Brevet FR2124528A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne un procédé d'élimination de la vapeur d'eau de gaz de pyrolyse par lavage à l'aide d'un mélange d'hydrocarbures et d'un solvant hydrophile. Les mélanges de gaz formés lors de la pyrolyse d'hydrocarbures sont soumis, pour être purifiés et séparés, à tm fractionnement à chaud et à un fractionnement à froid. Pour le fractionnement à froid, le gaz est généralement comprimé à plus de 5 atmosphères, et les températures sont de 200 à 10000 ou moins. Il est donc nécessaire au préalable de sécher complètement le gaz afin d'éviter la formation de glace et d'hydrates de gaz, qui boucheraient les appareils. Il y a différents procédés de séchage des gaz de pyrolyse. Lors de la pyrolyse pour la fabrication d'acétylène par exemple, on absorbe les traces d'eau avec un solvant, duquel on les élimine ensuite dans un courant secondaire quand on lave de toute façon le gaz de pyrolyse avec un solvant au début du fractionnement à froid. On effectue également un lavage au glycol seulement pour le séchage, le solvant étant séché par distillation sous vide dans le cycle principal. De plus, on procède fréquemment à un séchage par adsorption, en intercalant alternativement dans le circuit gazeux deux adsorbants ou plus, à lit fixe, que l'on régénère. Le séchage par lavage avec régénération ou par adsorption permet en principe de réduire à volonté les teneurs résiduaires en vapeur d'eau. On utilise en outre des injections de solvants, surtout de méthanol, et des cycles de saumure, pour éviter le givrage des appareils. Dans ces procédés, la teneur en vapeur d'eau du gaz est abaissée par une condensation partielle et la glace formée est maintenue en phase liquide par les solvants. Mais l'inconvénient de ces procédés est l'impossibilité de sécher le gaz à volonté au degré voulu, la concentration du gaz en vapeur d'eau dépendant de la température, de la pression et de la composition de la phase aqueuse à la sortie de la condensation partielle. La présente invention a pour objet le séchage de gaz de pyrolyse jusqu'à une teneur résiduaire en vapeur d'eau aussi faible que voulue, avec des dépenses minimales en appareils, énergie et matières et en travaillant en continu, surtout dans des procédés dans lesquels les gaz de pyrolyse, à l'entrée du dispositif de fractionnement à froid, sont soumis à un lavage avec des hydrocarbures à haut ou à bas point d'ébullition.La Demanderesse a en effet trouvé un procédé d'élimination de la vapeur d'eau de gaz de pyrolyse dans lequel on refroidit les gaz, dans une première étape, à une température inférieure à O#C en présence de méthanol, et on les sèche préalablement par une condensation partielle de la vapeur d'eau, et, dans une seconde étape on les lave, à une température comprise entre 150 et -600C, avec des hydrocarbures à haut ou à bas point d'ébullition pour en séparer les fractions gazeuses lourdes, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on ajoute un solvant hydrophile au liquide de lavage dans la colonne de préférence de 0,1 à 1 % en poids de-méthanol, et on fait passer ce liquide de lavage contenant le solvant à contre-courant par rapport au gaz. Dans le procédé conforme à l'invention, la vapeur d'eau est absorbée jusqu a une teneur résiduaire aussi faible que désirée. Comme solvants hydrophiles on peut utiliser dans ce procédé des alcools ou des cétones, par exemple méthanol, l'isopropanol ou l'acétone, mais le méthanol de préférence car avec le méthanol, l'avantage spécial du procédé est que, dans le domaine de températures indiqué, la consommation de solvant est tellement faible que sa récupération du liquide de lavage n est plus profitable et donc plus nécessaire. Ainsi, avec la pompe de dosage du solvant, le procédé ne nécessite aucun autre appareil.Selon une forme d'exécution préférée du procédé, on réemploie le liquide de lavage contenant le solvant et enrichi en eau, provenant de la seconde étape, pour le séchage préalable dans la première étape. On peut alors simplement ajouter ce liquide de lavage aux gaz de pyrolyse chauds à l'entrée de la première étape, ou bien on peut également séparer le liquide de lavage da gaz après l'avoir ajouté afin que le gaz n'entraîne du liquide de lavage que les vapeurs du solvant, ou encore, selon une troisième possi bilité. on peut ajouter aux gaz de pyrolyse chauds, avant l'entrée dans la première étape, les vapeurs contenant du solvant qui sont enlevées par une distillation du liquide de lavage provenant de la seconde étape. Le procédé selon l'invention est exécuté en détail de la manière suivante : dans une première étape, on refroidit à moins de 0 C le gaz de pyrolyse qui a été comprimé et refroidi préalablement à une température supérieure à 0 C, et on lui ajoute du méthanol ou une saumure afin d'éviter la formation de glace. On lave ensuite le gaz ainsi séché préalablement, dans une colonne de lavage, avec des hydrocarbures à bas ou à haut point d'ébullition, que l'on fait passer à contre-courant par rapport au gaz, lavage qui a pour but de séparer les fractions gazeuses relativement lourdes, telles que des hydrocarbures ayant 5 ou 4 atomes de carbone. Au cours du traitement ultérieur, le gaz est refroidi à des températures de -80 à -180"C, et pour cela il doit être séché jusqu a une teneur en eau extreomement faible. Ce séchage peut alors être avantageusement combiné avec le lavage aux hydrocarbures et dans ce but on ajoute au liquide de lavage, dans la colonne, de 0,1 à 1 % en poids d'un solvant hydrophile, de préférence de méthanol, par rapport à la quantité totale de l'agent de lavage. Lorsqu'on utilise un solvant volatil, il est avantageux d'ajouter ce solvant un peu au-dessous de la tête de la colonne, ceci pour maintenir faible la quantité de solvant entralné par le courant gazeux.Il est sans importance que le solvant ajouté se mélange complètement au liquide de lavage ou bien qu'il forme en partie dans ce liquide une seconde phase liquide. La teneur en eau du liquide de lavage contenant le solvant augmente vers le bas de la colonne et il se sépare généralement une phase de solvant aqueuse qu'on peut le cas échéant séparer et traiter, ou bien rejeter. Il est cependant avantageux de recycler cette phase avec le liquide de lavage dans la première étape, pour le séchage préalable. L'exemple suivant illustre l'invention. EXEMPLE On lave à -300C un gaz de pyrolyse provenant d'une installation de crackage d'essence pour la fabrication d'acétylène, qui est à une pression absolue de 22 atmosphères et à la température de +7 C et saturé de vapeur d'eau (environ 500 ppm en volumes), avec Og45 kg d'essence légère par m5 de gaz dans les conditions normales, pour en éliminer les hydrocarbures ayant 5 atomes de carbone. Pour le séchage, on ajoute à l'essence de lavage 0,1 % en poids de méthanol qui absorbe la vapeur d'eau à contre-courant dA gaz.Pour éviter le givrage du réfrigérant du gaz de pyrolyse installé avant la colonne de lavage, on met en contact le gaz à 70C, avant son entrée dans le réfrigérant, avec le liquide de lavage contenant le solvant et enrichi en eau qui s'écoule, et qui est à une température de -200C. A la température d'équilibre de -5 C qui s'établit, le liquide de lavage fournit au gaz assez de vapeur de méthanol provenant de la phase organique et de la phase aqueuse pour éviter un givrage au cours de la condensation partielle de la vapeur d'eau qui suit. L'humidité résiduelle du gaz de pyrolyse est de moins de 1 ppm et la consommation de méthanol de 2,8 kg par tonne d'acétylène et d'éthylène produits. Le méthanol et 1,7 kg d'eau séparée restent dans l'essence de lavage qui s'écoule et qui est ensuite renvoyée à la réaction de pyrolyse. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'élimination de la vapeur d'eau de gaz de pyrolyse dans lequel on refroidit les gaz, dans une première étape, à une température inférieure à 00C en présence de méthanol, et on les sèche préalablement par une condensation partielle de la vapeur d'eau, et, dans une seconde étape on les lave, à une température comprise entre -150 et -60 C, avec des hydrocarbures à haut ou à bas point d'ébullition pour en séparer les fractions gazeuses lourdes, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on ajoute un solvant hydrophile au liquide de lavage dans la colonne, de préférence du méthanol, et on fait passer le liquide de lavage contenant le solvant à contre-courant par rapport au gaz. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide de lavage contenant le solvant et enrichi en eau, qui provient de la deuxième étape, est utilisé dans la première étape pour le séchage préalable. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vapeurs qui sont enlevées du liquide de lavage provenant de la deuxième étape, contenant le solvant et enrichi en eau, sont utilisées dans la première étape pour le séchage préalable. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le liquide de lavage contient de 0,1 à 1 g en poids de méthanol