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PROCEDE DE CONCENTRATION ET D'EPURATION DE L'ACETYLENE DANS DES GAZ DE PYROLYSE
D'HYDROCARBURES.
La présente invention concerne un procédé de traitement des gaz , issus de la pyrolyse d'hydrocarbures dans le but d'en extraire à l'état pratiquement pur, à 99,7% l'acétylène y contenu, donc beaucoup plus pur que par les procédés connus et notamment exempt de toutes impuretés tels le diacétylène et/ou autres homologues de l'acétylène, très nuisibles, ainsi que l'on sait, dans les synthèses catalytiques, axuquelles l'acétylène peut être destiné ultérieuremento
Selon le genre d'hydrocarbures traités (gazeux ou liquides, saturés ou non) et la nature du traitement pyrolytique (par combustion partielle, par récupérateurs, par régénérateurs, pas passage dans l'arc électrique, par effluves., etc.). auquel ces hydrocarbures sont soumis, la composition,
tant qualitative que quantitative et la teneur en acétylène de ces gaz de pyrolyse varient considérablement.
A côté de 3 à 30% d'acétylène qu'ils peuvent contenir, ces différents gaz de pyrolyse sont généralement composés de quantités variables d'hydrogène, d'oxyde de carbone, danhydride carbonique., d'hydrocarbures aroma- tiques(benzène), d'éthylène, d'hydrocarbures saturés légers., de faibles quantités d'homologues de l'acétylène (dénommés!; par la suite,, "acétylènes lourds") dont, en particulier, le diacétylène.
Pour séparer l'acétylène de mélanges gazeux qui en renferment des quantités plus ou moins considérables,on avait déjà proposé de traiter ces mélanges, sous pression, par de l'ammoniac anhydre liquéfié qui, dans de$ conditions déterminées, extrait sélectivement l'acétylène, mais non pas l'é- thylènep par exemple,ni certains autres hydrocarbures légers, saturés ou non, ni des gaz tels 1?hydrogène et l'oxyde de carbone.
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De nombreux solvants, autres que l'ammoniac, qui, à cause de leur pouvoir élevé et sélectif de dissolution vis-à-vis de l'acétylène, ou de leur faible volatilité, avaient déjà été proposés. et/ou utilisés pour l'absorption, présentent entr'autres l'inconvénient d'absorber ensemble avec l'acétylène les "acétylènes lourds" et de ne pas permettre de les en séparer ensuite, de façon à fournir, par dégazage, de l'acétylène absolument pur. De plus, en restant en grande partie dans le solvant, où ils se polymérisent facilement, ces "acétylènes lourds", en souillant ainsi le solvant, rendent celui-ci inapte à être réutilisé directement, sans épuration préalable.
A cause de l'explosibilité des "acétylènes lourds", cette épuration, par distillation, opération onéreuse et occasionnant des pertes de solvant, n'est, en outre, pas exempte de danger.
Comparativement à ces autres solvants tels l'acétone, la butyrolactone, la diméthylformamide, etc, l'ammoniac liquide se distingue aussi en ce qu'à - 68 C son pouvoir solvant pour l'acétylène est considérable, (environ 20 fois plus élevé que, p.ex. celui de l'acétone) et que, par conséquent, il peut efficacement être utilisé pour l'absorption à la pression atmosphérique, ce qui exclut le risque d'explosion et ne serait possible, avec d'autres solvants, qu'à condition de mise en circulation de quantités beaucoup plus importantes de solvant.
A ces avantages, il convient d'ajouter encore la sélectivité parfaite de l'ammoniac liquide pour l'acétylène et ses homologues, les autres constituants des gaz de pyrolyse, soit le méthane, l'oxyde de carbone, l'azote, l'hydrogène et l'éthylène étant pratiquement insolubles dans l'ammoniac liquide.
L'anhydride carbonique, qui donne avec l'ammoniac du carbonate ammonique, doit évidemment être éliminé. Etant données les basses températures auxquelles est effectuée l'extraction de l'acétylène, on doit également débarrasser les mélanges gazeux en question de constituants tels que les hydrocarbures cycliques (benzène), susceptibles de se solidifier et d'obstruer, par conséquent, l'appareillage dans lequel on réalise la séparation. Cette séparation est effectuée dans un échangeur froid précédant la colonne d'absorption et qui, de plus, a également pour effet de retenir la vapeur d'eau contenue dans les gaz.
Cependant, même préalablement décarbonaté, séché et débenzolé, le gaz contient généralement encore certains hydrocarbures non saturés,parmi lesquels notamment le diacétylène, que l'ammoniac liquéfié en extrait, ensemble avec l'acétylène et qui, en tant qu'impuretés gênantes et mêmes dangereuses, doivent absolument être éliminés.
Le diacétylène et certains autres hydrocarbures supérieurs, homologues de l'acétylène, constituent, en effet, des poisons pour les catalyseurs, utilisés dans les réactions de synthèse organique, auxquelles l'acétylène, récupéré à l'état concentré, pourrait ultérieurement être destine.
Suivant la présente invention, le procédé d'extraction par l'ammoniac liquéfié, de l'acétylène de mélanges gazeux, tels que spécifiés cidessus, est conduit de façon à fournir de l'acétylène absolument pur, exempt notamment de diacétylène et "d'acétylènes lourds", tout en ne consommant qu'un minimum d'énergie extérieure au système.
Les moyens techniques mis en oeuvre, à cet effet, suivant l'invention, consistent, en ordre principal, à
1) traiter à la pression atmosphérique, par de l'ammoniac liquéfié, les gaz de la pyrolyse d'hydrocarbures, préalablement décarbonatés, débenzolés et séchés, pour en extraire sélectivement l'acétylène et les "acétylènes lourds", dont notamment le diacétylène.
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2) séparer de cet extrait ammoniacale par distillation sous pression, l'acétylène (plus volatil) d'avec les "acétylènes lourds' 9 retenus dans le résidu de la distillation,, et dont, au besoin, ces derniers peuvent être isoles.
3) a) utiliser les gaz résiduels? débarrassés de l'acétylène et des "acétylènes lourds", mais chargés de vapeurs d'ammoniac entraîné et refroidi par leur contact avec l'ammoniac liquéfié,, pour, par échange de température, et pratiquement sans apport extérieur de frigories, réaliser éventuellement le débenzolage et le séchage du gaz brut et maintenir le système à la basse température nécessaire à l'extraction de l'acétylène sous pression ordinaire et pour éventuellement décarbonater le gaz brut au moyen de l'ammoniac entraîné par les gaz résiduels et récupéré sous forme de solution ammoniacale par absorption dans de l'eau, b) utiliser éventuellement, dans l'échangeur de température pour le débenzolage et le séchage du gaz brut et le maintien du système à la basse température nécessaire,
les frigories de la solution froide d'acétylène et "d'acétylènes lourds" dans l'ammoniac liquide, avant envoi de la solution à la distillation sous pression, pour séparation de l'acétylène,
4)a) récupérer sous forme liquéfiée, la majeure partie de l'ammoniac ou b) utiliser à la fabrication connexe d'un sel ammonique - soit la totalité de l'ammoniac mise en oeuvre pour l'extraction de l'acétylène, moyennant neutralisation poexo par un acide tel l'acide sulfurique, -soit une partie seulement (ou la totalité) de l'ammoniac résiduaire de l'extraction, moyennant absorption dans une solution de nitrate ammonique, suivie de neutralisation par de l'acide nitriqueo
Par rapport à certains autres solvants proposés également déjà pour l'extraction de l'acétylène,
l'ammoniac présente l'avantage de rendre particulièrement aisée la séparation de l'acétylène d'avec les "acétylènes lourds" du fait que le point d'ébullition de l'ammoniac - 33 C à pression atmosphérique se situe entre ceux de l'acétylène (- 83,6 C à pression atmosphérique) et ceux des acétylènes lourds",
L'absorption de l'acétylène et des acétylènes lourds" à la pression atmosphérique ou à des pressions voisines jusqu'à poexo 5 kg/cm2 est notamment avantageuse, parce qu'elle permet de ne pas produire de solutions ammoniacales dont la concentration en acétylène et en "acétylènes lourds" serait supérieure à la concentration critique de sécurité et que, de plus, elle permet de réaliser l'absorption sans apport externe de frigories.
En combinante en outre, avec un ou plusieurs des autres facteurs techniques sus-indiqués, l'extraction de l'acétylène par l'ammoniac à la pression ordinaire ou à des pressions voisines et la séparation, par fractionnement sous pression, des gaz absorbés de la solution ammoniacale,, on parvient à concentrer l'acétylène (à l'état absolument pur), exempt "d'acétylènes lourds" et cela pratiquement sans perte de solvant et avec un minimum de dépenses pour force motrice, combustibles et énergie.
Le cycle d'opérations auquel s'applique l'invention comporte po ex les étapes suivantes, représentées par le schéma général, ci-annexé
Dans une colonne de lavage (A) le gaz de pyrolyse, à traiter pour extraction de l'acétylène, après dépoussiérage préalable, est d'abord débarrassé de l'anhydride carbonique qu'il renferme,
Selon certaines variantes de l'invention, particulièrement avantageuses au point de vue de l'utilisation rationnelle du solvant (ammoniac) mis en oeuvre,ou de l'énergie inhérente au système-même, le lavage pour
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décarbonatation est effectué soit moyennant des solutions ammoniacales aqueuses obtenues lors de la récupération des vapeurs d'ammoniac entraides avec les gaz résiduels dans l'étape ultérieure d'absorption par l'ammoniac, soit moyennant des solutions ammoniacales aqueuses de sels ammoniques,
dont p,ex. le nitrate ammonique.
Envoyé ensuite dans un échangeur de température (B), le gaz décarbonaté par l'un ou l'autre des moyens précités, est débarrasséde ses constituants condensables (vapeurs d'eau et d'hydrocarbures lourds et cycliques) par réfrigération intensive et cela moyennant les frigories du gaz résiduel, provenant de l'étape de traitement par l'ammoniac liquide, ou, suivant une autre variante, moyennant la solution froide d'acétylène et "d'acétylènes lourds" dans l'ammoniac, obtenue dans la colonne d'absorption.
A cet effet, l'échangeur se compose de deux compartiments (Bl et B2), fonctionnant alternativement, pour permettre d'éliminer, par dégivrage, les constituants solidifiés.
Pour éviter le givrage de l'échangeur de température, et pouvoir se passer d'un appareil double, on peut aussi ajouter au gaz à traiter une faible proportion d'un solvant tel p.ex. méthanol ou acétone, les produits condensables étant ainsi obtenus sous forme liquide.
Le gaz, séché et débenzolé, est ensuite lavé dans une colonne d'absorption (C) par de l'ammoniac anhydre liquide, à la pression atmosphérique ou à une pression voisine et à une température comprise entre - 60 C et - 80 C,si on travaille à pression atmosphérique. On extrait ainsi, en dissolution dans l'ammoniac liquide, l'acétylène, ensemble avec les "acétylènes lourds", alors que le gaz résiduel, refroidi par son contact avec l'ammoniac liquide et entraînant avec lui des vapeurs d'ammoniac, est renvoyé à l'échangeur (B), pour y servir d'agent de-condensation par réfrigération et ensuite être conduit à la colonne (H), pour récupération de l'ammoniac entraîné, soit par le l'eau ou des solutions aqueuses de sels, soit par des jus acides.
Les solutions ammoniacales obtenues par absorption dans de l'eau ou dans des solutions aqueuses de sels,et notamment de nitrate ammonique, peuvent être employées pour décarbonater dans la colonne (A) le gaz brut de pyrolyse, avant son séchage et débenzolage par réfrigération dans l'échangeur (B).
Les solutions ammoniacales, ainsi carbonatées, peuvent être régénérées, c.à.d. décarbonatées, par chauffage, ou, dans le cas des solutions de nitrate ammonique, être neutralisées par de l'acide nitrique, afin d'être réutilisées, en partie pour décarbonater le gaz brut de pyrolyse et, en partie pour servir à la fabrication de nitrate ammonique.
Dans ce dernier cas, on réalise de cette façon la décarbonatation du gaz brut de pyrolyse sans frais pour la régénération des jus ammoniacaux récupérés.
Le gaz résiduel de l'absorption par l'ammoniac liquide, dont on a donc récupéré l'ammoniac entraîné et les frigories enlevées à l'agent d'extraction, est alors évacué vers sa destination finale.
La solution d'acétylène, et "acétylènes lourds" dans l'ammoniac liquide, soutirée de la colonne d'absorption (C), est envoyée à la colonne de distillation (D), où, sous pression, elle est fractionnée en un résidu ammoniacal d'évaporation retenant l'eau et les "acétylènes lourds" et des têtes de distillation emportant, avec la majeure partie de l'ammoniac, de l'acétylène exclusivement.
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Suivant une autre variante, on peut, avec la seule colonne de distillation, soit en prévoyant des frigories en tête de la distillation, soit en travaillant à pression plus élevéesoutirer à l'état pur la presque totalité de l'ammoniac à un étage déterminé de la colonne., tandis qu'à la sortie du condenseur, on recueille l'acétylène pur.
D'après une autre variante encore, on peut aussi distiller de façon à ne pas évaporer avec l'acétylène tout l'ammoniac, mais d'en récupérer à un des plateaux une partie ou même la majeure partie, pratiquement pur, sous forme liquide,, directement réutilisable pour l'extraction de l'acétylène dans la colonne d'absorption (C)
Le résidu ammoniacal de distillation de la colonne (D) contenant les "acétylènes lourds" est envoyé dans une petite colonne auxiliaire, (D'), où il est fractionné encore davantage pour séparation des "acétylènes lourds" d'avec la majeure partie de l'ammoniac restant.
En opérant de cette façon,, coàodo en laissant constamment les "acétylènes lourds" en solution dans une certaine quantité d'ammoniac liquide, on supprime tout risque d'explosion.
Le mélange gazeux d'acétylène et d'ammoniac, s'échappant en tête de la colonne de distillation (D) passe dans une tour de lavage (E) où, à la pression atmosphérique ou sous pression, l'ammoniac est absorbé par de l'eau, alors que l'acétylène en sort à l'état pratiquement pur.
Suivant d'autres variantes, l'acétylène peut aussi être isolé à l'état pur, par lavage au moyen de solutions aqueuses de sels ammoniques, notamment de nitrate ammonique, qui dissolvent sélectivement l'ammoniac, ou par absorption dans des jus acides, poexo sulfuriques qui le fixent chimiquement, par effet de neutralisationo
L'eau ou la solution saline de la tour (E) est envoyée dans la colonne (G), où;
, sous pression, on distille l'ammoniac qui est recyclé à l'état liquide vers la colonne d'absorptiono L'eau faiblement ammoniacale soutirée en pied de distillation est recyclée vers les laveurs H et Eo
En conjuguant, suivant l'invention, les divers facteurs techniques ci-dessus décrits, on recouvre, avec un minimum de dépense d'énergie, tel quel, sous la forme liquide initiale, ou transformé, en partie ou en totalité en un sel ammonique marchand, la partie de l'ammoniac entraîné, soit par les gaz résiduels, soit par l'acétylène, récupéré hors de sa solution dans l'ammoniac liquéfiée tout en obtenant l'acétylène dans un état de pureté, le rendant apte à toutes utilisations quelconques et notamment à des synthèses par catalyse.
Pour obtenir ce résultat, on combine - l'absorption de l'acétylène par l'ammoniac liquide, sous pression atmosphérique ou sous une pression voisine, - la distillation, sous pression, de la solution d'acétylène dans l'ammoniac, la pression nécessaire étant réalisée, sans recours à la compression de gaz, l'énergie de compression nécessaire étant négligeable puisqu'il s'agit de l'introduction d'un liquide dans la colonne sous pression, - la récupération de l'ammoniac volatilisé par entraînement ou distillation, moyennant, - absorption de l'ammoniac dans l'eau, le dégagement de cet ammoniac hors des solutions aqueuses et la reliquéfaction sous pression, par
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simple réfrigération à l'eau, sans apport externe de frigories, ou moyennant absorption dans des jus acides ou salins, ces derniers étant ensuite neutralisés par un acide,
- l'élimination des constituants, facilement condensables sous forme solide,du gaz de pyrolyse brut, par réfrigération au moyen du gaz résiduel de l'absorption de l'acétylène dans l'ammoniac liquide.
Les exemples ci-après, non limitatifs, illustrent diverses variantes du mode d'exécution du procédé.
Le premier, relatif à la récupération de pratiquement la totalité de l'ammoniac sous forme liquide, est expliqué au moyen du schéma général ci-annexé. Quant aux trois autres, relatifs à la récupération de l'ammoniac, en partie sous forme liquide et en partie sous forme de sulfate (exemples 2 et 4) ou de nitrate ammonique (exemple 3), ils comportent certaines modifications dans le mode opératoire et dans l'appareillage, conditionnées par la nature des agents de récupération utilisés, modifications qui, en étant évidentes pour l'homme de métier, ne sont pas représentées dans le schéma.
Exemple 1 : Mode opératoire pour récupération de 1'ammoniac liquide
On a traité 450 m3/h de gaz de pyrolyse contenant 8,6% d'acétylène, 4% d'anhydride carbonique et 87,4% de gaz et vapeurs divers. Ces gaz, décarbonatés par un procédé quelconque, ont été débarrassés dans l'échangeur (B) à la pression atmosphérique des vapeurs d'eau entraînée et des hydrocarbures condensables par refroidissement au moyen des gaz résiduels sortant à la température de - 65 C de la colonne d'absorption (C). Dans cette colonne, l'acétylène et les "acétylènes lourds", ont été absorbés en contrecourant à la température de - 68 C par 300 kg/h d'ammoniac liquide, circulant en cycle fermé et dont un cinquième environ s'est vaporisé avec les gaz résiduels alors que le reste a dissous 43 kg/h de C2H2 et d"acétylènes lourds".
Cette solution a été pompée dans la colonne (D), pour y être distillée, sous une pression de 15 atmosphères, par chauffage à environ 40 C au pied de la colonne, où l'on a soutiré, en solution dans l'ammoniac, environ 2 kg d'acétylène et "d'acétylènes lourds.
Cette dernière solution a été envoyée dans une petite colonne (D'), où a été évacuée en pied la solution riche en "acétylènes lourds", constitués principalement par 1/2 kg/h de diacétylène dans 5 kg/h d'ammoniac.
En tête de la colonne (D) on a soutiré, en pasteurisé, environ 200 kg/h d'ammoniac liquide contenant de très faibles quantités d'acétylène (inférieures à 0,5%) et qui a été recyclé en tête de la colonne (C).
Le mélange gazeux de 42 kg/h d'acétylène et 25 kg/h d'ammoniac s'échappant en tête de la colonne (D) a été lavé, sous pression atmosphérique, dans la tour (E) arrosée par 400 litres/h d'eau, qui ont absorbé l'ammoniac, pour laisser passer l'acétylène pratiquement pur (99%) et notamment exempt" d'acétylènes lourds". On a obtenu ainsi 42 kg/h d'acétylène contenant 0,4 kg/h d'ammoniac que l'on a éliminé, par passage dans un jus acide.
Pour récupérer l'ammoniac, on a introduit l'eau de lavagé de la tour (E) sous 15 atm. de pression en même temps que les jus provenant de la colonne A, dans la colonne de distillation (G). En tête de cette colonne, on a retrouvé l'ammoniac gazeux qui, reliquéfié ensuite, par simple refroidissement à l'eau, a pu être réutilisé pour l'absorption de l'acétylène dans la tour (C).
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L'eau,légèrement ammoniacale, soutirée à la base de la colonne (G), a été recyclée vers les colonnes (E) et (H), destinées à la récupération de l'ammoniac entraîné par les gaz résiduels.
L'acétylène du gaz de pyrolyse initial a ainsi été récupéré avec un rendement de 99% environ, la perte en ammoniac, pour une quantité de 300 kg/h, en cycle, ayant été de 3 kg/h d'ammoniac. La consommation d'énergie était de 120 kwh par tonne de C2H2 pur et la consommation de vapeur haute et basse pression respectivement de 9 et 3 tonnes par tonne d'acétylène.
La perte en ammoniac a été compensée par un apport correspondant d'ammoniac liquide fraiso Exemple II: Mode opératoire cour récupération de l'ammoniac entraîné sous forme de sulfate ammonique
Dans la colonne d'absorption, arrosée par 300 kg/h d'ammoniac liquide, on a introduit 430 m3/h de gaz de pyrolyse, préalablement dépoussiéré, décarbonaté et séché (par refroidissement à - 50 C) et contenant 9% de C2H2 (45 kg/h au total) et 0,04 kg d'acétylènes lourds (0,4 kg/h au total).
Les gaz non solubles dans l'ammoniac, c.à.d. CO, H2,CH4, N2, etc. ont entraîné avec eux, par vaporisation, 60 kg d'ammoniac environ, ce qui a eu pour effet d'abaisser à - 68 C la température de la colonne d'absorption.
De cette colonne, on a soutiré à - 68 C de l'ammoniac contenant 43 kg/h de C2H2 (soit 95% du C2H2 initial) et 0,4 kg/h d "'acétylènes lourds" (soit 100%), l'ammoniac acétylène ayant atteint ainsi une teneur en acétylène de 10 à 20% en poids.
La solution ammoniacale d'acétylène a été envoyée à une hauteur déterminée dans une première colonne de distillation, maintenue à 1,3 ata et dont le sommet était muni d'un condenseur à reflux, constitué par un faisceau tubulaire. Ce dernier, grâce à une circulation extérieure d'éthylène liquide d'une température de - 90 à -100 C, sous 1,5 à 2 ata, a été maintenu à une température de - 78 C
En réglant strictement la pression et la température au reflux, on a obtenu, au sommet de la colonne, un liquide à 96% d'acétylène, exempt d'acétylènes lourds et contenant encore 4% d'ammoniac, ce qui évitait les bouchages dans le condenseur et dans la tuyauterie de reflux.
A la base de cette première colonne de distillation on a soutiré, à l'état liquide, la majeure partie de l'ammoniac, contenant les acétylènes lourds et moins de 1% d'acétylène.
Le mélange liquide de 4% d'ammoniac et de 96% d'acétylène, débarrassé de l'ammoniac par passage dans une colonne de lavage alimentée par une solution de bisulfate ammonique, fournissait directement de l'acétylène à 99,7%, exempt d'acétylènes lourds et notamment de diacétylène, utilisable, par conséquent, à toutes espèces de synthèses catalytiques telles que celles d'ester vinyliques, de butadiène, etc.
L'ammoniac liquide à - 30 C du pied de la première colonne de distillation,a été refoulé par une pompe à une hauteur déterminée dans une seconde colonne de distillation fonctionnant sous 14 ata, surmontée d'un réfrigérant à reflux, refroidi à l'eau. La température à la base de cette colonne était de 50 C et au sommet de 30 C environ. On a ainsi récupéré, en tête de la colonne, de l'ammoniac, exempt d'acétylène et, au pied de la colonne, 10 kg/h d'ammoniac, contenant la totalité des acétylènes lourds et un peu d'acétylène.
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Ce dernier mélange a été introduit dans un saturateur à sulfate ammonique, où, sous l'effet de l'acide sulfurique et de la chaleur, les "acétylènes lourds" ont été détrits ou rendus inoffensifs par polymérisation et/ou par évaporation, alors que l'ammoniac a été transformé en sulfate ammonique. Dans ce saturateur ont été introduits aussi les jus résultant de l'absorption dans les solutions de bisulfate ammonique, de l'ammoniac des mélanges à 96% d'acétylène liquide et 4% d'ammoniac.
Exemple III :Mode opératoire pour récupération de l'ammoniac entraîné sous forme de nitrate ammonique.
Dans une colonne de lavage, arrosée par 2500 kg/h de solution aqueuse à 60% de nitrate ammonique et contenant 61 kg/h d'ammoniac y incorporé dans la colonne de récupération d'ammoniac, on a fait passer 457 m3/h de gaz de pyrolyse dépoussiéré, contenant 39 m3/h d'acétylène et 18 m3/h d'anhydride carbonique.
Le gaz, ainsi décarbonaté, mais qui, par effet de la tension de vapeur de la solution ammoniacale de nitrate ammonique s'était chargé dans la colonne de lavage de 14 kg/h d'ammoniac, a été lavé dans une seconde colonne de lavage par 2500 kg/h de solution aqueuse de nitrate ammonique à 60% pour absorber l'ammoniac entraîné, et a été successivement envoyé ensuite dans les échangeurs de température alternatifs, la colonne d'absorption par l'ammoniac liquide et l'installation de séparation par distillation comme dans l'exemple I.
400 m3/h de gaz résiduel, de la colonne d'absorption entraînant 63 kg/h d'ammoniac ont été lavés dans la colonne de récupération, par 2500 kg/h de solution de nitrate ammonique à 60% qui ont récupéré 61 kg/h de l'ammoniac entraîné, la solution ammoniacale de nitrate ammonique résultante ayant alors été employée pour arroser la colonne de décarbonatation du gaz initial.
Les jus réunis des deux colonnes de lavage, envoyés dans un saturateur alimenté par 420 kg/h d'acide nitrique à 54%, ont dégagé 18 m3 d'anhydride carbonique et ont fourni 480 kg/h de jus de nitrate ammonique à 60% utilisés à la fabrication de nitrate ammonique par concentration et 5000 kg/h de jus de nitrate ammonique qui ont été recyclés, respectivement en tête de la colonne de récupération d'ammoniac entraîné et de la seconde colonne de lavage.
Exemple IV : Mode opératoire -pour récupération de l'ammoniac entraîné sous forme de sulfate ammonique.
1500 à 1600 m3/h de gaz de pyrolyse dépoussiéré et contenant 9 à 10% d'acétylène, de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène, 0 à 6% de méthane, de l'azote, des hydrocarbures cycliques (benzène), des "acétylènes lourds" (diacétylène) etc, ont été décarbonatés dans la colonne de lavage par des jus ammoniacaux, ces jus ayant été régénérés ensuite par chauffage, pour être remis en circulation.
Comme dans les exemples précédents, le gaz de pyrolyse décarbonaté a alors été séché et débenzolé dans l'échangeur par refroidissement, au moyen du gaz résiduel revenant de l'extraction de l'acétylène par l'ammoniac liquide dans la colonne d'absorption et a ensuite été lavé à contrecourant par de l'ammoniac liquide dans cette colonne pour absorption de l'acétylène.
Le gaz résiduel de cette absorption, après retour à l'échangeur, a passé dans la tour de récupération pour absorption de l'ammoniac entraî- né, moyennant de l'acide sulfurique qui, après avoir fixé l'ammoniac sous forme de bisulfate ou sulfate ammonique, a été envoyé à un sulfateur (dont il sera question ci-après).
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La¯ solution d'acétylène et "d'acétylènes lourds" dans l'ammoniac a été pompée de la colonne d'absorption dans la colonne de distillation, fonctionnant sous pression de 15 atm. à la température ambiante. On y a retiré : - au sommet -.
un mélange gazeux d'acétylène et d'ammoniac entraîné qu'on a envoyé au sulfateur, pour absorption de l'ammoniac dans l'acide sulfurique avec formation de sulfate ammonique, - à un plateau intermédiaire de l'ammoniac liquide qui a été recyclée - à la base une solution aqueuse ammoniacale d'acétylènes lourds et de diacétylène, que l'on a envoyée dans une petite colonne auxiliaire, pour polymérisation et distillation (en partie) des "acétylènes lourds" par un courant de vapeur vive et de l'acide sulfurique, le résidu liquide.de cette distillation ayant été envoyé au sulfateur.
Dans le sulfateur, où affluaient l'acide sulfurique frais, mis en oeuvre, la solution sulfurique de sulfate ammonique de la tour de récupération le mélange gazeux d'acétylène et l'ammoniac dégagé au sommet de la colonne de distillation, ainsi que le résidu acide de distillation de la colonne auxiliaire, on a évaporé l'eau des solutions grâce à la chaleur de neutralisation de l'acide sulfurique par l'ammoniac et sans apport de chaleur externe.
On y a obtenu ainsi du sulfate ammonique cristallisé, alors que du mélange gazeux d'acétylène et de vapeur d'eau qui se dégageait du saturateur, on a séparé, par condensation de cette dernière, l'acétylène à l'état pur.
L'ammoniac liquide, soustrait au cycle par le sulfate ammonique, a été remplacé au fur et à mesure de son élimination par de l'ammoniac liquide frais.
Il doit être entendu que, dans les cas de fabrication connexe à la séparation de l'acétylène, de nitrate, de sulfate ou d'autres sels ammoniques, le rapport entre l'ammoniac, récupéré sous forme liquide, et l'ammoniac, évacué du cycle par neutralisation, peut varier à volonté, suivant les conditions techniques de l'installation ou les considérations économiques à respecter et qu'au besoin la totalité de l'ammoniac mis en oeuvre pour la séparation de l'acétylène, peut être fixée sous forme de sels.
Par la combinaison des différents moyens techniques, suivant l'invention, on réalise, entr'autres, les effets et avantages consistant à obtenir à partir de gaz de pyrolyse à teneur même faible en acétylène et de composition très complexe, de l'acétylène à 99,7%, exempt notamment d'homologues supérieurs et cela, moyennant un appareillage simple, permettant, avec une consommation réduite d'énergie, de frigories et de solvant et sans risque d'explosion, de débarrasser l'acétylène des gaz qui l'accompagnent et d'effectuer la décarbonatation du gaz de pyrolyse sans consommation de vapeur, le débenzolage sans frais supplémentaires ainsi que la séparation parfaite de l'acétylène d'avec notamment les impuretés catalytiquement gênantes, sans pollution du solvant d'extraction par ces impuretés.
REVENDICATIONS.
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