Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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~ 'invention concerne l'épuration de gaz renfermant
des composés sulfurés et se rapporte plus particulièrement à
la purification de gaz résiduaires renfermant en faibles con-
centrations de l'hydrogène sulfuré, de l'anhydride sulfureux,
et éventuellement de l'oxysulfure de carbone, du ~ulfure de
carbone ou de la vapeur de soufre.
~ es gaz résiduaires indùstriels, notamment les ef-
fluents des fours de raffinerie de pétrole, des fours de trai-
tement des pyrites ou des unités de fabrication de soufre par
le procédé Claus renferment encore des quantités non négli-
geable~ de com~osés sulfurés et ne peuvent 8tre re~etés à
l'atmosphère qulaprès une importante réduction de leur teneur
en soufre.
Un procédé connu de réduction de la teneur en soufre
des gaz résiduaires industriels consiste à le~ soumettre à une
réduction catalytique pour tran~former en hydrogène sulfuré
tous les composé~ du soufre qu'ils renferment et à le~ laver
par une æolution aqueuse d'amine avant de les incinérer et de
les rejeter à l'atmosphère tandis que l'amine est régénérée par
chauffage et les gaz dégagé~ au cours de la régénération, cons-
titués d'H2S et de C02, sont retournés à une unit~ de fabrica-
tion de soufre.
Dans la mi~e en oeuvre de ce procédé connu, l'absorp-
tion de l'hydrogène sulfure se fait ~;des températures rela-
tivement faibles, inférieures à 40C, pour obtenir une meilleure
sélectivité de la séparation hydrogène sulfuré / anhydride
carbonique.
~ 'abaissement de la température des gaz à traiter
provoque la condensation de la quasi totalité de l'eau qu'ils
contiennent. On peut alors soutirer cette eau du courant
gazeux avant de le faire passer à 1'absorption aux amines mais
cette eau est évidemment saturée d'hydrogène sulfuré et doit
-1-
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subir un traitement spécial avant d'etxe évacuée ou réutilisée.
Ou blen l'on peut encorc la$sser cette caU pénétrer dans la co-
lonne d'absorption aux amines mais alors elle accompagne les
amlnes dans la colonne de recJéneration et se retrouve finalcmcnt
retransformée en vapeur et entra~née dans le courant d'hydrogène
sulfuré destiné a l'usine a soufre. Un soutirage est nécessaire
et il faut ici aussi traiter l'eau saturée en H2S a~ant de l'éva-
cuer ou de la réutiliser.
Le but de l'invention est de créer un pxocédé
grâce auquel on supprime l'lnconvénient d'avoir a manipuler des
eaux chargées d'hydrogène sulfuré tout en étant d'une grande
simplicité de mise en oeuYre.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de
purification de gaz résiduaires indutriels renfermant en faibles
concentrations H2S, SO2, CS2, COS, ou éventuellement de la vapeur
de soufre, ainsi que d'importantes quantités de H2O, CO2 et N2
dans lequel les gaz résiduaires sont tout d'abord soumis à une
réduction catalytique après laquelle tous les composés du soufre
sont transformés en H2S et sont enfin lavés par une solution
aqueuse d'amine avant d'être incinérés et rejetés a l'atmosphère
tandis que l'amine est régénérée par chauffage et les gaz dégagés
constitués d'H2S et de CO2 sont retournés à une unité de fabrica-
tion de soufre, procédé caractérisé en ce que la température des
gaz à traiter est en permanence maintenue à des valeurs comprises
entre environ 65C et environ 85C et supérieure au point de rosée
de l'eau contenue dans ces gaz en tous les points de la zone de
traitement desdits gaz. Par ce moyen on évite tout enrichisse-
ment en eau de la solution d'amine et les quantités d'eau, si
importantes qu'elles soient en pratique, introduites par les gaz
résiduaires industriels a traiter sont totalement évacuées de
l'installation suivant l'invention par le haut de la colonne
d'absorption. De la, les gaz sont passés à l'incinérateur,
ou la vapeur d'eau
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.
n'apporte aucune gêne de fonctionnement, puis ils sont déchargés
l'atmosphère.
Suivant les quantités d'eau contenues dans les gaz
résiduaires à traiter, on peut procéder à llabsorption par la
solution d'amine à des températures plus ou moins éle~ées.
Pratiquement, la température est selon l'invention maintenue
dans la colonne d'absorption entre 65 et 85C~et, de préférence,
entre 70 et 80C.
Suivant une caractéristique de l'invention, on utilise
comme amine la méthyl-diéthanolamine (MDEA) en solution dans
l'eau à 2 à 4 mole~ par litre.
h'invention sera mieux comprise en se rapportant à
la description qui ~a ~uivre de qùelques exemples non limita-
tifs de mise en oeuvre de l'invention et en se référant au
dessin joint dans lequel la figure unique représente un schéma
de circulation des fluides adopté pour la mise en oeuvre de
l'in~ention.
Le mélange de gaz à traiter provient d'une unité de
fabrication de soufre par le procédé Claus et il est passé par
un réacteur d'hydrogénation catalyti~ue avant de pénétrer dans
le bas d'un ab~orbeur 1 par la conduite 2 et d'en ressortir
par la conduite 3 dloù il est dirigé vers une cheminée ou un
incinérateur non représentés.
Dans l'absorbeur 1 qui peut être de type classique ~
plateaux perforés, circule à contre-courant du gaz, une solution
d'amine introduite en haut de l'absorbeur 1 par la conduite 4
et reprise en bas de l'absorbeur 1 par la conduite 5.
ha solution d'amine est acheminée par une pompe 6 à
un échangeur 7 où elle est réchauffée et elle e~t introduite
par une conduite 8 en haut d'une colonne 9 de régénération.
Elle en ressort au fond de la colonne 9 par une conduite 10.
La colonne 9 est aussi d'un type classique et elle comporte à
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sa base un rebouilleur 11 procurant le chauffage de la solu-
tion d'amine, assurant ainsi sa régénération par le dégagement
des gaz acides qu'elle contient. Ces gaz se dégagent en haut
de la colonne 9 par une conduite 12 et passent ensuite par
un condenseur 13 avant de repartir à l'usine à soufre Claus
par une conduite 14. ~'eau condensée dans le condenseur 13
est ramenée dans la colonne 9 par une conduite 15.
La solution d'amine r,égénérée quittant le fond de la
colonne 9 par la conduite 10 passe par l'échangeur 7 où elle
réchauffe la solution d'amine à régénérer et elle est, comme
indiqué ci-dessus, introduite dans la colonne 1 par la conduite
4.
Exemple 1 :
Un gaz résiduaire provenant d'une usine de fabrication
de soufre par le procédé Claus est tout d'abord soumis à une
hydrogénation catalytique. ~e tableau 1 suivant indique en
kilomoles/heure les débits de gaz ainsi que de chacun de ses
constituants respectivement aux points suivants de l'instal-
lation:
A : Entrée des gaz à traiter dans la colonne
d'absorption
B : Sortie du gaz traité vers l'incinérateur ou la
chemin~e
C : Sortie des gaz désorbés vers l'usine à soufre
~ableau 1
N2 ~9~ D 0
H2S 48 1,2 46,8
H2 + C0 182 182 0
1229 1229 0
C2 93~ 863 ,~ .
TOTA~ 5093 4971,20 121,8
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~ es gaz sont introduits dans la coIonne l à une
pression de 1,2 bar~ et à une température mlni de 70C environ.
Ils criculent à con-tre-courant d'une solution d'amine 3N in-
troduite dans la colonne avec un débit de 450 m3/heure. ~a
quantité d'hydrogène sulfuré restant dans le gaz épuré est de
250 vpm.
Exemple 2:
~ e gaz résiduaire p~rovient ici d'une usine à soufre
mais après une étape dlépuration sur alumine puis réduction
catalytique à l'aide des gaz réducteurs encore présent~ à la
sortie de l'usine à soufre. ~e tableau 2 donne la composition
des gaz réduits entrant dans llinstallation ainsi que les ré-
sultats du traitement par le procédé suivant l'invention.
~ableau 2
A B C
N2 4550 4550 o
H2S 22 2~4 19,6
H2 + C0 65 65 o
H20 2777 2777 0
C2 2368 2179 189
~O~AL 9782 9573,4 208,6
Exemple 3 :
~ e8 gaz residuaire~ proviennent encore d'une usine à
soufre mais cette dernière a transformé un mélange préalable-
ment débarrassé d'une partie importante de son anhydride car-
bonique. Le tableau 3 donne la composition des gaz réduits
entrant dans l'installation ainsi que les résultats du trai-
tement par le procédé suivant l'invention.
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~ableau 3
A B C
N2 4102 4102 0
H2S 17 1,7 15,3
H2 + C0 93 .93 0
H20 2248 2248 0
C2 6a 63 5 .
TO~AB 6528 6507,7 20,3
