FR2555601A1 - Procede et appareil de desulfuration de gaz combustible - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL 10 D'EXTRACTION DE GAZ ACIDES (CO ET COMPOSES DU SOUFRE) D'UN PREMIER GAZ 12 PAUVRE EN CO OU D'UN SECOND GAZ 16 RICHE EN CO ET DE DESULFURATION D'UN GAZ 20 PAUVRE EN CO. LE PROCEDE COMPREND LA MISE EN CONTACT 14 DU PREMIER GAZ 12 AVEC UN SOLVANT 24 CAPABLE D'EN EXTRAIRE LES GAZ ACIDES. LE PREMIER GAZ 36 EST ENSUITE SEPARE DU SOLVANT 26, LEQUEL EST ALORS REMIS EN CONTACT AVEC LE PREMIER GAZ 14A OU SUIT UN CONDUIT 30POUR ETRE MIS EN CONTACT 18 AVEC LE SECOND GAZ 16. LE CYCLE EST REPETE POUR LE SECOND GAZ, ET UN CONDUIT 50 ENVOIE LE SOLVANT CONTENANT CO VENIR AU CONTACT 22 DU GAZ 20 PAUVRE EN CO AFIN D'EN EXTRAIRE LES COMPOSES DU SOUFRE. APPLICATION: PURIFICATION DES GAZ OBTENUS PAR GAZEIFICATION DU CHARBON.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil de désulfuration de gaz combustible.

La création d'énergie électrique à partir des combustibles fossiles est étudiée avec soin dans son impact sur l'environnement. Cet impact peut être mesuré sous forme des émissions de chaleur et de polluants dans la biosphère. L'émission des chaleurs perdues est un résultat inévitable de la thermodynamique, mais la quantité spécifique de chaleur émise par kilowatt d'électricité créée peut être réduite au minimum par augmentation du rendement thermique du cycle de création d'énergie. Les émissions de polluants peuvent être réduites au minimum de préférence par traitement des combustibles avant la combustion, bien qu'un traitement postérieur à la combustion soit aussi possible techniquement et parfois d'une manière rentable.

Bien qu'on considère que le charbon, et en particulier les charbons à teneurs élevées en soufre et en cendres, soit en fait une source de pollution potentiellement élevée, une meilleure technologie de transformation du charbon en gaz désulfuré et sans cendres est possible pour éviter des émissions nuisibles.

La mise au point de cette technologie se poursuit. Les procédés utilisés à cet effet sont destinés à l'extraction du soufre du gaz brut et à la récupération des composés du soufre sous forme de soufre élémentaire. Les cendres sont récupérées sous forme pulvérulente ou de laitier granulé, ne laissant qu'un gaz propre qui n'a qu'un impact pratiquement insignifiant sur l'environnement lorsqu'il est utilisé comme combustible.

La gazéification du charbon produit normalement un gaz brut qui contient en grande quantité d'oxyde de carbone et de l'hydrogène, mélangé à de moindres quantités d'anhydride carbonique et de méthane. En outre, des composés gazeux du soufre, notamment H2S et
COS avec de l'ammoniac, de l'azote élémentaire, de l'acide cyanhydrique et de l'argon existent à des concen trations relativement faibles. L'enlèvement des composés du soufre, de l'ammoniac et de l'acide cyanhydrique peut être réalisé de manière rentable, évitant l'émis- sion des composés du soufre et réduisant la quantité d'oxydes d'azote dans les gaz brûlés.

Le rendement thermique d'un cycle générateur d'énergie peut être notablement accru par combinaison de la turbine de combustion de gaz, dans un cycle supérieur, à une turbine à vapeur d'eau, à cycle inférieur.

La turbine à vapeur d'eau peut être à condensation totale, partielle ou nulle, suivant les possibilités de l'ensemble de l'installation à utiliser de la vapeur d'eau à basse pression.

Alors qu'une installation dans laquelle l'énergie électrique est le seul produit ne présente que des utilisations relativement faibles pour la vapeur d'eau extraite, une installation à de nombreux produits peut trouver de nombreuses utilisations de la vapeur d'eau à des pressions de 14 bars ou même moins. Des exemples d'applications de vapeur à basse pression existent dans les installations chimiques et les raffineries de pétrole dans lesquelles de grandes quantités sont utilisées comme chaleur de traitement.En consé-quence, la combinaison du cycle combiné à turbine à gaz et à vapeur d'eau, avec génération simultanée de vapeur d'eau à pression modérée à faible destinée à être utilisée comme chaleur de traitement, permet l'augmentation au maximum du rendement thermique aux extrémités chaude aussi bien que froide du cycle, avec en conséquence un impact thermique minimal sur l'environnement.

Manifestement, il serait souhaitable de disposer une usine chimique ou une raffinerie de pétrole à proximité ou près d'une centrale afin de réduire la distance sur laquelle la vapeur d'eau doit être transportée. Cependant, en plus de la vapeur d'eau, les usines chimiques et les raffineries de pétrole peuvent utiliser un gaz de synthèse qui contient normalement de l'oxyde decarbone et de l'hydrogène, débarrassé des composés du soufre. Un tel gaz de synthèse peut être utilisé directement ou peut être transformé en hydrogène par une réaction de transposition de l'oxyde de carbone et par extraction d'anhydride carbonique.

Le fonctionnement combiné de création d'énergie et d'une usine chimique ou d'une raffinerie de pétrole présente des avantages importants tels que
1. une augmentation importante du rendement thermique,
2. une augmentation de la rentabilité étant donné la plus grande échelle utilisée dans les installations de gazéification et de purification du gaz,
3. l'augmentation de la rentabilité globale due à l'augmentation du rendement et aux économies sur les investissements, et
4. la réduction de l'impact sur l'environnement.

L'invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés de fabrication d'un gaz désulfuré à partir de la gazéification du charbon, dans lesquels une fraction importante au moins de la totalité du gaz est utilisée pour la création d'énergie à cycle combiné et une autre fraction est utilisée pour la transformation en gaz de synthèse ou en hydrogène. Dans ces conditions particulières, deux courants gazeux au moins doivent être purifiés afin que l'anhydride carbonique et/ou des composés du soufre soient éliminés.Par exemple, le gaz destiné à être utilisé comme combustible contient des concentrations relativement faibles d'anhydride carbonique alors que le gaz destiné à être dirigé vers la synthèse contient une concentration relativement élevée d'anhydride carbonique étant donné la transformation d'une partie ou de la totalité de l'oxyde de carbone en hydrogène et en anhydride carbonique. L'invention concerne une utilisation avantageuse de cette différence.

L'anhydride carbonique et l'hydrogène sulfuré sont tous deux des gaz acides et ils sont donc absorbés non sélectivement dans des absorbants alcalins lorsque l'installation est destinée à fonctionner en approchant de l'équilibre chimique. Dans le cas des solvants physiques tels que le méthanol, la N-méthylpyrrolidone, le diméthyléther de polyéthylèneglycol ou les composés de structure analogue, la situation est fondamentalement différente. Dans le cas des solvants physiques, l'anhydride carbonique présente souvent une solubilité à l'équilibre nettement plus faible que celle de l'hydro- gène sulfuré ou du sulfure de carbonyle.Ainsi, l'hydro- gène sulfuré, bien qu'étant absorbé, peut déplacer l'anhydride carbonique d'un solvant physique riche en anhydride carbonique
Dans les installations d'absorption de gaz acides dans lesquelles un solvant physique est utilisé pour l'extraction de l'hydrogène sulfuré et de l'anhydride carbonique qui sont présents comme impuretés, l'hydrogène sulfuré est absorbé en premier. Dans les installations dans lesquelles l'absorption est réalisée dans une tour à contre-courant destinée à absorber à la fois l'hydrogène sulfuré et l'anhydride carbonique, avec un gaz impur transmis à la partie inférieure et une solution pauvre à la partie supérieure, l'enlèvement pratiquement total de l'hydrogène sulfuré est réalisé par exemple juste dans la partie inférieure de la colonne. En conséquence, la solution qui est au contact du gaz dans la colonne au-dessus de la zone d'absorption de H2S est débarrassée de H2S.

Le principe mis en oeuvre selon l'invention, compte tenu du fait que le gaz préparé pour la synthèse est plus riche en anhydride carbonique que le gaz combustible, est le suivant
1. la réalisation d'une colonne d'absorption physique destinée à l'extraction des gaz acides d'un gaz de synthèse brut, riche en CO2 et contenant H2S,
2. l'extraction d'une partie de la solution riche de la colonne d'absorption au-dessus de la zone d'absorption de H2S, et le renvoi du reste de la solution riche dans la colonne afin qu'il forme le solvant pour l'enlèvement de H2S, et
3. la transmission du solvant riche en- CO2 provenant de la colonne d'absorption à une seconde colonne d'absorption destinée à extraire H2S du gaz combustible pauvre en'COL.

Les avantages tirés du mode proposé de fonctionnement sont les suivants
1. C02 est retiré de la solution riche par le gaz pauvre en CO2. Cette quantité de -CO2 est transmise dans le gaz combustible sous pression et augmente les possibilités de création d'énergie par la turbine à gaz étant donné le débit massique accru ou l'économie d'énergie nécessaire à la compression d'un excès d'air de combustion qui est lui même nécessaire au maintien de la température des gaz brûlés au-dessous d'une limite maximale déterminée par les matériaux utilisés dans la turbine.

2. Comme la partie de C02 est transmise dans le gaz combustible, une plus faible quantité est absorbée dans le solvant et une plus faible quantité est donc séparée du solvant avec H2S. La concentration de H2S dans le gaz acide transmis à l'installation de séparation du soufre (Claus) est accrue si bien que le rendement de l'installation Claus est accru. Simultanément, la demande d'énergie de régénération est réduite dans l'installation d'extraction des gaz acides.

3. Comme une partie du solvant est utilisée deux fois, la circulation totale du solvant est réduite si bien que l'énergie de pompage est économisée.

Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 824 766 et 4 332 598 concernent la désulfuration des gaz combustibles.

Le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n0 3 824 766 décrit un procédé "adiabatique" de purifi cation d'hydrocarbures gazeux contenant C02 et des composés du soufre constituant des impuretés. Pendant le procédé, un solvant physique chargé de CO2 est utilisé pour l'extraction des composés du soufre du courant de gaz impur. Après l'extraction des composés du soufre, le courant gazeux partiellement purifié parvient à une turbine de détente dans laquelle du travail est produit, et le gaz, qui contient toujours CO2, est refroidi mais il est alors à une température qui est inférieure à celle du gaz impur. Le gaz refroidi est mis au contact du solvant tiède pauvre.Le solvant est donc refroidi et partiellement saturé de CO2, et le solvant chargé de CO2 est alors pompé vers le dispositif principal d'absorption afin que les composés du soufre soient extraits du courant de gaz impur.

Le procédé est mis en oeuvre sans aucun fluide externe de refroidissement ou sans aucune source d'énergie. Toute l'énergie nécessaire au refroidissement et au pompage est obtenue par détente du gaz dans le dispositif de détente. Cette caractéristique qui est manifestement précieuse et souhaitable dans les utilisations dans les régions arides, impose aussi une restriction à la concentration de C02 et des composés du soufre présents dans le gaz, et peut rendre le procédé inapplicable au gaz riche en C02 et H2S qui serait obtenu par transposition du gaz provenant d'une oxydation partielle d'un combustible liquide ou de charbon.

Une autre restriction est due au rapport de détente qui peut être utilisé dans le dispositif de détente. Par exemple, si le gaz traité doit avoir la pression du gaz d'alimentation ou à peu près cette pression, le procédé n'est plus "adiabatique".

Le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n0 4 332 598 met aussi en oeuvre un solvant physique chargé de CO2 pour l'extraction de l'essentiel des composés du soufre d'un gaz impur. Le gaz partiellement purifié est alors mis au contact d'un solvant totalement régénéré afin que C02 soit extrait de même que lescomposés restants du soufre, essentiellement COS. La seconde absorption forme le solvant chargé de C02 dont une partie est utilisée pour l'extraction de l'essentiel du soufre. Le reste est transmis à un organe de séparation de C02 dans lequel un courant riche en CO2 et un solvant régénéré sont récupérés séparément. Le courant riche en C02 est alors fractionné dans les conditions cryogéniques afin qu'il donne C02 pur qui peut être utilisé dans la synthèse de l'urée.Le solvant riche provenant du premier dispositif d'absorption, contenant l'essentiel des composés du soufre, est régénéré dans un dispositif d'absorption ou d'entrainement afin qu'un concentré gazeux des composés du soufre et une solution pauvre qui peut être utilisée dans le dispositif d'absorption de CO2 soient séparés. Le concentré des composés du soufre peut être transformé en soufre élémentaire dans une installation Claus.

L'invention concerne essentiellement un procédé et un appareil de fabrication d'un gaz désulfuré à partir de la gazéification du charbon, dans lesquels une fraction importante de la totalité du gaz peut être utilisée pour la création d'énergie en cycle combiné et une autre fraction peut être utilisée pour la transformation en gaz de synthèse ou en hydrogène.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est un schéma d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention
la figure 2 est analogue à la figure 1 mais représente un autre mode de réalisation de l'invention et
la figure 3 est un schéma d'un perfectionnement d'une zone d'absorption de l'appareil de la figure 2.

L'invention concerne donc un perfectionnement des procédés d'extraction d'un gaz acide par un solvant.

Elle ne repose pas sur un solvant particulier mais nécessite du solvant une sélectivité préférentielle pour l'hydrogène sulfuré par rapport à l'anhydride carbonique.

Ainsi, le méthanol, la N-méthylpyrrolidone et l'éther diméthylique du polyéthylènegYycol,de préférence ayant 3 à 8 motifs éthylène, ont une solubilité à l'équilibre bien supérieure pour l'hydrogène sulfuré que pour l'anhydride carbonique. Des solutions d'éthanolamine tertiaire dans de l'eau ont une vitesse d'absorption de H2S bien supérieure à celle de C02 et ce comportement cinétique peut aussi être utilisé pour l'absorption sélective de H2S.

Le procédé selon l'invention est appliqué avantageusement aux cas dans lesquels le projet nécessite le traitement des gaz bruts dont un gaz au moins nécessite seulement une désulfuration et l'autre nécessite l'extraction à la fois des composés du soufre et de l'anhydride carbonique. Des exemples de tels projets sont ceux dans lesquels la gazéification du charbon ou d'une huile combustible est utilisée pour la formation d'un gaz combustible destiné à alimenter une turbine à gaz, avec ou sans combinaison à une turbine à vapeur d'eau, et un gaz est destiné à être utilisé pour une synthèse chimique. Dans ces conditions, il est courant en pratique de diviser le gaz brut destiné à la synthèse en deux parties, dont l'une parvient à un réacteur de transposition destiné à transformer la plus grande partie, par exemple 75 % ou plus, de l'oxyde de carbone présent en hydrogène par la réaction de transposition
CO + H20 = C02 + H2
Après traitement de retrait des impuretés (y compris CO2), le gaz transformé qui est riche en hydrogène et le gaz non transformé qui est riche en oxyde de carbone peuvent être mélangés afin qu'ils donnent le rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone qui est nécessaire pour la synthèse. La synthèse du méthanol nécessite par exemple un rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone égal à 2. Le méthane nécessite un rapport de 3.L'ammoniac nécessite uniquement de l'hydrogène qui peut être mélangé à de l'azote purifié provenant d'une source externe afin qu'un gaz convenable de synthèse ayant un rapport hydrogène/azote de 3 soit formé.

Lorsque le produit voulu est un gaz combustible, le gaz brut doit être seulement désulfuré. L'anhydride carbonique peut - avantageusement être laissé dans le gaz purifié et, lorsque le gaz combustible doit être utilisé dans une turbine à gaz à cycle isolé ou en combinaison avec une turbine à vapeur d'eau, l'enrichissement du combustible de la turbine avec CO2, avec extraction du composé du soufre, augmente la puissance récupérée et réduit les émission de NOX.

Les compositions approximatives suivantes sont des exemples de gaz bruts tirés d'un charbon par gazéification à température- élevée. Les deux colonnes indiquent l'effet de la transposition.

TABLEAU
Gaz sans transposition Gaz après transposition
CO, Mol% 47,0 5,4
H2 35,5 55,7 CO2 15,0 39,1
CH4 0,2 0,15
H20 0,2 0,15 H2S 1,2 0,9
COS 0,1 (0,02)
N2 + Ar 0,8 0,6
100,0 100,00
Pression absolue, bars 35-56 35-56
Température, OC 38 38
La purification des gaz dépend de leur utilisation finale. Par exemple, si le gaz doit être utilisé comme combustible, un gaz sans transposition est alors utilisé, et l'extraction des composés du soufre doit dépasser 90 % ou plus du soufre présent. Le niveau exact de désulfuration nécessaire dépend des règlements locaux concernant l'environnement. Dans le cas d'un gaz combustible, comme indiqué précédemment, il n'est pas nécessaire que l'anhydride carbonique soit retiré.

Des gaz après transposition et sans transposition peuvent être mélangés afin qu'ils donnent un rapport de N2 à CO de 2 et le mélange peut être purifié, lors d'une application à la synthèse de méthanol. Par exemple, dans la synthèse du méthanol à "basse pression", les teneurs en soufre doivent être réduites à moins 1 pmm en volume, et les teneurs en CO2 doivent être réduites à environ 5 moles pour cent dans le gaz d'alimentation de la synthèse du méthanol.

Le gaz, lorsqu'il doit être utilisé comme hydrogène, doit subir une transposition autant que possible en pratique, et deux ou plusieurs étages de réaction avec refroidissement intermédiaire, peuvent être nécessaires. Par exemple, une désulfuration est réalisée jusqu'à 1 ppm ou moins, et CO2 est retiré jusqu a moins de 1 mole pour cent en vue de la méthanation finale destinée à transformer les oxydes de carbone restants en méthane. Dans le cas de l'ammoniac, les critères de purification sont semblables, mais l'étape finale peut être un lavage par l'azote liquide à la place d'une méthanation. Le rapport molaire voulu de l'hydrogène à l'azote, égal à 3, peut être réglé dans cette étape.

Lorsque du gaz naturel constitue le produit voulu, le rapport H2/CO doit être de 3 comme l'indique la stochoemétrie de la réaction
CO + 3H2 = CH4 + H2O
Cependant, dans le cas de la synthèse du méthane, une autre réaction est aussi mise en oeuvre
4CO + 2H20 = CH4 + 3C02
La combinaison convenable des réactions précédentes en présence d'un catalyseur convenable permet la synthèse de méthane sans opération séparée de transposition.

La figure 1 représente une installation mettant en oeuvre le procédé perfectionné selon l'invention, appliqué au traitement de gaz ayant subi une transposition et ne l'ayant pas subie, lors de la préparation d'un combustible désulfuré, enrichi en CO2, et d'un gaz de synthèse chimique débarrassé de soufre et ayant une faible teneur en- C02, l'installation portant la référence 10.

Comme l'indique la figure 1, l'ensemble 10 comprend un conduit 12 qui transmet un gaz refroidi essentiellement dépourvu de particules, ayant une composition représentée approximativement par la colonne du tableau correspondant au gaz sans transposition, à une première tour d'absorption 14. Un second conduit 16 transmet du gaz représenté par l'analyse du transposition du tableau, à une seconde tour 18 d'absorption, et un troisième conduit 20 transmet le gaz sans transposition à une troisième tour 22 d'absorption. Les tours 14 et 18 sont destinées à purifier le gaz lui même utilisé dans la synthèse alors que la tour 22 est destinée à désulfurer le gaz combustible et à l'enrichir en CO2.

La tour 14 reçoit, par l'intermédiaire d'un conduit 24, une solution pauvre refroidie et, dans certains cas, réfrigérée d'absorption. Comme indiqué précédemment, la solution d'absorption peut être le méthanol et dans ce cas, elle peut être refroidie à - 290C ou moins, ou il peut s'agir de l'éther diméthylique du polyéthylèneglycol refroidi par exemple à environ 40C, ou il peut s'agir de N-méthylpyrrolidone, refroidie à 380C environ. Enfin, il peut s'agir d'une solution aqueuse d'un absorbant alcalin qui présente une vitesse d'absorption de H2S nettement accrue, par exemple une éthanolamine tertiaire, notamment la triéthanolamine ou méthyldiéthanolamine. Les débits de solvant dépendent du volume et de la composition du gaz, mais ces relations peuvent être déterminées empiriquement.

Compte tenu des corrélations qui s'appliquent, les débits convenables de solvant peuvent être calculés par les procédés classiques connus des hommes du métier.

L'invention s'applique de toute manière à tous les solvants indiqués, car ils assurent une absorption sélective des composés du soufre.

Le solvant transmis à la tour 14 d'absorption par le conduit 24 descend dans la tour tout en étant au contact du gaz n'ayant pas subi la transposition et remontant à contre-courant du solvant. L'anhydride carbonique est absorbé par le solvant dans la partie supérieure de la tour. Du solvant riche en CO, est collecté au niveau du "plateau à calottes" 14a et est retiré de la tour 14 sous forme d'un solvant semi-riche pratiquement dépourvu de composés du soufre, par un conduit 26. Une partie du solvant semi-riche est refroidie dans un dispositif 28 de refroidissement et est renvoyée dans la tour 14 au-dessous de son plateau à calottes et elle vient à nouveau au contact du gaz ascendant, à contre-courant.Dans cette partie inférieure de la tour, pratiquement la totalité de H2S et des autres composés du soufre sont extraits du gaz avec une partie relativement faible d'anhydride carbonique.

Le refroidissement du solvant semi-riche est préférable mais n'est pas primordial ; le refroidissement accroît la solubilité de H2S et extrait de la chaleur créée par absorption de CO2 dans la partie supérieure de la tour.

Une partie de la solution semi-riche passe en dérivation du dispositif 28 de refroidissement et parvient à la tour 18 d'absorption par un conduit 30.

Cette disposition qui n'est pas essentielle pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, permet l'utilisation de la solution semi-riche de la tour 14 dans la tour 18 dans laquelle elle traite le gaz qui est bien plus riche en C02 que le gaz de la tour 14.

La solution riche contenant pratiquement la totalité des composés du soufre, transmise par le conduit 12, est retirée de la tour 14 par un conduit 32 et parvient à un réservoir 60 de distillation éclair. Le gaz traité, pratiquement dépourvu de soufre et essentiellement débarrassé de CO2, quitte la tour 14 par un conduit 36 et parvient à une installation de synthèse par l'intermédiaire d'un conduit 38 avec un débit qui est réglé par l'analyseur incorporé 56a et le calculateur 56 de "réglage de composition" et par une soupape 40 de réglage de débit montée en série avec les conduits 36 et 38. Le réglage du débit donne la quantité convenable de gaz purifié riche en CO correspondant au rapport H2/oe nécessaire dans l'unité de synthèse.

Il faut noter, à propos de la tour 18, que le gaz ayant subi la transposition, ayant de façon générale la composition indiquée par la colonne correspondante du tbleau, parvient à la tour 18 par le conduit 16. Ce gaz est riche en hydrogène et en anhydride carbonique et pauvre en oxyde de carbone. Au contraire, le gaz traité dans la tour 14 est relativement pauvre en anhydride carbonique et riche en oxyde de carbone.

Pour cette raison, la solution semi-riche retirée du tronçon d'absorption de C02 de la tour 14 a une capacité restante importante d'absorption de C02 supplémentaire, à la concentration élevée de C02 du dispositif d'absorption du gaz ayant subi la transposition.

Du solvant pauvre totalement régénéré et refroidi est transmis à la partie supérieure de la tour 18 par un conduit 42 afin que l'extraction de CO2 soit totale.

Il peut être avantageux, lors du traitement d'un gaz riche en C02, d'utiliser un dispositif auxiliaire supplémentaire de refroidissement (non représenté) afin qu'il extraie la chaleur d'absorption de CO2 et augmente son taux d'extraction. Ce détail peut être évalué d'après des critères particuliers comme le savent les hommes du métier.

Comme dans la tour 14, un "plateau à calottes" 18a est destiné à piéger la solution riche en CO2.

Une partie de ce courant est transmise par un conduit 44 à un dispositif 46 d'extraction de C02, be reste est refroidi dans un échangeur de chaleur 48 et, parmi ce reste, une partie est renvoyée à la colonne, au-dessous du plateau 18a afin que les composés du soufre soient extraits du gaz ayant subi la transposition. Le reste est transmis par un conduit 50 à la tour 22.

Le gaz ayant subi la transposition est purifié, essentiellement formé d'hydogène, et transporté de la tour 18 au conduit 36 par un conduit 52, par l'intermédiaire d'une soupape de régulation 54 qui règle la quantité d'hydrogène nécessaire au respect du rapport hydrogène/CO du gaz de synthèse. La composition du gaz de synthèse est déterminée par l'analyseur incorporé 56a, et le débit dans la soupape 54 est réglé par un système à ordinateur. Le gaz de synthèse purifié est transmis à l'installation de synthèse par le conduit 38.

La solution riche en CO2 et H2S est transmise de la tour 18 à un réservoir 58 de distillation éclair dans lequel lazpression est réduite à la moitié environ de la valeur absolue dans la tour 18. Le liquide ainsi traité parvient alors à un réservoir 60 par l'intermé- diaire d'un conduit 62, dans lequel la pression est comprise entre le quart et le tiers environ de celle de la tour 18. Lorsque la pression dans la tour 18 est très élevée, par exemple de 56 à 70 bars, un troisième réservoir de détente ou de distillation éclair peut être utilisé.

La tour 22 d'absorption de gaz combustible assure seulement l'extraction des composés du soufre du gaz qui n'a pas subi la transposition. Il faut noter que le solvant d'absorption transmis à la tour 22 par le conduit 50 est saturé en C02 à une pression partielle qui est un multiple élevé de la pression partielle de CO2 dans le gaz n'ayant pas subi la transposition, transmis à la tour 22, et il est évident qu'une partie importante de CO2 dissous est entraînée hors du solvant par le gaz n'ayant pas subi la transposition. Simultanément, H2S et d'autres composés du soufre présents dans le gaz sont absorbés préférentiellement. La tour 22 a aussi un plateau à calottes 22a qui peut être utilisé avec un dispositif 64 de chauffage ou de refroidissement d'un courant auxiliaire.Dans la plupart des cas, un refroidissement du courant auxiliaire est superflu étant donné le - refroidissement adiabatique dû à la désorption de CO2 dissous qui suffit au maintien de la température à la valeur voulue.

Le gaz combustible traité, dont la teneur en soufre a été notablement réduite, est transmis de la tour 22 à l'installation consommatrice, par un conduit 66.

Le solvant riche provenant de la tour 22 est combiné au solvant riche provenant de la tour 14 et au solvant distillé de la tour 58 vers le réservoir 60.

La description de la partie d'absorption du cycle de traitement est ainsi terminée.

Une caractéristique importante de l'invention porte sur l'utilisation du solvant riche en CO2 provenant de la section d'absorption de CO2 d'un dispositif d'absorption traitant le gaz riche en CO2, et ce solvant riche en CO2 est pratiquement débarrassé de H2S, afin qu'un courant de gaz combustible soit traité d'une manière qui assure l'extraction des composés du soufre.

Lorsque le gaz combustible doit être utilisé dans une turbine de combustion, ce mode de fonctionnement présente un certain nombre d'avantages pour la rentabilité et l'environnement, et peut notamment citer
1. un débit total réduit de circulation du solvant à cause au moins en partie d'une utilisation double en fait du solvant,
2. une augmentation potentielle de l'énergie fournie par la turbine à gaz car CO2 du gaz contribue au débit massique et nécessite une moindre compression d'un excès d'air destinée à régler la température des gaz brûlés,
3. une réduction du dégagement de NOX dans l'environnement étant donné qu'une moindre quantité d'air nécessaire à la turbine à gaz, si bien que la teneur en azote des gaz de combustion est réduite, et
4. une augmentation de la séparation du soufre du gaz acide transmis à l'installation Claus étant donné la plus grande teneur en H2S du gaz transmis à l'installation Claus, due à une diversion d'une partie de C02 vers le combustible de la turbine.

Le reste de l'opération est essentiellement connu dans les installations d'enlèvement des gaz acides par un solvant physique, mais on le décrit afin d'être complet.

Le solvant riche en CO2 contenant H2S et d'autres composés du soufre provenant du gaz ayant subi la transposition, est transporté par le conduit 68 du bas de la tour 18 au réservoir 58 de détente. Par exemple, la pression dans ce réservoir 58 peut être la moitié environ de la pression dans la tour 18, en valeur absolue. Cette pression peut être optimisée, en coopéra ton avec la pression dans le second réservoir 60 de détente, afin que l'énergie totale nécessaire à la compression des gaz provenant des réservoirs de détente et destinée à être recyclée vers le dispositif d'absorption, soit minimale. La pression optimale peut être plus élevée ou moins élevée que la moitié de la pression dans le dispositif d'abs-orption, dans une certaine mesure. Dans une variante, un troisième étage de détente peut se justifier.

Le rôle de l'opération de détente et le dégagement des gaz non acides, notamment CO et l'hydrogène, qui sont dissous dans le solvant riche et ne sont donc pas incorporés aux concentrés des gaz acides. Par exemple, les gaz de détente ont aussi un rapport de CO2 à H2 S supérieur à celui du gaz d'alimentation et en consé quence le gaz de détente est utilisé pour l'augmentation de la concentration de H2S dans le courant de gaz acide transmis à l'installation de séparation du soufre (installation Claus) par introduction à force d'une partie de CO2 dans l'installation d'absorption de CO2.

Des courants de solvant riche provenant des tours 14 et 18 sont directement transmis au réservoir 60 de détente, puisqu'ils sont déjà relativement riches en H2S et ils doivent seulement dégager CO et H2 dissous.

Le gaz détendu du réservoir 60 est comprimé dans le compresseur 70 de recyclage à peu près à la pression dans le réservoir 58, et le gaz comprimé est combiné au gaz du réservoir 58 puis comprimé à nouveau par un compresseur 72 et renvoyé dans les tours 18 et 22 d'absorption par un conduit 74. Le gaz recyclé peut être renvoyé vers la tour 18 ou la tour 22 ou vers les deux, en toute proportion commode, bien que l'enrichissement du gaz combustible en C02, qui est recherché, soit accru lorsque le gaz recyclé est transmis à la tour 22 et il s'agit donc du mode de réalisation préféré.

Il peut arriver que la tour 22 fonctionne à une pression inférieure à celle de la tour 18, par exemple lorsqu'il n'est pas nécessaire que le gaz combustible ait une pression aussi élevée que le gaz de synthèse. Dans ces conditions, le gaz de détente peut être très avantageusement transmis à la tour 22 d'absorption et le compresseur 72 peut être éliminé. Simultanément, le solvant riche provenant de la tour 14 s'écoule d'abord vers le réservoir 58 de détente, par réglage convenable des soupapes 93, 95, 75 et 76, et il peut alors rejoindre le solvant riche de détente provenant de la tour 22 dans le réservoir 60. Le courant de solvant riche provenant de la tour 18 continue à circuler vers le réservoir 58.de détente.

Le solvant riche en C02, débarrassé des composés du soufre, peut être disponible en excès au niveau du plateau à calottes 18a de la tour 18. Une telle situation peut se présenter dans une installation dans laquelle le volume de gaz combustible traité dans la tour 22 est relativement faible, ne nécessitant qu'une partie du solvant riche en CO2, disponible en excès à partir de la tour 18. Dans une variante, une situation analogue peut se présenter lorsque les produits sont l'hydrogène et le gaz combustible. Dans ce cas, il est souvent avantageux qu'une partie du solvant riche en CO2 soit retirée par le conduit 44 et transmise, après un léger échauffement dans l'échangeur 45, au réservoir 46 de détente afin que CO2 gazeux presque pur soit dégagé.Ce gaz peut ête évacué de l'installation si bien qu'une partie de la charge de régénération de celle-ci est supprimée. CO2 contient une petite quantité d'hydrogène comme impureté principale. L'oxyde de carbone n'est présent qu'à l'état de trace car il a une faible concentration dans le gaz ayant subi la transposition.

La détente de CO2 du solvant riche en CO2 provoque un refroidissement important du solvant. Le refroidissement réduit la volatilité du solvant et favorise donc la réduction des pertes de solvant.

Le gaz détendu peut parfois contenir H2S étant donné un mauvais fonctionnement de la tour 18. Dans ces conditions, le réglage convenable des soupapes 78 et 80 permet le recyclage du gaz détendu vers les dispositifs d'absorption par l'intermédiaire du compresseur 72 afin que H2S soit retenu pendant que le défaut de fonctionnement persiste, le gaz n'étant pas ainsi déchargé dans l'environnement.

Le solvant détendu provenant du réservoir 46 s'écoule par la soupape vers le haut du dispositif 82 de séparation de CO2. Dans ce dernier, CO2 est séparé en grande partie du solvant par un contre-courant de gaz de séparation, habituellement de l'azote (ce courant n'est pas représenté).

Le solvant, provenant du dispositif 82 de séparation, après l'extraction de CO2, parvient par un conduit 91 à une zone intermédiaire du dispositif 84 d'extraction de H2S afin que C02 résiduel soit retiré du solvant. Ceci est nécessaire à la réduction de la teneur en CO2 du gaz traité de synthèse à une fraction de pourcentage molaire. Lorsqu'un degré aussi élevé d'extraction de COL n'est pas nécessaire, la plus grande partie du solvant qui circule peut être renvoyée aux tours d'absorption à partir du dispositif 82 de séparation. Une économie est donc réalisée sur la -chaleur de régénération.

Enfin, le solvant détendu du réservoir 60, contenant pratiquement la totalité des composés du soufre présents dans le gaz d'alimentation, est transmis par le conduit 86 à un échangeur 88 entre la charge et les produits de queue, et il est chauffé par échange indirect avec un solvant chaud rebouilli provenant de la partie inférieure du dispositif 84 de séparation de H2S. Le solvant riche détendu et chauffé s'écoule alors vers la partie supérieure du dispositif 84 par le conduit 90 et il est totalement régénéré par extraction de la totalité en pratique de H2S et CO2 contenus dans la solution.H2S et CO2, contenant essentiellement 30 moles pour cent de H2S et le reste de C02 pratiquement, sont transmis par un conduit à une installation de séparation de soufre du type Claus ou d'un type équivalent (non représentée) dans laquelle le soufre est séparé sous forme d'une matière élémentaire.

Le solvant chaud régénéré provenant de la partie inférieure du dispositif 84 de séparation H2S est pompé par une pompe 92, dans des échangeurs de chaleur -88, 45 et un dispositif 94 de refroidissement dans lequel il est refroidi à une température convenant au solvant particulier. Cette température peut être aussi faible que - 29 à - 400C dans le cas du méthanol et aussi élevée que 380C dans le cas de la N-méthylpyrrolidone. Le solvant pauvre est alors transmis aux tours 14 et 18 si bien que le cycle est terminé.

Plusieurs variantes de ce système peuvent être utilisées. Par exemple, il peut souvent arriver que du gaz combustible soit nécessaire à une pression nettement inférieure à celle du gaz de synthèse. Dans ce cas, on peut considérer la détente du gaz combustible transmis à la tour 22 dans une turbine de détente afin que le gaz soit refroidi pendant que sa pression diminue.

L'utilisation d'une telle opération réduit la charge globale de refroidissement et réduit donc le coût de fonctionnement.

L'installation 10 est destinée simplement à illustrer les principales caractéristiques de l'invention. Manifestement, lorsque le méthanol est utilisé comme solvant, nécessitant des températures d'extraction bien inférieures à OOC, un échange de chaleur important entre la charge et les gaz produits est économiquement justifié. Par raison de simplicité, tous ces échanges de chaleur ont été supprimés sur la figure 1, mais ils peuvent être choisis et mis en oeuvre par l'homme du métier.

Le procédé mis en oeuvre dans l'installation représentée sur la figure 1 est destiné à former un concentré de H2S dans le produit de tête du dispositif 84 de séparation de H2S (sur la figure 1). La concentration de H2S dans ce courant peut être de 30 moles pour cent ou plus, et le courant peut alors être traité par une installation Claus de type tout à fait classique qui sépare le soufre sous forme d'une matière élémentaire.

Lors de la gazéification de charbon à faible teneur en soufre, H2 S constitue normalement un faible pourcentage du gaz acide au total. Dans ces conditions, la teneur en H2 S du gaz de tête quittant la tour 84 par le conduit 89 peut être nettement inférieure à 30 % ce facteur peut réduire le rendement de transformation de H2S en soufre élémentaire dans l'installation Claus (non représentée) disposée en aval. Dans ces conditions, il peut être avantageux de placer une tour séparée d'extraction avant l'échangeur 88. Cette tour (non représentée) est réalisée afin qu'elle assure l'extraction du fluide quittant le réservoir 60 de détente par le conduit 86, à l'aide d'un entrainement par l'azote ou un autre gaz inerte.Le gaz de tête de cette tour supplémentaire est alors transmis à la partie inférieure du dispositif 82 d'entrainement de C02, et le liquide séparé est transmis à l'échangeur 88. Le solvant ayant subi l'extraction partielle et quittant la partie inférieure du dispositif 82, est transmis par un conduit 91 à la partie médiane du dispositif 84 de séparation de
H2S comme indiqué précédemment.

La valeur minimale de 30 % indiquée pour la concentration de H2S correspond normalement aux valeurs minimales de combustibilité. Dans des installations
Claus réalisées spécialement, des concentrations plus faibles peuvent être tolérées. Il existe un certain nombre de ces réalisations particulières, allant d'une simple addition d'un gaz combustible supplémentaire au recyclage du soufre produit ou à la concentration préalable de H2S par transmission du gaz au dispositif d'absorption d'une installation de traitement des gaz de queue d'une unité SCOT ou d'une unité Claus analogue.

Le procédé particulier de modification de l'installation
Claus classique n'entre pas dans le cadre de l'invention.

Cependant, lors de l'utilisation de l'une quelconque des variantes d'installation Claus, rendant possible une certaine marge de manoeuvre sur le concentré combustible de H2S, le procédé selon l'invention peut être notablement simplifié. La figure 2 représente une telle simplification.

La figure 2 est un schéma simplifié d'une installation de traitement produisant de l'hydrogène et du gaz combustible. Une application est par exemple l'utilisation d'hydrogène par une raffinerie de pétrole ou une usine d'engrais ammoniaqués qui peut nécessiter du gaz combustible utilisé soit directement soit dans une installation auxiliaire# de génération d'énergie qui fournit de la vapeur d'eau et de l'énergie à l'ensemble de l'usine. L'énergie peut être avantageusement créée dans un cycle combiné mettant en oeuvre des dispositifs d'entraînement à turbine à gaz et à vapeur d'eau pour les génératrices.Comme l'indique la figure 2, une source de gaz épuré, pratiquement débarrassé de particules, réagit avec de la vapeur d'eau dans un convertisseur de transposition (non représenté) dans lequel l'oxyde de carbone se transforme en grande partie en CO2 et en hydrogène suivant la réaction
CO +H20 = C02 + H2
Ce gaz est alors refroidi Si bien que la plus grande partie de la vapeur d'eau qui n'a pas réagi se condense et est séparée. A ce moment, le gaz a par exemple une composition correspondant au gaz ayant subi la transposition indiquée dans le tableau qui précède. Dans certains cas, deux étapes de transposition et d'hydrolyse de COS peuvent être utilisées.Dans ces conditions, la teneur en oxyde de carbone est réduite à 1-2 moles pour cent, et il apparaît des augmentations correspondantes de l'anhydride carbonique et de l'hydro- gène. Ce gaz épuré pénètre dans la canalisation 119 et il est transmis à la partie inférieure de la tour 101 d'absorption. Il y est au contact d'un absorbant physique ou d'un absorbant chimique de type sélectif. Par exemple, H2 S est absorbé préférentiellement et rapidement si bien que le gaz quittant la section 104 d'absorption de la tour 101 est pratiquement dépourvu de H2S.

Le gaz débarrassé de H2S est alors transmis par le plateau à calottes et pénètre dans la section principale d'absorption 103 dans laquelle la plus grande partie de l'anhydride carbonique est absorbée par l'absorbant. Le gaz purifié, partiquement dépourvu de C02 et H2S, est transporté par la canalisation 120 à une unité 121 de methanation dans laquelle l'oxyde de carbone et l'anhydride carbonique résiduel sont transformés en méthane par les réactions bien connues
CO + 3H2 =CH4 +H20
C02 + 4H2 = CH4 + 2 H2O
Enfin, l'hydrogène purifié qui peut être utilisé pour un traitement d'hydrogénation de fractions de pétrole ou (après mélange de l'azote débarrassé d'oxygène) pour la synthèse de l'ammoniac, quitte l'ils tallation par la canalisation 122.

L'absorbant liquide refroidi pénètre à la partie supérieure de la colonne de la tour 101 d'absorption au-dessus de la zone 103 par la canalisation 123.

Le liquide qui descend vient au contact d'un gaz qui remonte à contre-courant, absorbant essentiellement l'anhydride carbonique dans son trajet descendant.

L'opération d'absorption dégage de la chaleur si bien que l'absorbant s'échauffe en descendant.

L'absorbant riche, chargé d'anhydride carbonique, est piégé dans un plateau à calottes et quitte le dispositif d'absorption par la canalisation 124, pénétrant le dispositif 102 de refroidissement dans lequel il est refroidi par contact thermique indirect avec un fluide de refroidissement provenant d'une source extérieure. L'absorbant riche refroidi quitte le dispositif 102 de refroidissement et est divise, une première partie étant renvoyée à la tour 101 par la canalisation 125 et une autre partie étant transmise au dispositif 105 d'absorption par la canalisation 126. Les bilans thermiques internes peuvent nécessiter un dispositif supplémentaire de refroidissement destiné à extraire la chaleur d'absorption de CO2.Dans ces conditions, le dispositif auxiliaire supplémentaire de refroidissement peut se trouver avantageusement au milieu de la zone d'absorption 103 comme indiqué sur la figure 3.

Dans une variante, aucun dispositif de refroidissement peut n'être nécessaire et dans ce cas le dispositif 102 peut être supprimé.

On considère à nouveau la tour 101 d'absorption dans laquelle l'absorbant riche, ayant la capacité d'absorber H2S, est au contact du gaz dans la zone 104.

L'absorbant riche qui contient H2S et CO2 quitte la tour 101 par la canalisation 127. Il circule dans la soupape 144 de détente et se détend dans le réservoir 109, libérant ainsi un gaz riche en CO2 mais contenant
H2S et des traces d'hydrogène. Le gaz dégagé quitte le réservoir 109 par la canalisation 132 qui le transmet à l'entrée d'un compresseur 111 d'un second étage.

Le gaz est comprimé pour être traité ultérieurement comme décrit dans la suite. Le liquide ayant subi la détente quitte le réservoir 109 par la canalisation 131 et la soupape 146 de détente et il parvient à un second réservoir 110 de détente par une canalisation 136.

Le liquide pénétrant dans le réservoir 110 subit une détente supplémentaire, libérant une plus grande quantité de CO2 et H2 S. Le gaz dégagé quitte le réservoir 110 par la canalisation 135 qui le transmet à l'entrée du compresseur 112 du premier étage. Le gaz est comprimé et transmis à l'entrée du compresseur 111 par la canalisation 134 dans laquelle il se mélange au gaz dégagé du réservoir 109, et il est comprimé à pression élevée et transmis à la tour 105 d'absorption par la canalisation 133. Les gaz comprimés quittant les compresseurs 112 et 111 peuvent être avantageusement refroidis dans des dispositifs convenables (non représentés) de manière courante.

On considère maintenant la tour 105 d'absorption. Le gaz épuré et refroidi, pratiquement dépourvu de particules et de composition correspondant pratiquement au gaz sans transposition du tableau précédent, parvient à la base de la tour 105. Ce gaz diffère le plus essentiellement de la charge de la tour 101 d'absorption par la teneur relativement élevée en oxyde de carbone et la faible teneur en anhydride carbonique.

Ce gaz est lavé à contre-courant avec l'absorbant de la même manière que le gaz ayant subi la transpo sition dans la tour 101. Cependant, l'absorbant de la tour 105 a été préalablement saturé de CO2 à une pression partielle de CO2 bien supérieure à celle qui existe à un endroit quelconque de la tour 105. En conséquence, CO2 est extrait de l'absorbant riche en CO2.

On peut noter que cette extraction de CO2 provoque un refroidissement notable de l'absorbant. Dans certaines conditions, il peut être possible d'utiliser ce refroidissement par circulation en dérivation de l'absorbant rejoignant la tour 105, par la canalisation 126, autour du dispositif 102 de refroidissement, ou ce dernier peut même être supprimé comme indiqué précédemment.

Comme l'absorbant transmis à la tour 105 est riche en CO2, il est pratiquement dépourvu de H2S puisqu'il a été retiré de la tour 101 avant d'atteindre la zone d'absorption de H2S. Comme indiqué précédemment en référence à la figure 1, l'absorbant dégage alors C02 dans le courant gazeux pendant qu'il absorbe H2S et COS.

La fonction essentielle de la tour 105 est l'extraction de H2S et COS du gaz n'ayant pas subi la transposition afin qu'il puisse être acceptable comme combustible, au .point de vue de l'environnement.

De plus, CO2 est dégagé de l'absorbant dans le gaz traité. Le dégagement de CO2 assure normalement un refroidissement suffisant de l'absorbant pour que l'échan- geur de chaleur 106 soit superflu. Lorsque des quantités importantes de CO2 sont extraites, il peut être avantageux de compenser l'effet de refroidissement par transformation de l'échangeur 106 en un dispositif de chauffage.

Cependant, dans une opération industrielle, il peut être nécessaire de poursuivre la fabrication du gaz combustible lorsque l'installation d'hydrogène est arrêtée et dans ce cas l'échangeur 106 est nécessaire pour le refroidissement du gaz lorsque le gaz d'alimentation contient une quantité importante de C02. Cependant, si la teneur en CO2 du gaz d'alimentation de la tour 105 est suffisamment faible, par exemple inférieure à 10 moles pour cent, le dispositif 106 de refroidissement peut aussi être supprimé.

Le gaz traité, pratiquement dépourvu de H2S mais contenant une plus grande quantité de CO2 que la charge, quitte la tour 105 d'absorption par la canalisation 129 et il est transmis à l'installation de gaz combustible. Ce gaz peut être avantageusement utilisé dans un cycle combiné à turbine à gaz et à turbine à vapeur d'eau dans lequel la puissance résultante de la turbine à gaz peut être accrue notablement avec réduction de la formation des oxydes d'azote.

L'absorbant riche, contenant pratiquement tout le soufre de la charge mais pauvre en CO2 par rapport à l'aborbant riche de la canalisation 127, quitte la tour 105 par la canalisation 130. Sa pression est réduite dans son passage dans la soupape de régulation 145. Il est alors mélangé à l'effluent liquide du réservoir 109 de détente et est transporté à un second réservoir 110 de détente. Le gaz combiné de détente quitte le réservoir 110 par une canalisation 135 et parvient à l'entrée du compresseur 112 du premier étage et du compresseur 111 du second étage comme indiqué précédemment.

Le liquide ayant subi la détente, provenant du réservoir 110, est un absorbant ayant subi deux détentes, provenant de la tour 101, et un absorbant ayant subi une seule détente, provenant de la tour 105. Le liquide quitte le réservoir 110 par la canalisation 137, est chauffé par échange thermique indirect dans l'échangeur 114, et est alors transmis au dispositif 115 d'extraction de H2S. Dans ce dernier, H2S et CO2 sont retirés pratiquement en totalité dans la zone 116 d'extraction par contact à contre-courant avec de l'absorbant vaporisé provenant d'un rebouilleur 118 chauffé par de la vapeur d'eau.L'absorbant pauvre et chaud pratiquement dépourvu de CO2 et H2S quitte le dispositif 115 par la canalisation 142 et il est transporté par la canalisation jusqu'à la pompe 117* L'absorbant pauvre est refroidi partiellement dans le échangeur 114, par échange indirect de chaleur avec l'absorbant riche ayant subi la détente, et il subit un refroidissement supplémentaire dans l'échangeur 113. A partir de ce dernier, l'absorbant pauvre pénètre dans la canalisation 123 qui le transmet au dispositif 101 d'absorption si bien que le cycle de l'absorbant est terminé.

H2S et CO2 séparés quittent le dispositif de séparation de H2s par la canalisation 139 qui transmet le mélange gazeux à la section de séparation du soufre.

Les températures et pressions des tours d'absorption, des réservoirs de détente et du dispositif de séparation de H2s sont pratiquement le même que dans les installations classiques mettant en oeuvre le méthanol, l'éther diméthylique du polyéthylèneglycol ou la N-méthylpyrrolidone comme absorbant physique. Les débits de circulation d'absorbant sont réduits par rapport aux installations classiques, par utilisation de l'absorbant totalement extrait transmis à chaque tour d'absorption.

Des augmentations importantes de puissance de la turbine à gaz peuvent être obtenues, essentiellement à cause de la réduction de l'excès nécessaire d'air de combustion. Dans un cas particulier, la puissance résultante calculée de la turbine à gaz est supérieure de 15 %, dans le cas d'un gaz combustible produit par un procédé selon l'invention, par rapport à une même quantité de combutible dans un gaz purifié par une installation classique.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Procédé de désulfuration au moins partielle, destiné à une installation d'extraction des gaz acides d'un premier gaz riche en anhydride carbonique et disponible à la pression supérieure à la pression atmosphérique, et d'un second gaz pauvre en anhydride carbonique mais contenant des composés du soufre sous forme d'impuretés, le procédé étant destiné à la désulfuration au moins partielle du second gaz et étant caractérisé en ce qu'il comprend la mise en contact du premier gaz avec un solvant capable d'extraire l'anhydride carbonique et les composés du soufre du premier gaz, la séparation du solvant contenant l'anhydride carbonique du solvant contenant les composés du soufre, la mise en contact séparé du second gaz avec le solvant contenant l'anhydride carbonique dans des conditions qui suffisent pour que le solvant contenant l'anhydride carbonique extraie les composés du soufre du second gaz et dégage de l'anhydride carbonique, et la séparation du second gaz désulfuré du solvant contenant les composés du soufre provenant du second gaz.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est le méthanol.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est l'éther diméthylique d'un polyéthylèneglycol ayant 3 à 8 motifs éthylène.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est la N-méthylpyrrolidone.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression du premier gaz est supérieure à 17,5 bars environ, et le solvant est à une température comprise entre - 400C et + 380C.

6. Procédé selon la revendication #1, caractérisé en ce que la mise en contact du premier gaz avec le solvant comprend la direction du solvant vers une première région fermée, la mise en contact du second gaz comprenant la direction du solvant contenant l'anhy dride carbonique provenant de la première région dans une seconde région fermée distante de la prmière région.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier gaz et le solvant circulent à contre-courant l'un par rapport à l'autre dans la première région.

8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second gaz et le solvant contenant l'anhydride carbonique se déplacent à contre-courant l'un par rapport à l'autre dans la seconde région.

9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mise en contact du premier gaz comprend l'extraction de la plus grande partie au moins des composés du soufre du premier gaz dans une zone de la première région qui se trouve au-dessous de la zone à partir de laquelle le solvant contenant l'anhydride carbonique est retiré.

10. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la direction du solvant contenant l'anhy- dride carbonique à partir de la première région comprend l'extraction d'une première partie du solvant contenant l'anhydride carbonique afin qu'il rejoigne la seconde région, et le renvoi d'une seconde partie du solvant contenant l'anhydride carbonique vers la première région afin qu'il transmette du solvant destiné à l'extraction des composés du soufre du premier gaz.

11. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend l'enlèvement, dans la première région, de la partie du premier gaz qui est pratiquement dépourvue du soufre afin qu'elle rejoigne une troisième région, pour la préparation d'un gaz de synthèse.

12. Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le solvant est le méthanol.

13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le solvant est l'éther diméthylique d'un polyéthylèneglycol ayant 3 à 8 motifs éthylène.

14. Procédé selon la revendication 6, caracté risé en ce que le solvant est la N-méthylpyrrolidone.

15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la régénération du solvant contenant les composés du soufre afin que ces derniers en soient séparés.

16. Appareil de désulfuration au moins partielle, destiné à une installation d'extraction des gaz acides d'un premier gaz riche en anhydride carbonique et disponible à une pression supérieure à la pression atmosphérique, et d'un second gaz pauvre en anhydride carbonique mais contenant des composés du soufre sous forme d'impuretés, l'appareil étant destiné à désulfuration au moins partielle du second gaz et étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (14) destiné à diriger un solvant au contact du premier gaz, le solvant pouvant extraire l'anhydride carbonique et les composés du soufre du premier gaz, un dispositif adjacent au dispositif précédent et destiné à séparer un solvant dépourvu de composés du soufre mais contenant de l'anhydride carbonique, à partir du solvant contenant les composés du soufre, un dispositif (18) distant du dispositif destiné à diriger un solvant (14) et destiné à provoquer la mise en contact du second gaz avec le solvant contenant l'anhydride carbonique dans des conditions qui suffisent pour que le solvant contenant l'anhydride carbonique extraie les composés du soufre du second gaz et dégage de l'anhydride carbonique, et un dispositif (14a) destiné à séparer le second gaz désulfuré du solvant contenant les composés du soufre.

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le solvant est le méthanol.

18. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le solvant est l'éther diméthylique d'un . polyéthylèneglycol ayant 3 à 8 motifs éthylène.

19. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le solvant est la N-méthylpyrrolidone.

20. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la pression du premier gaz dépasse 17,5 bars, le solvant étant à une température comprise entre - 400C et + 380C.

21. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif destiné à diriger un solvant comprend une première tour d'absorption (14), et le dispositif destiné à provoquer la mise en contact comprend une seconde tour d'absorption (18).

22. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que chaque tour d'absorption a une entrée supérieure (24, 42) de fluide destiné à recevoir un solvant et une entrée inférieure (12, 20) destiné à recevoir un gaz.

23. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif destiné à diriger un solvant est une tour d'absorption (14), et le dispositif de séparation comprend un plateau (14a) d'extraction de cette tour.

24. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (58, 60) de détente du solvant débarrassé des composés du soufre mais contenant- l'anhydride carbonique afin qu'une quantité importante de l'anhydride carbonique en soit retirée.

25. Appareil selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif destiné à faire subir un entraînement au solvant détendu provenant du dispositif de détente afin que l'anhydride carbonique en soit retiré de façon plus importante.

26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce que le dispositif d'entrainement met on oeuvre de l'azote comme gaz d'entraînement.

27. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de rebouillage et d'entraînement du solvant provenant du dispositif d'entrainement du solvant détendu afin que de l'anhydride carbonique en soit retiré de manière plus importante.

28. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de rebouillage et d'entraînement du solvant contenant à la fois de l'anhydride carbonique et des composés du soufre, le solvant étant obtenu à partir du dispositif (18) destiné à provoquer la mise en contact du second gaz avec le solvant.