Brevet FR2853314A1 — publié le 20041008

L'invention a pour objet un procédé de production d'acétylène sans oxygène. L'acétylène est produit industriellement par craquage d'hydrocarbures ou par hydrolyse de carbure de calcium. Dans ce dernier procédé, la teneur en oxygène dans l'acétylène produit atteint 5 jusqu'à 350 ppm et elle est souvent comprise entre 50 ppm et 200 ppm. Cet oxygène provient de l'eau utilisée dans la réaction suivante: CaC2 + 2 H20 W C2H2 + Ca (OH)2 En effet à 15'C, la concentration en oxygène dans l'eau est environ de 10 milligrammes par litre. La production d'acétylène exempt d'oxygène implique l'élimination de l'oxygène dissous dans l'eau utilisée dans la réaction en s'assurant de ne pas y introduire à la place, de composés incompatibles avec les produits de la réaction qu'il s'agisse de l'acétylène ou de l'hydroxyde de calcium. Dans le cadre de ses recherches pour mettre au point un procédé de production 15 d'acétylène exempt d'oxygène, la demanderesse a trouvé une méthode simple pour éliminer l'oxygène de l'eau utilisée dans ce procédé. C'est pourquoi selon un premier aspect, l'invention a pour objet un procédé de préparation d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (a), d'addition dans l'eau, d'un sel hydrosoluble réducteur 20 apte à réagir avec l'oxygène dissous. Par sel hydrosoluble réducteur on, désigne plus particulièrement tout sel apte à réagir avec l'oxygène dissout par une réaction d'oxydoréduction. Il s'agit plus particulièrement de sels hydrosolubles de métaux alcalins, comme les sels de sodium, de potassium ou de lithium ou de sels de métaux alcalino-terreux comme les sels de calcium 25 ou de magnésium. Il s'agit de préférence de sels de soufre tels que par exemple les sulfite (SO32-) hydrogénosulfite (HSO3-), thiosulfate (S2032-), sulfure (S2-) ou hydrogénosulfure (HS-). Dans le procédé tel que défini précédemment, le sel hydrosoluble est de préférence un hydrogénosulfite comme par exemple, le bisulfite de sodium ou le bisulfite de potassium. 30 Ce sel hydrosoluble se transforme au contact de l'oxygène dissout dans l'eau et pH supérieur à 7 en hydrogénosulfate selon la réaction: (HSO3) + /2 02 - > (HS04)H20 Selon un premier aspect particulier du procédé tel que défini précédemment, l'étape (a) est réalisée dans une eau ayant une température comprise entre 00C et i1000C, plus particulièrement entre 50C et 80'C et tout particulièrement entre environ 50'C et 60'C. Selon un deuxième aspect particulier du procédé tel que défini précédemment, l'hydrogénosuffite est ajouté en excès. Par excès, on entend dans le cadre de la présente invention, un excès allant jusqu'à environ 3 fois la quantité stoechiométrique. Selon un aspect plus particulier, on met en 1 0 oeuvre le procédé par addition d'un léger excès de sel hydrosoluble c'est à dire en en ajoutant jusqu'a 20 % au-dessus de la quantité stoechiomnétrique, le plus souvent entre 1 0% et 15 %. Ainsi, lorsque l'eau utilisée dans le procédé contient 10 mg/l d'oxygène dissout, la quantité stoecbiomnétrique de bisulfite de sodium nécessaire a l'élimination de l'oxygène est 1 5 égale a environ 16,6 mg/l; on ajoute dans ce cas dans l'eau, environ 19 mg/1 de bisulfite de sodium. On peut cependant aussi travailler avec un fort excès de sel hydrosoluble jusqu'a environ 3 fois la quantité stoechiométrique. Selon un troisième aspect particulier du procédé tel que décrit précédemment, la 20 quantité d'hydrogénosulfite ajoutée a l'eau est ajustée a la concentration en oxygène dans ladite eau. Selon un quatrième aspect particulier du procédé tel que décrit précédemment, la quantité d'hydrogénosuf-fite ajoutée a l'eau est ajustée a la concentration en oxygène dans l'acétylène produit. L'invention a aussi pour objet une installation de production d'acétylène, apte a la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment, comprenant au moins un réacteur dans lequel est effectuée l'hydrolyse du carbure calcium, au moins une canalisation apte a délivrer de l'eau dans ledit réacteur et au moins une canalisation apte a permettre la sortie de l'acétylène produit dudit réacteur, caractérisée en ce quelle comprend aussi au moins un 30 réservoir destiné a contenir le sel hydrosoluble réducteur et au moins un moyen apte a doser et à délivrer ledit sel dans l'eau destinée à être délivrée dans ledit réacteur ou dans chacun desdits réacteurs. Selon un premier mode particulier, l'installation telle que définie cidessus, comprend aussi au moins un moyen de détermination de la teneur en oxygène dans l'eau circulant de circuit en amont dudit ou desdits réservoirs. Selon ce mode particulier, l'installation telle que définie ci-dessus, le ou les moyens aptes à doser et à délivrer le sel hydrosoluble réducteur dans l'eau est, ou sont, de préférence asservis audit ou aux dits moyens de détermination de la teneur en oxygène dans l'eau, par un automate programmable. Selon un second mode particulier, l'installation telle que définie cidessus, comprend aussi au moins un moyen de détermination de la teneur en oxygène dans l'acétylène en sortie du réacteur. Selon ce mode particulier, dans l'installation telle que définie cidessus, le ou les moyens aptes à doser et à délivrer le sel hydrosoluble réducteur dans l'eau est, ou sont, de 15 préférence asservis audit ou aux dits moyens de détermination de la teneur en oxygène dans racétylène en sortie du réacteur par un automate programmable. Le procédé selon l'invention permet la production d'acétylène à très faible teneur en oxygène. On a observé, lors d'essais dans une installation industrielle mettant en oeuvre ce procédé, l'acétylène produit contenait moins de 10 ppm d'oxygène. 20 Revendications 1. Procédé de préparation d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (a), d'addition dans l'eau, d'un sel hydrosoluble réducteur apte à réagir avec l'oxygène dissous. 2. Procédé tel que défini à la revendicationi, dans lequel le sel hydrosoluble réducteur est choisi parmi les sels hydrosolubles de métaux alcalins ou de métaux alcalinoterreux. 3. Procédé tel que défini à l'une des revendications i ou 2, dans lequel le sel 10 hydrosoluble réducteur est choisis parmi les sulfite (SO32-), hydrogénosulfite (HS03), thiosulfate (S2032-), sulfure (S2-) ou hydrogénosulfure (HS). 4. Procédé tel que défini à l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le sel hydrosoluble réducteur est le bisulfite de sodium ou le bisulfite de potassium. 5. Procédé tel que défini à l'une des revendications i à 4, dans lequel dans l'étape 15 (a), la quantité d'hydrogénosulfite ajoutée à l'eau, est ajustée à la concentration en oxygène dans ladite eau. 6. Procédé tel que défini à l'une des revendications i à 5, dans lequel dans l'étape (a), la quantité d'hydrogénosulfite ajoutée à l'eau, est ajustée à la concentration en oxygène dans l'acétylène produit. 7. Installation de production d'acétylène, apte à la mise en oeuvre du procédé tel que défini à l'une des revendications i à 6, comprenant au moins un réacteur dans lequel est effectuée l'hydrolyse du carbure calcium, au moins une canalisation apte à délivrer de l'eau dans ledit réacteur et au moins une canalisation apte à permettre la sortie de l'acétylène produit dudit réacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend aussi au moins un réservoir 25 destiné à contenir le sel hydrosoluble réducteur et au moins un moyen apte à doser et à délivrer ledit sel dans l'eau destinée à être délivrée dans ledit réacteur ou dans chacun desdits réacteurs. 8. Installation telle que définie à la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend aussi au moins un moyen de détermination de la teneur en oxygène dans l'eau 30 circulant de circuit en amont dudit ou desdits réservoirs. 9. Installation telle que définie à la revendication 8, caractérisée en ce que le ou les moyens aptes à doser et à délivrer le sel hydrosoluble réducteur dans l'eau est, ou sont, asservis audit ou aux dits moyens de détermination de la teneur en oxygène dans l'eau, par un automate programmable. 10. Installation telle que définie à l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend aussi au moins un moyen de détermination de la teneur en oxygène dans l'acétylène en sortie du réacteur. 11. Installation telle que définie à la revendication 10, caractérisée en ce que le ou les moyens aptes à doser et à délivrer le sel hydrosoluble réducteur dans l'eau est, ou sont, 10 asservis audit ou aux dits moyens de détermination de la teneur en oxygène dans lacétylène, par un automate programmable.