Brevet FR2053289A1 — publié le 19710416

I1 est connu de séparer le gaz carbonique et/ou l'hydrogène sulfuré de mélanges gazeux par lavage chimique à l'aide de solvants organiques. On a déjà utilisé pour 0e lavage, comme solvant, par exemple la N-méthylpyrrolidone, le carbonate de propylène et des alcanolamines. Ces solvants ont été mis en oeuvre pour la séparation de gaz carbonique aussi bien sous forme de substances pures quten mélange avec de l'eau. Le lavage industriel de gaz impose au solvant de nombreuses exigences. Lors de l'absorption, il importe que le solvant puisse se charger d'un maximum de C02/S2S. En vue de l'augmentation des débits gazeux ou de la réduction du volume des colonnes, sont exigés des indices de transfert de matière élevés. Lors de la désorption, c'est-à-dire de la régénération du solvant, il importe d'autre part que le solvant puisse être débarrassé de C02/H2S absorbé avec une dépense aussi faible que possible de vapeur. Les appareils soumettent le solvant encore à une autre exigence car on lui demande une agressivité aussi faible que possible pour réduire l'usure des appareils ou pour pouvoir revêtir leur intérieur d'acier normal. De plus, les pertes de solvant lui o 7n m8me doivent être faibles. La difficulté du choix d'un~so-lvwantj résulte cependant avant tout du fait que ces propriétés du solvant n'évoluent pas dans le meme sens. C'est ainsi,par exemple, que le point d'ébullition croissant, les pertes de solvant baissent par suite de la diminution de la tension. Mais cet avantage est simultanément compensé par une augmentation de consommation de vapeur lors de la régénération ainsi que par la baisse des indices de transfert de matière à viscosité croissante. Un solvant idéal devrait par conséquent posséder un indice a aussi élevé que possible, un point d'ébullition élevé, une faible viscosité et une haute stabilité vis-à-vis de l'oxygène. I1 devrait en outre être sans agressivité vis-à-vis d'aciers non alliés. La solubilité de l'eau dans le solvant devrait également être faible puisque l'indice du solvant diminue à teneur en eau croissante. Cela importe déjà pour la seule raison que les gaz à purifier entratnent toujours avec eux de la vapeur d'eau qui est absorbée par le solvant. Or on a trouvé que, lors de la séparation de gaz carbonique et/ou d'hydrogène sulfuré de gaz sous pression normale ou accrue, on obtient des résultats particulièrement bons en utilisant comme solvants des alcoxyéthylméthylcétones. Les solvants de ce genre dont le groupe alcoxy comporte 3 à 8 atomes de carbone sont particulièrement appropriés. Ces sol- vants sont accessibles de manière simple par réaction des alcools correspondants et de méthy-lvinylcétone, par exemple par réaction de propanol, de butanol, d'isobutanol, d'alcool amylique et isoamylique ou d'alcool hexylique et de méthylvinylcéto ne. -L'isobutoxyéthylméthylcétone s'est avérée un solvant particulièrement approprié. Pour la mise en oeuvre du procédé, on opère de manière connue. Le gaz à purifier est amené, de préférence à contrecourant, au solvant ruisselant vers le bas, par une colonne gar -nie de masses de remplissage. La désorption du solvant peut également s'effectuer de manière connue par détente à un ou plusieurs..étages. Cette régénération est par exemple particulié rement.avantageuse lors de la purification de gaz soumis à une pression élevée provenant du craquage. La régénération peut s'effectuer en outre par apport de chaleur, par exemple par entratnement à la vapeur ou par ébullition. Lors du lavage de gaz de craquage tels qu'on les obtient par les procédés récents de gazéification sous pression, on peut cependant aussi combiner avantageusement la ré gêné rat ion par détente avec la régé négation par la chaleur, par exemple par entraînement à la vapeur. Le solvant s'utilise sous forme techniquement pure, la quantité d'eau d'environ 1 % nécessaire pour l'augmentation de la sélectivité étant absorbée spontanément au cours de l'opération. Grâce à la faible solubilité de l'eau dans les alc9xy- éthylméthylcétones, une fraction d'eau plus élevée se sépare. Grâce à l'agressivité extraordinairement faible des solvan-ts utilisés selon l'invention, on peut construire toutes les pièces des appareils, les conduitss et les pompes en acier non allié. Les avantages particuliers des solvants ressortent de la comparaison ci-après avec le carbonate de propylène et la N méthylpyrrol-wone, deux solvants connus usuels. (Tableau 1, voir page 3). Le tableau montre que l'isobutoxyéthylméthylcétone, comme exemple des solvants selon l'invention, bien qu'elle tienne le milieu entre les deux solvants connus quant à son indice est par contre largement supérieure aux deux solvants connus. Tableau 1 Indice a Viscosi- P.éb. à 200C té cP à Densité sous Solubilité 200C à 200C 760 mm H20 à 200C Méthylpyrro- 35 1,8 1,0319 206"C dans toutes lidone , , 1, les pro portions Carbonate de propylène 3,40 2,? 1,2039 24200 8,2 Ti Isobutoxyéthylméthyl- 3,44 1,3 0,8756 1860C 2,0 Tl cétone en ce qui concerne toutes les autres propriétés désirées. Cela s'applique en particulier aux propriétés excellentes des solvants selon l'invention en rapport avec les indices de transfert de matières qui dépendent de la viscosité et de la densité. Une autre propriété essentielle déjà mentionnée ci-dessus, est la faible agressivité vis-à-vis de l'acier non allié dans les conditions du procédé, c'est-à-dire en présence de C02 et de H2S avec et sans addition d'eau. Lors d'un essai de matériaux d'une durée de 28 jours, une tale de chaudronnerie HI a été soumise à l'action d'isobutoxyéthylméthylcétone à 300C en présence de gaz carbonique et de H2S par introduction continue d'un mélange de 10 parties de gaz carbonique et d'une partie d'hydrogène sulfuré. Les vitesses de corrosion linéaires sont déterminées en mm/an. On a obtenu, pour le solvant anhydre, la valeur de 0,005 mm/an et pour un mélange d'isobutoxyéthylméthylcétone et de 30 % en poids d'eau la valeur de 0,059 mm/an. Valeurs comparatives Sans eau avec 30 % d'eàu Corrosion Carbonate de propylène 0,006 0,09 mm/an Méthylpyrrolidone 0,007 0 10 mm/an REVENDICATION Procédé de séparation de gaz carbonique ou d'hydrogène sulfuré, ou des deux de gaz qui les contiennent, par lavage avec un solvant organique sous pression normale ou accrue et régénération consécutive du solvant par détente et/u apport de chaleur, caractérisé en ce que l'on utilise comme solvant des alcoxyéthylméthylcétones.