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La présente invention est relative à un procédé pour éliminer les hydrocarbures aromatiques, tels que, par exemple, le benzène, le toluène, le xylène, le solvent naphta et le naphtalène contenus dans les gaz de distillation de la houille, par exemple du gaz de cokerie, soumis à une pression élevée.
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POllr éliminer les hydrocarbures ten>;,1r>1<juez contn
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dans le gaz de cokerie, il est connu de laver ce gaz avec des huiles d'hydrocarbures, que ledit gaz soit soumis à une pression normale ou à une pression élevée, comme c'est le cas lorsqu'on le délivre à distance. L'huile d'hydrocarbure utilisée pour le lavage, par exemple de l'huile de lavage, qui s'est enrichie lors du traitement du gaz de cokerie avec des hydrocarbures ben- zéniques, est ensuite à nouveau débarrassée, par une distilla- tion des composantes absorbées et est alors utilisable après refroidissement pour le lavage de nouvelles quantités de gaz.
Au lavage du gaz avec cette huile on associe aussi, en général, un lavage avec une huile d'hydrocarbure à point d'ébullition élevé, notamment avec une huile anthraoénique, en vue d'élimi- ner du gaz la teneur résiduelle en naphtalène. Le lavage ulté- rieur avec l'huile anthraàénique est surtout nécessaire lorsque le gaz est envoyé sous pression élevée dans la conduite le dé- livrant à distance, car, dans ce.cas, la teneur en naphtalène du gaz doit être réduite par rapport à la teneur habituelle, notamment dans le même rapport que celui existant entre la pres- sion normale et la pression élevée considérée.
Pour du gaz déli- vré à distance, il est prescrit que sa teneur en naphtalène pour 100 m3 normaux doit être inférieure à 5/p g, p désignant p la mesure de la pression hyperatmosphérique.
Lorsque du gaz délivré à distance et quittant le com- presseur à une température de 130 se trouve à nouveau refroidi à la température normale, par exemple à 25 dans un réfrigérant indirect, on a constaté que non seulement il se dépose, en plus de l'eau, une partie des hydrocarbures benzéniques à point d'é- bullition élevé, mais encore qu'une grande partie du naphtalène est séparée du gaz et se dissout dans les hydrocarbures benzé- niques à point d'ébullition élevé. On a pu observer que la te- neur en naphtalène du gaz sous pression, en aval du réfrigérant
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indirect, se situe, tout au moins pour beaucoup de gaz, au- dessous de la valeur indiquée ci-dessus.
Si l'on soumet maintenant ce gaz très pauvre en naph- talène à un traitement subséquent avec l'huile usuelle de lava- ge du goudron de houille, dans le but d'extraire le benzène par lavage, la teneur en naphtalène du gaz s'élève à nouveau car la tension de vapeur du naphtalène, toujours présent dans l'huile de lavage, est en général plus élevée que celle du naph- talène résiduel encore présent dans le gaz avant l'entrée de ce dernier dans le laveur à benzène. Le gaz quitte donc le laveur à benzène avec une teneur en naphtalène qui, dans certains cas, est notablement plus élevée que celle à l'entrée dans le laveur benzène.
L'élimination à l'aide d'huile anthracénique de ce naphtalène récemment introduit dans le gaz, par suite du lavage au benzène, présente pour inconvénients, d'une part, que l'on doit ensuite faire appel à un autre agent de lavage étranger pour purifier le.gaz et, d'autre part, que des dispositifs et des frais de fonctionnement pour la régénération ou le dénaph- talinage de l'huile anthracénique doivent être, respectivement, prévus et dépensés.
L'invention suit maintenant l'idée directrice d'ef- fectuer ce qu'on appelle le lavage final du naphtalène, à l'ai- de d'un agent de lavage qui, lors du refroidissement du gaz soun pression de la température du compresseur à la température nor- male, précipite sans autres dans le procédé. Le condensat se formant lors de ce refroidissement indirect du gaz renferme, notamment, en plus de l'eau, une quantité relativement grande de solvent naphta, outre du benzène, du toluène et du xylne.
Ce mélange de substances possède des propriétés dissolvante t marquables pour le naphtalène, et il est en conséquence mlens
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approprié pour le lavage final du naphtalène que l'huile anthrax cénique étrangère au fonctionnement:
L'invention consiste, en conséquence, à utiliser le condensat se formant lors du refroidissement indirect, à la température normale, du gaz comprimé et débarrassé de sa frac- tion aqueuse, pour extraire par lavage le naphtalène restant dans le gaz quittant l'étage de lavage du benzène.
Selon une autre proposition de l'invention, le conden sat, avant d'être délivré au laveur final du naphtalène, est totalement ou partiellement débarrassé, par exemple par une dis- tillation fractionnée,.des hydrocarbures à bas point d'ébulli- tion et du naphtalène. De cette manière, on évite pour le gaz des pertes en benzène et l'on peut abaisser à une valeur par- ticulièrement petite la teneur en naphtalène du gaz après le laveur final à naphtalène. Cette distillation ne nécessite pas de dépense supplémentaire, car le condensat doit être, sans autres, traité par distillation à la sortie 'du laveur, en vue de la récupération du benzène.
La fraction soutirée du laveur final à naphtalène est avantageusement distillée dans le même dispositif, conjointe- ment avec le condensat provenant du'laveur à gaz, en vue de sé- parer, d'une part, le naphtalène,, et d'obtenir, d'autre part, sous une forme relativement pure, les hydrocarbures benzéniques.
Etant donné que la quantité d'agent de lavage nécessaire pour le lavage final est relativement petite, par suite de son pou- voir de dissolution élevé pour le naphtalène, la distillation .de cette quantité d'agent de lavage (solvent naphta) dans le dispositif de distillation existant pour le condensat du réfri- gérant ne consomme pratiquement pas d'énergie supplémentaire.
Il est avantageux, dans certains cas, d'injecter sous forme finement pulvérisée, dans le gaz sous pression à purifier,
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pendant son entrée dans le réfrigérant indirect et/ou lors de son passage à travers le réfrigérant, une certaine quantité de solvent naphta.
On assure ainsi d'abord un autre abaissement de la teneur en naphtalène du gaz, avant son entrée dans le laveur à benzène, ce qui est toujours désirable, car on peut ainsi de façon correspondante maintenir à un faible niveau le naphtalène dans l'huile de lavage du benzène, Uri autre avantage que l'on obtient en injectant du solvent naphta dans le gaz à débenzoler réside dans le fait qu'une partie du benzène présent dans le gaz se liquéfie déjà en fonction de l'équilibre avec le solvent naphta, avant l'entrée dudit gaz dans,le laveur à benzène, et se trouve séparée de ce gaz.
La chaleur de condensa- tion ou de dissolution prenant naissanoe lors de la liquéfac- tion du benzène est évacuée dans le réfrigérant à gaz sans qu'il soit nécessaire d'élever notablement'la puissance de refroidis- sement dudit réfrigérant, si cela était encore nécessaire. Dans ce mode opératoire, de petites quantités de benzène parviennent dans le laveur à benzène, ce.qui a de nouveau pour conséquence que l'on peut diminuer la quantité d'huile de lavage du benzène sans qu'il se produise, dans le laveur à benzène, une augmenta- tion inadmissible de la température de l'huile de lavage. Une quantité d'huile de lavage diminuée a pour conséquence une di- minution des frais pour récupérer le benzène absorbé à partir de l'huile de lavage enrichie.
L'économie d'énergie est alors, dans certains cas, notablement moindre que la dépense d'énergie supplémentaire qui est nécessaire pour procéder à une séparation brute du benzène du solvent naphta.
Sur le dessin annexé, on a représenté schématiquement et simplement à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une installation servant à mettre en oeuvre le procédé conforme # à l'invention.
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Le gaz à traiter parvientpar- la conduite 10 d'abord dans le compresseur 12 où il est porté à une pression de 8 à 9 atmosphères environ, en même temps que sa température se trouve portée à 130 . Le gaz comprimé chaud s'écoule ensuite par la tubulure 14 dans le réfrigérant indirect 16 et de là, par la conduite 18, dans le laveur à benzène 20, d'où il parvient fi- nalement, par la tubulure 22, dans le laveur final 24 à naphta- lène qu'il quitte par la conduite 26.
Dans le réfrigérant 16, le gaz est refroidi à la tem- pérature normale, par exemple à 25 , en même temps qu'il se sépare du gaz, en plus de l'eau, un mélange d'hydrocarbures sous forme liquide qui parvient, par la conduite 28, dans le séparateur 30. Dans ce séparateur 30, l'eau se sépare en une couche des constituants non aqueux du condensat et est soutirée ane conduite 32 dans laquelle se trouve une soupape 34 de maintien de la pression.
Le condensat, seulement constitué pra- tiquement par des composantes non aqueuses et pouvant renfer- mer par exemple environ 30 % de'benzène, 18 % de toluène, 17,7 % de xylène, 24,2 % de solvent naphta et 10,1 % de naph- talène, est soutiré par la conduite 36 et est @nvoyé, en par... tie, directement par la conduite 38 au laveur final à naphtalè.. ne 24, tandis "qu'une autre partie parvient, par la conduite 40, dans une colonne de distillation 42 relativement petite dans laquelle on sépare du condensat, d'une part, du benzène qui est soutiré par la conduite 44 et, d'autre part, du naphtalène qui @ quitte la colonne de distillation 42 par la conduite 46.
Les vapeurs de solvent naphta proprement dites parviennent depuis la colonne 42, par la conduite 48, dans le réfrigérant 50 où elles sont à nouveau liquéfiées. Une partie du solvent naphta , l'état liquide est à nouveau réunie, à l'aide de la conduite 52, avec le courant de solvent naphta s'écoulant par la conduitf
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38 et se trouve utilisée dans le laveur 24 pour le lavage final du naphtalène, tandis qu'une autre partie, soutirée par la con- duite 54, est injectée, à l'aide de la pompe 56 et par la con- duite 58, dans le gaz chaud avant son entrée dans le réfrigé- rant 16. Le rapport des quantités dans les conduites 38 et 40 peut être réglé par des soupapes de réglage 60 et 62.
De plus, dans les conduites 52 et 54 sont disposées des soupapes de réglage 64 et 66 qui répartissent de la façon désirée le courant de solvent naphta entre les deux conduites.
Dans le laveur 20, le gaz comprimé refroidi est lavé avec une quantité d'huile de lavage du benzène qui, dans cer- tains cas, est fortement réduite par rapport au fonctionnement normal, ladite huile de lavage étant délivrée à la tête du la- veur par la conduite 68. L'huile de lavage enrichie en benzène quitte le laveur par la conduite 70 et parvient de là dans la. fabrique de benzène'où l'huile de lavage est à nouveau débarras- sée du benzène absorbé, refroidie et, le cas échéant, régénérée, puis ensuite renvoyée au laveur 20 pour servir au lavage d'au- tres quantités de gaz.
La fraction se déposant dans le laveur final 24 à naphtalène, qui est constituée essentiellement par du solveùt naphta renfermant du naphtalène, parvient par la conduite 72 dans la conduite et de là dans la colonne de distillation
42 dans laquelle se trouve distillé le condensat provenant du séparateur 30.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to a process for removing aromatic hydrocarbons, such as, for example, benzene, toluene, xylene, solvent naphtha and naphthalene contained in coal distillation gases, for example coal gas. coking plant, subjected to high pressure.
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in coke oven gas, it is known to wash this gas with hydrocarbon oils, whether said gas is subjected to normal pressure or to high pressure, as is the case when it is delivered remotely. The hydrocarbon oil used for washing, for example washing oil, which has become enriched during the treatment of the coking gas with benzene hydrocarbons, is then freed again, by a distillation. components absorbed and can then be used after cooling for washing new quantities of gas.
Washing the gas with this oil is also generally associated with washing with a high-boiling hydrocarbon oil, in particular with an anthraoene oil, with a view to removing the residual naphthalene content from the gas. The subsequent washing with anthraene oil is especially necessary when the gas is sent under high pressure into the pipe delivering it remotely, since in this case the naphthalene content of the gas must be reduced compared to the usual content, in particular in the same ratio as that existing between the normal pressure and the high pressure considered.
For gas delivered at a distance, it is prescribed that its naphthalene content per 100 normal m3 must be less than 5 / p g, p denoting p the measurement of the hyperatmospheric pressure.
When gas delivered remotely and leaving the compressor at a temperature of 130 is again cooled to normal temperature, for example to 25 in an indirect refrigerant, it has been found that not only does it settle, in addition to l water, part of the high boiling benzene hydrocarbons, but still much of the naphthalene is separated from the gas and dissolves in the high boiling benzene hydrocarbons. It has been observed that the naphthalene content of the pressurized gas, downstream of the refrigerant
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indirect, is situated, at least for a lot of gas, below the value indicated above.
If this gas, which is very poor in naphthalene, is now subjected to a subsequent treatment with the usual coal tar washing oil, in order to extract the benzene by washing, the naphthalene content of the gas s 'rises again because the vapor pressure of the naphthalene, still present in the washing oil, is generally higher than that of the residual naphthalene still present in the gas before the latter enters the benzene scrubber . The gas therefore leaves the benzene scrubber with a naphthalene content which, in some cases, is significantly higher than that at the entry into the benzene scrubber.
The elimination using anthracene oil of this naphthalene recently introduced into the gas, following washing with benzene, has the drawbacks, on the one hand, that one must then use another washing agent. foreign exchange to purify the gas and, on the other hand, that devices and operating costs for the regeneration or denaphthalination of anthracene oil must be, respectively, planned and spent.
The invention now follows the guiding idea of carrying out what is called the final washing of the naphthalene, with the aid of a washing agent which, upon cooling the gas under pressure to the temperature of the gas. compressor at normal temperature, precipitates without further action in the process. The condensate formed during this indirect cooling of the gas contains, in particular, in addition to water, a relatively large quantity of solvent naphtha, in addition to benzene, toluene and xylene.
This mixture of substances possesses t markable dissolving properties for naphthalene, and it is therefore mlens
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suitable for the final wash of naphthalene than anthrax cene oil foreign to operation:
The invention therefore consists in using the condensate formed during the indirect cooling, to normal temperature, of the compressed gas freed from its aqueous fraction, to wash out the naphthalene remaining in the gas leaving the stage. for washing benzene.
According to another proposal of the invention, the sat conden, before being delivered to the final scrubber of the naphthalene, is totally or partially freed, for example by fractional distillation, of low-boiling point hydrocarbons. and naphthalene. In this way, losses of benzene are avoided for the gas and the naphthalene content of the gas can be reduced to a particularly small value after the final naphthalene scrubber. This distillation does not require additional expense, since the condensate must be treated without further distillation at the outlet of the scrubber, with a view to recovering the benzene.
The fraction withdrawn from the final naphthalene scrubber is advantageously distilled in the same device, together with the condensate from the gas scrubber, with a view to separating, on the one hand, the naphthalene, and to obtain, on the other hand, in a relatively pure form, benzene hydrocarbons.
Since the amount of washing agent required for the final wash is relatively small, due to its high dissolving power for naphthalene, the distillation of this amount of washing agent (solvent naphtha) in the solvent. The existing distillation device for the condensate of the refrigerant consumes practically no additional energy.
It is advantageous, in certain cases, to inject in finely pulverized form, into the pressurized gas to be purified,
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during its entry into the indirect refrigerant and / or during its passage through the refrigerant, a certain quantity of solvent naphtha.
This ensures first of all a further reduction in the naphthalene content of the gas, before it enters the benzene scrubber, which is always desirable, since it is thus possible to keep the naphthalene in the oil at a low level correspondingly. washing of benzene, Another advantage that is obtained by injecting solvent naphtha into the gas to be debenzolated lies in the fact that part of the benzene present in the gas already liquefies depending on the equilibrium with the solvent naphtha , before the entry of said gas into the benzene scrubber, and is separated from this gas.
The heat of condensation or dissolution which arises during the liquefaction of benzene is discharged into the gas cooler without it being necessary to significantly increase the cooling capacity of said coolant, if this was still so. necessary. In this procedure, small quantities of benzene reach the benzene scrubber, which again has the consequence that the quantity of benzene washing oil can be reduced without occurring in the scrubber. with benzene, an inadmissible increase in the temperature of the washing oil. A decreased amount of wash oil results in a decrease in the cost of recovering the benzene absorbed from the enriched wash oil.
The energy saving is then, in some cases, significantly less than the additional energy expenditure which is necessary to carry out a gross separation of the benzene from the solvent naphtha.
In the accompanying drawing, there is shown schematically and simply by way of example, an embodiment of an installation used to implement the method according to the invention.
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The gas to be treated passes through line 10 first into the compressor 12 where it is brought to a pressure of about 8 to 9 atmospheres, at the same time as its temperature is raised to 130. The hot compressed gas then flows through the pipe 14 into the indirect cooler 16 and from there, through the pipe 18, into the benzene scrubber 20, from where it finally arrives, through the pipe 22, into the scrubber. final 24 to naphthalene which it leaves via line 26.
In refrigerant 16, the gas is cooled to normal temperature, for example to 25, at the same time as it separates from the gas, in addition to water, a mixture of hydrocarbons in liquid form which arrives, through line 28, into separator 30. In this separator 30, the water separates into a layer of the non-aqueous constituents of the condensate and is withdrawn into line 32 in which there is a pressure-maintaining valve 34.
Condensate, which is essentially made up of non-aqueous components and may contain, for example, approximately 30% of benzene, 18% of toluene, 17.7% of xylene, 24.2% of solvent naphtha and 10.1 % naphthalene, is withdrawn through line 36 and is sent, in part ... directly through line 38 to the final naphthalene scrubber .. ne 24, while "another part passes, through line. line 40, in a relatively small distillation column 42 in which condensate is separated, on the one hand, from benzene which is withdrawn through line 44 and, on the other hand, naphthalene which leaves the distillation column 42 through driving 46.
The actual solvent naphtha vapors enter from column 42, through line 48, into condenser 50 where they are liquefied again. A part of the solvent naphtha, the liquid state is again joined, using line 52, with the stream of solvent naphtha flowing through the line.
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38 and is used in the washer 24 for the final washing of the naphthalene, while another part, withdrawn through line 54, is injected, using pump 56 and through line 58, in the hot gas before it enters the refrigerant 16. The ratio of the quantities in the pipes 38 and 40 can be regulated by control valves 60 and 62.
In addition, in lines 52 and 54 are arranged control valves 64 and 66 which distribute the stream of solvent naphtha between the two lines as desired.
In scrubber 20, the cooled compressed gas is washed with an amount of benzene washing oil which in some cases is greatly reduced from normal operation, said washing oil being supplied to the head of the washing machine. veur through line 68. The washing oil enriched in benzene leaves the scrubber through line 70 and from there into the. Benzene plant where the washing oil is again freed from absorbed benzene, cooled and, if necessary, regenerated, and then returned to the scrubber 20 for use in washing further quantities of gas.
The fraction deposited in the final naphthalene scrubber 24, which consists essentially of solveùt naphtha containing naphthalene, arrives through line 72 in the line and from there into the distillation column.
42 in which the condensate from separator 30 is distilled.
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