Brevet FR2067164A1 — publié le 19710820

L'invention concerne l'extraction d'un des gaz légers, à savoir l'hydrogène et l'hélium, à partir de mélanges gazeux contenant le gaz léger et un ou plusieurs autres gaz qui peuvent en être séparés par condensation à de basse températures. Elle concerne plus particulièrement l'extraction d'un gaz léger à partir d'un mélange gazeux dont le gaz léger en question est le constituant principal, c'est-à-dire que le mélange gazeux content en volume au moins 90 S du gaz léger en question. Des sources disponibles d'hydrogène sont les gaz de purge des installations de synthèse d'ammoniac et les gaz résiduaires de raffineries de pétrole et d'usines pétrochimiques Des sources d'hélium sont certains gaz naturels et des courants gazeux résiduaires de traitements industriels, par exemple de fabrication d'engrais, utilisant de tels gaz naturels. Il est bien connu que des concentrés d'hydrogène ou d'hé- lium peuvent être recueillis à partir de mélanges tels que ceux énumérés ci-dessus en réalisant la séparation, par condensation à de basses températures, d'autres gaz présents. De tels autres gaz comprennent habituellement de l'azote et il peut aussi s'y trouver au moins un des autres gaz suivants : argon, monoxyde de carbone, et hydrocarbures gazeux tels que le méthane. Des procédés de condensation à basse température pour l'extraction d'hy hydrogène se trouvent décrits, par exemple, dans les brevets Grande-Bretagne OS 1 057 020 et 1 136 040. Il existe toutefois des limitations à la pureté du gaz léger recueilli par un procédé de condensation à basse température mis en oeuvre dans l'intervalle de température adéquat pour la conduite du procédé en question. Ainsi, la pureté maximum de l'hydrogène qu'il est possible d'obtenir par mise en oeuvre d'un tel procédé est d'environ 98 % en volume, et similairement le degré de pureté maximum qu'il est possible d'obtenir en pratique pour l'hélium est du même ordre. En vue de certaines opérations industrielles, il est nécessaire d'avoir à sa disposition de l'hydrogène et de l'hélium dont le degré de pureté est supérieur à celui pouvant être atteint par mise en oeuvre des procédés normaux à basse température. Ainsi, par exemple, de l'hydrogène d'une très grande pureté est nécessaire pour l hydrogénation de graisses et d'huiles et pour l'affinage du nickel. Un hélium de très haute pureté est nécessaire pour les opérations et recherches effectuées à de très basses températures, par exemple pour l'étude et l'utilisation des phénomènes de supra-conductibilité, pour des courants de réfrigération dans les installations nucléaires, etc.. Mise à part l'exigence d'un produit de haute pureté en vue de son utilisation ultérieure par le consommateur, il peut etre avantageux d'élaborer un tel produit en vue de son utilisation dans des turbines à expansion de gaz pouvant notamment servir à la réfrigération pour des opérations de condensation à basses températures. Ainsi, un produit de haute pureté et fortement comprimé peut être expansé dans une turbine à expansion de gaz pour obtenir la basse température désirée sans qu'une formation de liquide intervienne dans la turbine comme cela est le cas lorsqu'on utilise le produit normal d'un procédé de condensation à basse température.Par conséquent, la mise à la disposition de la technique d'un hydrogène ou d'un hélium de très haute pureté-, par exemple au moins égale à 99 % en volume, améliorerait le rende ment et la facilité de mise en oeuvre des procédés de condensatioh à basse température utilisant des turbines à expansion de gaz pour produire une réfrigération. On connait des procédés d'adsorption utilisant du charbon activé, de l'alumine activée ou des tamis moléculaires à de basses températures qui fournissent un hydrogène ou un hélium dont le degré de pureté excède 99 % en volume. On sait aussi recueillir de l'hydrogène d'un haut degré de pureté par diffusion au travers de palladium ou d'autres métaux perméables à l'hydrogène. Toutefois, les procédés et installations d'adsorption et de diffusion connus sont complexes et, même quand on les utilise comme appoint d'un procédé de condensation à basse température,sont coûteux. Par conséquent, il existe dans la technique une demande concernant un procédé et un dispositif plus économiques et plus simples que ceux présentement disponibles pour l'extraction d'hélium et d'hydrogène de très haute pureté. Un but de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif perfectionnés pour extraire de l'hydrogène ou de l'hélium, d'un degré de pureté supérieur à celui obtenu par les procédés de condensation à basse température connus, à partir de mélanges gazeux où prédomine l'hydrogène ou l'hélium, et principalement à partir du concentré d'hydrogène ou d'hélium produit à la suite de la mise en oeuvre d'un procédé de condensation à basse température Conformément à l'invention, on obtient un hydrogène ou un hélium de pureté accrue à partir d'un mélange de gaz constitué principalement par de l'hydrogène ou de l'hélium en introduisant le mélange de gaz dans la portion centrale d'une centrifugeuse rotative à gaz dans des conditions de température et de pression telles que le mélange introduit soit au-dessus de son point de rosée mais passe par son point de rosée au cours de son transfert sous lteffet de la force centrifuge jusqu'à la paroi périphérique de la centrifugeuse, la température étant maintenue substantiellement constante dans toute l'étendue de la centrifugeuse.Il en résulte la formation de gouttelettes liquides de constituants autres que l'hydrogène ou l'hélium quelque part entre le centre de la centrifugeuse et sa paroi périphérique ou sur la paroi périphérique elle-même où le liquide se rassemble de façon à former une pellicule. Le gaz résiduel constitue le courant de produit, que l'on recueille. On sait, bien entendu, que des gaz de poids atomiques différents sont séparables jusqu'à un certain point par centrifugation en phase gazeuse, mais l'utilisation d'une centrifugeuse à gaz ne résout pas par elle-même le problème de la purification poussée d'hydrogène ou d'hélium car elle ne fait que diviser le courant gazeux en parties de compositions qui ne sont relativement que légèrement différentes. Ainsi, si l'on introduit dans la centrifugeuse un mélange contenant 98 % de H2 et si aucune condensation ne s'y produit, on peut retirer du centre un petit courant contenant plus de 99 % d'hydrogene, mais il faut retirer de la circonférence un courant beaucoup plus important et dont la teneur en H2 est de par exemple 96 %. Pour obtenir un meilleur rendement en hydrogène de haute pureté, il faudrait utiliser une centrifugeuse à multiples étages, appareil compliqué et coûteux. On a toutefois découvert que l'on peut tirer avantageusement parti de la variation de concentration d'hydrogène aussi bien que du gradient de pression entre le centre et la circonférence extérieure de la centrifugeuse qui s'établissent au cours du fonctionnement de cet appareil. Si on fait tourner un mélange binaire de gaz parfaits dans une centrifugeuse, la relation entre les concentrations de l'un des composants à différents rayons s'exprime sous la forme suivante où x' et x" sont les fractions molaires, dans le mélange, du constituant plus léger (c'est-à-dire H2) respectivement aux rayons r' et r" (en centimètres), e est la base des logarithmes naturels, Mî et M2 sont les poids moléculaires respectifs des composants plus légers et plus lourds (c'est-à-dire 2 pour H2 et 28 pour N2), W est la vitesse angulaire de rotation de la centrifugeuse (en radians à la seconde), R est la constante universelle des gaz (= 8,31 x îo7ergs/0) et T est la température absolue du gaz. est connu sous la dénomination de coefficient de séparation. En utilisant une centrifugeuse cylindrique de 43 mm de diamètre tournant à 100.000 tours/minute (c'est-à-dire saune vitesse angulaire de 1,05 X 104 radians/seconde) et contenant un mélange d'hydrogène et d'azote à 70 K, on constate que le membre de droite de l'expression ci-dessus prend une valeur numérique de 3,1 si on donne à r" la valeur de 0 correspondant à l'axe idéal de la centrifugeuse et à r" la valeur 2,15 correspondant à la paroi de la périphérie de l'appareil. Par conséquent, si on introduit au centre de la centrifugeuse un mélange contenant en moles 98 % d'hydrogène et 2 % d'azote, l'expression ci-dessus prend la forme suivante à partir de laquelle on trouve que la concentration molaire dhydrogène x" à la périphérie de la centrifugeuse est de 94,0 % tandis que la concentration molaire d'azote y est de 6,0 %. Similairement, on peut aussi montrer par le calcul que, si la pression le long de l'axe idéal de la centrifugeuse est de 40 atmosphères absolues, celle à la circonférence sera juste supérieure à 45 atmosphères absolues (en abrégé : atm abs.). Le procédé faisant l'objet de l'invention tire parti du changement de composition du courant d'hydrogène et de la différence de pression correspondante, en introduisant le courant d'hydrogène à purifier dans la partie centrale de la centrifugeuse sous une pression et à une température telles que le courant d'hydrogène se trouve juste au-dessus de son point de rosée et passe au travers de son point de rosée au cours de son transfert sous l'effet de la force centrifuge jusqu'à la paroi périphérique de la centrifugeuse, la température étant maintenue constante dans toute l'étendue de la centrifugeuse. Par exemple, un mé- lange H2/N2 contenant en volume 98 % de H2 sous 40 atm abs. et à 700K est juste au-dessus de son point de rosée. Sous 45 atm abs. et à 70 K un mélange H2/N2 contenant 94,0 % de H2 est juste audessous de son point de rosée. Il en résulte la formation de gouttelettes liquides quelque part entre le centre de la centrifugeuse et sa circonférence ou à la circonférence elle-même. Etant donné qu'alors la force centrifuge d'entraînement cesse de dépendre de la différence des poids moléculaires mais dépend de la différence des densités, ces gouttelettes sont projetées ou se rassemblent sur la paroi de la centrifugeuse et y forment rapidement une pellicule liquide. Si la centrifugeuse a une paroi cylindrique et est verticale, cette pellicule s'épaissit à la partie inférieure et il devient possible de recueillir du liquide par de petites ouvertures percées dans le bord inférieur.Toutefois, si la centrifugeuse est légèrement en forme de tonneau de la manière décrite ci-après, la pellicule s'épaissit à hauteur du diamètre maximum, étant donné que les forces centrifuges excèdent de beaucoup la force de la pesanteur, et les ouvertures peuvent être situées en conséquence. Il importe peu que les gouttelettes se forment en réalité dans l'espace occupé par le gaz ou le long de la paroi périphérique. Ce qui importe, c'est qu'elles soient présentes sur cette paroi et puissent y être captées.Le liquide en quilibre avec la vapeur en voie de condensation ne contient qu'un faible pourcentage d'hydrogène, et la quantité de liquide à recueillir est très faible, au maximum 2 % du-gaz initialement ame né. Par conséquent, 98 % du mélange peuvent donc être séparés en un courant rdativement important contenant plus de 99 % de H2 et un très petit courant contenant la majeure partie de l'azote et seulement une insignifiante portion de l'hydrogène. Théoriquement, la pureté maximum de l'hydrogène recueilli est donnée par le coefficient de séparation et la composition au point de rosée dans les conditions existantes de température et de pression. Sicelle-ci est de 98 %, alors dans l'exemple donné ci-dessus: = =0,993= 99,3 % Bien que cette haute pureté puisse être irréalisable en pratique, une pureté égale ou légèrement supérieure à 99 % peut être atteinte dans les circonstantes sus-spécifiées. Les considérations cimdessus s'appliquent aussi à des mélan- ges gazeux contenant de l'hélium, et on peut faire des calculs similaires pour de tels mélanges. En général, l'opération 3ee=fec- tue à des températures et sous des pressions qui représentent les limites de purification par mise en oeuvre du procédé classique de condensation à basse température. Pour des mélanges d'hydro gène ou d'hélium contenant de l'azote et qui peuvent aussi conte nir du méthane et/ou du monoqvyde de carbone, il convient que les températures soient comprises entre 64 et 1100K et les pressions entre 10 et 50 atm abuse D'une manière générale, le procédé faisant l'objet de l'invention est avantageusement applicable au traitement de mélanges d'hydrogène ou d'hélium contenant de 90 à 98 % d'hydrogène ou d'hélium. De tels mélanges à 90 98 % peuvent être obtenus à partir de mélanges gazeux disponibles à plus basse teneur en hydro- gène ou hélium par mise en oeuvre des procédés classiques de condensation à basse température, après quoi on les soumet au procédé selon l'invention.On a trouve qu'en utilisant le procédé selon l'invention, la teneur en impuretés de l'hydrogène ou de l'hé- lium constituant le produit peut etre divisée par 2 ou 3 selon la pression et la température de fonctionnement de la centrifugeuse et selon la nature de l'impureté. Ainsi, à partir d'un H2 à 97 % contenant N2 comme impureté principale, on peut obtenir un gaz contenant environ 99 % de H2 en une seule opération. Similairement, à partir d'un H2 à 90 %, on peut produire un H2 à 96-97 % en une seule opération.On peut appliquer plus d'un traitement dans la centrifugeuse à gaz, mais généralement on constate qu'il est plus commode de recueillir un concentré d'hydrogène ou d'hélium à une pureté de 95 à 98 % en volume par mise en oeuvre du procédé de condensation à basse température, puis de soumettre le concentré résultant à un traitement dans la centrifugeuse à gaz à un seul étage. Si l'on exige des impuretés encore plus hautes que celles réalisables dans la centrifugeuse à gaz, on peut mettre en oeuvre, à la suite du traitement de centrifugation, un traitement classique d'adsorption ou de diffusion dont le prix de revient est considérablement abaissé par suite de la plus faible proportion d'impureté à éliminer. Ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus, le procédé faisant l'objet de leinvention peut être combiné à un procédé de séparation à basse température pour traiter le gaz produit par mise en oeuvre du dernier procédé, et dans un tel cas le produit purifié sortant de la centrifugeuse à gaz peut avantageusement être expansé dans une turbine à expansion de gaz pour produire la ré frigération nécessaire en vue de la mise en oeuvre du procédé combiné. La turbine à gaz peut avantageusement être accouplée à la centrifugeuse à gaz pour entraîner cette dernière, et la portée de l'invention s'étend à une combinaison d'une turbine à expansion de gaz et d'une centrifugeuse à gaz agencées de façon telle que la turbine entraîne la centrifugeuse. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins concernent différents modes de réalisation de l'invention choisis à titre d'exemples non limitatifs et sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. Les figures 1 et 2, de ces dessins, représentent schématiquement les dispositifs réalisés conformément à l'invention et tels que décrits respectivement dans les exemples I et 2 ci-apres. La figure 3, enfin, représente en coupe longitudinale axiale la construction d'une forme combinée de turbine à expansion de gaz et de centrifugeuse à gaz selon l'invention, utilisable en vue de la mise en oeuvre du procédé faisant également l'objet de l'invention. Ci-après sont donnés différents exemples, bien entendu non limitatifs, de mise en oeuvre de l'invention. Exemple 1- Dans le présent exemple, le mode opératoire décrit dans le brevet Grande-Bretagne n0 1.057.020 et modifié par utilisation d'une centrifugeuse à gaz conjointement au système décrit dans ce brevet est décrit en se référant à la figure 1 des dessins ci-annexés ; l'application envisagée est l'extraction d'hydrogène à partir du gaz de purge de synthèse d'ammoniac. Ce gaz de purge a la composition suivante : Moles % H2 69,0 N2 23,0 A 2,7 CH4 5,3 Le gaz de purge disponible sous une pression absolue de 135 kg/cm2 et à une température de 10 C est expansé jusqu'à une pression absolue de 70 kg/cm2 puis est transféré par une conduite 7 à un adsorbeur 8 à tamis moléculaire où il est débarrassé d'eau et des traces finales d'ammoniac. On peut utiliser deux adsorbeurs alternativement d'une manière bien connue, l'un étant en cours de régénération pendant que l'autre est en service. Le gaz de purge sortant de l'adsorbeur 8 par une conduite 9 est expansé par un mano-détendeur 10 jusqu'à une pression absolue de 40 kg/cm2 puis est amené parune conduite Il à un échangeur de chaleur 12. En passant dans cet échangeur de chaleur 12, le gaz de purge est refroidi jusqu'à 85 K, de sorte que la majeure partie de l'argon et du méthane et un peu de l'azote se condensent. Le mélange de gaz et de liquide condensé est transféré par une conduite 13 à un séparateur 14 dans lequel la fraction liquide est séparée.Le mélange gazeux résiduel est ensuite transféré par une conduite 15 à un échangeur de chaleur 16 dans lequel il s'élève pour y subir un nouveau refroidissement jusqu'à 700K ayant pour résultat la condensation des traces restantes d'argon et de méthane et de la majeure partie de l'azote présent, qui descendent en servant de reflux à l'égard du courant gazeux montant. Le condensat est recueilli dans un séparateur 17 agencé au-dessous de l'échangeur de chaleur 16. Le concentré d'hydrogène résiduel contenant environ 98 % de H2 et 2 % de N2 sortant de la partie supérieure de l'échangeur de chaleur 16 est transféré à 700K et sous une pression absolue de 40 kg/cm2 par une conduite 18 à une centrifugeuse à gaz 19 tournant sur le même arbre 20 qu'une turbine 21.La centrifugeuse à gaz a un panier en forme de tonneau de 10 cm de longueur avec un diamètre intérieur variant d'environ 4,8 à 5,4 cm. Le panier tourne autour d'un cylindre coaxialement agencé ayant un diamètre estérieur de 3,3 cm. La vitesse de rotation du panier est de 100.000 tours/minute. Il sort de la centrifugeuse 19 un hydrogène purifié contenant moins de 1 % de N2 et qui est transféré par une conduite 22 à l'échangeur de chaleur 16 où il est réchauffé jusqu'à 830K et d'où il est transféré par une conduite 23 à la turbine 21 d'expansion de gaz dans laquelle il est expansé avec production d'un travail externe de 14,5 kg/cm2 et refroidissement jusqu'à 64 K. Cet hydrogène très froid est ensuite transféré par une conduite 24 à l'échangeur de chaleur 16 pour y descendre ; à la sortie de l'échangeur 16, il est repris par une conduite 25 qui le transfè- re à l'échangeur de chaleur 12 dans lequel il est réchauffé jusque dans le voisinage de 10 C pour en sortir sous forme de produit.Le condensat provenant du séparateur 17 est admis à passer dans un mano-détendeur 26 qui l'expanse jusque dans le voisinage d'une pression absolue de 1 kg/cm2 et à la sortie duquel une conduite 27 le reprend pour le faire descendre dans l'échangeur de chaleur 16 à l'intérieur duquel il s évapore pour participer au refroidissement, par échange de chaleur indirect, du gaz qui s'y élève. Le condensat évaporé sortant de ltéchangeur de chaleur 16 est transféré par une conduite 28, dans laquelle il est rejoint par du condensat expansé provenant du séprateur 14 qui a passé par un mano-détendeur 29, à ltéchangeur de chaleur 12 dans lequel le liquide présent dans le mélange est évaporé pour participer au refroidissement, par échange de chaleur indirect, le mélange gazeux de purge à traiter.Le liquide recueilli dans la centrifugeuse 19 est expansé dans un mano-détendeur 30 jusqu'à une pression absolue voisine de 1 kg/cm2 et est repris par une conduite 31 pour être réuni au liquide passant dans la conduite 27 et être évaporé conjointement avec cet autre liquide lors d'un passage dans l'échangeur de chaleur 16. La température dans la centrifugeuse à gaz est maintenue cons tante par réglage de la pression en amont du mano-détendeur 30. Ainsi, en utilisant une centrifugeuse de la forme décrite ci-après en se référant à la figure 3, la pression est réglée à cette fin dans l'espace annulaire entourant le panier 34 et extérieurement limité par l'enveloppe 45. Exemple 2.- Le présent exemple, décrit en se référant à la figure 2, illustre l'extraction d'hélium à partir d'un gaz naturel ayant la composition suivante Vol. % He 0,8 N2 8,7 CH4 90,5 Ce gaz, comprimé jusqu'à 20 atm abs., est initialement concentré d'une manière connue par refroidissement jusqu'à 110 K dans une installation séparée (non représentée). A peu près tout le méthane et une partie de l'azote sont ainsi éliminés par con densation ; le gaz sortant cette installation à 110 K et sous une pression d'environ 20 atm abs. a la composition suivante : Vol.% He 11,2 N2 83,6 CH4 5,2 Se référant à la figure 2, on transfère ce gaz par une conduite 50 à un échangeur de chaleur 51 où il est refroidi jusqu'à 800K par des courants de retour du traitement.Il en résulte la condensation du méthane résiduel et de la majeure partie de l'azote. Les phases gazeuse et liquide résultantes sont transférées par une conduite 52 à un séparateur 53 où elles sont séparées. Le liquide sortant du séparateur 53 est transféré par une conduite 54, où un mano-détendeur 55 en abaisse la pression à 15 atm abs., à l'échangeur 51 dans lequel il est complètement évaporé et dont il sort à 1000K par une conduite 56 pour être recyclé vers l'installation précédente (non représentée). La phase gazeuse séparée dans le séparateur 53 a la composition suivante Vol.% He 95,6 N2 4,4 CH4 Cette phase gazeuse sous pression absolue de 19 atm et à 800K est transférée par une conduite 57 à la zone centrale d'une centrifugeuse à gaz 58 analogue par sa construction et ses dimentions, à la centrifugeuse 19 de l'exemple 1, et qui tourne sur le même arbre 59 qu'une turbine à expansion de gaz 60 à 100.000 tours/minute. Une liquéfaction d'azote intervient dans la centrifugeuse 58, dont de l'hélium gazeux ayant la composition approximative suivante Vol.% He 98,1 N2 1,9 sort par une conduite 61. Ce courant gazeux riche en hélium est réchauffé jusqu'à 1000K dans l'échangeur de chaleur 51, puis est transféré par une conduite 62 à la turbine à expansion de gaz 60 dans laquelle il est expansé avec production d'un travail externe jusqu'à une pression absolue d'environ 5 atm et refroidissement jusqu'à 700K. L'hélium gazeux froid sort de la turbine par une conduite 63 qui l'amène à l'échangeur de chaleur 51 dont il sort par une conduite 64 le transférant à l'installation précédente susmentionnée.L'expansion de l'hélium purifié dans la tur- bine produit la réfrigération nécessaire pour maintenir les conditions de fonctionnement nécessaires de l'installation représentée figure 2. L'azote liquide repris à la périphérie de la centrifugeuse 58 passe dans une conduite 65 équipée d'un mano-détendeur 66 dans lequel il est expansé jusqu'à une pression absolue de 1,5 atm, et il est ensuite mélangé avec le liquide provenant du séparateur 53 en aval du mano-détendeur 55 afin que le mélange des liquides soit admis à passer dans l'échangeur de chaleur 51 dans lequel il est évaporé. La température dans la centrifugeuse est maintenue constante par réglage de la pression en amont du mano-détendeur 66, de la manière décrite dans l'exemple 1. Dans les figures 1 et 2, la-centrifugeuse (représentée respectivement en 19 et en 58) est montrée schématiquement comme étant entraînée par l'arbre de la turbine à gaz. Toutefois, le panier de la centrifugeuse peut affecter la forme d'un prolongement faisant partie intégrante du rotor de la turbine. Un tel agencement est représenté généralement figure 3, montrant une forme préférée d'association d'une turbine à expansion et d'une centrifugeuse à gaz permettant de mettre en oeuvre le procédé faisant l'objet de l'invention. La turbine est du type à expansion avec écoulement radial vers l'intérieur, pouvant fonctionner à 100.000 tours/minute et faire passer environ 3.000 mètres cubes de gaz (mesurés dans les conditions normales de température et de pression) à l'heure. Le dispositif combiné tel que représenté figure 3 affecte une forme généralement cylindrique et comporte un rotor 32 de turbine entraînant un arbre 33 et un panier de centrifugation 34 supporté par et tournant avec le rotor 32 de la turbine. Ce rotor 32 est entouré d'un distributeur annulaire 35 par lequel du gaz y estamené d'une manière connue. Un tube rotatif central 36 attaché au rotor 32 de la turbine en transporte les gaz d'échappement jusqu'à un orifice de sortie 37. Un tube fixe 38 entoure le tube 36 en laissant subsister un espace annulaire à l'extrémité supérieure duquel l'hydrogène à traiter amené en 39 pénètre dans la centrifugeuse en 40. Le gaz léger sort à l'autre extrémité 41 de la centrifugeuse et passe par un orifice de sortie 42.Les gouttelettes liquides se rassemblent sur la paroi extérieure 3 de la centrifugeuse et, en passant au travers d'ouvertures 44, pénètrent dans un espace annulaire limité par une enveloppe extérieure 45 pour atteindre finalement un orifice de sortie 46. Une petite fraction de la puissance absorbée par la turbine sert à accélérer et à séparer les gaz. La puissance restante est rejetée par un compresseur (non représenté) attaché à l'extrémité chaude de l'arbre 33. Des joints 47 et 48 du type labyrinthe servent à empêcher une fuite de gaz entre la turbine et l'espace annulaire enclos par l'envelôppe 45 et entre l'orifice de sortie d'hydrogène et ledit espace annulaire. Il est prévu à l'extrémité de sortie du tube 36 un coussinet 49 jouant le double rôle de support et de joint. Le rotor 32 de la turbine peut être en aluminium ou en acier inoxydable,et l'enveloppe extérieure 45 peut être en aluminium. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'extraction d'hydrogène ou d'hélium de pu reté accrue à partir d'un mélange gazeux constitué en prédominance par de l'hydrogène ou de hélium, lequel procédé est caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement : à introduire le mélange gazeux dans la partie centrale d'une centrifugeuse à gaz rotative à une basse température et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique telles que le mélange gazeux se trouve au-dessus de son point de rosée mais passe par son point de rosée pendant son transfert sous l'effet de la force centrifuge vers la paroi périphérique de la centrifugeuse avec pour résultats une augmentation de pression et une diminution de la concentration d'hydrogène ou d'hélium, de sorte que des im#puretés gazeuses se condensent et se rassemblent sur ladite paroi périphérique ; et à recueillir un courant gazeux d'hydrogène ou d'hélium d'une pureté accrue à partir de la sortie de la centrifugeuse à gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit dans la centrifugeuse à gaz un mélange gazeux contenant en volume de 90 à 98 % d'hydrogène ou d'hélium. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on traite un mélange gazeux contenant de l'azote. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on introduit ledit mélange gazeux dans la centrifugeuse à gaz à une température de 64 à 110 K et sous une pression absolue de 10 à 50 atmosphères. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on obtient ledit mélange gazeux à partir d'un autre mélange gazeux contenant une moindre proportion tion d'hydrogène ou d'hélium à la suite d'une séparation de constituants autres que l'hydrogène ou l'hélium par condensation à basse température d'une manière connue. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on part d'un susdit autre mélange gazeux contenant de l'azote et du méthane. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on utilise une turbine à expansion de gaz pour produire un effet de réfrigération nécessaire à la mise en oeuvre du procédé, on entraîne la centrifugeuse à gaz par la turbine à expansion, et on expanse, dans la turbine à expansion, le courant de gaz provenant de la centrifugeuse à gaz pour produire la réfrigération nécessaire. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on soumet le courant gazeux recueilli à partir de la centrifugeuse à une purification supplémentaire par mise en oeuvre d'un procédé d'adsorption ou de diffusion d'une manière connue. 9. Hydrogène ou hélium de haute pureté obtenu par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Dispositif utilisable en vue d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement en combinaison une turbine à expansion de gaz et une centrifugeuse à gaz agencée de façon à être entraînée par la turbine à expansion de gaz. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la turbine et la centrifugeuse sont montées à l'intérieur d'une enveloppe commune, et le panier de la centrifugeuse est attaché au rotor de la turbine, ou fait partie intégrante de ce rotor, de façon à tourner avec lui.