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Description


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  MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Procédé pour extraire l'hydrogène sulfuré de gaz qui en renferment. 



   Il est connu d'extraire l'hydrogène sulfuré et l'anhydride carbonique des gaz qui contiennent à la fois l'un et l'autre en lavant ces gaz au moyen de liquides absorbants qui renferment comme substance active des composés ayant une réaction alcaline, tels que des solutions aqueuses de carbonate de sodium ou de potassium, de sels de bases organiques ou non avec des acides organiques faibles, d'amines, en particulier d'amines oxalcoyliques, etc. Ces acides gazeux faibles sont dissous à froid par les liquides absorbants et peuvent être récupérés par chauffage de ces liquides. Le gaz expulsé de cette manière se compose d'un mélange d'anhydride carbonique et d'hydrogène sulfuré, leur rapport quantitatif 

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 dépendant de la composition du gaz primitif.

   Or pour un grand nombre d'usages, en particulier pour l'utilisation de l'hy-   drogène   sulfuré recueilli, il est désirable d'obtenir ce dernier à l'état aussi concentré que possible; mais cela n'est en général pas possible suivant les procédés connus. 



   On a déjà établi, il est vrai, qu'en choisissant convenablement les dimensions des laveurs, la quantité de liquide et la quantité de gaz, on peut obtenir que l'absorption de l'hydrogène sulfuré s'effectue quantitativement, tandis qu'au contraire seule une fraction relativement faible de l'anhydride carbonique contenu dans le gaz est absorbée. Mais une élimination presque sélective par lavage de l'hydrogène sulfuré présent dans les gaz renfermant aussi de l'anhydride carbonique n'assure pas à elle seule un fonctionnement économique, car il importe que la faculté d'absorption du liquide de lavage soit utilisée aussi complètement que possible, sans quoi il faudrait dépenser pour le travail de pompage et pour le chauffage du liquide de lavage en vue de sa régénération des sommes telles que le procédé deviendrait peu économique. 



  Or si l'on traite par exemple un gaz renfermant des quantités égales d'hydrogène sulfuré et d'anhydride carbonique dans une tour de lavage remplie d'anneaux de Raschig telle qu'on l'emploie d'ordinaire pour le traitement de gaz au moyen de liquides et au moyen d'un liquide épurateur alcalin, en opérant dans des conditions identiques mais avec des durées de contact différentes, on obtient le tableau suivant: 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Durée <SEP> de <SEP> contact <SEP> (sec.)
<tb> 2 <SEP> 20 <SEP> 80
<tb> Teneur <SEP> du <SEP> liquide <SEP> en <SEP> gaz <SEP> 10 <SEP> 16 <SEP> 22
<tb> (volume <SEP> du <SEP> gaz./volume <SEP> du <SEP> liquide)
<tb> Teneur <SEP> du <SEP> liquide <SEP> en <SEP> H2S <SEP> 8,0 <SEP> Il,2 <SEP> 13,2
<tb> (volume <SEP> du <SEP> gaz./volume <SEP> du <SEP> liquide)
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> H2S <SEP> du <SEP> gaz <SEP> absorbé:

   <SEP> 80 <SEP> % <SEP> 70 <SEP> % <SEP> 60 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 

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 On voit donc qu'en abrégeant la durée du contact on recueille un gaz certes plus riche en hydrogène sulfuré, mais en même temps l'utilisation du liquide de lavage subit une régression extrêmement prononcée. Une élimination économique du seul hydrogène sulfuré n'est donc pas possible de cette manière. 



   Or on a trouvé, contrairement à toute attente, qu'à partir de gaz renfermant non seulement de l'hydrogène sulfuré mais aussi de l'anhydride carbonique on   obtient' de   l'hydrogène sulfuré fortement concentré en employant comme liquides de lavage des liquides absorbants aptes à s'emparer à froid de l'hydrogène sulfuré et de l'anhydride carbonique et à les restituer à chaud, à condition que le liquide absorbant soit mis en contact avec le gaz sous forme finement pulvérisée et que la durée du contact entre le liquide absorbant et le gaz soit maintenue inférieure à 5 secondes et de préférence à 1 seconde ou moins.

   C'est seulement par l'emploi simultané de cette brève durée de contact entre le liquide et le gaz et d'une fine subdivision du liquide absorbant qu'on parvient à retirer des gaz par lavage à peu près exclusivement l'hydrogène sulfuré et en même temps à utiliser dans une large mesure déjà au cours d'un passage unique à travers le laveur le pouvoir absorbant du liquide. Comme ce pouvoir absorbant du liquide pour les acides gazeux faibles est utilisé à peu près exclusivement pour l'absorption de l'hydrogène sulfuré, une quantité donnée de liquide de lavage est susceptible d'absorber une plus grande quantité d'hydrogène sulfuré que lorsqu'on opère suivant les modes connus à ce jour pour lesquels des proportions considérables d'anhydride carbonique sont également absorbées. 



   Comme liquide absorbant on envisagera par exemple les solutions aqueuses de sels minéraux ayant une réaction alcaline, comme le carbonate de sodium, le carbonate de potassium, les borates, les phosphates, les métaborates ou les 

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 arsénites, ou bien de bases organiques comme des éthanol-amines, de l'éthylène-diamine, des éthanol-diamines, des éthylènespolyamines comme les   diéthylénes-triamines,   des dérivés alcoylés ou oxalcoylés de ces bases, ou de sels d'acides organiques faibles, comme les acides amino-carboxyliques et amino-sulfoniques, par exemple la taurine, l'alanine et leurs dérivés, avec des bases fortes minérales ou organiques. 



   Pour obtenir la fine subdivision du liquide de lavage on peut utiliser les embouts pulvérisateurs connus, désintégrateurs, laveurs Theisen, Feld,   Strôder,   etc. 



   La température d'extraction sera utilement maintenue aussi peu élevée et la concentration du liquide de lavage aussi forte que possible, afin que la solution puisse se charger d'une quantité d'hydrogène sulfuré aussi forte que possible. Suivant ce mode opératoire on peut sans crainte maintenir la concentration de la solution plus forte que ce n'est possible dans le cas du lavage des gaz dans des tours usité jusqu'à ce jour, parce que le liquide n'absorbe que peu sinon pas d'anhydride carbonique et qu'on évite ainsi le danger d'une précipitation et d'un épaississement du liquide d'absorption par suite d'une formation de carbonate.

   Si dans des cas particuliers il ne faut pas que se mélangent à l'hydrogène sulfuré lors de l'expulsion des gaz absorbés les minimes quantités d'anhydride carbonique qui auraient pu être extraites par le liquide absorbant dans le cas de gaz très riches en anhydride carbonique il y aura intérêt à effectuer la régénération du liquide en deux temps, en le chauffant pour cela d'abord à une température un peu inférieure au point d'ébullition et en recueillant isolément le gaz qui s'échappe de ce fait et qui est constitué par de l'hydrogène sulfuré pratiquement pur. 

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 EXEMPLE 
Soit à épurer jusqu'à   0,5 %   d'hydrogène sulfuré un gaz résiduel provenant de l'hydrogénation du charbon et renfermant 6 % d'anhydride carbonique et 7 % d'hydrogène sulfuré.

   On emploiera pour cela une solution aqueuse à environ 30 %   d'alaninate   de sodium. 



   On effectuera l'épuration par injection du liquide absorbant dans deux désintégrateurs branchés à la suite l'un de l'autre, à travers lesquels on fera passer le gaz à contresens de la solution. Pour 1000 m3 de gaz on emploiera 3,6 m3 de solution. Celle-ci absorbe par mètre cube 18 m3 d'hydrogène sulfuré ; il n'est absorbé de l'anhydride carbonique qu'environ 1,5 m3 par mètre cube de la solution. Le gaz expulsé du liquide renferme environ 92 % d'hydrogène sulfuré. 



   Si l'épuration s'effectuait dans une tour de lavage remplie d'anneaux de Raschig il faudrait pour obtenir le même degré de pureté 5,9 m3 de liquide de lavage pour 1000 m3 de gaz. Chaque mètre cube de ce liquide renferme après l'absorption 11 m3 d'hydrogène sulfuré et 7,3 m3 d'anhydride carbonique; le gaz qui s'échappe lors de l'expulsion se compose de 60 % d'hydrogène sulfuré et de 40 % d'anhydride carbonique. 



   Il s'ensuit que suivant le présent procédé et pour obtenir le même degré de pureté on emploie pour 1000 m3 de gaz 2,3 m3 de solution de moins que lors de l'emploi de tours de lavage. On réalise ainsi également une économie considérable de vapeur pour la régénération, car pour une consommation de vapeur de 100 kg. par mètre cube de solution on emploie pour l'épuration de 1000 m3 de gaz 230 kg. de vapeur de moins.

Claims

RESUME Procédé pour extraire de l'hydrogène sulfuré forte- <Desc/Clms Page number 6> ment concentré de gaz renfermant à la fois ce dernier et de l'anhydride carbonique en employant des liquides absorbants aptes à absorber à froid l'hydrogène sulfuré et l'anhydride carbonique et à les restituer à chaud, consistant à amener le liquide absorbant en contact avec le gaz sous une forme finement subdivisée et à maintenir la durée du contact entre le liquide absorbant et le gaz inférieure à 5 secondes.