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Cette invention est relative à la régénération de solutions caustiques contenant des mercaptans; telles que celles qui sont utilisé- es dans le traitement des hydrocarbures du pétrole pour l'enlèvement des composés sulfurés de ceux-ci.
De temps en temps il est nécessaire de régénérer la soution caustique contenant des mercaptans, soit en en éliminant par ébullition la majeure partie de ceux-ci et en les brûlant : comme il était fait à 1' originesoit en transformant les mercaptans en bisulfures insolubles aans la solution caustique et pouvant être enlevés par dépôt et décanta- tion et/ou par lavage à l'huile. On effectue cette transformation des mercaptans en bisulfures en utilisant un gaz contenant de l'oxygène, tel que l'air en présence d'un catalyseur a'oxydation.
Des catalyseurs con- venables compren@ent du tanin et des corps organiques du même genre, les- quels cependant, souffrent de l'inconvénient de ne pas pouvoir être eux- mêmes transformés par oxydation pour avoir une forme dans laquelle ils ne soient pas plus longtemps efficaces que les catalyseurs d'oxydation.
C'est pourquoidans la régénération de solutions caustiques contenant des mercaptans avec utilisation de tels catalyseurs a'oxydation, il est nécessaire de laisser une faible proportion aes mercaptans non oxydée, puisqu'on a trouvé quepar ce moyen;, l'oxydation du catalyseur d'oxyda- tion organique était empêchée. Ceci signifie, toutefois, que la régéné- ration de la solution caustique ne peut pas être achevée, si; bien que l' efficience au procéaé a'extraction aes mercaptans se trouve réduite de façon correspondante.
Cet inconvénient serait évité si la régénération de la solu- tion caustique contenant aes mercaptans pouvait être effectuée au moyen d'un gaz à teneur en oxygène seul mais par les procédés de mise en con- tact normaux., la vitesse de l'oxydation est trop faible pour que ce procé- dé soit applicable, L'objet principal ae la présente invention est de permettre que la régénération de la solution caustique contenant des mer- mercaptans s'effectue en l'absence ae catalyseur d'oxydation, au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène pendant un laps ae temps suffisamment court pour que le procéaé soit économique et applicable.
Un autre objet important de l'invention est de permettre que la régénération de la so- lution caustique contenant des mercaptans se fasse à une température as- sez faible pour empêcher la aécoloration de l'huile après le traitement avec la solution régénérée.
Suivant la présente invention, la régénération de solutions caus- tiques contenant des mercaptans se fait en l'absence ae catalyseur d'o- xydation organique, au moyen a'oxygène ou a'un gaz contenant de l'oxygène, par exemple d'air, qui est introduit aans la solution caustique sous for- me de bulles extrêmement petites.
L'invention sera aécrite ci-après dans son application avec de l'air comme gaz oxydant.
On peut obtenir de différentes.façons la aispersion nécessaire de l'air aans la solution caustique. Par exemple, l'air peut être amené avec la solution caustique au côté d'aspiration d'une pompe centrifuge.
De même, l'air peut être amené au centre d'un agitateur à vitesse élevée tournant dans la solution caustique. De même encoré, il peut être amené dans la solution caustique via un distributeur en métal concrétisé. Ain- si, au cours d'expériences on a trouvé qu'un produit de concrétion d'a- cier inoxydable ayant un diamètre ae 1,25" et une épaisseur de 1/8" é- tait suffisant pour régénérer 400/800 ml. de solution par heure, dans une colonne d'environ 18" de hauteur. Dans ces conditions, le distribu- teur en métal concrétisé avait une contre-pression d' environ 2 litres anglaises par pouce carré et ne nécessitait qu'un nettoyage occasionnel, par exemple par immersion dans de l'acide phosphorique dilué.
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Le perfectionnement assuré par la aispersion de l'air dans la solution caustique sous forme de bulles extrêmement petites est illustré par les données inaiquées au tableau qui suit :
EMI2.1
<tb> @ <SEP> Enlèvement
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<tb> Procédé <SEP> ae <SEP> Diamètre <SEP> Tem- <SEP> Utili-, <SEP> du <SEP> soufre
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<tb> aispersion <SEP> des <SEP> tanin <SEP> péra- <SEP> sation <SEP> de
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<tb> ae <SEP> l'air <SEP> pores <SEP> en <SEP> % <SEP> en <SEP> ture <SEP> d'oxy- <SEP> mercaptan
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<tb> mic <SEP> rons <SEP> poids <SEP> en <SEP> OF <SEP> gène <SEP> en <SEP> en <SEP> % <SEP> en
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<tb> % <SEP> vol <SEP> poids/heure
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (1) <SEP> Verre <SEP> fritté <SEP> (H3 <SEP> 15-40 <SEP> 0,4 <SEP> 145 <SEP> 27 <SEP> 0,
22
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (2) <SEP> Verre <SEP> fritté <SEP> H1 <SEP> 90-150 <SEP> 0,45 <SEP> 140 <SEP> il <SEP> 0,11
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (3) <SEP> Creuset <SEP> ae <SEP> Gooch <SEP> 1000 <SEP> 0,40 <SEP> 140 <SEP> 3 <SEP> 0,02
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (4) <SEP> Mélangeur <SEP> à <SEP> vi-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tesse <SEP> élevée- <SEP> nul <SEP> 62-158 <SEP> 30 <SEP> 0,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (5) <SEP> Pompe <SEP> centrifuge- <SEP> nul <SEP> 135 <SEP> 41 <SEP> 0,11
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (6) <SEP> Acier <SEP> doux <SEP> con-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> crétisé <SEP> 10 <SEP> nul <SEP> 130 <SEP> 30 <SEP> 0,05
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (7) <SEP> Tuyau <SEP> d'acier <SEP> 3200 <SEP> nul <SEP> 130- <SEP> 0,
01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1/2"
<tb>
On remarquera que des vitesses d'oxydation et des utilisations d'oxygène satisfaisantesfurent obtenues en l'absence de tanin dans le cas des procédés de dispersion d'air Nos. 4-6, dans chacun desquels 1' air était présent sous forme de bulles extrêmement petites.
Les données qui suivent illustrent plus complètement l'effica- cité d'un distributeur en métal concrétisé.
On effectua un certain nombre d'extractions sur des benzines lourdes et des gasolines stabilisées, avec aes solutions d'agent solubi- lisant régénérées ae façon continue ne contenant pas de tanin. Les régé- nérations furent tout d'abord effectuées à 120 /140 F. et ensuite à la température ambiante, c'est-à-dire à 60/80 F., afin d'éviter la colora- tion se rencontrant à 140 F. Comme il n'y avait pas de tann présent, la solution régénérée au pourcentage le plus faible de soufre de mercap- tan qui pût être obtenu dans les conditions appliquées, c'est-à-dire à 80 F. du à 1400 F.,avec un temps de séjour de 90 minutes et une vites- se d'air d'environ 100 ml. /minute ou 2.400 pieds cubes/1.000 gallons de solution d'agent solubilisant.
Les résultats donnés au Tableau I, qui suit, montrent que la solution régénérée était presque aussi efficace qu'une solution fraîche.
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TABLEAU I.
EMI3.1
<tb>
Teneur <SEP> en <SEP> soufre <SEP> de <SEP> mercaptan:
<tb> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Température
<tb> Benzine <SEP> Dans <SEP> le <SEP> Dans
<tb> ae <SEP> solubilisant <SEP> l'huile <SEP> Dans <SEP> l'huile
<tb>
EMI3.2
lourde ¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯ après
EMI3.3
<tb> Régénération <SEP> extraction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Avant <SEP> Après <SEP> Avant <SEP> Après <SEP> avec <SEP> du <SEP> solu-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> régéné <SEP> régéné <SEP> extrac <SEP> extrac <SEP> bilisant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> -ration <SEP> -ration <SEP> -tion-tion <SEP> frais
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> 0013 <SEP> 0,002
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Kuweit <SEP> ( <SEP> 1200 <SEP> F.
<SEP> 0,04 <SEP> 0,002 <SEP> 0,020 <SEP> 09006 <SEP> 0,005
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> 0,05 <SEP> 0,003
<tb>
EMI3.4
( 1lu F. o o6o 09006 09021,. 09010 09011
EMI3.5
<tb> Qatar <SEP> ( <SEP> 0,053 <SEP> 0,003 <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> ( <SEP> 80 <SEP> F. <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,022 <SEP> 0,011 <SEP> 0,011
<tb>
<tb> Agha <SEP> Jari <SEP> ( <SEP> 80 <SEP> F. <SEP> 0,127 <SEP> - <SEP> 0,043 <SEP> 0,007 <SEP> 0,006
<tb>
Les gasolines stabilisés d'Iraq et de Qatar, après extraction a- vec de la solution d'agent solubilisant régénérée à 140 F., devenaient fortement colorées. La coloration fut réduite par des remplacements fré- quents de l'huile de lavage ou par lavage à l'eau de la benzine lourde extraite. Aucune coloration ne se produisait lorsque la solution d'agent solubilisant était régénérée à 80 F.
Les résultats sont donnés au Ta- bleau II, quisuit :
TABLEAU II.
EMI3.6
<tb>
Couleur <SEP> : <SEP> "Lovibond <SEP> 6" <SEP> cell"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Benzine <SEP> Après <SEP> traitement <SEP> avec <SEP> solubilisant
<tb>
<tb> Avant
<tb>
<tb> traitement
<tb>
<tb> Fraîche <SEP> Régénérée <SEP> Régénérée
<tb>
<tb> à <SEP> 1400F <SEP> à <SEP> 80 <SEP> F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Benzine <SEP> lourde
<tb>
EMI3.7
de Qatar olly 0,4Y 1,0Y + 0,2R O,lY + O,lR
EMI3.8
<tb> Benzine <SEP> lourde
<tb>
EMI3.9
de Kuweit 0,3Y + 0,2R 098Y + 0 5R 0,9Y + 0,2R - Gasoline stab. de Qatar 0,2Y 096Y + 0,1 R0,6Y + 0,2R - Gasoline stab.
d'Iraq 092Y 0,2Y + 0 1 R0,/.Y + 0,2R 0,2Y
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Si l'on se réfère au tableau donné ci-dessus, on voit que la couleur des huiles, après traitement au moyen de solution d'agent solu- bilisant régénérée à 140 F., aurait été mauvaise si l' huile de lavage n'avait pas été remplacée fréquemment et si les huiles traitées n'avaient pas vigoureusement été lavées à l'eau, à la main. Aucune de ces précau- tions n'a été prise pour les huiles traitées avec de la solution d'agent solubilisant régénérée à 80 F.
Voici les avantages que l'on doit obtenir par l'emploi, dans le procédé de solubilisation, d'un distributeur d'air si efficient que la régénération de la solution d'agent solubilisant usée soit convenable sans que l'on ait à recourir à du tanin et au chauffage.
1. La régénération de la solution d'agent solubilisant peut être menée aussi près que possible de l'achèvement, pour produire une so- lution à peu près aussi efficace que de la solution fraîche d'agent so- lubilisant.
2. Les applications possibles du procédé à l'agent solubilisant sont étendues puisque, outre qu'il utilise de la solution solubilisante régénérée pour des butanes et des gasolines légères, il peut être uti- lisé pour enlever efficacement des mercaptans moins solubles.
3. On peut utiliser une température d'extraction plus faible sans prendre de mesures spéciales à cet effet. Dans le procédé de solu- bilisation au tanin, la solution régénérée n'est habituellement pas re- froidie à la température ambiante, bien qu'une meilleure extraction se produise à des températures inférieures.
4. Une température de régénération plus faible est possible, ce qui assure une économie de vapeur d'eau et, dans certains cas, élimi- ne la nécessité d'utiliser du cupro-nickel.
5. Le procédé à l'agent solubilisant est plus simple à diriger puisqu'aucune détermination de la teneur en tanin n'est nécessaire et qu' il faut moins de détermination de la teneu en soufre de mercaptan des solutions d'agent solubilisant régénérées.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de régénération d'une solution caustique contenant des mercaptans, selon lequel on introduit de l'oxygène ou un gaz conte- nant de l'oxygène dans la solution caustique sous la forme de bulles ex- trêmement petites et en l'absence de catalyseur d'oxydation organique.