Brevet FR2130587A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne un procédé de déshydratation de courants gazeux et plus particulièrement concerne l'utilisation et la récupération de solvants N-alcoyl-lactames utilisés dans ces procédés. 5 Les gaz, aux diverses étapes de traitement et de transport contiennent de la vapeur d'eau entraînée et en mélange. Le gaz naturel par exemple, lorsqu'il s'écoule en tête d'un puits, contient des quantités considérables de vapeur d'eau et ces gaz naturels ont souvent des points de rosée à 10 5-7°C de la température ambiante. En raison de leur expansion, du traitement et/ou d'autres exigences de manipulation au cours du transport et du traitement de ces gaz, des problèmes surgissent lorsque ces gaz sont refroidis en dessous du point de rosée. La vapeur d'eau se transforme en eau liquide et/ou 15 souvent en glace. Cette transformation de l'eau en une phase liquide ou solide dans le pipeline diminue l'espace d'écoulement et tend à bloquer les parties opérantes destinées à manipuler le flux gazeux. En outre, l'eau réagit avec certains composants du gaz pour former des hydrates solides de ces 20 composants du gaz. Ces hydrates tendent à se déposer et à geler ou à bloquer les étranglements, les soupapes, les pistons et autres dispositifs opérant le long des pipelines et dans les installations de traitement. Dans le passé, on a mis des procédés de déshydrata-25 tion basés sur l'absorption chimique ou physique de l'eau par des solides ou des liquides. Les gels de silice se trouvent parmi les solides utilisés pour l'absorption physique de l'eau. Les glycols et plus particulièrement les di-, tri- et tétra-éthylène glycols ont été parmi les liquides les plus courants 30 pour l'absorption physique de l'eau dans les gaz combustibles. Les gels de silice exigent une chaleur considérable pour la régénération et l'utilisation efficace. Les glycols, en raison de leur viscosité, ont' une faible efficacité de plateau et par conséquent exigent une dépense considérable d'énergie pour la 35 recirculation et la régénération de grandes quantités de ces liquides visqueux nécessaires pour parvenir à l'abaissement désiré du point de rosée. 72 10174 2 2130587 Il est en conséquence intéressant de fournir un procédé qui ait la capacité de diminuer la teneur en vapeur d'eau des gaz, avec un minimum d'énergie et d'exigences thermiques pour la recirculation des liquides déshydratants et 5 donnant un système simple pour la récupération et la régénération de ces liquides. « Or, la Demanderesse a découvert qu'on pouvait parvenir à un abaissement des points de rosée de l'ordre de 30 à 35°C par un procédé de déshydratation basé sur l'injection de 10 N-alcoyl-lactames liquides dans le chemin d'écoulement du gaz . humide, en permettant le contact entre le N-alcoyl-lactame liquide comme solvant et/ou absorbant physique et venant en équilibre, avec la teneur en vapeur d'eau du courant gazeux, et la collecte du mélange liquide en équilibre de N-alcoyl-15 lactame et de sa teneur en eau. Le gaz. sec effluent est ensuite traité par injection d'un liquide absorbant qui est un solvant du lactame dont le point d'ébullition est supérieur à celui du lactame pour récupérer des'portions de lactame vaporisé et/ou entraîné par le courant de gaz séché. Le mélange en équilibre 20 de N-alcoyl-lactame et de liquide absorbant avec le N-alcoyl-lactame absorbé est recueilli ensemble ou séparément, l'eau et les autres absorbants en sont éliminés pour reconcentrer et régénérer le N-alcoyl-lactame et le liquide absorbant qui sont ensuite recyclés dans le procédé selon la présente invention. 25 On peut rejeter l'eau et les autres matières absorbées ou bien on peut les utiliser lorsqu'il est avantageux de faire ainsi. Le N-alcoyl-lactame. liquide préféré- pour le procédé selon la présente invention, en particulier pour le traitement de gaz naturel et de gaz combustibles similaires 30 contenant des hydrocarbures, est la N-méthyl-pyrrolidone. Cependant, d'autres N-alcoyl-lactames liquides comprennent la N-méthyl-pipéridone et la N-cyclohexyl-pyrrolidone.peuvent aussi être utilisés. L'aptitude des N-alcoyl-lactames liquides à absorber 35 l'eau avait été antérieurement remarquée en ce qui concerne des procédés d'adouccissement de gaz, pour lesquels la N-méthyl-pyrrolidone est le solvant dans le procédé préféré 72 10174 3 2130587 d'adoucissement. On a remarqué une perte allant jusqu'à 30-100 kg/heure par entraînement en fonction de la température de ce solvant, lorsque ces installations d'adoucissement fonctionnent •3 avec des taux normaux de traitement de 120 000 nr à l'heure. 5 Pour abaisser ces pertes à 3 kg/heure pour 30 000 m , on traite les gaz qui s'écoulent dans ces opérations d'adoucissement de la technique antérieure avec de l'eau, pour diminuer les pertes en N-méthyl-pyrrolidone et par conséquent un quelconque effet de déshydratation est perdu dans la réhydratation pour récupé-10 rer la N-méthyl-pyrrolidone. Pour les procédés d'adoucissement, ■3 la perte de 3 kg de N-méthyl-pyrrolidone pour 30 000 nr bien qu'élevée, est tolérable pour des procédés de déshydratation de gaz, les risques de pertes semblables sont prohibitifs lorsqu'on compare aux coûts des procédés présentement en uti-15 lisation basés sur les di- et triéthylène glycols. Les procédés aux glycols, qui peuvent réaliser un abaissement du point de rosée permis avec le N-alco'yl-lactame selon la présente invention, sont favorables en raison du faible prix des glycols. Or, la Demanderesse a découvert qu'en introduisant 20 une étape de récupération efficace pour le N-alcoyl-lactame après la déshydratation initiale, il est possible d'éliminer presque totalement les pertes en lactame. La présente découverte permet en outre d'abaisser les frais de déshydratation de ces matières pour fournir des gaz secs provenant du procédé 25 de déshydratation avec des points de rosée nettement plus bas, avec de moindres frais de pompage, d'énergie, de tour, de construction et frais similaires comparativement aux procédés actuellement en faveur. L'utilisation des N-alcoyl-lactames liquides comme 30 agents déshydratants permet des abaissements du point de rosée jusqu'à 35°C environ. Les petites quantités de lactame qui sont entraînées dans le flux gazeux sont alors absorbées à l'étape d'absorption selon la présente invention au cours de laquelle on introduit dans le courant de gaz à déshydrater 35 un liquide absorbant qui est un solvant pour le lactame et dont le point d'ébullition est supérieur à celui du lactame. 72 10174 4 2130587 Le groupe général d'agents déshydratants acceptables, conformément à la présente invention comprend des N-alcoyl (inférieur)-lactames et des N-alcoyl(inférieur)-pyrrolidones liquides. Bien qu'on préfère la N-méthyl-pyrrolidone, un agent 5 de déshydratation secondaire préféré est la N-cyclohexyl-pyrro-lidone. / Les N-alcoyl-pyrrolidones et -pipéridones liquides utilisés selon le procédé de la présente invention sont des lactames d'acides "V - et é-aminés provenant de l'acide buty-10 rique, de l'acide valérique et de l'acide caprylique. Ces substances sont des amides d'acides cycliques. Elles sont neutres et par conséquent agissent conformément à la présente invention, comme absorbants dissolvants physiques pour l'eau, et incidemment pour certains des composants acides des gaz 15 naturels comprenant H2S et le sulfure de carbonyle. En général, les groupes alcoyle inférieurs sont compris entre 1 et 7 atomes de carbone environ et comprennent des cycloalcoyles comme le N-cyclohexyle, qui sont préférables aux groupes alcoyle à longue chaîne comme substituants N-alcoylés des 20 lactames. Parmi les agents déshydratants désirables selon la présente invention se trouvent la N-méthyl-pyrrolidone, la N-propyl-pyrrolidone, la N-isopropyl-pyrrolidone, la N-p-butyl-pyrrolidone, la N-n-butyl-pyrrolidone, la N-n-hexyl-pyrrolido-ne, la N-cyclohexyl-pyrrolidone, la N-méthyl-pipéridone, la 25 N-éthyl-pipéridone, la N-propyl-pipéridone et la N-isopropyl-pipéridone. Conformément à une autre étape du procédé selon la présente invention, les N-alcoyl-lactames entraînés par le gaz naturel sont éliminés du courant'gazeux par un liquide 30 absorbant qui en est un solvant. Ce'solvant absorbant doit avoir un point d'ébullition plus élevé que celui de l'agent déshydratant primaire. Il est requis d'avoir une différence dans les points d'ébullition suffisante pour permettre la facile séparation du lactame et de l'absorbant d'au moins 25°C, 35 mais avec une préférence pour 50°C. Toutefois, dans des appareils distillateurs appropriés on peut tolérer des différences inférieures à 25°C. 72 10174 5 2130587 Bien qu'il soit utile d'avoir un liquide absorbant pour le N-alcoyl-lactame, un composé qui est un agent déshydratant également, une telle propriété n'est pas nécessaire, l'absorbant doit de préférence être l'un de ceux qui ont 5 l'aptitude physique à dissoudre le N-alcoyl-lactame liquide de façon à ce qu'il y soit complètement miscible pour absorber plus complètement des quantités maximales de N-alcoyl-lactames inférieurs entraînés dans le courant gazeux. Les solvants préférés sont des di-, tri- et tétraéthylène glycols et les 10 N-alcoyl-lactames. Lorsque les N-alcoyl-lactames liquides à plus faible point d'ébulltion sont les agents déshydratants primaires, en particulier la N-méthyl-pyrrolidone, la N-cyclo-hexyl-pyrrolidone s'est avérée être un liquide absorbant utile à l'étape d'absorption. Pratiquement la totalité de N-méthyl-15 pyrrolidone entraînée est récupérée par la N-cyclohexyl-pyrro-lidone dans le courant gazeux, pour le recyclage. D'autres liquides absorbants appropriés qui satisfont aux critères précédemment exposés, pour la récupération efficace des N-alcoyl(inférieur) lactames utilisées comme agents déshydratants 20 primaires selon la présente invention sont : . le nitrobenzène, . le diéthylène glycol, . des monoéthers de diéthylène glycol, . des diéthers de diéthylène glycol, 25 . le phtalate de dibutyle, . le trichlorobenzène, . des butyl-carbitols, . le 2-phénoxyéthanol, . la triéthanolamine, 30 . le naphtalène, . l'acétamide, . l'indole, . la quinoléine, . la glycérine, 35 . le 1,2,3,4-tétrahydro-2-naphtol, . des polyéthylène-glycols liquides à faible poids moléculaire, 10174 6 2130587 . des éthers diméthyliques de polyéthylène glycols, . des éthers dialcoyliques de glycols et de glycérine, qui sont liquides aux températures inférieures à 200°C environ, y compris les. éthers méthylique et éthylique de propylène et de polypropylène glycols, . Les propylène- et polypropylène glycols liquides, . les N-alcoyl-bis-pyrrolidones, . le 1,6-bis-N-pyrrolidyl-hexaméthylène, . la N-n-octyl-pyrrolidone, . le 1,3-N-pyrrolidyl-butane, . la N-n-décyl-pyrrolidone, . la H-undécyl-pyrrolidone, .. la N-dodécyl-pyrrolidone, . la N-tétra-décyl-pyrrolidone, . la N-hexadécyl-pyrrolidone> . la N-n-hexyl-pipéridone, . la N-n-octyl-pipéridone, . la N-iso-octyl-pipéridone, . la N-n-décyl-pipéridone, . la N-undécyl-pipéridone, . la N-dodécyl-pipéridone, . la N-tétradécyl-pipéridone, . la K-hexadécyl-pipéridone. Il est intéressant et précieux à ce point de montrer par le tableau I, l'équilibre à haute pression pour divers hydrocarbures et composants acides gazeux dans deux pyrroli-dones particulières : TABLEAU I Composant gazeux Conditions : 56 kg/cm2- 27°C K = y/x N-méthyl-2-pyrrolidone anhydre N-cyclohexyl-2- pyrrolidone anhydre Méthane Ethane 18,0 3,5 7,2 2,12 - à suivre - 72 10174 7 2130587 TABLEAU I (suite) Propane 1.7 0,77 Gaz carbonique 2,3 1 ,22 Hydrogène sulfureux 0,19 0,19 5 Notes : K = y/x : y = fraction molaire en phase vapeur ; x = fraction molaire en équilibre en phase liquide. Les pertes en méthyl-pyrrolidone, lorsqu'on" applique la présente invention, sont abaissées à 1-10$ des pertes anté-10 rieurement notées dans les procédés antérieurs d'adoucissement. L'étape d'absorption selon la présente invention, fournit de façon inattendue une séparation supplémentaire en ce que souvent le second traitement extrait une quantité d'eau supplémentaire associée aux vapeurs de N-méthyl-pyrrolidone 15 de sorte que le point de rosée du gaz séché émergeant de la seconde étape est abaissée en plus d'environ 5>4°0. En d'autres termes, le procédé préféré selon la présente invention se traduit par un procédé de déshydratation de gaz qui fournit en routine un abaissement du point de rosée des gaz traités 20 de 39 à 50°C avec pertes minimales en matières de traitement. Par exemple, des gaz qui émergent en tête de puits à 16-21°C présentent en routine un abaissement du point de rosée en dessous de -23°C après la première étape de déshydratation et, après achèvement du traitement complet avec le procédé selon 25 la présente invention, le point de rosée final est aussi bas que -29°C. Des gaz naturels qui présentent des points de rosée aussi faibles n'entraient pas de problèmes dûs à la glace ou à la formation d'hydrates associés à la vapeur d'eau, et par conséquent ne sont pas sujets à des surcharges dans des pipe-30 lines qui s'appliquent aux gaz dont les points de rosée sont supérieurs à 4,4°0. Un autre avantage du traitement de gaz offert par la présente découverte est la simplification et la diminution d'encombrement des tours d'extraction requises pour le procédé 35 complet selon la présenta invention. 72 10174 8 2130587 Malgré les deux étapes séparées d'injection de liquide et les sections supplémentaires d'extraction requises par rapport à un système à solvant unique utilisé par les solvants-déshydratants de la technique, antérieure, en raison 5 de la meilleure efficacité de cuvette des N-alcoyl-lactames selon la présente invention, et en particulier de N-méthjsï-pyrrolidone, ceci donne lieu à une diminution considérable de l'investissement de capital pour l'équipement relativement aux installations utilisant des glycols pour la déshydratation. 10 Le procédé selon la présente invention sera plus particulièrement décrit, et ses avantages rendus apparents en référence à la planche de dessins annexée dans laquelle : .- la figure 1 représente un organigramme schématique d'une installation de déshydratation dans laquelle on utilise 15 un N-alcoyl-lactame liquide (en référence ci-après à la N-méthyl-pyrrolidone préférée), comme matière déshydratante primaire pour le traitement d'un courant gazeux et dans laquelle la N-méthyl-pyrrolidone'éventuellement entraînée est récupérée ensuite dans le courant gazeux par un solvant absorbant 20 (désigné ci-après comme triéthylène glycol comme absorbant préféré) dans une étape séparée de récupération, puis on les récupère et les recycle tous deux, et - la figure 2 représente un organigramme schématique d'une installation similaire selon la présente invention dans 25 laquelle le triéthylène glycol après son absorption dans le courant gazeux de N-méthyl-pyrrolidone entraînée, est amené à se mélanger avec l'accumulation primaire de N-méthyl-pyrrolidone et on utilise un système de collecte à unique étape pour la N-méthyl-pyrrolidone en mélange avec le triéthylène 30 glycol. On purifie ensuite le mélange par élimination de l'eau, puis on sépare l'absorbant et la N-méthyl-pyrrolidone, on les régénère et on recycle chacun. En se référant spécifiquement à la figure 1, on traite le courant gazeux avec la N-méthyl-pyrrolidone dans 35 une colonne d'absorption 10 à double section dans laquelle s'effectue lecontact entre le courant gazeux et la N-méthyl-pyrrolidone dans une section d'absorption primaire 11. On 72 10174 9 2130587 dirige le courant gazeux dans cette section d'absorption primaire 11 de la colonne 10 par une entrée de courant de gaz 13. Bans la section d'absorption primaire 11, la N-méthyl-pyrrolidone est introduite par des pulvérisateurs 15 et après 5 un contact total et intime à contre-courant du courant de gaz montant avec la N-méthyl-pyrrolidone en flux descendant, on recueille l'absorbat résultant de N-méthyl-pyrrolidone et d'eau au fond de la section d'absorption primaire 11 dans la section de collecte 16. 10 La section d'absorption primaire 11 peut être cons tituée soit par une colonne à garnissage, soit par une série de cuvettes de barbottage pour assurer le contact total et intime entre le courant gazeux et la N-méthyl-pyrrolidone. La section d'absorption primaire 11 peut être également cons-15 tituée.par une tour non garnie dans laquelle on introduit le gaz dans la section inférieure et on y pulvérise la N-méthyl-pyrrolidone dans le gaz ascendant. Au cours du contact de la N-méthyl-pyrrolidone et du courant de gaz, une petite quantité de N-méthyl-pyrrolidone 20 est entraînée par le gaz qui quitte la section d'absorption primaire 11 à travers un plateau de barbottage 20. Au plateau de barbottage 20, le point de rosée du gaz est d'environ 45°C inférieur à celui du gaz entrant. Le gaz sec provenant du plateau de barbottage 20 pénètre dans la section d'absorption 25 secondaire 12 dé la colonne d'absorption 10 où le courant de gaz contenant la N-méthyl-pyrrolidone entraînée est en contact intime avec l'absorbant de triéthylène glycol qu'on introduit dans la section d'absorption secondaire 19 par un pulvérisateur 17. 30 La section 12 d'absorption secondaire peut être aussi soit une colonne à garnissage soit une colonne non garnie ou bien elle peut contenir des cuvettes classiques ou les garnissages normalement utilisés pour le contact intime de liquides avec des gaz. Le triéthylène glycol introduit par un pulvéri-35 sateur 17, après traitement en contre-courant du courant gazeux contenant la N-méthyl-pyrrolidone entraînée, absorbe et élimine pratiquement toute la N-méthyl-pyrrolidone du courant gazeux, 72 10174 10 2130587 et le triéthylène avec la N-méthyl-pyrrolidone absorbée se rassemble au fond de la section d'absorption secondaire 12 dans la section de collecte d'absorbat 18 au-dessus du plateau de barbottage 20. Le courant gazeux duquel a été éliminée 5 toute la N-méthyl-pyrrolidone entraînée abandonne la colonne 10 par la sortie de courant gazeux 14 soit pour un traitetaent ultérieur soit pour un transport par pipeline. La N-méthyl-pyrrolidone contenant l'eau éliminée du courant gazeux se rassemble dans la section de collecte 16 de 10 N-méthyl-pyrrolidone, est pompée par une conduite 27 vers un élément facultatif de récupération d'énergie et un échangeur de température 21, pour une réduction de pression et/ou un pré-chauffage s'il est nécessaire, et de là vers le régénérateur de N-méthyl-pyrrolidone 22. Le régénérateur 22 de N-méthyl-15 pyrrolidone peut être un appareil de distillation ou appareil similaire dans lequel l'eau et les autres impuretés absorbées par la N-méthyl-pyrrolidone sont distillées par une source thermique 25. L'eau et les autres impuretés en tête sont dirigées depuis le régénérateur 22 par la sortie 23. 20 D'éventuels composants acides en tête, c'est-à-dire HgS, des mercaptans et du sulfure de carbonyle, sont recueillis et traités pour éviter la pollution de l'air ; d'éventuels hydrocarbures absorbés sont séparés également et peuvent être brûlés comme sources thermiques pour le procédé ou comme 25 produits liquides. L'eau est dégagée soit sous forme dë gaz soit comme liquide. La N-méthyl-pyrrolidone régénérée et purifiée est recueillie dans le puits de collecte 24 du régénérateur 22 et dirigée par une conduite d'injection de N-méthyl-pyrro-lidone 26 à travers un élément facultatif de récupération 30 d'énergie et échangeur thermique 21 vers la section de pulvérisation 15 de N-méthyl-pyrrolidone où elle est réintroduite en tête de la section d'absorption primaire 11 dans la. colonne d'absorption 10. Dans l'élément facultatif de récupération d'énergie et d'échange thçrmique 21, on peut utiliser les 35 teneurs de la conduite de pompage 27 en N-méthyl-pyrrolidone et en eau pour refroidir et/ou repressuriser la N-méthyl-pyrrolidone purifiée dans la conduite d'injection 26 sur son 72 10174 n 2130587 passage vers la section de pulvérisation 15. Le triéthylène glycol avec la N-méthyl-pyrrolidone absorbée qui s'accumule dans une section de collecte 18, est dirigé par une conduite d'absorbat 30, vers un reconcentrateur 5 de triéthylène glycol 31 où l'absorbat de triéthylène glycol est chauffé par le réchauffeur 33, pour distiller la N-méthyl-pyrrolidone absorbée hors du triéthylène glycol. Le distillât provenant de la section 32 contenant la N-méthyl-pyrrolidone est dirigé par une conduite en tête 34, à travers une pompe de 10 vapeur et rejoint la conduite de pompage 27 de N-méthyl-pyrrolidone et d'eau proche de l'arrivée où elle est introduite dans le régénérateur 22 de sorte que cette portion de N-raéthyl-pyrrolidone est aussi purifiée. On recueille le triéthylène glycol, après élimination 15 de N-méthyl-pyrrolidone dans le reconcentrateur 31, dans l'es portions basses du reconcentrateur dans un puits 35 d'où il est dirigé par un pipeline 36 vers la section de pulvérisation de triéthylène glycol 17 et réintroduit dans la section de contact secondaire 19 de la tour d'absorption 10. 20 En ce qui concerne la figure 2, le procédé y est simplifié par rapport à celui de la figure 1, en ce qu'on recueille le triéthylène glycol avec la N-méthyl-pyrrolidone utilisée pour la déshydratation du courant gazeux. On ne le sépare de la N-méthyl-pyrrolidone qu'en quantité suffisante 25 pour absorber la N-méthyl-pyrrolidone entraînée. Ceci abaisse l'ampleur du pompage. Ceci peut se faire puisque le triéthylène glycol est complètement miscible et compatible avec la N-méthyl-pyrrolidone. Ceci est applicable à d'autres sytèmes solvants absorbants. 30 Comme l'illustre la figure 2, le courant gazeux est initialement déshydraté par la N-méthyl-pyrrolidone dans une colonne d'absorption 50 dans une section d'absorption primaire 51. Dans cette section d'absorption primaire 51, le courant de gaz introduit à l'extrémité inférieure par une entrée 53 35 s'écoule en contre-courant par rapport à la N-méthyl-pyrrolidone introduite de préférence par des pulvérisateurs 55 à la portion supérieure de la section d'absorption primaire 51. 72 10174 12 2130587 La section d'absorption primaire 51 peut avoir aussi l'un des dispositifs quelconques couramment utilisés pour la mise en contact efficace de liquides avec des gaz, y compris des garnissages et des cuvettes de barbottage» 5 Le courant gazeux est pratiquement et efficacement déshydraté par la N-méthyl-pyrrolidone qui se rassemble ay.'fond de la colonne 50 dans une section de collecte 56. Le gaz continue à s'écouler vers le haut et passe de la section d'absorption primaire 51 vers une section d'absorption secondaire 10 52 pour le contact avec le triéthylène glycol. On introduit le triéthylène glycol dans la colonne 50 à l'extrémité supérieure de la section d'absorption secondaire 52 par un pulvérisateur de triéthylène glycol 57 et s'écoule vers le bas à contre-courant par rapport au courant gazeux. Dans la section 15 d'absorption secondaire 52, la N-méthyl-pyrrolidone éventuellement entraînée dans le courant de gaz est absorbée ainsi qu'il est prévu par la présente invention. Le triéthylène glycol, contenant la N-méthyl-pyrro-lidone absorbée continue son écoulement à contre-courant vers 20 le bas dans le courant de gaz à travers la section d'absorption primaire 51 et s'accumule finalement dans la section de collecte 56 où il se mélange avec la N-méthyl-pyrrolidone et l'eau antérieurement recueillies. Le courant de gaz introduit par l'entrée 53» après écoulement depuis le fond de la colonne 50 25 et extrait de son eau et autres composants solubles dans la N-méthyl-pyrrolidone, dans la section d'absorption 51 et dont la N-méthyl-pyrrolidone et l'eau résiduelle éventuellement entraînées sont éliminées dans la section d'extraction 52, quitte alors la colonne 50 à son extrémité supérieure par 30 la sortie 54 en condition déshydratée. Le mélange de N-méthyl-pyrrolidone, de ses composants absorbés du gaz naturel, d'eau et autres impuretés dissoutes et l'absorbant qui se sont rassemblés dans la section de collecte 56, est dirigé par une conduite 59 à travers une récupération 35 facultative de puissance et/pu un échangeur thermique 61, où il est dé-pressurisé et chauffé, vers la cuve de retenue 62. Depuis la cuve 62, une portion de ce mélange est dirigé par 72 10174 13 2130587 une conduite 63 vers le reconcentrateur de triéthylène glycol 64. Dans le reconcentrateur 64, on applique de la chaleur h partir de la source de chaleur 65 pour distiller du solvant 5 triéthylène glycol à point d'ébullition supérieur, la N-méthyl-pyrrolidone à point d'ébullition inférieur, l'eau et d'éventuels composants du gaz naturel que la N-méthyl-pyrrolidone a absorbés. Le mélange de N-méthyl-pyrrolidone, d'eau et les composants acides sous forme de liquide ou de vapeur est en-10 suite dirigé par une conduite 66 vers le régénérateur 68. Le restant de triéthylène glycol dans le reconcentrateur 64, libéré de ses absorbats à faible point d'ébullition est ensuite repressurisé et dirigé par une conduite 67 vers le pulvérisateur de triéthylène glycol 57 en tête de la colonne d'absorp-15 tion 50. La portion restante du mélange dans la cuve de retenue 62 est pompée par Une conduite 60 depuis la cuve de retenue 62 vers un régénérateur 68. Dans le régénérateur 68, le mélange est chauffé par une source de chaleur 71 à une 20 température à laquelle l'eau et les impuretés absorbées à plus faible point d'ébullition comme HgS, COg, C0S et des hydrocarbures, distillent et sont éliminés par une conduite 70. Le mélange résiduel ainsi purifié de N-méthyl-pyrrolidone et de triéthylène glycol est ensuite ramené par une conduite 25 69 vers le pulvérisateur 55 de la section d'absorption primaire 51 de la colonne d'absorption 50. La petite quantité de triéthylène glycol dans la N-méthyl-pyrrolidone ne semble matériellement pas faire interférence avec la capacité dé déshydratation de la N-méthyl-30 pyrrolidone. Le terme d*"impureté" tel que présentement utilisé dans la description désigne celles des matières dans le courant gazeux qui sont soumises à l'absorption primaire par la N-méthyl-pyrrolidone. Le terme tel qu'utilisé ne comporte 35 d'autre implication que celle de matières qui sont éliminées ensemble avec l'eau du courant gazeux par absorption par la N-méthyl-pyrrolidone. Bien que le fonctionnement de l'appa 72 10174 H 2130587 reillage ait été spécifiquement décrit avec utilisation de N-méthyl-pyrrolidone et de triéthylène glycol, comme il est dit ci-dessus, on peut y substituer l'une quelconque des N-alcoyl-lactames liquides précédemment décrites, à la place •5 de N-méthyl-pyrrolidone et l'un quelconque des absorbants précédemment indiqués satisfaisants aux exigences de point d'ébullition à la place du triéthylène glycol. On peut aussi utiliser deux ou plusieurs absorbants miscibles indiqués précédemment qui sont également mutuellement miscibles avec 10 le N-alcoyl(inférieur)lactame. Les termes de "solvant" et "absorbant" sont utilisés présentement dans un sens large. En fait, oe peut être une solution physique du lactame dans le solvant ou un simple mélange physique de deux substances complètement miscibles. 15 La nécessité d'une application large de ces termes nait du fait que la N-méthyl-pyrrolidone et autres lactames plus légers ne forment pas de mélanges azéotropiques avec de nombreux solvants absorbants utiles selon là présente invention et par conséquent leur statut comme absorbants ou solvants 20 est une question de sémantique. Le procédé de mise en contact de gaz à déshydrater avec des N-alcoyl-lactames peut être l'un quelconque de ceux qui sont classiquement utilisés pour mettre efficacement des gaz et des liquides en contact, y compris le barbottage du 25 courant gazeux à travers le liquide, la pulvérisation du liquide dans le courant gazeux, l'utilisation de tours ou colonnes de contact à contre-courant, soit classiquement garnies soit pourvues de plateaux ou avec des têtes de pulvérisation pour l'introduction du solvant en tête de la tour. 30 Le système préféré est la iour en contre-courant, le choix du garnissage ou du "nombre dé cuvettes étant déterminé par le débit de gaz naturel, la viscosité d'alcoyl-lactame inférieur, le degré de déshydratation désiré pour le gaz naturel et les quantités d'eau et de composants acides 35 dans le gaz naturel. Par augmentation du nombre de plateaux réels, il est possible de parvenir même à des taux de déshydratation supérieurs à ceux qui sont simplement requis par les 72 10174 15 2130587 paramètres du transport économique par pipeline. Un procédé quelconque pour parvenir à un bon contact entre le gaz et les liquides qui permet l'absorption de l'humidité d'un gaz par le liquide sert de et est considéré comme un équivalent du présent 5 procédé. Le procédé de mise en contact de gaz contenant le N-alcoyl-lactame entraîné avec son solvant/absorbant peut de même être l'un quelconque de ceux qu'on utilise classiquement pour la mise en contact efficace de gaz et de liquides précé-10 demment décrits pour l'opération de déshydratation, Comme la quantité de matière à éliminer du courant gazeux est bien plus faible et que la relation de poids moléculaires avec le courant gazeux est de grande diversité, on n'a besoin que d'utiliser moins de cuvettes pour cette section d'absorption secondaire 15 de la colonne. Comme il a été indiqué ci-dessus, non seulement les N-alcoyl-lactames inférieurs éliminent l'eau d'un courant de gaz naturel, mais elles éliminent aussi en fonction du degré de contact, et du taux de leur saturation, de nombreux autres 20 composants du gaz naturel. Cette élimination est un bénéfice auxiliaire du procédé selon la présente invention. Les autres composants du courant de gaz naturel qui sont solubles dans les N-alcoyl-lactames inférieures et qui sont éliminés par traitement du courant de gaz naturel, sont des composants 25 acides et des hydrocarbures en C^ à C^q et aromatiques qui, en raison de leur tension de vapeur se trouvent à des degrés divers dans le courant gazeux naturel. Les N-alcoyl-lactames inférieurs les absorbent dans le courant de gaz. Au cours de l'opération de reconcentration et de régénération, l'eau, 30 les composants acides et les hydrocarbures sont éliminés des N-alcoyl-lactames inférieurs. On peut éliminer les hydrocarbures en même temps que l'eau par "salage" du solvant avec des solutions d'électrolytes aqueux ajoutées au solvant. On peut alors récupérer les hydro-35 carbures. Ces hydrocarbures récupérés fournissent une source commode de combustible pour l'opération de distillation ou comme produits liquides. 72 10174 16 2130587 la distillation dans les reconcentrateurs et les régénérateurs peut s'effectuer sous des pressions ambiantes ou plus faibles. Pour la facilité de la séparation, l'absorbant/solvant à la pression appliquée doit avoir un point 5 d'ébullition supérieur à celui du lactame N-alcoylé inférieur entraîné. Une différence de température entre les points * d'ébullition de 25°C est désirable et l'on préfère une différence de 50°C, mais des absorbants à pointa d'ébullition plus proches peuvent être utilisés dans un équipement qui est 10 pourvu de dispositifs pour régler soigneusement les pressions . et températures pour une bonne séparation. On peut ensuite réintroduire à la fois le N-alcoyl-lactame inférieur distillé et son solvant/absorbant reconcentré de préférence dans le processus principal pour y remplir leurs 15 fonctions originelles dans lesquelles le N-alcoyl-lactame inférieur déshydrate le gaz naturel et le solvant élimine un éventuel N-alcoyl-lactame inférieur entraîné du courant gazeux qui a été déshydraté. Il est préférable que le N-alcoyl-lactame inférieur 20 soit introduit dans le courant gazeux pour l'absorption primaire sous forme pratiquement anhydre. Il est préférable également que le solvant absorbant soit introduit dans le courant gazeux pratiquement sous forme anhydre parce que ceci augmente parfois la capacité d'absorption de N-alcoyl-lactame 25 inférieur et évite aussi la ré-absorption d'une certaine humidité provenant de solvants/absorbants non anhydres dans le courant gazeux. On a trouvé en général que la quantité des solvants nécessaires pour absorber le N-alcoyl-lactame inférieur en-30 traîné dans une opération de déshydratation industrielle dépend de la viscosité du solvant, du garnissage de la tour et de la vitesse du flux gazeux. Les taux de récupération des lactames vaporisés et entraînés varient entre au moins 1 et 10 i<> de la vitesse d'écoulement du lactame, en fonction de la 35 température, de la pression et de la viscosité du liquide au cours des opérations de déshydratation du gaz naturel. 72 10174 17 2130587 KTTKWPT.R 1 Dans une installation sur une tête de puits pour la déshydratation de gaz naturel selon la figure 1, on traite Tt O le gaz naturel à raison de 120 000 nr/jour sous 56 kg/cm au 5 manomètre et à 21-27°C. Le gaz est pratiquement saturé d'eau (5,7—6 kg/10 000 m'). On introduit le gaz par l'entrée 13 dans la portion d'absorption primaire 11 de la colonne 10 qui est munie de 8 cuvettes de barbottage dont l'efficacité théorique estimée est de 75 On injecte la N-méthyl-pyrro-10 lidone pratiquement anhydre (environ 1 $ en poids d'eau) en tête de la section d'absorption primaire 11 par le pulvérisateur 15. L'injection se fait comme il est indiqué au tableau II ci-après, qui indique aussi l'abaissement du point de rosée résultant et la teneur en eau des gaz de sortie qui pénètrent 15 dans la section d'absorption secondaire 12 résuivant de la vitesse d'injection correspondante. TABLEAU II Litres de N-méthyl- , pyrrolidone/10 000 m5 Abaissement au point de rosée °C kg d'eau/10 000 m du gaz de sortie 141,2 31,1 0,938 147,68 31,1 0,9828 190,6 37,8 • 0,589 239,7 41,6 0,4385 Le gaz sec qui abandonne la section d'absorption 25 primaire 12 contient environ 6,80 à 11,34 kg/de N-méthyl-pyrrolidone par jour. On introduit du triéthylène glycol (ci-après par abréviation TEG) dans le courant de gaz sec à raison d'environ 1,2 litre/10 000 m^ soit environ 5-10 # de la quantité de N-30 néthyl-2-pyrrolidone en circulation. On injecte le TEG en tête de la section d'absorption secondaire 12 qui est munie de 3 cuvettes de barbottage pour assurer un bon contact en .contre-courant du triéthylène glycol avec le courant gazeux contenant 72 10174 18 2130587 la N-méthyl-pyrrolidone entraînée. Le courant de sortie du gaz en 14 contient moins de 453 g/jour de N-méthyl-pyrrolidone. Dans l'ensemble d'installation la perte est inférieure à 1,13 à 2,26 kg/jour. 5 Le reconcentrateur 31 pour le triéthylène glycol ef fectue une distillation sous vide à température comprise «entre 190 et 205°C. Le régénérateur 22 pour la N-méthyl-pyrrolidone O fonctionne sous 0,35-0,7 kg/cm au manomètre et dans lagamme de température de 150-177°C. 10 On compare la totalité de l'opération avec celle d'une installation de déshydratation classique au triéthylène glycol, sur place, et on trouve qu'en raison de la viscosité plus faible et de l'action solvante plus sélective de la N-méthyl-pyrrolidone comparativement au triéthylène glycol, la 15 quantité nécessaire de N-méthyl-pyrrolidone pour traiter le gaz et satisfaire aux exigences spécifiques d'un pipeline industriel de 1,6 kg d'eau pour 10 000 nr est moins de la moitié de ce qui est exigé dans l'installation de déshydratation de triéthylène glycol. En outre, moins de la moitié du 20 combustible et des exigences en énergie de l'équipement classique est nécessaire pour faire fonctionner l'installation selon le procédé de la présente invention. On a également trouvé que la N-méthyl-pyrrolidone était régénérée plus facilement. La N-méthyl-pyrrôlidone a des exigences en chaleur 25 plus faibles en raison de son point d'ébullition plus faible, de sa viscosité et de son poids moléculaire moindres ce qui fournit également des dividendes d'économie d'énergie. De plus, une partie de l'énergie requise provient des hydrocarbures extraits dans les mélanges de N-aéthyl-pyrrolidone-eau récu-30 pérés depuis la tête du régénérateur. Ceci fournit également un avantage économique au procédé selon la présente invention. EXEMPLE 2 Dans une installation similaire à celle utilisée à l'exemple 1 et qui fonctionne avec la N-méthyl-pyrrolidone 35 comme agent primaire de déshydratation, on remplace le triéthylène glycol par du N-cyclohexyl-2-pyrrolidone sec, comme absorbant liquide de N-méthyl-pyrrolido'ne entraînée. La N- 72 10174 19 2130587 cyclohexyl-pyrrolidone est pleinement équivalente au triéthylène glycol comme absorbant de N-méthyl-pyrrolidone. Le point de rosée du gaz de sortie peut être affaibli encore de 2,8°C par passage à travers le solvant/absorbant de N-cyclohexyl-5 pyrrolidone qui est également un agent déshydratant excellent. Le reconcentrateur de N-cyclohexyl-2-pyrrolidone fonctionne à 190-205°C et sous un vide modéré. EXEMPLE 3 On introduit du gaz naturel à la même température 10 et sous la même pression qu'à l'exemple 1 et on le traite en remplaçant par les N-alcoyl-lactames suivants : la N-éthyl-pyrrolidone, la N-p-butyl-pyrrolidone, la N-isopropyl-pipéri-done. Les N-alcoyl-lactames entraînés sont absorbés par 15 la N-cyclohexyl-pyrrolidone et on obtient une déshydratation efficace. EXEMPLE 4 On charge du gaz humide provenant d'une tête de p puits à 26,7°C et sous 56 kg/cm au manomètre dans l'appareil 20 de déshydratation selon la figure 2. Le gaz naturel est déshydraté d'abord par la N-méthyl-pyrrolidone introduite par la tête de pulvérisation 55 dans la section d'absorption primaire 51 de la colonne 50. La N-méthyl-pyrrolidone contenant l'eau absorbée est recueillie au fond de la colonne 56. La 25 N-méthyl-pyrrolidone entraînée dans le courant gazeux est ensuite absorbée par le triéthylène glycol introduit par une tête de pulvérisation 57 à la partie supérieure de la section d'absorption secondaire 52. On laisse ensuite descendre le triéthylène glycol contenant la N-méthyl-pyrrolidone absorbée, 30 à travers la section d'absorption primaire 51 au fond de la colonne 50 dans la zone de collecte 56 où elle s'accumule avec le mélange de N-méthyl-pyrrolidone et d'eau. Ce mélange de N-méthyl-pyrrolidone, dé triéthylène glycol et d'eau est dirigé ensuite vers les sections de reconcentrateur et de régénérateur 35 de l'appareil. Une fois que l'installation a démarré, la N-méthyl-pyrrolidone se mélange avec une partie du triéthylène glycol. Les proportions de ces matières dans le mélange après 72 10174 20 2130587 opération continue devient pratiquement constant. Pour des taux de charge en N-méthyl-pyrrolidone et en triéthylène glycol pour fournir au gaz naturel un point de rosée qui est acceptable pour le pipeline, on obtient environ une proportion 5 de 10 à 1 entre la N-raéthyl-pyrrolidone et le triéthylène glycol. La présence du triéthylène glycol dans la N-méthyi-pyrrolidone ne modifie pas matérièllement l'efficacité de la déshydratation par la N-méthyl-pyrrolidone. On atteint des points de rosée équivalents à ceux trouvés à l'exemple 1. 10 EXEMPLE 5 On remplace le triéthylène glycol de l'exemple 4 par de la N-cyclohexyl-pyrrolidone avec approximativement la même efficacité de l'opération. On note également que le mélange de N-méthyl-pyrrolidone et la N-cyclohexyl-pyrrolidone a 15 une viscosité plus faible et une plus -grande efficacité de cuvette que le mélange de N-méthyl-pyrrolidone et de triéthylène glycol. EXEMPLE 6 Dans une installation conformément à l'exemple 1 ou 20 4 on charge avec la N-méthyl-pyrrolidone comme agent déshydratant, les absorbants liquides suivants qu'on utilise pour l'absorption de la N-méthyl-pyrrolidone entraînée : le tétraéthy-lène glycol, le mélange 1 : 1 de triéthylène glycol/triéthano-lamine, la glycérine, le méthoxy-polyéthylène glycol (environ 25 350). Dans chacun de ces cas, chacun des absorbants élimine pratiquement toute la N-méthyl-pyrrolidone entraînée par le courant gazeux. EXEMPLE 7 30 Un gaz de synthèse obtenu par oxydation partielle d'un brut lourd ou d'huiles résiduelles et contenant de l'hydrogène sous pression élevée pour 1'hydro-craquage ou la synthèse de l'ammoniac est compatible avec le liquide et l'appareillage de la figure 1. Le gaz provenant de l'élément de p 35 fabrication, saturé sous 75 kg/cm au manomètre et à 32,2°C par de la vapeur d'eau, 6,65 kg/10 000 m?, est introduit dans une colonne d'absorption 10 où il est déshydraté et sa teneur en COg abaissée par un courant de N-méthyl-pyrrolidone de la 72 10174 21 2130587 façon qui est expliquée à l'exemple 1 pour le gaz naturel. La N-méthyl-pyrrolidone éventuellement entraînée est éliminée du gaz déshydraté par lavage avec la N-cyclohexyl-pyrrolidone. On introduit le gaz de synthèse dans l'appareil 5 avec un débit de 3 millions de m'/jour et sous pression de p 75 kg/cm au manomètre à 32,2°C. Le gaz de synthèse saturé d'eau introduit dans l'appareil et le gaz qui s'écoule de l'appareil après déshydratation et traitement avec la N-méthyl-pyrrolidone présente la composition approximative suivante : 10 (Volume ) : Gaz chargé Gaz traité H2 64,53 96,44 . co2 33,15 0,10 C0 1,50 2,24 C1 0,44 0,59 N2 + Ar 0,38 0,63 Point de rosée de HgO 26,7°C -17,8°0 La N-méthyl-pyrrolidone circule à raison de 36 000 litres/minute et la circulation de N-cyclohexyl-pyrrolidone 20 dans l'élément absorbant est de 1515 à 3030 litres/minutes. Au cours de l'étape de déshydratation et d'élimination de C02 il y a entraînement de 9 à 18 kg/heure environ de N-méthyl-pyrrolidone par le gaz de synthèse. Après traitement avec la N-cyclohexyl-pyrrolidone, les pertes en N-méthyl-pyrrolidone 25 sont abaissées à 0,9-1,8 kg/heure. Il ya même moins de perte en N-cyclohexyl-pyrrolidone. Les températures de fonctionnement à la fois de régénérateur et du reconcentrateur sont telles que données à l'exemple 2. EXEMPLE 8 30 En utilisant l'appareil représenté à la figure 1, on sèche et adoucit simultanément un gaz saturé d'eau sous p 56 kg/cm au manomètre et à 27°0, et contenant 64- mg de H?S/ 2,8 m pour être meilleures que les exigences des spécifications 7 du pipeline qui sont de 250 mg de soufre/2,8 m et un point de 12 10174 22 2130587 rosée de -17,8°C. La section d'absorption primaire est munie de 20 cuvettes et on introduit la N-méthyl-pyrrolidone à raison de 19 litres minute pour 30 000 m'/jour de flux de gaz environ. La section d'absorption secondaire est-munie de 5 cuvettes et 5 on introduit le triéthylène glycol à raison de 1,89 litre/minute pour 30 000 m'/jour. Dans ces conditions, on conserve nr environ. 10174 23 2130587 REVENDICATIONS Procédé de déshydratation de gaz, caractérisé par les étapes : (a) on met en contact le gaz contenant de l'eau avec un N-alcoyl-lactame liquide, (b) on recueille le N-alcoyl-lactame contenant l'eau absorbée, (c) on met en contact le gaz séché avec un absorbant liquide qui contient un solvant ou un mélange de solvant pour le N-alcoyl-lactame et le solvant présente un point d'ébullition supérieur à celui du N-alcoyl-lactame pour absorber et éliminer l'éventuel N-aleoyl- • lactame entraîné ou vaporisé dans le gaz, (d) on recueille l'absorbant liquide avec le N-alcoyl-lactame qui y est dissous, (e) on régénère et on reconcentre le N-alcoyl-lactame recueilli et l'absorbant liquide pour le recyclage vers le processus et (f) on récupère le gaz combustible déshydraté. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz sont des gaz combustibles ou du gaz de synthèse. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2> caractérisé en ce quele contact entre le gaz et le N-alcoyl-lactame liquide se fait en écoulement à contre-courant. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'absorbant liquide est en contact avec le gaz séché en écoulement à contre-courant. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le N-alcoyl-lactame liquide est la N-méthyl-pyrrolidone. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'absorbant liquide est un glycol choisi parmi le tri- et le tétraéthylène glycol. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'absorbant liquide est la N-cyclohexyl-pyrrolidone. 72 10174 24 2130587 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le N-alcoyl-lactame contenant l'eau absorbée et l'absorbant liquide avec le N-alcoyl-lactame qui y est dissous sont rassemblés ensemble.-5 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le N-alcoyl-lactame utilisé pour le contact entre le gaz contenant de l'eau, comporte jusqu'à 20 du liquide absorbant le N-alcoyl-lactame. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9» caractérisé 10 en ce qu'en plus de la déshydratation de gaz, les gaz sont en outre purifiés par élimination des contaminants du gaz qui sont solubles dans le N-alcoyl-lactame, les contaminants comportant des composants acides contenant du soufre, du gaz carbonique et des hydrocarbures lourds entraînés. 15 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on l'applique au gaz naturel provenant de la .tête d'un puits que l'on déshydrate et adoucit simultanément pour le rendre conforme aux normes des pipelines industriels,, préalablement à l'injection dans le pipeline 20 pour le transport.