state at a pressure less than or equal to 2.5.105 Pa. Another solution is to produce acetylene at the user's site to avoid this storage solvent. This solution is not always industrially possible because the process by hydrocarbon cracking involves large investments that can be made profitable only by a high consumption of acetylene by the user. It is the same, as for the process by hydrolysis of calcium carbide. The US Patent No. 4,863,493 and the Japanese patent application published under the number JP 62-285988 disclose a process for producing high purity acetylene by expanding the gas of a bottle and then passing through an adsorbent capable of retaining the solvent contained in said gas. The Japanese patent application published under the number JP62-019539 discloses a process for purifying acetylene by absorption of said gas in a solvent such as DMF, reflux heating, cooling of the gas stream obtained and passage over molecular sieve or activated carbon. . The international application published under the number WO 2004/089859 discloses a process for cleaning acetylene stored under pressure in solution in a solvent comprising a step of expansion of acetylene followed by a separation step by condensation of liquid impurities. The Applicant has sought to develop a simple method that improves the quality of acetylene delivered to the end user while decreasing the concentration of residual solvent. This is why according to a first aspect, the subject of the invention is a process for purifying acetylene stored under pressure in a container in solution in a solvent, characterized in that it comprises: At least one step (a) purification of the gas by adsorption on a solid support, directly at the outlet of said container. The process as defined above is generally carried out for a pressure of acetylene gas at the outlet of its container greater than or equal to 10 × 10 5 Pa (10 bar) and less than or equal to 25 × 10 5 Pa (25 bar) and more particularly at a pressure of between 15.105 Pa (15 bar) and 20.105 Pa. (20 bar).
Lors de l'étape (a) du procédé tel que défini précédemment, le flux d'acétylène gazeux sous pression directement issu de son contenant, est plus particulièrement mis à circuler à travers un lit de charbon actif. Le charbon actif mis en oeuvre dans le procédé objet de la présente invention, possède les propriétés suivantes : Il a une grande dureté pour éviter la formation de poussière ; Il possède une faible teneur en produits non compatibles avec l'acétylène, comme l'aluminium, le cuivre, le mercure ou l'argent ; Il adsorbe sélectivement le solvant liquide. Pour obtenir une bonne adsorption, la vitesse de circulation du flux de gaz sous 25 pression dans le lit de charbon actif est comprise entre 1 cm / s et 1 m / s et de préférence entre 5 cm/s et 50 cm/s Selon un premier mode particulier du procédé tel que défini ci-dessus, celui comprend au moins une étape (b) de détente de l'acétylène épuré issu de l'étape (a). Dans le procédé tel que défini ci-dessus, l'acétylène obtenu à l'issue de l'étape (a) est 30 détendu à une température suffisante pour empêcher sa liquéfaction et inférieure à la température Tdee, provoquant la décomposition dudit gaz. Cette température dépend en particulier de la pression d'utilisation du gaz. During step (a) of the process as defined above, the flow of acetylene gas under pressure directly from its container, is more particularly circulated through an active carbon bed. The activated carbon used in the process which is the subject of the present invention has the following properties: It has a high hardness to avoid the formation of dust; It has a low content of products that are not compatible with acetylene, such as aluminum, copper, mercury or silver; It selectively adsorbs the liquid solvent. In order to obtain good adsorption, the rate of circulation of the flow of gas under pressure in the activated carbon bed is between 1 cm / s and 1 m / s and preferably between 5 cm / s and 50 cm / s. first particular mode of the process as defined above, that comprises at least one step (b) of expansion of the purified acetylene from step (a). In the process as defined above, the acetylene obtained at the end of step (a) is expanded to a temperature sufficient to prevent liquefaction and lower than the temperature Tdee, causing decomposition of said gas. This temperature depends in particular on the pressure of use of the gas.
Le procédé tel que défini ci-dessus, est généralement mis en oeuvre pour une pression d'utilisation de l'acétylène gazeux supérieure à la pression atmosphérique (environ 105 Pa) et généralement inférieure à 10.105 Pa (10 bars) et plus particulièrement inférieure ou égale à 5.105 Pa (5 bars). The process as defined above is generally carried out for a pressure of use of acetylene gas greater than atmospheric pressure (approximately 105 Pa) and generally less than 10 × 10 5 Pa (10 bar) and more particularly lower or equal to 5.105 Pa (5 bar).
Selon un autre aspect particulier du procédé tel que définis ci-dessus, il comprend une étape de régénération du lit d'adsorbants. Selon cet aspect particulier, la régénération du lit d'adsorbant est effectuée par exemple, avec un gaz chaud tel que l'azote ou l'acétylène, dans des limites de pression et de température n'induisant pas d'instabilité de l'acétylène qu'il s'agisse de gaz régénérateur ou qu'il s'agisse de la fraction de gaz adsorbée. Selon un autre aspect particulier du procédé tel que défini précédemment, celui-ci comprend une étape (c) de contrôle du taux d'oxygène dans le flux d'acétylène préalablement à l'étape (a) de séparation des solvants par adsorption. Le procédé tel défini précédemment est plus particulièrement mis en oeuvre sur un site de production industrielle d'acétylène, lorsqu'il s'agit de compléter la fourniture d'acétylène produit sur ledit site, voire d'en assurer le remplacement intégral, lorsqu' arrive une surconsommation occasionnelle d'acétylène ou une défaillance dans la production industrielle. L'invention a enfin pour objet une installation de production d'acétylène apte à 20 mettre en oeuvre le procédé tel que défini précédemment, comprenant : Au moins un moyen d'épuration par adsorption sur un lit de particules et plus particulièrement sur un lit de charbon actif, apte à séparer les molécules de solvant du flux de gaz sous pression, Selon notamment le débit de gaz nécessaire à l'utilisateur, le moyen de séparation 25 par adsorption sera constitué d'un ou plusieurs lits de particules. Selon un mode particulier, l'installation comprend aussi au moins un moyen de détente apte à délivrer en sa sortie, de l'acétylène à une pression inférieure à 10.105 Pa (10 bars) et plus particulièrement inférieure ou égale à 5.105 Pa (5 bars) et au moins une première conduite de liaison adaptée pour que le gaz sous pression issu du ou des moyens 30 d'épuration par adsorption, s'y écoule de la sortie dudit moyen d'épuration jusqu'à l'entrée dudit moyen de détente. According to another particular aspect of the process as defined above, it comprises a regeneration step of the adsorbent bed. According to this particular aspect, regeneration of the adsorbent bed is carried out for example with a hot gas such as nitrogen or acetylene, within pressure and temperature limits which do not induce acetylene instability. whether it is regenerative gas or whether it is the fraction of adsorbed gas. According to another particular aspect of the process as defined above, it comprises a step (c) of controlling the oxygen content in the acetylene stream prior to the step (a) of separating the solvents by adsorption. The process as defined above is more particularly carried out on an industrial acetylene production site, when it is a question of completing the supply of acetylene produced on said site, or even of ensuring its complete replacement, when occasional overconsumption of acetylene or a failure in industrial production. Finally, the subject of the invention is an acetylene production plant suitable for carrying out the process as defined above, comprising: at least one adsorption purification means on a bed of particles and more particularly on a bed of activated charcoal capable of separating the solvent molecules from the flow of pressurized gas. In particular, according to the flow of gas required by the user, the adsorptive separation means will consist of one or more beds of particles. According to one particular embodiment, the installation also comprises at least one expansion means capable of delivering, at its outlet, acetylene at a pressure of less than 10 × 10 5 Pa (10 bar) and more particularly of less than or equal to 5.10 5 Pa (5 bar). ) and at least a first connecting line adapted for the pressurized gas coming from the adsorption purification means (s) to flow from the outlet of said purification means to the inlet of said expansion means .
Selon notamment la pression interne de gaz dans le réservoir, le moyen de détente sera constitué d'un ou plusieurs détendeurs connectés en série. L'installation comprend les moyens de sécurité adaptés pour que les gaz chauds servant à la régénération du lit d'adsorbant s'y écoulent pour ne pas créer de points chauds dans l'acétylène résiduel. L'installation objet de la présente invention, comprend plus particulièrement : - Au moins une conduite de livraison d'acétylène à un utilisateur - Au moins une unité de fabrication d'acétylène - Au moins une installation apte à mettre en oeuvre le procédé d'épuration, tel que 10 défini précédemment ; - Au moins une canalisation amenant l'acétylène provenant de installation apte à mettre en oeuvre le procédé d'épuration, tel que défini précédemment se raccordant à la dite conduite de livraison d'acétylène vers l'utilisateur - Au moins une canalisation amenant l'acétylène provenant ladite unité de 15 fabrication d'acétylène se raccordant à ladite conduite de livraison d'acétylène vers l'utilisateur L'installation tel que définie ci-dessus comprend tout particulièrement au moins un contenant d'acétylène alimentant l'installation apte à mettre en oeuvre le procédé d'épuration, tel que défini précédemment, alimenté au moins partiellement par un conduit 20 par de l'acétylène fabriqué par ladite unité de fabrication d'acétylène Selon un autre aspect particulier, l'installation tel que définie ci-dessus comprend au moins un contenant d'acétylène alimentant l'installation apte à mettre en oeuvre le procédé d'épuration, tel que défini précédemment, qui n'est pas relié ladite usine de fabrication d'acétylène. According to the internal gas pressure in the tank, the expansion means will consist of one or more regulators connected in series. The installation comprises the security means adapted so that the hot gases used for the regeneration of the adsorbent bed flow therein to avoid creating hot spots in the residual acetylene. The installation that is the subject of the present invention more particularly comprises: at least one acetylene delivery line to a user; at least one acetylene production unit; at least one installation capable of implementing the method of purification as previously defined; At least one pipe bringing acetylene from an installation capable of carrying out the purification process, as defined above, connecting to said acetylene delivery pipe to the user; at least one pipe bringing the acetylene acetylene from said acetylene manufacturing unit connecting to said acetylene delivery line to the user The plant as defined above particularly includes at least one acetylene container supplying the installation suitable for placing the purification process, as defined above, fed at least partially by a conduit 20 with acetylene manufactured by said acetylene production unit. According to another particular aspect, the installation as defined above comprises at least one acetylene container supplying the installation capable of implementing the purification process, as defined above ent, which is not connected to said acetylene manufacturing plant.
25 Le procédé et l'installation objets de la présente invention présentent les avantages suivants : Ils permettent de mettre facilement à la disposition de l'utilisateur, de l'acétylène à très faible teneurs en solvants résiduels souvent inférieure à 500 ppm. Lorsque le procédé comprend le passage sur un lit d'adsorbants, ils permettent 30 d'obtenir le gaz avec une teneur globale en solvants inférieure à 100 ppb. Ils permettent aussi l'élimination de l'eau contenue dans l'acétylène.The process and the apparatus which are the subject of the present invention have the following advantages: They make it easy to make available to the user acetylene with very low residual solvent contents, often less than 500 ppm. When the process involves passing over a bed of adsorbents, they make it possible to obtain the gas with an overall solvent content of less than 100 ppb. They also allow the elimination of water contained in acetylene.