Brevet FR2001799A1 — publié le 19691003

-i- 2001799 Le "brevet français 1 536 517 concerne tui procédé de séparation simultanée d'acétylène et d'éthylène d'avec les gaz qui se forment lors du craquage du pétrole ou de fractions de pétrole dans une flamme brûlant au-dessous de la surface du liquide, et que 5 l'on a débarrassée de l'anhydride carbonique et de l'hydrogène sulfuré, procédé, suivant lequel on sépare par condensation, des gaz de craquage préalablement séchés, une partie du méthane et la totalité des autres hydrocarbures présents, puis on sépare, par distillation sous pression, l'acétylène et l'éthylène, simultanément 10 avec le méthane et l'éthane, d'avec une faction liquide renfermant la totalité des hydrocarbures en à et, le cas échéant, de l'oxysulfure de carbone et de l'hydrogène sulfuré. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon le brevet 1 536 517, il s'est avéré que, dans certaines conditions, par exemple quand 15 la teneur en acétylène du gaz résiduaire s'échappant des séparateurs dépasse une certaine limite, l'acétylène peut précipiter à l'état solide lors du refroidissement ultérieur, par exemple dans les turbines de détente.Cela oblige à faire dégeler de temps à autre la turbine, ainsi que, le cas échéant, les échangeurs de cha-20 leur montés à la suite, mesure qui peut compromettre la marche continue du processus. Or on a trouvé qu'on évite une perturbation du mode opératoire continu par suite d'une séparation d'acétylène solide. Si, à la différence du procédé selon le brevet 1 536 517, on subdivise la 25 condensation des hydrocarbures, et ce, en refroidissant d'abord le gaz de craquage dans un ou dans plusieurs étages de condensation, à une température encore supérieure à la température de congélation de l'acétylèiie mélangé aux autres constituants condensés,à savoir à -82 à -120°C , en débarrassant le mélange gazeux restant, 30 après en avoir séparé le condensât formé, des faibles proportions d'acétylène encore présentes en lui faisant subir un lavage à l'éthylène et/ou à l'éthane liquides, dans une colonne de lavage,puis en refroidissant encore le mélange gazeux exempt d'acétylène jusqu'à ce qu'il présente line température comprise entre -140 et 35 -170° C. Les inconvénients signalés plus haut ne se manifestent pas avec le procédé de l'invention, étant donné que la teneur en acétylène, du fait que l'on effectue la condensation en plusieurs étages et qu'on intercale un lavage à l'éthylène, se trouve abaissée à un de-40 gré tel qu'une séparation d'acétylène solide ne peut plus se pro- h* 03294 -2- 2001799 duire. Lors de la mise en oeuvre du procédé, la séparation préalable nécessaire des parties d'anhydride carbonique ainsi que, le cas échéant, de soufre, par exemple sous forme d'acide suifhydrique, 5 peut être effectuée de façon connue par lavage, par exemple avec une solution aqueuse de sels alcalins d'amino-acide. En général,on peut avoir recours, dans ce cas, aux procédés mentionnés au brevet 1 536 517 .11 en est de même en ce qui concerne une élimination poussée éventuellement requise de l'anhydride carbonique ainsi que 10 le séchage subséquent,avant la condensation,des gaz de craquage débarrassés de l'anhydride carbonique et de l'hydrogène sulfuré. Outre le séchage indiqué au brevet 1 536 517, un lavage au métha-nol anhydre ou encore une saturation à la vapeur de méthanol ae sont également montrés appropriés. 15 La condensation proprement dite est généralement effectuée sous une pression comprise entre 5 et 40 atm. Selon un mode spécial de mise en oeuvre du procédé, le gaz, refroidi à une température comprise entre -140 et -170°C au sortir du lavage à l'éthylène, est, après nouvelle séparation de condensât, chauffé à une température 20 comprise entre -130 et -100° en étant amené à contre-courant du gaz quittant le lavage à l'éthylène. Le mélange gazeux ,ainsi réchauffé, peut être amené à se détendre dans une machine de détente, avec production de travail extérieur ,1e gaz étant ainsi refroidi et pouvant servir au refroidissement à contre—courant dans les éta— 25 ges de condensation. Pour le lavage du mélange gazeux après son refroidissement à -82 à -120°C, on peut utiliser le condensât obtenu lors du refroidissement à -140 à -170°C qui suit le lavage à l'éthylène. On peut également amener à ce liquide de lavage, le cas échéant, des auan-30 tités additionnelles d'éthylène et/ou d'éthane d'une autre provenance. Pour refroidir le mélange gazeux, on peut faire se détendre les condensats séparés dans les différents étages de condensation ou, le cas échéant, dans un seul étage de condensation en amont du lavage à l'éthylène, et les faire évaporer par échange de chaleur 35 à contre-courant. A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a représenté au dessin annexé Tin exemple de mise en oeuvre du procédé conforme à 1a. présente invention. EXFIMPLE : - Dans une installation telle que représentée au des-40 sin annexé, 14 000 m^U/h d'un gaz de craquage, débarrassé de C0o t>o O3?0i* — et de H2S et séché par 1111 lavage préalable au méthanol, parcourent l'échangeur 2 en passant par la conduite 1. La composition du gaz est la suivante : H2 29,37 io en volume N2 0,59 tl tt co 40,10 tt 11 °2 0,20 It II ch4 3,96 tl II °2H4 6,46 II 11 C2H6 0,49 It tt °3H6 3,84 II II °3H8 2,46 tl 11 C4H10 4,89 II H °2H2 6,95 tl 11 ch^oh 0,69 tt tt Le gaz est refroidi à -20°C„ Le condensât formé est séparé dans le séparateur 3; le gaz restant est amené par la conduite 4 à travers l'échangeur de chaleur 5 où il est refroidi à -110°C; le condensât est recueilli dans le séparateur 6. Le gaz résiduaire 20 parcourt la conduite 7 pour entrer dans la colonne 8 où, par un lavage à contre-courant au mélange composé essentiellement d'éthylène et d'éthane liquides, il est débarrassé de l'acétylène à un degré tel que la teneur en acétylène dans la conduite 9,rapportée au mélange d'acétylène et d'éthylène, est inférieure à lfo,sl bien que, 25 lors du refroidissement ultérieur à -l65°C.dans l'échangeur de chaleur 10, il ne peut se produire de séparation d'acétylène solide. Dans le séparateur 11, le gaz est séparé du liquide.Le gaz, qui présente une teneur résiduelle en éthylène de 2 000 parties par million (p0p0m) et en acétylène de moins de 10 parties par million est 30 envoyé dans l'échangeur 10 par la conduite 12, et est chauffé à -125°C par le courant gazeux affluant à contre-courant dans la conduite 9, puis il est amené à la turbine de détente 13.Dans cette dernière, il est détendu de 7,8 atm0 à 1,4 atm. avec production de travail extérieur,sa température s'abaissant en même temps à-169°C. 35 Ce gaz froid est chauffé à une température de +10°C dans les échan-geurs thermiques 10, 5 et 2 qu'il parcourt, dans la conduite 14, à contre-courant des fluides s*écoulant dans les conduites 1, 4 et 9. CODV 60 03294 -4- 2001799 Le condensât qui se forme dans le séparateur 11 cède sa chaleur sensible dans l'échangeur de chaleur 10 où il est amené à la pompe 15 et par l'intermédiaire de la conduite 16, puis il entre dans la colonne de lavage 8 à une température de -123°C •Z 280 m N/g d'un mélange d1éthylène-éthane sous forme liquide, que l'on admet également dans la colonne 8, après refroidissement à -120°C dans les échangeurs de chaleur 2 et 5. Le liquide de lavage chargé, que l'on soutire à la base de la colonne 8, est mélangé 10 avec le condensât recueilli dans le séparateur 6 et, après détente à 1,4 atm.,il est amené par la conduite 18 à travers l'échangeur de chaleur 5, ensuite il est mélangé au condensât venant du séparateur 3 et s'écoulant dans la conduite 19, après quoi il parcourt, dans la conduite 20, l'échangeur de chaleur 2 à contre-courant des 15 fluides gazeux qui entrent, en vue de céder encore de la chaleur latente et sensible. Dans le compresseur 21, ce mélange d'hydrocarbures est comprimé à 18 atm. et est amené à la distillation sous pression o Ce mélange gazeux présente la composition suivante : H2 0,28 % en volume *2 0,06 11 ti CO 1,70 tt u °2 0,03 11 11 CH. 4 1,10 11 11 °2ÏÏ4 33,43 It tl C2H6 1,30 » M C3H6 14,00 H tt C3H8 8,90 It 11 C4H10 17,60 tt « °2H2 21,60 ir tl Avec le fonctionnement de l'installation de séparation qui vient d'être décrit et qui comprend un lavage intermédiaire à l'éthylène dans la colonne 8, on .ne constate pas de séparation d'acé— thylène solide, même en marche continue. 69 03294 -5- 2001799 - REVENDICATIONS - lo— Procédé de séparation simultanée d'acétylène et d'éthylène d'avec les gaz de craquage du type décrit au brevet français 1 536 517,caractérisé en ce qu'on subdivise la condensation des hydrocarbures en refroidissant d'abord le gaz de craquage, dans un 5 ou dans plusieurs étages de condensation, à une température encore supérieure à la température de congélation de l'acétylène mélangé aux autres constituants condensés, à savoir à -82 à -120°C. en débarrassant le mélange gazeux restant, après en avoir séparé le condensât formé, des faibles proportions d'acétylène encore présen-10 tes en lui faisant subir un lavage à l'éthylène et/ou à l'éthane liquides, dans une colonne de lavage, puis en refroidissant davantage le mélange gazeux exempt d'acétylène jusqu'à ce qu'il présente une température comprise entre -140 et.-170°C. 2.- Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le 15 gaz refroidi à -140 à -170°C est, après nouvelle séparation de condensât, chauffé à une température comprise entre -130 et -10CPC en étant amené à contre-courant du gaz quittant le lavage à l'éthylène i 3.- Procédé selon la revendication 2, caraotérisé en ce que 20 le mélange gazeux chauffé à -130 à -100°C est amené à se détendre dans une machine de détente, avec production de travail extérieur et, ainsi refroidi, il est utilisé pour le refroidissement à contre-courant dans les différents étages de condensation. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3» caractérisé 25 en ce que, comme liquide de lavage renfermant de l'éthylène et/ou de l'éthane, on utilise le condensât obtenu lors du refroidissement à -140 à -170°C , le cas échéant avec addition de nouvelles quantités d'éthylène et/ou d'éthane d'une autre provenance. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4» caractérisé 30 en ce que, pour le refroidissemènt du mélange gazeux, on fait se détendre les condensats séparés dans les différents étages de condensation et on les vaporise par échange de chaleur à contre-courant.