BE400347A

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Publication number: BE400347A
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Description

Procédé pour éliminer des gaz les acides gazeux faibles.

Il est connu d'éliminer des gaz les acides gazeux faibles, comme l'hydrogène sulfuré, l'anhydride carbonique, les composés cyanurés, par lavage au moyen de solutions de bases organiques dans l'eau et de récupérer par chauffage les substances absorbées par la solution. On a proposé d'autre part, au lieu des bases organiques, d'employer leurs sels avec des acides faibles, ou encore des sels alcalins ou alca- lino-terreux à réaction basique en combinaison avec des bases organiques faibles, par exemple les sels alcalins d'acides amino-carboxyliques aliphatiques comme le glycol, l'acide imino-dipropionique, etc..

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Toutes ces substances fixent, en solution aqueuse , non seulement l'hydrogène sulfuré et les composés cyanures mais aussi l'anhydride carbonique contenu dans les gaz. Or il arrive souvent qu'il n'est pas gênant que l'anhydride carbonique demeure dans le gaz, tandis qu'à cause de sa fixation par les agents d'absorption ces derniers perdent une grande partie de leur efficacité à l'égard des autres consti- tuants gazeux acides qu'il s'agit d'éliminer. Cela nécessite une circulation de solution relativement élevée, ce qui occasionne de grands frais notamment pour la régénération de la. solution saturée.

Or on a trouvé qu'on peut diminuer fortement ces inconvénients en employant, pour éliminer des gaz par lavage les acides gazeux faibles comme l'hydrogène sulfuré, l'acide prussique ou cyanhydrique, des solutions ou suspensions de composés fortement basiques dans des dissolvants non hydra- tants autres que la tétrahydronaphtaline. Ces dissolvants sont par exemple les huiles minérales, les huiles de goudron, le goudron, le goudron primaire, le goudron de craquage, les huiles obtenues par hydrogénation sous pression du charbon, les alcools à point d'ébullition élevé, etc.. Comme composés basiques, il est préférable d'employer ceux qui ont une basicité suffisante pour former des sels avec l'hydrogène sulfuré ou un autre acide gazeux faible à éleminer des gaz.

Pour cette raison on n'employera pas, par exemple, l'aniline.

Les composés basiques qui entrent en considération compren- nent par exemple les alcoylamines, telles que la butylamine, la dodécylamine ou la éthylènediamine ou le mélange d'amines obtenu par réduction catalytique des amides des acides gras de l'huile de coco, les oxyalcoylamines, telles que la diéthanolamine, la triéthanolamine ou la butanolamine, les

arylamines, telles que la phénylènediamine, la tétraamino- naphtalène ou la diaminotétrahydronaphtalène, les arylalcoyla- mines, telles que la phényléthylènediamine ou la méthyl-m- phénylènediamine, les alocyloxyalocylamines, telles que la méthyléthanolamine ou l'éthyldiéthanolamine, les quinoléines,

telles que la quinoléine et ses homologues, les bases quinoléi- ques brutes, les pyridines, telles que la pyridine ou les bases pyridiques brutes ou la pipéridine et ses homologues, les bases ammoniques quaternaires de ces composés, telles que l'hydrate de tétrabutylammonium, les sels basiques de bases fortes organiques ou non avec des acides faibles, tels que le borate de pipéridine, le borate de tétraméthylammonium, le phosphate sodique, le sel sodique de l'alanine ou de l'acide anthranilique, le stéarate sodique ou les sels alcalins des amino- ou des nitrophénols, des amino- ou des nitronaphtols et de l'acide borique. Il n'est pas avantageux d'employer les phénols mêmes comme .acides faibles, parce qu'ils sont évaporés facilement lors du chauffage du liquide laveur à régénérer.

Il y a avantage à employer les composes basiques sous forme de solutions véritables et pour ce motif on préfère des amines solubles dans les dissolvants du genre indiqué. Le rapport de la proportion du composé basique et du dissolvant peut être modifie selon le cas; en général une proportion de 10 % en volume de composé basique par rapport au volume du dis- solvant est recommandable. On choisit en général des composés basiques qui ne sont pas volatilisés aux températures employées dans l'installation de régénération.

L'anhydride carbonique contenu dans le gaz n'est absorbé qu'en petite quantité par ces solutions de lavage, manifestement pour cette raison que l'hydratation de l'anhy-

dride qui précède usuellement la fixation -aux bases ne peut se produire que dans une mesure infime. Ce procédé permet d'éliminer séparément de petites quantités d'hydrogène sulfuré présentes dans des gaz à côté de quantités considérables d'anhydride carbonique, auquel cas il ne se produit qu'une saturation de l'agent absorbant correspondant approximative- ment à la teneur en hydrogène sulfuré.

On lave les gaz à épurer au moyen de l'un des agents de lavage susindiqués et contenant une substance basique en opérant à la température ordinaire, et, lorsque la saturation est complète, on chasse par chauffage les constituants gazeux absorbés. Le lavage des gaz peut s'effectuer sous pression normale, élevée ou réduite.

L'emploi du procédé suivant l'invention offre des avantages tout particuliers pour la récupération de liqui- des volatils, comme le benzène, l'essence, le sulfure de carbone, l'alcool, l'éther, l'acétone, contenus dans des gaz qu'on a extraits de certains gaz par lavage au moyen d'huiles ou de goudrons. On peut alors ajouter les substances basiques aux huiles ou goudrons de lavage. Dans la mesure où les bases sont elles-mêmes des dissolvants pour les liquides organiques volatils elles peuvent, en outre de l'hydrogène sulfuré ou des composés xyanés, etc.. dissoudre également les liquides organiques volatils. Lors de la régénération subséquente des liquides de lavage par chauffage direct ou indirect on chasse à la fois les substances gazeuses et celles qui sont vola- tiles.

On sépare à l'état liquide, par condensation, les liquides volatils tandis qu'on recueille séparément les gaz acides. Les acides faibles dissous dans les liquides lors de la condensation peuvent en être chassés par chauffage, par

exemple en employant un déphlegmateur, une tour de Raschig ou une colonne. Ils contiennent alors une quantité de vapeur de liquide correspondant à la tension des liquides volatils et . qu'on peut éliminer par lavage au moyen d'huile.

Les acides gazeux faibles ainsi recueillis peuvent être traités d'une manière quelconque. Par exemple, on peut oxyder l'hydrogène sulfuré avec formation de soufre dans un four Claus; on peut aussi le brûler avec formation d'anhydride sulfureux et décomposer ce dernier par l'ammoniaque pour obtenir du sulfite d'ammonium, du thionate d'ammonium ou du sulfate d'ammonium.

Les minimes quantités d'hydrogène sulfuré demeurant encore éventuellement dans le gaz peuvent au besoin être éliminées de la manière habituelle.

EXEMPLE
Laver du gaz de distillation du charbon contenant en volume environ 3 % d'anhydride carbonique, 0,8 % d'hydro- gène sulfuré, 0,08 % d'acide cyanhydrique et 0,8% d'hydro- carbures benzèniques dans une tour de lavage au moyen d'une huile composée de 90% d'huile de lavage (fraction bouillant entre 200 et 300 C. tirée du goudron de houille) et de 10 % d'un mélange d'amines obtenu par réduction catalytique des amides des acides de l'huile de coco. Faire circuler par pompage environ 1 litre d'huile de lavage par m3 de gaz.

L'huile de lavage absorbe par litre 22 gr. de benzène, 10 gr. d'hydrogène sulfuré, 0,6 gr. d'acide cyanhydrique et 5 gr. d'anhydride carbonique. Chauffer ensuite l'huile de lavage saturée dans un réchauffeur jusqu'à une température d'environ 100 C. et l'amener à cette température dans une colonne de régénération pour l'y traiter par la vapeur directe. Refroidir

les vapeurs chassées, auquel cas le benzène et les vapeurs faibles d'eau se liquéfient tandis que les acides/volatils s'échappent à l'état gazeux. Faire passer le benzène et l'eau à travers une colonne où.les gaz dissous sont remis en liberté.

Laver ces derniers au moyen d'huile dans un petit laveur afin d'éliminer de petites quantités de benzène; il y a intérêt à ajouter cette partie de l'huile à celle qui circule dans l'appareil principal et à la régénérer en même temps qu'elle.

Brûler ensuite les gaz débarrassés des vapeurs de benzène et constitués en majeure partie par de l'hydrogène sulfuré de manière à obtenir du soufre ou de l'anhydride sulfureux; on peut traiter complémentrairement ce dernier pour obtenir de l'acide sulfurique, du sulfite d'ammonium, du thionate d'am- monium ou du sulfate d'ammonium.

EXEMPLE 2.

Traiter un gaz de four à coke, contenant par m3 8 gr. d'ammoniaque, 10 gr. d'hydrogène sulfuré, 1 gr. de composés cy.anés, 3% en volume d'anhydride carbonique et 22 gr. d'hydrocarbures benzéniques, au moyen d'une solution contenant
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10 Q de butyl-mon9éthyl-amine et 90 % d'huile de lavage (frac- tion bouillant entre 200 et 300 C, tirée du goudron de houille) .

Par mètre cube d'agent de lavage faire passer 800 à 1000 m de gaz. On retire du gaz la totalité de l'ammoniaque, de l'hydro- gène sulfuré et des composés cyanés, environ 1 % en volume de l'anhydride carbonique, environ 70 % des composés organiques du soufre et environ 90 à 95% des hydrocarbures benzéniques.

Porter ensuite à environ 140 C. l'huile saturée après l'avoir convenablement réchauffée dans un échangeur de chaleur, auquel cas les constituants volatils s'échappent. Séparer ensuite ces derniers en constituants liquides et constituants gazeux par refroidissement. Epurer de manière connue les hydrocarbures

benzèniques recueillis avec le condensat; faire passer dans un mélange d'acide sulfurique et diacide phosphorique les substances gazeuses qui se sont échappées et qui contiennent
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detL'ammoniaque et del'hydrogène sulfuré, auquel cas l'am- monique se fixe sous forme de sulfate d'ammonium et de phos- phate d'ammonium tandis que l'hydrogène sulfuré s'échappe.

Bruler ce dernier avec formation de soufre dans un four de Claus.

Claims

RESUME ----------- 1.) Procédé pour éliminer des gaz les acides gazeux faibles, en particulier l'hydrogène sulfuré et 1.'acide prussi- que ou cyanhydrique, par lavage au moyen de bases organiques fortes, de bases ammoniques quaternaires ou de sels réagis- sant basiquement dérivés de bases fortes organiques ou non et diacides faibles, en particulier les acides aminocarboxy- liques, les nitro-phénols, etc.., consistant à employer ces substances basiques en solution ou en suspension dans des dissolvants non hydratants autres que la tétrahydro-naphtaline.

2.) On emploie les composés basiques à l'état dissous dans d'autres agents que la tétrahydronaphtaline aptes à éliminer par lavage le benzène et des liquides analogues, afin d'éliminer par lavage les dits liquides en même temps que les acides faibles gazeux.