Brevet FR2130658A1 — publié le 19721103

■i- 2130658 La présente invention concerne un procédé pour la production de gaz contenant de l'hydrogène et de 1*oxyde de carbone par oxydation partielle de combustibles liquides, dans lequel les particules solides présentes dans le gaz sont en-5 levées du gaz par lavage à l'eau, de façon qu'on obtienne une suspension aqueuse contenant ces particules solides, suspension à partir de laquelle on recueille une eau sensiblement exempte de particules solides, qui est au moins partiellement recyclée pour lavage du gaz contenant des particules solides. 10 Quand des hydrocarbures liquides, en particulier des hydrocarbures lourds, sont utilisés comme charge pour la production de gaz, les gaz produits contiennent de la cendre en plus de suie comme impuretés. Ces impuretés, qui sont sous la forme de particules solides, doivent être éliminées du gaz 15 avant"son utilisation envisagée, ce qui peut s'effectuer par lavage à l'eau. La suspension aqueuse contenant des particules solides ainsi obtenue est noirâtre et ne peut pas être évacuée telle quelle sans provoquer une pollution de l'eau. De plus, cette suspension a une odeur désagréable en raison de la pré-20 sence d'hydrogène sulfuré, qu'il faut enlever du gaz brut par lavage en même temps que les particules solides. D'autres coes tituants gazeux ayant une odeur ou des propriétés désagréables comme des traces de HCN peuvent aussi être présents également. L'eau utilisée pour laver le gaz ne peut donc pas être utili-25 sée de nouveau à cet effet, car la concentration des particules solides et des gaz dissous augmenterait alors par accumulation. De plus, la quantité d'eau et donc la quantité de suspension deviendrait de plus en plus grande en raison de la condensation de vapeur d'eau durant le lavage, cette vapeur 30 d'eau ayant été produite durant l'oxydation partielle étant présente dans le gaz brut quittant le réacteur de gazéification. Une technique connue consiste à purifier la suspension ci-dessus en éliminant complètement ou essentiellement les 35 particules de suie par agglomération de la suie avec un liant. Les particules de cendre peuvent être agglomérées séparément ou elles peuvent être éliminées, au moins partiellement, par 72 10388 -2- 2130658 flottation. L'eau qui reste ensuite a une couleur bien plus claire ou est sensiblement incolore. Elle contient encore, toutefois, des gaz dissous, qui ont souvent une odeur désagréable, comme on l'a indiqué, de sorte que cette eau sensi-5 blement exempte de suie ne peut pourtant pas être évacuée. Si cette eau était recyclée à l'installation de lavage du gaz, la concentration des gaz dissous continuerait à augmenter par accumulation. De plus, recyclant cette eau, on devrait prélever continuellement un soutirage latéral pour éliminer l'eau 10 en excès en raison de l'accroissement de la quantité d'eau mentionnée ci-dessus. Toutefois, ce soutirage latéral ne pourrait pas lui non plus être évacué tel quel en raison de la présence de gaz d'odeur désagréable dont la concentration monterait alors aussi à une forte valeur. 15 La présente invention a pour but de fournir un procédé dans lequel les gaz contenant des particules solides sont lavés à l'eau et dans lequel l'eau peut être réutilisée pour laver line quantité supplémentaire de ces gaz sans qu'il en résulte les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention a 20 aussi pour but de fournir un procédé dans lequel l'eau recyclée pour le lavage est sensiblement exempte de gaz malodorants dissous et dans lequel toute eau en excès évacuée du système est sensiblement exempte de particules solides. Elle a aussi pour but de fournir un procédé dans lequel les gaz malodorants 25 sont éliminés du système de manière qu'ils puissent être facilement transformés ensuite en composés moins nuisibles. La présente invention concerne donc un procédé de production de gaz contenant de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone par oxydation partielle de combustibles liquides, dans le 30 quel les particules présentes dans le gaz sont enlevées du gaz par lavage à l'eau, de manière qu'on obtienne une suspension aqueuse contenant ces particules solides, suspension à partir de laquelle on recueille une eau sensiblement exempte de particules solides, qui est au moins partiellement recyclée pour 35 lavage du gaz contenant des' particules solides, procédé selon lequel les gaz dissous dans la suspension aqueuse ou dans l'eau recueillie à partir d'elle sont enlevés par strippage avec un 72 10388 -3- 2130658 gaz de strippage avec évaporation d'une quantité d'eau telle que la quantité d'eau disponible par unité de temps pour recyclage au lavage du gaz contenant des particules solides reste sensiblement constante dans des conditions constantes pour la 5 production du gaz par oxydation partielle, le courant total de vapeur d'eau et de gaz résultant du strippage étant séparé de la suspension ou l'eau en étant récupérée. Suivant la charge de départ utilisée pour la production des gaz contenant de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone, ces 10 gaz peuvent contenir soit de la suie, soit de la suie et de la cendre comme particules solides. Comme mentionné ci-dessus, les charges de départ constituées d'hydrocarbures lourds donnent généralement des gaz contenant à la fois de la cendre et de la suie. On enlève la suie de la suspension aqueuse résultant 15 du lavage du gaz brut par agglomération, en utilisant un liant approprié. N'importe quel procédé connu d'agglomération de suie qui donne une phase aqueuse sensiblement exempte de suie et de la suie agglomérée peut être utilisé à cet effet. Toutes particules de cendre restant dans la phase aqueu-20 se sensiblement exempte de suie peuvent être éliminées par des moyens appropriés comme par flottation par exemple, de façon à donner une eau sensiblement exempte de particules solides. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la suspension aqueuse contenant les particules solides est 25 soumise à un strippatje pour éliminer les gaz dissous et évaporer la quantité désirée d'eau en excès. On opère ainsi parce que la suspension aqueuse obtenue par lavage des gaz est déjà chaude et que donc moins de chaleur est nécessaire pour 1*évaporation. Après le strippage, la suspension aqueuse est soumi-30 se au traitement d'agglomération et, si nécessaire, à la flottation. Toutefois, il est possible aussi d'éliminer d'abord les particules de suie et/ou de cendre de la suspension aqueuse et de soumettre l'eau recueillie à un strippage pour éliminer les 35 gaz dissous mentionnés. L'eau obtenue de la manière ci-dessus est sensiblement exempte de particules solides et de gaz dissous. Il n'y a pas 72 10388 -4- 2130658 d'objections à ce que cette eau soit utilisée de nouveau pour laver le gaz brut, car la concentration dans l'eau des constituants nuisibles est très basse. Durant le strippage, une évapôration d'eau se produit. 5 L'évaporation de la quantité désirée peut être effectuée par réglage de la quantité et/ou de la température du gaz de strippage. Egalement, durant le strippage, de la chaleur supplémentaire peut être fournie à la suspension ou à l'eau soumise au strippage pour l'élimination des gaz dissous. Le gaz 10 de strippage peut être de l'air. La vapeur d'eau est aussi très utilisable comme gaz de strippage. Le courant- de vapeur d'eau et de gaz obtenu par le strippage est de préférence passé à travers un refroidisseur et le condensât résultant est dépouillé de produits combusti-15 bles dans des conditions oxydantes. De cette manière, les cons tituants indésirables ayant des propriétés désagréables présents sous une forme gazeuse en même temps que la vapeur d' eau sont repris dans de l'eau de nouveau, mais dans une quantité d'eau bien plus petite que celle obtenue lors du lavage 20 du gaz brut. L'oxydation se produit déjà efficacement à 90 - 120° C. avec de l'air sous une pression de 6 à 10 kg/cm2. L'invention va être décrite plus en détail avec référence aux deux diagrammes représentés sur les figures 1 et 2. Comme représenté sur la figure 1, un courant de gaz 25 brut 1 provenant de la combustion partielle d'un combustible en même temps qu'un courant d'eau 2, est introduit dans un refroidisseur 3 dans lequel il y a un contact direct entre l'eaU et le gaz. Le gaz quittant le refroidisseur 3 est passé comme courant 4 à travers un laveur à gaz 5 dans lequel il est mis 30 en contact intensif avec un courant.d'eau 6. Le courant d'eau quittant le laveur 5 est ensuite passé au refroidisseur 3 comme courant 2 mentionné ci-dessus. Un courant de gaz 7 quitte le laveur 5, ce courant de gaz étant exempt de particules solides, telles que des particules de suie et de cendre, et 35 aussi dans une large mesuré de constituants gazeux indésira bles, comme H^S et des traces de HCN. À partir du refroidisseur 3, on obtient un courant 8 72 10388 -5- 2130658 constitué d'une suspension aqueuse des particules solides mentionnées. Sont présents aussi dans ce courant, les constituants gazeux mentionnés ci-dessus. Dans une unité d'agglomération 9, le courant de suspen-5 sion 8 est dépouillé de la suie qui est enlevée sous la forme d'un courant 10. Si on le désire, cette suie peut être reprise dans la charge allant au générateur de gaz ou être utilisée comme combustible ailleurs. De l'unité d'agglomération 9, sort un courant 11 d'eau sensiblement exempt de suie qui est passé 10 à une chambre de flottation 12 de laquelle on obtient un courant d'eau qui est alors sensiblement exempt de particules solides et contient seulement comme impuretés des gaz dissous. Les particules de cendre sont déchargées en 14. Dans une unité de strippage 15, le courant d'eau 13. est 15 mis en- contact avec un courant de vapeur d'eau 16. De cette manière, on obtient un courant de gaz 17, constitué principalement de vapeur d'eau et, aussi, de gaz enlevés du courant 13. De la chaleur supplémentaire est fournie par un réchauffeur 18 afin de vaporiser une quantité suffisante d'eau du courant 13, 20 compensant ainsi l'accroissement de la quantité d'eau dû au procédé de production de gaz. La vapeur d'eau 17 est condensée dans un refroidisseur 19, ce qui donne un courant d'eau 20 qui contient comme impuretés seulement des constituants gazeux dissous. Ici, il ne peut plus y avoir de particules -de cendre pré-25 sentes? Dans une unité d'oxydation 21, le courant d'eau 20 est mis en contact avec de l'oxygène ou avec un courant 22 de gaz contenant de l'oxygène dans des conditions appropriées, avec formation de gaz de combustion 23 et d'eau pure 24. De l'unité de strippage 15 sort un courant d'eau pure 6, qui passe au la-30 veur 5, éventuellement après refroidissement. Su la figure 2, les références déjà utilisées ont la même signification que ci-dessus. Xci, le courant de suspension 8 est d'abord passé à l'unité de strippage 15. De cette unité de strippage, sort un courant de suspension 25, qui est mainte-35 nant exempt des gaz dissous mentionnés ci-dessus. L'eau obtenue après passage dans 1'agglomérateur 9 êt la chambre de flottation 12 est recyclée par le courant 26 au laveur 5. 72 10388 -6- 2130658 EXEMPLE Les nombres dans la première colonne du tableau suivant indiquent les endroits dans le procédé qui ont été désignés par ces nombres sur la figure 2. Endroit Courant Quantité Teneur en impuretés gazeuses 1 gaz brut 3 x ÎO6 Nm3/ 110 mg/Nm3 jour 26 eau 1680 t/jour 5 mg/lcg 8 eau 2020 t/jour 170 mg/kg 25 eau - 1680 t/jour 15 mg/kg 17 vapeur d' 340 t/jour 936 mg/kg eau + gaz 7 gaz 3 x 10^ Nm3/ 12 mg/Nm3 jour 5 D'après ce tableau, on voit que la concentration des impuretés gazeuses dans le gaz traité (courant 7) a été rédui te à environ 10 % de la valeur initiale. La majeure partie des impuretés gazeuses est éliminée avec le courant 17, tandis que le courant 26 d'eau recyclée est sensiblement exempt de ces 10 impuretés. Bien que le présent procédé ait été décrit avec réfé rence particulière à l'oxydation partielle d'hydrocarbures liquides, il sera évident que le procédé selon l'invention est également applicable à l'oxydation partielle d'autres combus- 15 tibles liquides, comme des suspensions liquides d'un combustible solide en particules. Des exemples de tels autres combustibles liquides sont des bouillies aqueuses de houille et une bouillie de suie dans de l'huile. 72 10388 -7- 2130658 -REVENDICATIONS — 1 — Un procédé de production de gaz contenant de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone par oxydation partielle de combustibles liquides, dans lequel les particules présentes 5 dans le gaz sont enlevées du gaz par lavage à l'eau, de manière qu'on obtienne une suspension aqueuse contenant ces particules solides, suspension à partir de laquelle on recueille une eau sensiblement exempte de particules solides, qui est au moins partiellement recyclée pour lavage du gaz contenant 10 des particules solides, procédé selon lequel les gaz dissous dans la suspension aqueuse ou dans l'eau recueillie à partir d'elle sont enlevés par strippage avec un gaz de strippage avec êvaporation d'une quantité d'eau telle que la quantité d'eau disponible par unité de temps pour recyclage au lavage 15 du gaz contenant des particules solides reste sensiblement constante dans des conditions constantes pour la production du gaz par oxydation partielle, le courant total de vapeur d' eau et de gaz résultant du strippage étant séparé de la suspension ou l'eau en étant récupérée. 20 2 - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension aqueuse est soumise à un strippage avec un gaz de strippage. 3 - Un procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vaporisation de la quantité désirée 25 d'eau est effectuée par réglage de la quantité du gaz de strip page utilisée, ou de sa température, ou des deux. 4 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en plus du strippage, de la chaleur est fournie à la suspension ou à l'eau soumise au strippage pour 30 l'élimination des gaz dissous. 5 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz de strippage est de l'air. 72 10388 -8- 2130658 6 - Un procédé selon lune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz de strippage est de la vapeur d1 eau. 7 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le courant de vapeur d'eau et de gaz obtenu par le strippage est passé à travers un refroidisseur et que le condensât résultant est dépouillé des produits combustibles dans des conditions oxydantes.