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EP2318119A1 - Procede d ' elimination de composes acides d ' un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de n,n,n'-tetramethyl-1,6-hexanediamine - Google Patents

Procede d ' elimination de composes acides d ' un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de n,n,n'-tetramethyl-1,6-hexanediamine

Info

Publication number
EP2318119A1
EP2318119A1 EP09784288A EP09784288A EP2318119A1 EP 2318119 A1 EP2318119 A1 EP 2318119A1 EP 09784288 A EP09784288 A EP 09784288A EP 09784288 A EP09784288 A EP 09784288A EP 2318119 A1 EP2318119 A1 EP 2318119A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diamine
absorbent solution
acidic compounds
tetramethylhexane
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09784288A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc Jacquin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP2318119A1 publication Critical patent/EP2318119A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Definitions

  • the present invention relates to the removal of acidic compounds in a gaseous effluent.
  • the present invention relates to the treatment of acid gases (H 2 S, CO 2 , COS, CS 2 , mercaptans, etc.) by means of a particular tertiary diamine, N, N, N ', N'-tetramethylhexane. 1,6-diamine in the form of an absorbent aqueous solution.
  • acid gases H 2 S, CO 2 , COS, CS 2 , mercaptans, etc.
  • the invention is advantageously applicable to the treatment of natural gas and gas of industrial origin.
  • gaseous effluents that can be treated is various, and may be mentioned without limitation the synthesis gases, the combustion fumes, the refinery gases, the gases obtained at the bottom of the Claus process, the fermentation gases of biomass, cement gases and blast furnace gases.
  • All these gases contain acidic compounds such as carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), carbon oxysulfide (COS), carbon disulfide (CS 2 ) and mercaptans (RSH). ), mainly methyl mercaptan (CH 3 SH), ethyl mercaptan (CH 3 CH 2 SH) and propylmercaptans (CH 3 CH 2 CH 2 SH).
  • CO 2 is the acid compound that is to be removed.
  • carbon dioxide is one of the greenhouse gases largely produced by different human activities and has a direct impact on air pollution.
  • a post-combustion CO 2 capture unit aims to reduce the CO 2 emissions of a thermal power plant by 90%.
  • the first step which is deacidification, aims to eliminate acid compounds such as carbon dioxide (CO 2 ), but also hydrogen sulphide (H 2 S), carbon oxysulfide (COS), carbon disulfide (CS 2 ) and mercaptans (RSH), mainly methyl mercaptan (CH 3 SH), ethyl mercaptan (CH 3 CH 2 SH) and propyl mercaptans (CH 3 CH 2 CH 2 SH).
  • acid compounds such as carbon dioxide (CO 2 ), but also hydrogen sulphide (H 2 S), carbon oxysulfide (COS), carbon disulfide (CS 2 ) and mercaptans (RSH), mainly methyl mercaptan (CH 3 SH), ethyl mercaptan (CH 3 CH 2 SH) and propyl mercaptans (CH 3 CH 2 CH 2 SH).
  • the generally accepted specifications for the deacidified gas are 2% CO 2 , or 50 ppm CO 2 to subsequently liquefy the natural gas; 4 ppm H 2 S, and 10 to 50 ppm volume of total sulfur.
  • the dehydration step then controls the water content of the deacidified gas against transport specifications.
  • the natural gas degassing step ensures the dew point of hydrocarbons in natural gas, again based on transport specifications.
  • the deacidification is therefore often carried out first, in particular in order to eliminate toxic acid gases such as I 1 H 2 S in the first stage of the process chain and to avoid the pollution of the different unit operations by these acidic compounds. including the dehydration section and the heavier hydrocarbon condensation and separation section.
  • Deacidification of gaseous effluents is usually carried out by washing with an absorbent solution.
  • the absorbent solution makes it possible to absorb the acid compounds present in the gaseous effluent (in particular H 2 S, mercaptans, CO 2 , COS, CS 2 ).
  • the solvents commonly used today are aqueous solutions of primary, secondary or tertiary alkanolamine, in combination with a possible physical solvent.
  • document FR 2 820 430 can be cited which proposes processes for deacidification of gaseous effluents.
  • US Pat. No. 6,852,144 describes a method for removing acidic compounds from hydrocarbons.
  • the method uses a water-methyldiethanolamine or water-triethanolamine absorbent solution containing a high proportion of a compound belonging to the following group: piperazine and / or methylpiperazine and / or morpholine.
  • the absorbed CO 2 reacts with the alkanolamine present in solution according to a reversible exothermic reaction, well known to those skilled in the art and leading to the formation of hydrogenocarbonates, carbonates and or carbamates, allowing elimination of CO 2 in the gas to be treated.
  • I 1 H 2 S absorbed reacts with the alkanolamine present in solution according to a reversible exothermic reaction, well known to those skilled in the art and leading to the formation of hydrogen sulfide.
  • regeneration energy represents about 3.7 GJ per tonne of CO 2 captured (reference case, project CASTOR, post-combustion capture pilot of the Esbjerg thermal power plant, reference Knudsen, JN; Jensen, JN; Vilhelmsen, PJ; Biede, O.
  • CO 2 capture from coal-fueled pilot-scale Testing of different amine solvents Energy Procedia, Volume 1, Issue 1, February 2009, Pages 783-790).
  • Such energy consumption represents a considerable operating cost for the CO 2 capture process.
  • Regeneration of aqueous solutions of alkanolamines, such as MonoEthanolAmine is therefore carried out at regenerator bottom temperatures of the order of 110 0 C, see 130 0 C for more stable amines, such as MethylDiEthanolAmine. Because of these temperatures at the bottom of the regenerator, the acid gases (CO 2 , H 2 S, COS, CS 2 , etc.) are obtained at moderate pressures, from 1 to 3 bars. Depending on the nature of the regenerated acid gas and the applications, the acid gas may be sent to a treatment unit, or reinjected for sequestration.
  • alkanolamines such as MonoEthanolAmine
  • N, N, N ', N'-TetraMethylHexane-1,6-DiAmin or TMHDA is of significant interest in all processes for treating gaseous effluents for elimination. of acidic compounds.
  • N, N, N1, N'-tetramethylhexane-l, 6-diamine in a mixture with other alkyl derivatives of hexane-l, 6-diamine, also of interest important in all processes for treating gaseous effluents for the removal of acidic compounds.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by providing a method for removing acidic compounds, such as CO 2 , I 1 H 2 S, COS, CS 2 and mercaptans. , a gas by the use of a specific amine whose properties allow to limit the flow of absorbent solution used, especially at low partial pressure of acid gas, and which has a very high stability.
  • acidic compounds such as CO 2 , I 1 H 2 S, COS, CS 2 and mercaptans.
  • a first subject of the invention is a process for removing acidic compounds contained in a gaseous effluent, such as natural gas and industrial gases, comprising: a step of absorption of the acidic compounds by contacting the effluent with an aqueous solution comprising N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine.
  • At least one regeneration step of the absorbent solution loaded with acid compounds at least one regeneration step of the absorbent solution loaded with acid compounds.
  • the present invention also relates to an aqueous absorbent solution comprising N, N ' / N'-Tetramethylhexane-1-diamine, in admixture with other alkylated derivatives of 1,6-hexane diamine.
  • the invention also relates to the application of said process for the elimination of acidic compounds to the treatment of natural gas or to the treatment of gases of industrial origin, in particular CO 2 capture after combustion.
  • the invention relates to an absorption process using an absorbent solution for absorbing the acidic compounds of a gaseous effluent, comprising: at least 10% by weight of water; at least one amine of formula (I) (commonly known as
  • the absorbent solution advantageously comprises from 10 to 90% by weight of N, N ', N'-tetramethylhexane-1-diamine, preferably from 20 to 60% by weight of N, N, N', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine, and most preferably 30 to 50% by weight of N, N'-tetramethylhexane-1,4-diamine.
  • the absorbent solution may further comprise a non-zero and less than 50% by weight, preferably less than 20% by weight, amount of an activator compound.
  • the activator compound is an amine containing at least one primary or secondary amine function.
  • the activator is chosen from the group formed by:
  • the absorbent solution may comprise a non-zero and less than 50% by weight, preferably less than 20% by weight, amount of one or more other alkyl derivatives of 1,6-hexane diamine.
  • the alkyl derivatives are chosen from: Hexane-1,6-diamine, N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N'-dibutylhexane-1,6-diamine, N, N, N ', N'-tetrabutylhexane; 1,6-diamine, N-methylhexane-1,6-diamine, N, N-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, and N, N, N'-trimethylhexane-l, 6-diamine.
  • the absorbent solution may comprise a physical solvent.
  • the absorbent solution may comprise an organic or inorganic acid.
  • the process for removing the acidic compounds contained in a gaseous effluent may comprise the following steps:
  • a step of absorption of the acidic compounds by contacting the effluent with an absorbent solution according to the invention so as to obtain a gaseous effluent depleted in acidic compounds and an absorbent solution loaded with acid compounds, at least one step of regeneration of the absorbent solution loaded with acid compounds.
  • the absorption step of the acidic compounds is carried out at a pressure of between 1 bar and 120 bar, and at a temperature of between 30 ° C. and 100 ° C.
  • the thermal regeneration step is carried out at a temperature of between 100 ° C. and 180 ° C. and at a pressure of between 1 bar and 10 bars.
  • the regeneration in the distillation column is carried out at a temperature of between 155 and 165 ° C. and at a pressure of between 6 and 8.5 bars in the case where it is desired to reinject the acid gases.
  • the regeneration in the distillation column is carried out at a temperature of 115 ° C. and 130 ° C. and at a pressure of between 1.7 and 3 bars. in cases where the acid gas is sent to the atmosphere or in a downstream treatment process, such as a Claus process or a tail gas treatment process.
  • a first step of expansion of the absorbent solution loaded with acidic compounds is carried out before the regeneration step.
  • a second step of relaxation of the absorbent solution loaded with acidic compounds is carried out, the second expansion step being carried out after the first expansion step and before the regeneration step, the absorbent solution being heated before undergoing the reaction. second stage of relaxation.
  • the invention also relates to a process according to the invention for the treatment of natural gas.
  • the invention also relates to a process according to the invention for the treatment of gases of industrial origin, preferably for the capture of CO 2 .
  • the process according to the invention is particularly well suited to capture acidic compounds present at low partial pressure in a gas.
  • the absorption step of the acidic compounds is carried out for a gas having a partial pressure of acid gas (ie the sum of the partial pressure of H 2 S and CO 2 ) less than 20 bar.
  • the absorption step of the acidic compounds is carried out at a partial pressure of acid gas of less than 5 bar.
  • the absorption step of the acidic compounds is carried out at a partial pressure of acid gas of less than 2 bars.
  • FIG. 1 given by way of example and showing a block diagram of a process for treating acid gas effluents.
  • N, N, N ', N'-tetramethylhexane-l, 6-diamine, or TMHDA is of interest in all the acid gas treatment processes (natural gas, flue gases, etc.) / in aqueous composition of absorbent solution.
  • the present invention proposes to eliminate the acidic compounds of a gaseous effluent by using an absorbent compound in aqueous solution.
  • the absorbent compound according to the invention N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine, has a greater absorption capacity with acid gases (CO 2 , H 2 S, COS, SO 2 , CS 2 and mercaptans) than the alkanolamines conventionally used.
  • the use of an aqueous absorbent solution according to the invention makes it possible to economize on the investment cost and the operating costs of a deacidification unit (gas treatment and CO 2 capture).
  • the molecule N ⁇ / N ⁇ N'-Tetramethylhexane-1 / ⁇ -diamine is interesting for its resistance to degradation, including thermal. Therefore, it is possible to regenerate the solvent at a higher temperature and thus to obtain an acid gas at higher pressure if this is of interest as the case where it is desired to perform the reinjection of the acid gas. This is particularly interesting in the case of post-combustion CO 2 capture where the acid gas must be compressed before reinjection and sequestration.
  • the use of an aqueous absorbent solution according to the invention saves on the investment cost and operating costs associated with the compression of the acid gas.
  • the absorbent solutions according to the invention can be obtained by mixing water and at least one alkylated derivative of hexane-1,6-diamine, of which N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1, 6-diamine separately obtained by synthesis at a purity level greater than 90%.
  • the absorbent solutions according to the invention can be obtained by mixing water and commercially available hexane-1,6-diamine alkyl derivatives, such as N, N, N 'and N'.
  • tetramethylhexane-1,6-diamine optionally in a mixture with hexane-1,6-diamine, N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N'-dibutylhexane-1,6 diamine, N, N, N ', N'-tetrabutylhexane-1,6-diamine.
  • the absorbent solution according to the invention can be obtained by mixing water and a mixture of alkyl derivatives of hexane-l, 6-diamine, this mixture being obtained by one of the modes of synthesis A / and B / described below.
  • the absorbent solutions according to the invention can be obtained by mixing water and a mixture of alkyl derivatives of hexane-l, 6-diamine, obtained during the same synthesis, as for example N, N, N ', N' ⁇ tetramethylhexane-l, 6-diamine optionally in mixture with hexane-1,6-diamine, N-methylhexane-l, 6-diamine, N, N-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N '-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N, N'-trimethylhexane-1,6-diamine.
  • the mixture of alkyl derivatives of hexane-1,6-diamine can be obtained by partial alkylation of hexane-1,6-diamine.
  • the mixture of alkyl derivatives of hexane-1,6-diamine can be obtained by condensation reaction of a compound X, or a mixture of compounds X, with a compound Y.
  • X denotes here ammonia, methylamine, ethylamine, propylamines, butylamines.
  • Y is here hexane-1,6-diol, hexane-1,6-dial or hexane-1,6-dinitrile.
  • a methylation of hexane-l, 6-diamine by addition of formaldehyde or methanol, in the presence of a catalyst, under hydrogen pressure. If the methylation is carried out partially, for example in the absence of one of the reactants, a mixture of hexane-1,6-diamine, N-methylhexane-1,6-diamine and N, N-dimethylhexane can be obtained.
  • 1,6-diamine N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N, N'-trimethylhexane-1,6-diamine and N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1 , 6-diamine.
  • This mixture of methyl derivatives of hexane-l, 6-diamine can be used to produce the absorbent solution according to the invention by method of preparation 2. If the methylation is carried out completely, N, N, N 'can be obtained. N'-tetramethylhexane-1,6-diamine with a purity higher than 90%, which can be used to produce the absorbent solution according to the invention by the method of preparation 1.
  • condensation of hexane-1,6-diol with, for example, a mixture of methylamine and dimethylamine in the presence of a catalyst can be carried out.
  • a mixture of N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N, N'-trimethylhexane-1,6-diamine and N N can be obtained.
  • N ', N'-tetramethyIhexane-l, 6-diamine This mixture of methyl derivatives of hexane-l, 6-diamine can be used to produce the absorbent solution according to the invention by method of preparation 2.
  • N can be obtained.
  • the absorbent solutions according to the invention can be used to deacidify the following gaseous effluents: natural gas, synthesis gases, combustion fumes, refinery gases, gases obtained at the bottom of the Claus process, the gases of fermentation of biomass, cement gas, incinerator fumes.
  • gaseous effluents contain one or more of the following acidic compounds: CO 2 , I 1 H 2 S, mercaptans, COS, CS 2 .
  • Combustion fumes are produced notably by the combustion of hydrocarbons, biogas, coal in a boiler or for a turbine combustion gas, for example in order to produce electricity. These fumes have a temperature of between 20 and 60 ° C., a pressure of between 1 and 5 bars and can comprise between 50 and 80% of nitrogen, between 5 and 40% of carbon dioxide, between 1 and 20% of oxygen, and some impurities such as SOx and NOx, if they have not been removed downstream of the deacidification process.
  • the natural gas consists mainly of gaseous hydrocarbons, but can contain several of the following acidic compounds: CO 2 , I 1 H 2 S, mercaptans, COS, CS 2 .
  • the content of these acidic compounds is very variable and can be up to 40% for CO 2 and I 1 H 2 S.
  • the temperature of natural gas can be between 20 0 C and 100 0 C.
  • the pressure of natural gas to be treated may be between 10 and 120 bar.
  • N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-1,6-diamine may be in variable concentration, for example between 10% and 90% by weight, preferably between 20% and 60% by weight, very preferably between 30% and 60% by weight. % and 50% by weight in the aqueous solution.
  • the absorbent solution may contain at least 10% by weight of water, in general between 10% and 90% by weight of water, very preferably at least 50% by weight, for example 60 to 70% by weight of water.
  • N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-1,6-diamine can be formulated with another amine, containing at least one primary or secondary amine function (activator), up to a concentration. 50% by weight, preferably less than 15% by weight, preferably less than 10% by weight.
  • This type of formulation is particularly interesting in the case of the capture of CO 2 in industrial fumes, or the treatment of natural gas containing CO 2 above the desired specification. Indeed, for this type of applications, it is sought to increase the CO 2 capture kinetics, in order to reduce the size of the equipment.
  • the absorbent solution according to the invention contains from 62 to 68% by weight of water, from 32 to 38% by weight of N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-1,6-diamine.
  • the absorbent solution according to the invention contains from 62 to 68% by weight of water, from 32 to 38% by weight of amines comprising N, N'-tetramethylhexane-1 / 6-diamine. mixing with a primary or secondary amine as an activator, the activator representing between 1% and 10% by weight of the final absorbent solution.
  • the N, N, N 1 , N'-tetramethylhexane-1,6-diamine absorbent solution contains other organic compounds.
  • the absorbent solution according to the invention may contain organic compounds which are not reactive with respect to acidic compounds (commonly called "physical solvents"), which make it possible to increase the solubility of at least one or more acidic compounds of the gaseous effluent.
  • the absorbent solution may comprise between 5% and 50% by weight of physical solvent such as alcohols, glycol ethers, lactams, N-alkylated pyrrolidones, N-alkylated piperidones, cyclotetramethylenesulfone, N-alkylformamides. , N-alkylacetamides, ethers-ketones or alkyl phosphates and their derivatives.
  • physical solvent such as alcohols, glycol ethers, lactams, N-alkylated pyrrolidones, N-alkylated piperidones, cyclotetramethylenesulfone, N-alkylformamides. , N-alkylacetamides, ethers-ketones or alkyl phosphates and their derivatives.
  • it may be methanol, tetraethyleneglycoldimethylether, sulfolane or N-formyl morpholine.
  • the N, N, N 1 , N'-tetramethylhexane-1,6-diamine absorbent solution may comprise an organic or inorganic acid.
  • acid compounds that can be used for this purpose is given below:
  • N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine may be formulated with a derivatized alkyl derivative of 1,6-HexaneDiAmine.
  • an alkyl derivative of 1,6-HexaneDiAmine is a
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently selected from a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms.
  • alkyl derivatives are chosen from: hexane-1,6-diamine,
  • N, N, N ', N'-tetrabutylhexane-l, 6-diamine These derivatives can be obtained by the method of preparation 1.
  • HexaneDiAmine are selected from: hexane-1,6-diamine, N-methylhexane-
  • 1,6-diamine N, N-dimethylhexane-1,6-diamine, N, N'-dimethylhexane-1,6-diamine, or N, N, N'-trimethylhexane-1,6-diamine.
  • These derivatives can be obtained according to the method of preparation 2.
  • the absorbent solution according to the invention may comprise at least
  • TMHDA 10% by weight of TMHDA and at least 1% by weight, preferably at least 5% by weight, or even 10% by weight, of an alkylated derivative of 1,6-HexaneDiAmine, said alkylated derivative being different from TMHDA.
  • the mixture of alkyl derivatives of hexane-l, 6-diamine can have a proportion of non-alkylated IMH bonds of between 1 and 100%, preferably between 1 and
  • HexaneDiAmine is between 10 to 90% by weight, preferably 20 to
  • An absorbent solution comprising TMHDA and alkylated derivatives of hexane-1,6-diamine provides high stability to the absorbent solution. Indeed, the main degradation reaction is a transfer of alkyl groups from one amine to another, thus giving a similar amine mixture.
  • Process for removing acidic compounds in a gaseous effluent (Fig. 2)
  • an absorbent solution for deacidifying a gaseous effluent is carried out schematically by performing an absorption step followed by a regeneration step.
  • the absorption step consists of contacting the gaseous effluent containing the acidic compounds to be removed with the absorbing solution in an absorption column C1.
  • the gaseous effluent to be treated ( ⁇ 1) and the absorbent solution ( ⁇ 4 ) during the contact, the organic compounds provided with an amine function of the absorbent solution ( ⁇ 4) react with the acidic compounds contained in the effluent ( ⁇ 1) so as to obtain a gaseous effluent depleted in acid compounds ( ⁇ 2) which leaves at the top of column Cl and an acid-enriched absorbent solution ( ⁇ 3) which leaves at the bottom of column Cl.
  • the absorbent solution enriched in acidic compounds ( ⁇ 3) is sent to an exchanger El where it is reheated by the stream ( ⁇ 6) from the regeneration column C2.
  • the absorbent solution charged and heated at the outlet of the exchanger E1 ( ⁇ 5) feeds the distillation column (or regeneration column) C2 in which the regeneration of the absorbent solution loaded with acidic compounds takes place.
  • the regeneration step therefore consists in particular in heating and, optionally, expanding, the acid-enriched absorbent solution in order to release the acidic compounds which come out at the top of column C2 in gaseous form ( ⁇ 7).
  • the regenerated absorbent solution that is to say depleted in acidic compounds ( ⁇ 6), leaves at the bottom of the column C2, then passes into the exchanger El, in which it gives heat to the flow ( ⁇ 3) as previously described.
  • the regenerated and cooled absorbent solution ( ⁇ 4) is then recycled to the absorption column Cl.
  • the absorption step of the acidic compounds can be carried out at a pressure of between 1 bar and 120 bar, preferably between 20 bar and 100 bar for the treatment of a natural gas, preferably between 1 and 3 bar for the treatment industrial fumes, and at a temperature of between 20 ° C. and 100 ° C., preferably between 30 ° C. and 90 ° C., more preferably still between 30 ° C. and 60 ° C.
  • the process according to invention has an excellent capacity of absorption of the acidic compounds when the temperature in the absorption column Cl is between 30 ° C. and 60 ° C.
  • the regeneration step of the process according to the invention can be carried out by thermal regeneration, optionally supplemented by one or more expansion steps.
  • Regeneration can be carried out at a pressure of between 1 bar and 5 bar, or even up to 10 bar and at a temperature between 100 0 C and 180 0 C, preferably between 130 0 C and 170 0 C.
  • Example 1 Capture capacity of aqueous solutions of TMHDA
  • the performance of the absorbent solution at 35% by weight of TMHDA in terms of capture capacity is compared with that of an aqueous solution of MonoEthanolAmine at 30% by weight, which constitutes the reference solvent for a post-fume capture application. combustion, and that of a 40% wt.% aqueous solution of MethylDiEthanolAmine which constitutes the reference solvent for a natural gas treatment application.
  • the performance of the absorbent solution at 35% by weight of TMHDA in terms of capture capacity is compared with that of an aqueous solution of N, N, N ', N'-tetramethylpropane-1,3-diamine or TMPDA at 35% by weight, another tertiary diamine structure very close to that of N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-l, 6-diamine, for post-combustion fume extraction application.
  • the N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine molecule has the particularity of capturing a very large quantity of acid gas.
  • filler ( ⁇ n gas ac i / n mine) obtained at 4O 0 C for different partial pressures of CO 2 from the absorbent solution according to the invention and an absorbent solution of MonoEthanolAmin at 30% by weight or an absorbent solution of N, N, N ', N'-Tetramethylpropane-1,3-diamine at 35% by weight:
  • This example shows the high loading rates that can be obtained thanks to an absorbent solution according to the invention, comprising 35% by weight of N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-1,6-diamine, especially for low pressures. partial acid gas.
  • Example 2 Capture Capacity of the aqueous solutions of TMHDA mixed with alkyl derivatives of hexane-1,6-diamine
  • Absorbent solutions according to the invention containing TMHDA and alkyl derivatives of hexane-1,6-diamine, the cumulative amount of which is equal to 35% by weight or 40%, are used in these examples.
  • the absorbent solutions according to the invention are obtained according to the method of preparation 1.
  • Absorbent solutions according to the invention have the particularity of capturing a very large amount of acid gas.
  • This example shows the significant loading rates that can be obtained thanks to an absorbent solution according to the invention especially for low partial pressures of acid gases.
  • one can compare the charging rate ( ⁇ n acid gas / am ine n) obtained at 40 0 C to a partial pressure of CO 2 of 0.1 bar for various absorbent solutions of the invention ( B series) and an absorbent solution of MonoEthanolAmine at 30% by weight or an absorbent solution of N, N, N 1 , N 1 -tetramethylpropane-1,3-diamine at 35% by weight:
  • This example shows the high charge rates that can be obtained thanks to an absorbent solution according to the invention are little affected, especially for low partial pressures of acid gases, by the proportion of non-alkylated NH bonds in the mixture of derivatives of I hexane-1,6-diamine, which varies between 0 and 75% of the absorbent solutions B1 to B5.
  • the performances of the aqueous solutions of TMHDA in terms of stability are compared to that of an aqueous solution of MonoEthanolAmine at 30% by weight, which constitutes the reference solvent for an application of collection of fumes in post-combustion, and that of an aqueous solution of 40% wt% MethylDiEthanolAmin which constitutes the reference solvent for a natural gas treatment application.
  • the performances of the aqueous solutions of TMHDA in terms of stability are compared with that of an aqueous solution of N, N, N ', N 1 -tetramethylpropane-1,3-diamine or 35% TMPDA, another diamine tertiary structure very close to that of N, N, N ', N'-Tetramethylhexane-l, 6-diamine, for post-combustion fumes collection application.
  • the N, N, N'-tetramethylhexane-1,4-diamine molecule has the particularity of being particularly resistant to degradation that may occur in a deacidification unit.
  • the aqueous amine solutions are degraded in a closed reactor, heated to a temperature T, and pressurized under a partial pressure PP of different gases (CO 2 , O 2 , H 2 S, N 2 ).
  • the liquid phase is stirred using a magnetic bar.
  • a representative sample of the liquid phase is taken and analyzed by various techniques, in particular by gas chromatography.
  • the table below gives the degradation rate TD of the absorbing solution, under different conditions, for a duration of 15 days, defined by the equation below:
  • [Amine] 0 is the concentration of the amine in the undegraded solution.
  • the table below gives the degradation rate TD of different absorbent solutions, for a temperature of 140 ° C., in the absence and in the presence of different acid gases.
  • the table below gives the degradation rate TD of various aqueous solutions of amine, for a temperature of 180 ° C., in the absence and in the presence of acid gas, which is representative of the degradations that could occur at the bottom of the regenerator. if it is desired to obtain a high pressure acid gas for reinjection applications.
  • N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine as an amine in an absorbent solution makes it possible to obtain a low degradation rate compared to the amine-based absorbent solutions of the prior art (MethylDiEthanoIAmine and MonoEthanolAmine). It may further be noted that the alkylated derivatives of hexane-l, 6-diamine are much more stable than a molecule of very close structure, such as N, N, N ', N'-TetraMethylPropane-l, 3- diamine (TMPDA).
  • N, N, N'-trimethylhexane-1,6-diamine is produced by degradation of N, N, N ', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine.
  • the loss of an alkyl group can modify the proportion of non-alkylated NH bonds.
  • CO 2 capture properties are affected by the proportion of non-alkylated NH bonds.
  • the loss of an alkyl group results in the alkylation of a nucleophilic species present in solution. By Consequently, the degradation of the absorbent solutions according to the invention very little modifies the proportion of non-alkylated NH bonds.

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Abstract

L'invention concerne l'élimination de composés acides dans un effluent gazeux dans un procédé d'absorption mettant en oeuvre une solution aqueuse de N,N,N',N'-Tétramethylhexane-1,6-diamine. L'invention concerne également une solution absorbante composée de N,N,N',N'-Tétrametriylhexane-1,6-diamine en phase aqueuse, en mélange avec d'autres dérivés alkylés de la 1,6-HexaneDiAmine. L'invention s'applique avantageusement au traitement du gaz naturel et de gaz d'origine industrielle.

Description

PROCEDE D'ELIMINATION DE COMPOSES ACIDES D'UN EFFLUENT GAZEUX AVEC-UNE SOLUTION ABSORBANTE A BASE DE N, N, N' -TETRAMETHYL-1 , 6-HEXANEDIAMINE
Domaine de l'invention
La présente invention concerne l'élimination de composés acides dans un effluent gazeux.
La présente invention concerne le traitement de gaz acides (H2S, CO2, COS, CS2, mercaptans, ...) au moyen d'une diamine tertiaire particulière, la N, N, N', N'- tétraméthylhexane-l,6-diamine, sous forme d'une solution aqueuse absorbante.
L'invention s'applique avantageusement au traitement du gaz naturel et de gaz d'origine industrielle.
Art antérieur
Traitement des gaz d'origine industrielle
La nature des effluents gazeux que l'on peut traiter est diverse, on peut citer de façon non limitative les gaz de synthèse, les fumées de combustion, les gaz de raffinerie, les gaz obtenus en queue du procédé Claus, les gaz de fermentation de biomasse, les gaz de cimenterie et les gaz de hauts-fourneaux.
Tous ces gaz contiennent des composés acides tels que le dioxyde de carbone (CO2), l'hydrogène sulfuré (H2S), l'oxysulfure de carbone (COS), le disulfure de carbone (CS2) et les mercaptans (RSH), principalement le méthylmercaptan (CH3SH), l'éthylmercaptan (CH3CH2SH) et les propylmercaptans (CH3CH2CH2SH).
Par exemple, dans le cas des fumées de combustion, le CO2 est le composé acide que l'on cherche à éliminer. En effet, le dioxyde de carbone est un des gaz à effet de serre largement produits par différentes activités de l'homme et a un impact direct sur la pollution atmosphérique. Afin de diminuer les quantités de dioxyde de carbone émises dans l'atmosphère, il est possible de capter le CO2 contenu dans un effluent gazeux. A titre d'illustration, une unité de captage du CO2 en post-combustion a pour objectif de réduire de 90% les émissions de CO2 d'une centrale thermique. Traitement de gaz naturel
Dans le cas du gaz naturel, trois principales opérations de traitement sont considérées : la désacidification, la déshydratation et le dégazolinage. La première étape, qui est Ia désacidification, a pour objectif l'élimination des composés acides tels que le dioxyde de carbone (CO2), mais aussi l'hydrogène sulfuré (H2S), l'oxysulfure de carbone (COS), le disulfure de carbone (CS2) et les mercaptans (RSH), principalement le méthylmercaptan (CH3SH), l'éthylmercaptan (CH3CH2SH) et les propylmercaptans (CH3CH2CH2SH). Les spécifications généralement admises sur Ie gaz désacidifié sont 2% de CO2, voir 50 ppm de CO2 pour réaliser ensuite une liquéfaction du gaz naturel ; 4 ppm d'H2S, et 10 à 50 ppm volume de soufre total. L'étape de déshydratation permet ensuite de contrôler la teneur en eau du gaz désacidifié par rapport à des spécifications de transport. Enfin, l'étape de dégazolinage du gaz naturel permet de garantir le point de rosée des hydrocarbures dans Ie gaz naturel, là encore en fonction de spécifications de transport.
La désacidification est donc souvent réalisée en premier lieu, notamment afin d'éliminer les gaz acides toxiques tel que I1H2S dans la première étape de la chaîne de procédés et afin d'éviter la pollution des différentes opérations unitaires par ces composés acides, notamment Ia section de déshydratation et la section de condensation et de séparation des hydrocarbures les plus lourds.
Élimination des composés acides par absorption
La désacidification des effluents gazeux, tels que par exemple le gaz naturel et les fumées de combustion, ainsi que les gaz de synthèse, les gaz de raffinerie, les gaz obtenus en queue du procédé Claus, les gaz de fermentation de biomasse, les gaz de cimenterie et les gaz de hauts-fourneaux, est généralement réalisée par lavage par une solution absorbante. La solution absorbante permet d'absorber les composés acides présents dans l'effluent gazeux (notamment H2S, mercaptans, CO2, COS, CS2). Les solvants couramment utilisés aujourd'hui sont les solutions aqueuses d'alcanolamine primaire, secondaire ou tertiaire, en association avec un éventuel solvant physique. On peut citer par exemple le document FR 2 820 430 qui propose des procédés de désacidification d'effluents gazeux. On peut aussi citer par exemple le brevet US 6 852 144 qui décrit une méthode d'élimination des composés acides des hydrocarbures. La méthode utilise une solution absorbante eau-méthyldiéthanolamine ou eau-triéthanolamine contenant une forte proportion d'un composé appartenant au groupe suivant : piperazine et/ou méthylpiperazine et/ou morpholine.
Par exemple, dans le cas du captage du CO2, le CO2 absorbé réagit avec l'alcanolamine présente en solution selon une réaction exothermique réversible, bien connue de l'homme du métier et conduisant à la formation d'hydrogénocarbonates, de carbonates et/ou de carbamates, permettant une élimination du CO2 dans le gaz à traiter. De même, pour l'élimination de I1H2S dans le gaz à traiter, I1H2S absorbé réagit avec l'alcanolamine présente en solution selon une réaction exothermique réversible, bien connue de l'homme du métier et conduisant à la formation d'hydrogénosulfure.
Un aspect primordial des opérations de traitement de gaz ou fumées industrielles par solvant reste la régénération de l'agent de séparation. En fonction du type d'absorption (physique et/ou chimique), on envisage généralement une régénération par détente, et/ou par distillation et/ou par entraînement par un gaz vaporisé appelé "gaz de strippage".
Une des principales limitations des solvants couramment utilisés aujourd'hui est la nécessité de mettre en oeuvre des débits de solution absorbante importants, ce qui entraîne une consommation énergétique importante pour la régénération du solvant, mais également des tailles d'équipement importantes (colonnes, pompes, etc.). Ceci est particulièrement vrai dans le cas où la pression partielle de gaz acides est faible. Par exemple, pour une solution aqueuse de MonoEthanolAmine à 30% poids utilisée pour le captage du CO2 en post-combustion dans une fumée de centrale thermique, où la pression partielle de CO2 est de l'ordre de 0,12 bar, l'énergie de régénération représente 3,7 GJ environ par tonne de CO2 captée (cas de référence, projet CASTOR, pilote de captage en post-combustion de la centrale thermique d'Esbjerg, référence Knudsen, J. N.; Jensen, J. N.; Vilhelmsen, P. J.; Biede, O. Expérience with CO2 capture from coal flue gas in pilot-scale: Testing of différent aminé solvents Energy Procedia, Volume 1, Issue 1, February 2009, Pages 783- 790). Une telle consommation énergétique représente un coût opératoire considérable pour le procédé de captage du CO2.
D'une manière générale, pour le traitement d'effluents acides comprenant des composés acides comme par exemple H2S, mercaptans, CO2, COS, SO2, CS2, l'utilisation de composés à base d'aminés est intéressante, en raison de leur facilité de mise en oeuvre en solution aqueuse. Cependant, lors de la désacidification de ces effluents, la solution absorbante peut se dégrader, soit par dégradation thermique, soit par réaction secondaire avec les gaz acides à capter, mais aussi avec d'autres composés contenus dans l'effluent, comme par exemple l'oxygène, les SOx et les NOx, contenus dans les fumées industrielles. Ces réactions de dégradation nuisent au bon fonctionnement du procédé : diminution de l'efficacité du solvant, corrosion, moussage, etc. Du fait de ces dégradations, il est nécessaire de réaliser une purification du solvant par distillation et/ou échange d'ions, et réaliser des appoints d'aminés. A titre d'exemple, les appoints d'aminé dans un procédé de captage du CO2 en postcombustion, utilisant une solution absorbante de MonoEthanolAmine à 30% poids représentent 1,4 kg d'aminé par tonne de CO2 capté, ce qui augmente considérablement les coûts opératoires d'une unité de captage (référence : Chapel, D. G. ; Mariz, C. L ; Recovery of CO2 from Flue Gases: Commercial Trends ; présenté à The Canadian Society of Chemical Engineers annual meeting, October 4-6, 1999, Saskatoon, Saskatchewan, Canada).
Enfin, ces réactions de dégradation limitent les conditions de fonctionnement du procédé, notamment la température à laquelle est réalisée la régénération du solvant. A titre d'exemple, augmenter la température du régénérateur de 15°C multiplie par quatre la vitesse de dégradation thermique de la MonoEthanolAmine (référence Davis, J. ; Sexton, A. ; Thermal and Oxydative Dégradation of Aminés ; Présentation donnée les 20 et 21 Mai, 2008 à IEA llth Meeting of the International Post-Combustion CO2 Capture Network à Vienne, Autriche. ; Final Report p. 39). La régénération des solutions aqueuses d'alcanolamines, comme la MonoEthanolAmine est donc réalisée à des températures en fond de régénérateur de l'ordre de 1100C, voir 1300C pour les aminés plus stables, comme la MethylDiEthanolAmine. Du fait de ces températures en fond de régénérateur, les gaz acides (CO2, H2S, COS, CS2, etc.) sont obtenus à des pressions modérées, de 1 à 3 bars. Suivant la nature du gaz acide régénéré et les applications, le gaz acide peut être envoyé vers une unité de traitement, ou bien réinjecté pour être séquestré.
Il est difficile de trouver un composé absorbant stable, permettant d'éliminer les composés acides dans tout type d'effluent, et permettant au procédé de désacidification de fonctionner à moindre coût. De manière surprenante, la demanderesse a découvert que la N,N,N',N'-TetraMethylHexane- 1,6-DiAmine ou TMHDA, présente un intérêt important dans l'ensemble des procédés de traitement d'effluents gazeux pour l'élimination de composés acides. De manière surprenante, la demanderesse a découvert que la N, N, N1, N'- TetraMethylHexane-l,6-DiAmine en mélange avec d'autres dérivés alkylés de l'Hexane-l,6-DiAmine, présente également un intérêt important dans l'ensemble des procédés de traitement d'effluents gazeux pour l'élimination de composés acides.
Description de l'invention
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant une méthode pour éliminer les composés acides, tels que Ie CO2, I1H2S, le COS, le CS2 et les mercaptans, d'un gaz par l'utilisation d'une aminé spécifique dont les propriétés permettent de limiter le débit de solution absorbante utilisée, notamment à faible pression partielle de gaz acide, et qui présente une très grande stabilité.
Un premier objet de l'invention est un procédé d'élimination des composés acides contenus dans un effluent gazeux, tels que le gaz naturel et les gaz d'origine industrielle, comprenant : - une étape d'absorption des composés acides par mise en contact de l'effluent avec une solution aqueuse comprenant la N,N,N',N'- tétraméthylhexane-l,6-diamine.
- au moins une étape de régénération de la solution absorbante chargée en composés acides.
La présente invention concerne également une solution absorbante aqueuse comprenant de la N^N'/N'-Tétraméthylhexane-l^-diamine, en mélange avec d'autres dérivés alkylés de la 1,6-HexaneDiAmine.
L'invention concerne également l'application dudit procédé d'élimination des composés acides au traitement de gaz naturel ou au traitement de gaz d'origine industrielle, notamment au captage du CO2 en post combustion.
Résumé de l'invention
L'invention concerne un procédé d'absorption mettant en œuvre une solution absorbante pour absorber les composés acides d'un effluent gazeux, comprenant : au moins 10% poids d'eau; - au moins une aminé de formule (I) (couramment nommée
N^N^N'-tétraméthylhexane-l^-diamine ou TMHDA)
La solution absorbante comprend avantageusement de 10 à 90 % poids de N^NVN'-tétraméthylhexane-l^-diamine, préférentiellement de 20 à 60% poids de N,N,N',N'-tétraméthylhexane-l,6-diamine, et de manière très préférée de 30 à 50% poids de NAN^N'-tétraméthylhexane-l^-diamine. La solution absorbante peut comprendre en outre une quantité non nulle et inférieure à 50% poids, de préférence inférieure à 20% poids, d'un composé activateur.
De préférence, le composé activateur est constitué d'une aminé, contenant au moins une fonction aminé primaire ou secondaire.
De manière très préférée, l'activateur est choisi dans le groupe formé par :
MonoEthanolAmine,
ButylAmine
AminoEthylEthanolAmine,
DiGlycolAmine,
Pipérazine,
N-(2-HydroxyEthyl)Pipérazine,
N-MethylPipérazine,
N-EthylPipérazine,
N-PropylPipérazine,
N-ButylPipérazine,
1,1,9,9-TetraMéthylDiPropylèneTriamine,
Morpholine,
Pipéridine,
3-(MethylAmino)PropylAmine,
Phenetylamine,
Benzylamine,
N-MethylBenzylAmine,
N-EthylBenzylAmine, α-MethylBenzylAmine α-EthylBenzylAmine,
TetraHydroIsoQuinoline,
Isolndoline.
Dans un autre mode de réalisation, Ia solution absorbante peut comporter une quantité non nulle et inférieure à 50% poids, de préférence inférieure à 20% poids, d'un ou de plusieurs autres dérivés alkylés de la 1,6- HexaneDiAmine. Par exemple, les dérivés alkylés sont choisis parmi : I'hexane-l,6-diamine, la N,N'-dimethylhexane-l,6-diamine, N,N'- dibutylhexane-l,6-diamine, la N,N,N',N'-tetrabutylhexane-l,6-diamine, la N- methylhexane-l,6-diamine, la N,N-dimethylhexane-l,6-diamine, la N, N'- dimethylhexane-l,6-diamine, et la N,N,N'-trimethylhexane-l,6-diamine. Lorsque ces dérivés alkylés de la 1,6-HexaneDiAmine possèdent une fonction aminé primaire ou secondaire, ces dérivés jouent le rôle d'activateur de la TMHDA.
La solution absorbante peut comprendre un solvant physique.
La solution absorbante peut comprendre un acide organique ou inorganique.
Selon l'invention, Ie procédé d'élimination des composés acides contenus dans un effluent gazeux, peut comporter les étapes suivantes :
- une étape d'absorption des composés acides par mise en contact de l'effluent avec une solution absorbante selon l'invention de manière à obtenir un effluent gazeux appauvri en composés acides et une solution absorbante chargée en composés acides, au moins une étape de régénération de la solution absorbante chargée en composés acides.
De manière générale, l'étape d'absorption des composés acides est réalisée à une pression comprise entre 1 bar et 120 bars, et à une température comprise entre 3O0C et 1000C.
Compte tenu de la forte stabilité de la N,N,N',N'-tétraméthylhexane-l,6- diamine, il est possible de régénérer la solution absorbante selon l'invention à haute température dans une colonne à distiller. De manière générale, l'étape de régénération thermique est réalisée à une température comprise entre 1000C et 18O0C et à une pression comprise entre 1 bar et 10 bars. De manière préférée, la régénération dans la colonne à distiller est réalisée à une température comprise entre 155 et 165°C et à une pression comprise entre 6 et 8,5 bars dans le cas où l'on souhaite réinjecter les gaz acides. De manière préférée, la régénération dans la colonne à distiller est réalisée à une température de 115 et 13O0C et à une pression comprise entre 1,7 et 3 bars dans les cas où le gaz acide est envoyé à l'atmosphère ou dans un procédé de traitement aval, comme un procédé Claus ou un procédé de traitement de gaz de queue.
Dans une variante du procédé selon l'invention, on effectue, avant l'étape de régénération, une première étape de détente de la solution absorbante chargée en composés acides.
De manière préférée, on effectue une deuxième étape de détente de la solution absorbante chargée en composés acides, la deuxième étape de détente étant réalisée après la première étape de détente et avant l'étape de régénération, la solution absorbante étant chauffée avant de subir la deuxième étape de détente.
L'invention concerne également un procédé selon l'invention pour le traitement du gaz naturel.
L'invention concerne également un procédé selon l'invention pour le traitement des gaz d'origine industrielle, de manière préférée pour le captage du CO2.
Le procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté pour capter des composés acides présents à faible pression partielle dans un gaz. De manière générale, l'étape d'absorption des composés acides est réalisée pour un gaz ayant une pression partielle de gaz acide (i.e. la somme de la pression partielle d'H2S et de CO2) inférieure à 20 bars. De manière préférée, l'étape d'absorption des composés acides est réalisée à une pression partielle de gaz acide inférieure à 5 bars. De manière préférée, l'étape d'absorption des composés acides est réalisée à une pression partielle de gaz acide inférieure à 2 bars.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant à la figure 1 donnée à titre d'exemple et représentant un schéma de principe d'un procédé de traitement d'effluents de gaz acides. Description détaillée de l'invention
La N,N,N',N'-TetraMethylHexane-l,6-DiAmine, ou TMHDA, présente un intérêt dans l'ensemble des procédés de traitement de gaz acides (gaz naturel, fumées de combustion, etc.)/ dans une composition aqueuse de solution absorbante.
La présente invention propose d'éliminer les composés acides d'un effluent gazeux en mettant en oeuvre un composé absorbant en solution aqueuse. Le composé absorbant selon l'invention, la N,N,N',N'-tétraméthylhexane-l,6- diamine, présente une capacité d'absorption plus importante avec les gaz acides (CO2, H2S, COS, SO2, CS2 et mercaptans) que les alcanolamines classiquement utilisées. En effet, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine présente la particularité d'avoir des taux de charge (α = ngaz acide/namine) très importants à de faibles pressions partielles de gaz acide, comparativement aux alcanolamines classiquement utilisées. L'utilisation d'une solution absorbante aqueuse selon l'invention permet d'économiser sur le coût d'investissement et les coûts opératoires d'une unité de désacidification (traitement de gaz et captage du CO2).
Enfin, la molécule de N^/N^N'-Tétraméthylhexane-l/δ-diamine est intéressante pour sa résistance à la dégradation, notamment thermique. Par conséquent, il est possible de régénérer le solvant à plus forte température et donc d'obtenir un gaz acide à plus forte pression si cela présente un intérêt comme le cas où l'on souhaite réaliser la réinjection du gaz acide. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas du captage du CO2 en post-combustion où le gaz acide doit être comprimé avant réinjection et séquestration. L'utilisation d'une solution absorbante aqueuse selon l'invention permet d'économiser sur le coût d'investissement et opératoires associés à la compression du gaz acide.
Synthèse de la N,N,N',N'-TetraMethylHexane-1.6-DiAmine et préparation des solutions absorbantes selon l'invention Deux modes de préparation de la solution absorbante peuvent être envisagés.
Mode de préparation 1 :
Les solutions absorbantes selon l'invention peuvent être obtenues par le mélange d'eau et d'au moins un dérivé alkylé de la hexane-l,6-diamine, dont la N, N, N', N'- tetramethylhexane-l,6-diamine obtenus séparément par synthèse à un taux de pureté supérieure à 90%. A titre d'illustration, les solutions absorbantes selon l'invention peuvent être obtenues par le mélange d'eau et de dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine disponibles commercialement, comme la N, N, N', N'- tetramethylhexane-l,6-diamine éventuellement en mélange avec de l'hexane- 1,6-diamine, de la N,N'-dimethylhexane-l,6-diamine, de la N,N'-dibutylhexane- 1,6-diamine, de la N,N,N',N'-tetrabutylhexane-l,6-diamine.
Mode de préparation 2 :
La solution absorbante selon l'invention peut être obtenue par le mélange d'eau et d'un mélange de dérivés alkylés de la hexane-l,6-diamine, ce mélange étant obtenu par un des modes de synthèse A/ et B/ décrits ci-dessous. A titre d'illustration, les solutions absorbantes selon l'invention peuvent être obtenues par le mélange d'eau et d'un mélange de dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine, obtenus au cours d'une même synthèse, comme par exemple de la N,N,N',N'~ tetramethylhexane-l,6-diamine éventuellement en mélange avec de l'hexane- 1,6-diamine, de la N-methylhexane-l,6-diamine, de la N,N-dimethylhexane-l,6- diamine, de la N,N'~dimethyIhexane-l,6-diamine, de la N,N,N'-trimethylhexane- 1,6-diamine.
Mode de synthèse A/
Le mélange de dérivés alkylés de la hexane-l,6-diamine peut être obtenu par une alkylation partielle de la hexane-l,6-diamine.
Mode de synthèse B/
Le mélange de dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine peut être obtenu par réaction de condensation d'un composé X, ou d'un mélange de composés X, avec un composé Y. X désigne ici l'ammoniac, la méthylamine, l'éthylamine, les propylamines, les butylamines. Y désigne ici l'hexane-l,6-diol, l'hexane-l,6-dial ou l'hexane-l,6-dinitrile. On donne a titre d'illustration des exemples de synthèse selon le mode A/ et le mode B/, connus de l'homme du métier, décrite par exemple dans les documents JP 1998-341556, EP 1998-105636, JP 1994-286224, JP 1993-25241, EP 1993- 118476, EP 1988-309343, JP 1986-124298, JP 1985-^147734, DE 1985-3523074, JP 1983-238221, et JP 1983-234589.
Les réactions décrites dans ces documents sont généralement catalytiques, avec des compositions de catalyseurs variées, par exemple : Pt, Pd, Rh, Ru, Cu, Ni, Co. On représente ci-dessous certaines de ces voies identifiées en notant de manière générique [Cat.] pour l'utilisation d'un catalyseur.
Par exemple, pour le mode de synthèse A/, on peut réaliser une méthylation de l'hexane-l,6-diamine, par addition de formaldéhyde ou de méthanol, en présence d'un catalyseur, sous pression d'hydrogène. Si la méthylation est réalisée partiellement, par exemple en défaut d'un des réactifs, on peut obtenir un mélange d'hexane-l,6-diamine, de N-methylhexane-l,6-diamine, de N, N- dimethylhexane-l,6-diamine, de N,N'-dimethylhexane-l,6-diamine, de N, N, N'- trimethylhexane-l,6-diamine et de N,N,N',N'-tetramethylhexane-l,6-diamine. Ce mélange de dérivés méthylés de Phexane-l,6-diamine peut être utilisée pour réaliser la solution absorbante selon l'invention par le mode de préparation 2. Si la méthylation est réalisée totalement, on peut obtenir la N, N, N', N'- tetramethylhexane-l,6-diamine avec une pureté supérieure à 90%, qui peut être utilisée pour réaliser la solution absorbante selon l'invention par le mode de préparation 1.
Par exemple, pour le mode de synthèse B/, on peut réaliser une condensation de l'hexane-l,6-diol par exemple, avec un mélange de méthylamine et de dimethylamine, en présence d'un catalyseur. Selon la proportion respective de méthylamine et de dimethylamine, on peut obtenir un mélange de N, N'- dimethylhexane-l,6-diamine, de N,N,N'-trirnethylhexane-l,6-diamine et de N,N,N',N'-tetramethyIhexane-l,6-diamine. Ce mélange de dérivés méthylés de rhexane-l,6-diamine peut être utilisée pour réaliser la solution absorbante selon l'invention par Ie mode de préparation 2. Si la réaction condensation est réalisé uniquement en présence de dimethylamine, on peut obtenir la N, N, N', N'- tetramethylhexane-l,6-diamine avec une pureté supérieure à 90%, qui peut être utilisée pour réaliser Ia solution absorbante selon l'invention par le mode de préparation 1.
Nature des effluents gazeux
Les solutions absorbantes selon l'invention peuvent être mises en oeuvre pour désacidifier les effluents gazeux suivants : le gaz naturel, les gaz de synthèse, les fumées de combustion, les gaz de raffinerie, les gaz obtenus en queue du procédé Claus, les gaz de fermentation de biomasse, les gaz de cimenterie, les fumées d'incinérateur. Ces effluents gazeux contiennent un ou plusieurs des composés acides suivants : le CO2, I1H2S, des mercaptans, du COS, du CS2.
Les fumées de combustion sont produites notamment par la combustion d'hydrocarbures, de biogaz, de charbon dans une chaudière ou pour une turbine à gaz de combustion, par exemple dans le but de produire de l'électricité. Ces fumées ont une température comprise entre 20 et 600C, une pression comprise entre 1 et 5 bars et peuvent comporter entre 50 et 80 % d'azote, entre 5 et 40 % de dioxyde de carbone, entre 1 et 20 % d'oxygène, et quelques impuretés comme des SOx et des NOx, s'ils n'ont pas été éliminés en aval du procédé de désacidification.
Le gaz naturel est constitué majoritairement d'hydrocarbures gazeux, mais peut contenir plusieurs des composés acides suivants : le CO2, I1H2S, des mercaptans, du COS, du CS2. La teneur de ces composés acides est très variable et peut aller jusqu'à 40% pour le CO2 et I1H2S. La température du gaz naturel peut être comprise entre 200C et 1000C. La pression du gaz naturel à traiter peut être comprise entre 10 et 120 bars.
Composition de la solution aqueuse absorbante
La N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine peut être en concentration variable par exemple comprise entre 10% et 90% poids, de préférence entre 20% et 60% poids, de manière très préférée entre 30% et 50% poids, dans la solution aqueuse.
La solution absorbante peut contenir au moins 10% poids d'eau, en général entre 10% et 90% poids d'eau, de manière très préférée au moins 50% poids, par exemple de 60 à 70% poids d'eau.
Dans un mode de réalisation, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine peut être formulée avec une autre aminé, contenant au moins une fonction aminé primaire ou secondaire (activateur), jusqu'à une concentration de 50% poids, de préférence inférieure à 15% poids, de préférence inférieure à 10% poids. Ce type de formulation est particulièrement intéressant dans Ie cas du captage du CO2 dans les fumées industrielles, ou le traitement du gaz naturel contenant du CO2 au dessus de la spécification désirée. En effet, pour ce type d'applications, on cherche à augmenter la cinétique de captage du CO2, afin de réduire la taille des équipements. Dans un mode très préféré, la solution absorbante selon l'invention contient de 62 à 68 % poids d'eau, de 32 à 38% poids de N,N,N',N'- Tétraméthylhexane-l,6-diamine.
Dans un mode très préféré, la solution absorbante selon l'invention contient de 62 à 68 % poids d'eau, de 32 à 38% poids d'aminés comportant de la N^^VN'-Tétraméthylhexane-l/ô-diamine en mélange avec une aminé primaire ou secondaire comme activateur, l'activateur représentant entre 1% et 10% poids de la solution absorbante finale.
Une liste non exhaustive de composés pouvant être utilisés comme activateurs est donnée ci-dessous :
- MonoEthanolAmine,
- ButylAmine
- AminoEthylEthanolAmine,
- DiGlycolAmine,
- Pipérazine,
- N-(2-HydroxyEthyl)Pipérazine,
- N-(2-AminoEthyl)Pipérazine, N-MethylPipérazine,
- N-EthylPipérazine,
- N-PropylPipérazine,
- N-ButylPipérazine,
- 1,1,9,9-TetraMéthylDiPropylèneTriamine,
- Morpholine,
- Pipéridine,
- 3-(MetylAmino)PropylAmine,
- PhenetylAmine,
- BenzylAmine,
- N-MethylBenzylAmine,
- N-EthylBenzylAmine,
- α-MethylBenzylAmine,
- α-EthylBenzylAmine,
- TetraHydroIsoQuinoline,
- Isolndoline. Dans un mode de réalisation, la solution absorbante à base de N, N, N1, N'- tetramethylhexane-l,6-diamine contient d'autres composés organiques. Ainsi, la solution absorbante selon l'invention peut contenir des composés organiques non réactifs vis à vis des composés acides (couramment nommé "solvants physiques"), qui permettent d'augmenter la solubilité d'au moins un ou plusieurs composés acides de l'effluent gazeux. Par exemple, la solution absorbante peut comporter entre 5% et 50% poids de solvant physique tel que des alcools, des ethers de glycol, des lactames, des pyrrolidones N-alkylées, des pipéridones N- alkylées, des cyclotétraméthylènesulfone, des N-alkylformamides, des N- alkylacétamides, des ethers-cétones ou des phosphates d'alkyles et leur dérivés. A titre d'exemple et de façon non limitative, il peut s'agir du méthanol, du tetraethylèneglycoldimethylether, du sulfolane ou de la N-formyl morpholine.
Dans un mode de réalisation, la solution absorbante à base de N, N, N1, N'- tetramethylhexane-l,6-diamine peut comprendre un acide organique ou inorganique. Une liste non exhaustive de composés acides pouvant être utilisés à cet effet est donnée ci-dessous :
- acide formique
- acide oxalique
- acide acétique
- acide propanoïque
- acide butanoïque
- acide aminé (glycine, taurine, etc.)
- acide phosphorique
- acide phosphoreux
- acide pyrophosphorique
- acide sulfurique
- acide sulfureux
- acide nitreux
- acide chlorhydrique.
Dans un mode de réalisation, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine peut être formulée avec un composé dérivé alkylé de la 1,6-HexaneDiAmine. Dans la présente description, un dérivé alkylé de la 1,6-HexaneDiAmine est une
molécule répondant à la formule où R1, R2, R3 et R4 sont choisis indépendamment parmi l'atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, linéaire ou branché, constitué de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence de 1 à 2 atomes de carbone.
Par exemples, les dérivés alkylés sont choisis parmi : l'hexane-l,6-diamine, la
N,N'-dimethylhexane-l,6-diamine, N,N'-dibutylhexane-l,6-diamine ou la
N,N,N',N'-tetrabutylhexane-l,6-diamine. Ces dérivés peuvent être obtenus par le mode de préparation 1. Par exemple, les dérivés alkylés de la 1,6-
HexaneDiAmine sont choisis parmi : Phexane-l,6-diamine, là N-methylhexane-
1,6-diamine, la N,N-dimethylhexane-l,6-diamine, la N,N'-dimethylhexane-l,6- diamine, ou la N,N,N'-trimethylhexane-l,6-diamine. Ces dérivés peuvent être obtenus selon le mode de préparation 2.
Dans ce cas, la solution absorbante selon l'invention peut comporter au moins
10% poids de TMHDA et au moins 1% poids, de préférence au moins 5% poids, voire 10% poids, d'un dérivé alkylé de la 1,6-HexaneDiAmine, ledit dérivé alkylé étant différant de la TMHDA.
Le mélange de dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine peut avoir une proportion de liaisons IMH non alkylées comprise entre 1 et 100%, de préférence entre 1 et
75%, de manière très préférée entre 1 et 50%.
De préférence, la quantité cumulée de TMHDA et de dérivés alkylés de la 1,6-
HexaneDiAmine est comprise entre 10 à 90 % poids, préférentiellement de 20 à
60% poids, et de manière très préférée de 30 à 50% poids de la solution absorbante.
Lorsque ces dérivés alkylés de la 1,6-HexaneDiAmine possèdent une fonction aminé primaire ou secondaire, ces dérivés jouent le rôle d'activateur.
Une solution absorbante comportant de la TMHDA et des dérivés alkylés de la hexane-l,6-diamine procure une forte stabilité à la solution absorbante. En effet, la principale réaction de dégradation est un transfert de groupements alkylés d'une aminé à l'autre redonnant ainsi un mélange d'aminés similaire. Procédé d'élimination des composés acides dans un effluent gazeux (Fig. 2)
La mise en oeuvre d'une solution absorbante pour désacidifier un effluent gazeux est réalisée de façon schématique en effectuant une étape d'absorption suivie d'une étape de régénération. L'étape d'absorption consiste à mettre en contact l'effluent gazeux contenant les composés acides à éliminer avec la solution absorbante dans une colonne d'absorption Cl. L'effluent gazeux à traiter (~1) et la solution absorbante (~4) alimentent la colonne Cl. Lors du contact, les composés organiques munis d'une fonction aminé de la solution absorbante (~4) réagissent avec les composés acides contenus dans l'effluent (~1) de manière à obtenir un effluent gazeux appauvri en composés acides (~2) qui sort en tête de colonne Cl et une solution absorbante enrichie en composés acides (~3) qui sort en fond de colonne Cl. La solution absorbante enrichie en composés acides (~3) est envoyée vers un échangeur El, où elle est réchauffée par le flux (~6) provenant de la colonne de régénération C2. La solution absorbante chargée et réchauffée en sortie de l'échangeur El (~5) alimente la colonne à distiller (ou colonne de régénération) C2 dans laquelle a lieu la régénération de la solution absorbante chargée en composés acides. L'étape de régénération consiste donc notamment à chauffer et, éventuellement à détendre, la solution absorbante enrichie en composés acides afin de libérer les composés acides qui sortent en tête de colonne C2 sous forme gazeuse (~7). La solution absorbante régénérée, c'est-à-dire appauvrie en composés acides (~6), sort en fond de colonne C2, puis passe dans l'échangeur El, dans lequel elle cède de la chaleur au flux (~3) comme décrit précédemment. La solution absorbante régénérée et refroidie (~4) est ensuite recyclée vers la colonne d'absorption Cl.
L'étape d'absorption des composés acides peut être réalisée à une pression comprise entre 1 bar et 120 bars, de préférence entre 20 bars et 100 bars pour le traitement d'un gaz naturel, de préférence entre 1 et 3 bars pour le traitement des fumées industrielles, et à une température comprise entre 2O0C et 1000C, préférentiellement comprise entre 300C et 900C, de manière encore plus préférée entre 3O0C et 600C. En effet, le procédé selon l'invention présente une excellente capacité d'absorption des composés acides lorsque la température dans la colonne d'absorption Cl est comprise entre 3O0C et 600C L'étape de régénération du procédé selon l'invention peut être réalisée par régénération thermique, éventuellement complétée par une ou plusieurs étapes de détente.
La régénération peut être effectuée à une pression comprise entre 1 bar et 5 bars, voire jusqu'à 10 bars et à une température comprise entre 100 0C et 180 0C, de préférence comprise entre 130 0C et 170 0C.
Exemples :
Exemple 1 : Capacité de captage des solutions aqueuse de TMHDA
On utilise comme solution absorbante dans cet exemple une solution aqueuse de N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine, à 35% poids.
Les performances de la solution absorbante à 35% poids de TMHDA en terme de capacité de captage sont comparées à celle d'une solution aqueuse de MonoEthanolAmine à 30% poids, qui constitue le solvant de référence pour une application de captage des fumées en post-combustion, et à celle d'une solution aqueuse de MéthylDiEthanolAmine à 40% poids qui constitue le solvant de référence pour une application de traitement du gaz naturel. Par ailleurs, les performances de la solution absorbante à 35% poids de TMHDA en terme de capacité de captage sont comparées à celle d'une solution aqueuse de N,N,N',N'-Tétraméthylpropane-l,3-diamine ou TMPDA à 35% poids, une autre diamine tertiaire de structure très proche de celle de la N, N, N', N'- Tétraméthylhexane-l,6-diamine, pour une application de captage des fumées en post-combustion.
La molécule de N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine présente la particularité de capter une très grande quantité de gaz acide.
A titre d'exemple, on compare les taux de charge (α = ngaz acide/namine) obtenus à 4O0C pour différentes pressions partielles de CO2 entre la solution absorbante selon l'invention et une solution absorbante de MonoEthanolAmine à 30% en poids ou d'une solution absorbante de N,N,N',N'-Tétraméthylpropane-1,3- diamine à 35% en poids:
A titre d'exemple, on compare les taux de charge (α = ngaz acide/namme) obtenus à 400C pour différentes pressions partielles de H2S entre la solution absorbante selon l'invention et une solution absorbante de MéthylDiEthanolAmine à 40% en poids :
Cet exemple montre les taux de charge importants qui peuvent être obtenus grâce à une solution absorbante selon l'invention, comprenant 35 % poids de N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine, notamment pour des faibles pressions partielles de gaz acides.
Exemple 2 : Capacité de captage des solutions aqueuses de TMHDA en mélange avec des dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine
On utilise dans ces exemples des solutions absorbantes selon l'invention contenant de la TMHDA et des dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine dont la quantité cumulée est égale à 35% poids ou à 40%. Les solutions absorbantes selon l'invention sont obtenues selon le mode de préparation 1. en mélangeant d'une part (série A) de l'eau, de l'hexane-l,6-diamine (HDA) et de la N, N, N', N'- tetraméthylhexane-l,6-diamine (TMHDA) et en mélangeant d'autre part (série B) de l'eau, de la N,N'-diméthylhexane-l,6-diamine (DMHDA) et de la N, N, N', N'- tetraméthylhexane-l,6-diamine (TMHDA). Le tableau ci-dessous donne la composition des solutions absorbantes de la série A, et la proportion de liaisons NH non alkylées, qui sont utilisées pour la démonstration.
Le tableau ci-dessous donne la composition des solutions absorbante de la série B, et la proportion de liaisons NH non alkylées, qui sont utilisées pour la démonstration.
Les performances de ces solutions absorbantes selon l'invention en terme de capacité de captage sont comparées à celle d'une solution aqueuse de MonoEthanolAmine à 30% poids, qui constitue le solvant de référence pour une application de captage des fumées en post-combustion, et à celle d'une solution aqueuse de MéthylDiEthanolAmine à 40% poids qui constitue le solvant de référence pour une application de traitement du gaz naturel. Par ailleurs, leurs performances en terme de capacité de captage sont comparées à celle d'une solution aqueuse de N/N,N',N'-Tétraméthylpropane-l,3-diamine ou TMPDA à 35%, pour une application de captage des fumées en post-combustion.
Les solutions absorbantes selon l'invention présentent la particularité de capter un très grande quantité de gaz acide. A titre d'exemple, on compare les taux de charge (α = ngaz acide/namine) obtenus à 4O0C pour différentes pressions partielles de CO2 pour différentes solutions absorbantes selon l'invention (A4, Bl et B5, en référence au tableaux précédents) et une solution absorbante de MonoEthanolAmine à 30% en poids ou d'une solution absorbante de N,N,N',N'-Tétraméthylpropane-l,3-diamine à 35% en poids :
Cet exemple montre les taux de charge importants qui peuvent être obtenus grâce à une solution absorbante selon l'invention notamment pour des faibles pressions partielles de gaz acides.
A titre d'exemple, on peut comparer les taux de charge (α = ngaz acide/namine) obtenus à 400C pour une pression partielle de CO2 de 0,1 bar pour différentes solutions absorbantes selon l'invention (série B) et une solution absorbante de MonoEthanolAmine à 30% en poids ou d'une solution absorbante de N, N, N1, N1- Tétraméthylpropane-l,3-diamine à 35% en poids :
Cet exemple montre les taux de charge importants qui peuvent être obtenus grâce à une solution absorbante selon l'invention sont peu affectés, notamment pour des faibles pressions partielles de gaz acides, par la proportion de liaisons NH non alkylés dans le mélange de dérivés de I'hexane-l,6-diamine, qui varie entre 0 et 75% des solutions absorbantes Bl à B5.
Exemple 3 : Stabilité
Les performances des solutions aqueuses de TMHDA en terme de stabilité sont comparées à celle d'une solution aqueuse de MonoEthanolAmine à 30% poids, qui constitue le solvant de référence pour une application de captage des fumées en post-combustion, et à celle d'une solution aqueuse de MéthylDiEthanolAmine à 40% poids qui constitue le solvant de référence pour une application de traitement du gaz naturel.
Par ailleurs, les performances des solutions aqueuses de TMHDA en terme de stabilité sont comparées à celle d'une solution aqueuse de N, N, N', N1- Tétraméthylpropane-l,3-diamine ou TMPDA à 35%, une autre diamine tertiaire de structure très proche de celle de la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-l,6-diamine, pour une application de captage des fumées en post-combustion. La molécule de N^N^N'-Tétraméthylhexane-l^-diamine présente la particularité d'être particulièrement résistante aux dégradations qui peuvent se produire dans une unité de désacidification.
Les solutions aqueuses d'aminé sont dégradées au sein de réacteur fermé, chauffées à une température T, et mises sous pression sous une pression partielle PP de différents gaz (CO2, O2, H2S, N2). La phase liquide est agitée à l'aide d'un barreau aimanté. Au bout d'une certaine durée, un échantillon représentatif de la phase liquide est prélevé, puis analysé par différentes techniques, notamment par chromatographie en phase gazeuse. Le tableau ci- dessous donne le taux de dégradation TD de la solution absorbante, dans différentes conditions, pour une durée de 15 jours, défini par l'équation ci- dessous :
[A min e] - [A min ef
TD(0A) = [A mine]0
où [Aminé] est la concentration de l'aminé dans l'échantillon dégradé, et
[Aminé]0 est la concentration de l'aminé dans la solution non dégradée.
Plus le taux de dégradation TD est faible, plus on peut considérer que l'aminé est stable.
Le tableau ci-dessous donne le taux de dégradation TD de différentes solutions absorbantes, pour une température de 14O0C, en absence et en présence de différents gaz acides.
Le tableau ci-dessous donne Ie taux de dégradation TD de différentes solutions aqueuses d'aminé, pour une température de 1800C, en absence et en présence de gaz acide, qui est représentative des dégradations qui pourraient se produire en fond de régénérateur, si l'on souhaite obtenir un gaz acide à forte pression pour des applications de réinjection.
Cet exemple montre que la N,N,N',N'-tetramethylhexane-l,6-diamine comme aminé dans une solution absorbante permet d'obtenir un faible taux de dégradation par rapport aux solutions absorbantes à base d'aminés de l'art antérieur (MéthylDiEthanoIAmine et MonoEthanolAmine). On peut par ailleurs remarquer que les dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine sont beaucoup plus stable qu'une molécule de structure très proche, comme la N, N, N', N'- TetraMéthylPropane-l,3-diamine (TMPDA).
Par ailleurs, l'analyse par chromatographie gazeuse couplée à spectromètre de masse des solutions absorbantes à base de TMHDA, montre qu'une grande partie des réactions de dégradation qui se produisent dans les conditions décrites ci- dessus, sont des deméthylations. Par conséquent, de la N,N,N'-trimethylhexane- 1,6-diamine est produite par dégradation de la N,N,N',N'-tetramethylhexane-l,6- diamine.
Pour les solutions absorbantes selon l'invention, la perte d'un groupement alkyle peut modifier la proportion de liaisons NH non alkylées. Comme cela a été montré dans l'exemple précédent, les propriétés de captage du CO2 sont peut affectées par la proportion de liaisons NH non alkylées. De plus, dans le cas d'un mélange de dérivés alkylés de l'hexane-l,6-diamine, la perte d'un groupement alkyle entraîne l'alkylation d'une espèce nucléophile présente en solution. Par conséquent, la dégradation des solutions absorbantes selon l'invention modifie très peu la proportion de liaisons NH non alkylées.
Compte tenu de la grande stabilité des solutions absorbantes selon l'invention, il est possible de régénérer le solvant à plus forte température et donc d'obtenir un gaz acide à plus forte pression. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas du captage du CO2 en post-combustion où le gaz acide doit être comprimé pour être liquéfié avant réinjection.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'élimination des composés acides contenus dans un effluent gazeux, dans lequel :
- on effectue une étape d'absorption des composés acides par mise en contact de l'effluent avec une solution absorbante comprenant : a. au moins 10% poids d'eau; b. au moins une aminé de formule (I) (N,N,N',N'-tétraméthylhexane- 1,6-diamine)
de manière à obtenir un effluent gazeux appauvri en composés acides et une solution absorbante chargée en composés acides, puis on effectue une étape de régénération dans laquelle on envoie la solution chargée en composés acides dans une colonne à distiller pour libérer les composés acides sous forme d'un effluent gazeux et obtenir une solution absorbante régénérée.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la solution absorbante comprend de 10 à 90 % poids de N,N,N',N'-tétraméthylhexane-l,6- diamine.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution absorbante comprend en outre une quantité non nulle et inférieure à 50 % poids d'un composé activateur.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le composé activateur est constitué d'une aminé contenant au moins une fonction aminé primaire ou secondaire.
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel l'activateur est choisi dans Ie groupe formé par :
- MonoEthanolAmine,
- ButylAmine
- AminoEthylEthanolAmine,
- DiGlycolAmine, .
- Pipérazine,
- N-(2-HydroxyEthyl)Pipérazine,
- N-MethylPipérazine,
- N-EthylPipérazine,
- N-PropylPipérazine,
- N-ButylPipérazine,
- 1,1,9,9-TetraMéthylDiPropyIèneTriamine, Morpholine,
- Pipéridine,
- 3-(MethylAmino)PropylAmine,
- PhenetylAmine,
- BenzylAmine,
- N-MethylBenzylAmine,
- N-EthylBenzylAmine,
- α-MethylBenzylAmine,
- α-EthylBenzylAmine,
- TetraHydroIsoQuinoline,
- Isolndoline.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la solution absorbante comprend un solvant physique.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution absorbante comprend un acide organique ou inorganique.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution absorbante comporte en outre un composé dérivé alkylé de la 1,6- HexaneDiAmine.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape d'absorption des composés acides est réalisée à une pression comprise entre 1 bar et 120 bars, et à une température comprise entre 300C et 1000C.
10. Procédé selon la revendication 9 dans lequel l'étape d'absorption est réalisée à une température comprise entre 30 et 6O0C.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel l'étape de régénération est réalisée à une pression comprise entre 1 bar et 10 bars et une température comprise entre 1000C et 18O0C.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel on effectue, avant l'étape de régénération, une première étape de détente de la solution absorbante chargée en composés acides.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel on effectue une deuxième étape de détente de la solution absorbante chargée en composés acides, la deuxième étape de détente étant réalisée après Ia première étape de détente et avant l'étape de régénération, Ia solution absorbante étant chauffée avant de subir la deuxième étape de détente.
14. Procédé de traitement du gaz naturel selon l'une des revendications 1 à 13.
15. Procédé de traitement des gaz d'origine industrielle selon l'une des revendications 1 à 13.
16. Procédé de traitement des gaz d'origine industrielle selon la revendication 15 pour le captage du CO2.
17. Solution absorbante pour absorber les composés acides d'un effluent gazeux comprenant : a. de l'eau; b. au moins une aminé de formule (I) (N,N,N',N'-tétraméthylhexane- 1,6-diamine)
c. au moins un composé dérivé alkylé de la 1,6-HexaneDiAmine, ledit composé étant différent de la TMHDA.
18. Solution absorbante selon la revendication 17, dans laquelle le au moins un composé dérivé alkylé est choisi parmi l'hexane-l,6-diamine, la N, N'- dimethylhexane-l,6-diamine, N,N'-dibutylhexane-l,6-diamine, la N^N'jN'-tetrabutylhexane-l^-diamine, la l\l-methylhexane-l,6-diamine, Ia N,N-dimethylhexane-l,6-diamine, la N,N'-dimethylhexane-l,6-diamine, et la N,N,N'-trimethylhexane-l,6-diamine.
19. Solution absorbante selon l'une des revendication 17 et 18, comportant - au moins 10% poids de N,N,N',N'-tétraméthylhexane-l,6-diamine, et au moins 1% poids d'un composé dérivé alkylé de la 1,6-HexaneDiAmine.
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