Brevet FR2083590A1 — publié le 19711217

La présente invention, concerne la séparation des gaz, notamment la séparation des mélanges contenant de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone,, On connaît un procédé dans lequel on en-5 voie un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène et, au moins, l'un des gaz azote et oxyde de carbone au pied d'une colonne contenant des plateaux/tamis ou autres dispositifs de mise en contact de liquide et de vapeur, du méthane liquide étant envoyé à la tête de la colonne. Le méthane liquide absorbe la plus 10 grande partie de l'azote et/ou de l'oxyde de carbone, et l'on obtient un hydrogène assez pur à la tite de cette colonne,, Si le gaz introduit contient une proportion molaire d'hydrogène inférieure à 90 %, une quantité de chaleur importante est cédée lorsque l'azote et/ou l'oxyde de carbone passe de la phase ga-zeuse à la phase liquide ; cette chaleur sera appelée "chaleur d'absorption". De ce fait, selon l'art antérieur, il faut un débit de méthane liquide réfrigéré important pour absorber cette chaleur d'absorption, de sorte que le procédé nécessite relativement beaucoup d'énergie. On connaît aussi un procédé dans 20 lequel on réalise l'absorption de la faible quantité de méthane présent dans le gaz hydrogène quittant la colonne d'absorption de méthane, par contact à contre-courant avec du propane liquide dans une seconde colonne0 L'invention a pour objet un procédé per-25 mettant d'obtenir un hydrogène ou un hélium relativement pur, et consommant peu d'énergie. L'invention a également pour objet d'obtenir un oxyde de carbone pratiquement pur, ou un azote pratiquement pur. 50 Selon l'invention, on propose un procédé, dans lequel on refroidit un mélange gazeux contenant au moins l'un des deux gaz hydrogène et hélium, et au moins l'un des deux gaz azote et oxyde de carbone, sous une pression comprise entre 5 et 55 atmosphères, au voisinage de son point de rosée, 55 et on l'envoie au pied d'une colonne de lavage, à la tête de laquelle on envoie du méthane liquide ; la colonne de lavage contient des moyens pour amener un courant de réfrigération en contact indirect avec ledit mélange gazeux et le méthane liquide ; on prélève,, à la tête de la colonne de lavage, un 71 10327 2 2083590 courant gazeux composé d'hydrogène et/ou d'hélium pratiquement dépourvus d'azote et d'oxyde de carbone ; et l'on prélève, au pied de la colonne de lavage, un courant liquide contenant du méthane et au moins l'un des gaz azote et oxyde de carbone0 On peut réduire en un ou plusieurs iades la pression du liquide prélevé au pied de la colonne de xavage, qui renferme du méthane en même temps que de l'azote et/ou de l'oxyde de carbone, et une faible quantité d'hydrogène dissous et l'on peut évacuer le gaz vaporisé, riche en hydrogène, sous forme d'un courant résiduaire que l'on peut renvoyer à l'alimentation pour le recycler, si on le désire. On peut alors distiller le liquide pour obtenir un courant de méthane liquide pratiquement pur, ainsi qu'un courant d'oxyde de carbone et/ou d'azote pratiquement dépourvu de méthane et d'hydrogène. On com prime au moyen d'une pompe le courant de méthane liquide pratiquement pur à une pression suffisante pour pouvoir 11 envoyer à la tête de la colonne de lavage. Le procédé nécessite un appoint de méthane pour remplacer les pertes des courants de produits gazeux. G8 peut être du méthane qui se trouve dans le courant de gaz d'alimentation, ou du méthane provenant d'une source extérieure. L'invention a, en outre, pour objet un appareil à colonne de lavage, recevant à son pied un mélange gazeux contenant au moins l'un des gaz hydrogène et hélium, et au moins l'un des gaz azote et oxyde de carbone, ledit mélange gazeux étant soumis à une pression comprise entre 5 et 55 atmosphères, et recevant à sa tête une alimentation en méthane liquide, la colonne comportant des moyens pour réfrigérer les courants de vapeur et de liquide qui y circulent, comprenant un ou plusieurs contacteurs vapeur/liquide et plusieurs serpentins de refroidissement. On va décrire, à présent, un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, à titre d'exemple- non limitatif, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une élévation schématique de la colonne de lavage ; la figure 2 représente, en plan, un seul 1 10327 j 2083590 m seul plateau de la colonne de lavage ; la figure 3 représente, en élévation, deux plateaux consécutifs ; la figure 4 est un diagramme de circulation d'une installation complète comprenant la colonne de lavage ; et les figures 5A et 5>B constituent le diagramme d'écoulement d'une autre variante d'installation. La conception préférée de la colonne de lavage est représentée sur les figures 1, 2 et 3. .C'est un dispositif de contact vapeur/liquide à contre-courant, comportant des moyens d'échange de chaleur entre le mélange vapeur/liquide présent et un réfrigérant à 1'ébullition. On peut considérer le dispositif comme étant constitué par .deux sections. La section supérieure de la colonne de lavage 1 contient plusieurs plateaux horizontaux perforés 2, munis de tubes de chute latéraux 5> de déversoirs d'entrée 4-, et de déversoirs de sortie 5- liquide qui descend dans la colonne de lavage franchit les plateauâ cSte à c8te, comme dans une colonne de distillation classique. En outre, plusieurs tubes 6, enroulés chacun en un serpentin plat en spirale, sont placés l'un au-dessus de l'autre sur la zone perforée du plateau. Le nombre de tubes enroulés est tel que les surfaces des tubes sont immergées dans le mélange à deux phases qui existe au-dessus des perforations du plateau tamis. L'intervalle entre les serpentins en direction verticale, et entre le serpentin inférieur et le plateau est suffisant pour permettre au liquide de passer à travers le.plateau, tandis que la distance horizontale entre les tubes dans un serpentin est suffisante pour permettre à la vapeur de traverser verticalement, en montant, les serpentins. Pour empêcher la vapeur de contourner les serpentins, les perforations du plateau sont comprimées dans une zone se trouvant verticalement au-dessous des serpentins et limitée par les périmètres des serpentins extérieur et inférieur. Pour empêcher le liquide de contourner les serpentins, des barrières dirigées vers l'intérieur 7 sont placées.au bord de la colonne, entre les déversoirs d'entrée et de sortie 4- et 5» D'autres agencements de la zone perforée et des tubes de chute sont possibles et, selon la forme de la zone perforée, des serpentins 71 10327 4 2083590 plats présentant une forme non-ovale pouvant être nécessaires» L'entrée et la sortie de chaque serpentin traverse la paroi de la colonne, et sont respectivement reliées à un collecteur du réservoir d'entrée vertical Q et à un collecteur de sortie ver-5 tical 9« Le réfrigérant liquide descend dans le tube 8 provenant d'un réservoir 10, et la vapeur, en même temps que du liquide éventuellement en excès, rëtourne au réservoir 10 par le tuyau 9» Le réservoir 10 agit comme un séparateur de vapeur/ liquide pour le fluide notamment par le tuyau 9« Les fluides, 10 passant du collecteur de réfrigérant 8 aux serpentins sur les plateaux, traversent des soupapes 11 qui isolent les serpentins sur différents groupes de plateaux. On utilise ces soupapes pour ajuster le débit de réfrigérant parvenant à chaque groupe de plateaux, de façon à pouvoir maintenir le profil de températu-15 res correct le long de la colonne, afin de produire le transfert de masse optimal entre les phases gazeuse et liquide,. La section inférieure de la colonne comprend plusieurs contacteurs 12 vapeur/liquide à courant de même sens, dans lesquels on prévoit des moyens d'échange de chaleur 20 avec le courant réfrigérant. Ils sont réalisés, dans cet exemple, sur la base du principe bien connu de la matrice d'ailettes de tôle d'aluminium. Le réfrigérant liquide pénètre dans les contacteurs par le tuyau 8, par l'intermédiaire des soupapes 13, qui permettent de régler le débit de réfrigérant de 25 façon à maintenir le profil de températures correct le long de la colonne. La vapeur réfrigérante, en même temps que le liquide en excès éventuel, quitte le contacteur le long de tuyaux 14 qui aboutissent dans le collecteur de retour commun 9- Pour chaque contacteur, le liquide provenant de l'étage supérieur 30 s'écoule le long du tuyau 15, tandis que la vapeur provenant de l'étage inférieur s'écoule.le long du tuyau 16. Le débit d'alimentation de la colonne pénètre dans le contacteur inférieur par le tuyau 17. Les charges de liquide et de vapeur qui ont pénétré dans le contacteur se mélangent uniformément dans le 35 contacteur, et montent par un ensemble de passages commun qui sont adjacents au passage du réfrigérant» La longueur des passages et les vitesses des fluides sont telles quelles assurent que le mélange liquide-vapeur a pratiquement atteint l'équilibre, et que la quantité de transfert de chaleur requise a^lieu 40 lorsque le courant de liquide, et de vapeur quitte le contacteur» 10327 2083590 Le mélange liquide-vapeur, qui quitte chaque contacteur le long du tuyau 18, pénètre dans un séparateur vapeur/liquide 19» Les séparateurs sont disposés dans une colonne verticale, qui est un prolongement de l'enveloppe de la section supérieure de la colonne de lavage, les contacteurs 12 se trouvant, à l'extérieur de celle-ci. Il est nécessaire d'utiliser des échangeurs de cka-leur à contacteurs vapeur-liquide 12 séparés, lorsque la quantité de chaleur transférée requise par niveau d'équilibre dans la colonne dépasse celle qui peut être transférée sur un ou deux des plateaux/tamis utilisant les serpentins plats. La position relative des contacteurs et séparateurs ou plateaux/tamis dans la colonne de lavage dépend des caractéristiques du mélange qui doit être séparée, Le méthane liquide pénètre à la tête de la colonne par le tuyau 20. Le produit gazeux quitte la tête de la colonne par le tuyau 21, tandis que le produit du fond liquide quitte la colonne par le tuyau 22. On va décrire à présent deux installations englobant une telle colonne de lavage, la figure 4 étant un diagramme de circulation de lapremière0 En se référant à la figure 4, le gaz introduit, débarrassé de l'oxyde de carbone et de l'eau, et présentant une compo'sition donnée dans le tableau 1(ci dernière page), pénètre dans l'échangeur de chaleur à ailettes de tSle à passages multiples 23, en suivant le tuyau 24, sous une près-sion de 11,32 kg/cm et à ima température de Sg9°0, et il refroidi à —128°C0 II passe de l'échangeur de chaleur à la colonne de lavage par le tuyau 17« Le liquide de lavage, qui est constitué par 99 % de méthane0 pénètre dans la colonne à —140°C par le tuyau 20. Ce liquide de lavage absorbe la plus grande partie de l'oxyde de carbone et de 1!azote qui se trouve dans le gaz introduit , et l'hydrogène résultant» présentant une composition indiquée dans le tableau 1» quitte la tête de la colonne par le tuyau 21, traverse l'échangeur de chaleur 25, à 2 passages multiples, et quitte l'installation, sotts 10,83 kg/cm et à line température de 14,4°G, par le tuyau 25« La chaleur d'absorption dans la colonne de lavage est évacuée par un courant d'oxyde de carbone à 1'ébullition, qui parvient dans la colonne par le. tuyau 8, - et retourne sous forme de mélange vapeur-liquide , par le tuyau 9, dans le réservoir 10» Le liquide bad original 71 10327 i 2083590 qui quitte le pied de la colonne par le tuyau 22 se detend p "brusquement à 4,92 kg/cm , et passe dans un séparateur 26. Le séparateur contient un serpentin de chauffage 27» que parcourt du méthane liquide pour vaporiser une petite portion du liquide ^ et réduire la quantité d'hydrogène qui reste dissoute dans le liquide. La vapeur qui quitte le séparateur 26, en suivant le tuyau 56» traverse l'échangeur de chaleur 23» et quitte l'installation, sous forme de gaz résiduaire, par le tuyau 28. Le liquide quitte le séparateur 26 par le tuyau 29, et" se détend 2 10 à 2 ,95 kg/cm ; il pénètre dans 1 ' échangera? de chalev-r 5C, où il est chauffé à -129°C et partiellement vaporisé avant de pénétrer dans une colonne de distillation 31- Cette colonne sépare le fluide en un courant d'oxyde de carbone pratiquement pur, présentant la composition donnée dans le tableau 1, qui quitte la tête de la colonne par le tuyau 32, et en un courant de méthane liquide qui quitte le pied de la colonne par le tu- -, -2 yau 33 s est comprimé à 11,60 kg/cm dans la pompe *>4, traverse le serpentin de chauffage 27, et pénètre dans la colonne ,e lavage par la conduite 20, après s* être refroidi dans l'échan-20 geur de chaleur 30 à -14G°G. une petite quantité de méthane li~ quide passe le long du tuyau 55? se détend à 4-92 kg/cm , est chauffé dans l'échangeur 2^ à 14,4»C-V et quitte l'installation dans les gaz résiduaires par le tuyau 28. Pour réfrigérer l'installation,.en mfme 25 temps que pour 'réfrigérer la colonne de lavage, et pour re fluer et bouillir le .fltn.de dans la colonne Jl, on utilise accourant d'oxyde de carbone en circulation. L'oxyde de carbone gazeux, qui quitte la colonne 31 par la conduite 32 et le séparateur 10 par la conduite 36» traverse l'échangeur 23 à passs-50 ges multiples où ,il est chaaffé à 14,4°C avant de pénétrer dans le premier étage du compresseur 37» Le courant d1 oxyde de carbone est comprimé, dans le premier étage, de 2,53 à 9»21 kg/cm^„ Le courant d'oxyde de carbone produit pénètre dans l'échangeur de chaleur à passages multiples par le tuyau 39. L'oxyde de 35 carbone gazeux restant pénètre dans le second étage du compresseur 37, il est comprimé à 27,44 kg/cm^, et il pénètre dans l'échangeur 23 par le tuyau 40.Un courant d'oxyde de carbone gazeux fortement comprimé quitte l'échangeur 23, à une température de «-870G» par le tuyau 41, et il pénètre dans le turbo-40 détendeur 42, où il est détendu à 9>07 kg/cm^ et à une bad original * 71 10327 7 7083590 température de -119,5°C, et il quitte par le tuyau 43. Le courant d'oxyde de carbone fortement comprimé restant quitte l'échangeur de chaleur, par le tuyau 44, à -98°C, et il se condense dans le rebouilleur—condenseur 45, fournissant la quantité de 5 chaleur nécessaire pour faire "bouillir le courant de méthane liquide qui est prélevé à la base de la colonne 51 pa1* le tuyau 46 et renvoyé sous forme de vapeur par le tuyau 47. Le courant d'oxyde de carbone liquide, qui quitte le rebouilleur-condenseur 45 par le tuyau 48, pénètre dans l'échangeur de chaleur 25 à une 10 température de -107°C, et il est refroidi à -128°C en partant par le tuyau 49. Une partie du courant 49 se détend à 2,88 kg/ cm et il passe à la tête de la colonne $1, en se fluant par le tuyau 50 ; le reste du courant d'oxyde de carbone liquide comprimé est détendu à 2,95 kg/cm au niveau de la soupape 51» 15 et il traverse l'extrémité froide de 1'échangeur de chaleur 50, où il refroidit le liquide de lavage constitué par du méthane liquide ; il est alors envoyé dans le réservoir d'oxyde de carbone liquide 10 par le tuyau 52. Le courant d'oxyde de carbone gazeux sous 9,21 kg/cm qui pénètre dans l'extrémité chaude de 20 1'échangeur de chaleur 25 par le tuyau 59, est refroidi à -128°C , et il quitte l'extrémité froide par le tuyau 55, où il rejoint le courant d'échappement du turbo-détendeur 45 - Les courants combinés àtteignent, par le tuyau 5^, 1'échangeur.de chaleur 50, où ils se condensent. Le courant d'oxyde de carbone p 25 liquide sous 9"kg/cm qui quitte l'échangeur de chaleur 50 par 2 le tuyau 55, se détend à 2,88 kg/cm et il est envoyé dans le réservoir d'oxyde de carbone 10. On peut apporter un certain nombre de modi fications à la conception de cette installation. Le courant de 30 gaz résiduaire 56 et le courant de méthane résiduaire 55 peuvent être prélevés par des passages séparés dans 1'échangeur de chaleur à passages multiples 25, et le gaz résiduaire peut alors être recyclé dans le courant d'alimentation 24, après avoir été 2 comprimé de 4,57 à 11,31 kg/cm . Cela produira une augmenta-^5 tion du taux de récupération de l'oxyde de carbone. Le courant .. . liquide, qui quitte le séparateur 26 par la conduite .29, peut • 2 passer dans un sépérateur après avoir été détendu à 2,95 kg/cm , et un courant de gaz résiduaire riche en hydrogène peut être retiré. Cela provoquera une réduction de la concentration en 71 10327 8 2083590 hydrogène du courant d'oxyde de carbone produit, de la fraction molaire de 0,0049 à la fraction molaire de 0,0005. le courant du détendeur peut être prélevé à partir du courant d'oxyde de carbone sous la pression intermédiaire de 9,28 kg/ 5 cm , et les produits d'échappement du détendeur peuvent pé-nétrer, sous 2,88 kg/cm dans le courant d'oxyde de carbone sous faible pression. La seconde installation, qui va être décrite en se référant aux figures 5A et 5B, est conçue pour 10 produire de l'hydrogène renfermant moins de dix millionièmes d'impuretés totales. Le gaz introduit, débarrassé d'oxyde de carbone et d'eau, présentant la composition indiquée dans le tableau 2 (cf dernière page}, est mélangé avec un courant de 15 gaz de recyclage circulant dans le tuyau 57» en provenance du compresseur 58 ; le mélange pénètre dans 1'échangeur de chaleur 23 à ailettes de tôle à plusieurs passages par un tuyau 24, sous une pression de 11,31 kg/cm et à une température de 10°G. 11 se refroidit à -128°C, et passe de l'échangeur de 20 chaleur à la colonne de lavage par le tuyau 17. La colonne de lavage est divisée en trois sections. Les deux sections inférieures 1 et 19» qui sont refroidies par un réfrigérant constitué par de l'oxyde de carbone bouillant, sont représentées sur les figures 1 à 3» et ont été décrites ci-dessus. L4&xyde 25 de carbone liquide parvient à la colonne le long d'un tuyau 8, et il revient, sous forme de mélange vapeur-liquide, dans le réservoir 10, par le tuyau 9« La troisième section 59 est constituée par des plateaux de distillation ne comportant pas de moyens 50 pour transférer de chaleur à un réfrigérant. Les compositions des gaz qui quittent la section 1 et la sectimn 59 sont données dans le tableau 2. Le liquide de lavage, qui est constitué par du méthane pur renfermant 5 millionièmes d'oxyde de carbone, pénètre dans la colonne à -140aC, par le tuyau 20 o 55 Le liquide de lavage élimine les dernières traces d'oxyde de carbone dans le gaz d'alimentation dans la section 59 de la colonne de lavage, et absorbe la majeure partie de l'azote et de l'oxyde de carbone contenu dans le gaz d'alimentation dans les sections 1 et 19. Le gaz hydrogène quitte la tête de la 71 10327 9 2083590 colonne par le tuyau 21, et pénètre, dans une colonne d'absorption 60 munie. de dispositifs de contact vapeur-liquide, tels que des plateaux-tamiso L'hydrogène est éliminé par un courant de propane liquide, qui pénètre dans la colonne à une tempéra-5 ture de -140°C, par un tuyau 61. L'hydrogène qui quitte la colonne de propane d'épuration, par le tuyau 62, présente une composition donnée dans le tableau 2. Il traverse alors l'un des lits d'un adsorbeur au carbone à double lit 63, où l'hydrogène et le méthane restant sont éliminés. Les récipients d'ad-10 sorbeur sont commutés à intervalles réguliers, et chauffés à 121°C au moyen d'un gaz de réactivation sec qui entre par un tuyau 64, et part par un tuyau 65= Le gaz hydrogène produit, présentant une composition indiquée dans le tableau 2, quitte les adsorbeurs par un tuyau 66, traverse l'échangeur de chaleur 2 à ailettes 23j et quitte l'installation sous 10,23 kg/cm et à 14,4°C, par un tuyau 25. Le méthane contenant du propane quitte le pied de la colonne de lavage au propane 60, par le tuyau 67 -77°C dans l'échangeur de chaleur 68 avant d'être introduit 20 dans le récipient de purification au propane 69. Le propane est débarrassé du méthane par un contact vapeur-liquide à un seul étage avec le gaz hydrogène prélevé au courant 25, et dé- l2 tendu à 7 >03 kg/cm ; il est ensuite introduit directement dans le récipient 69 par le tuyau 70. On utilise des débits molaires 25 de gaz d'épuration d'hydrogène et de propane approximativement égaux, tandis que le débit de gaz d'épuration de l'hydrogène a un débit représentant approximativement une proportion molaire de 5 % cle celui du courant 21o La température du récipient de purification 69 est de -55>6°C. Le propane purifié quittant 50 le fond du récipient 69, psa? le tuyau 71 se mélange avec une faible quantité de propane formé en provenance du tuyau 72,pour compenser les pertes en propane du système. Le propane se refroidit dans l'échangeur de chaleur 68 à ~137°C-, et il est com-primé à 11,25 kg/cm dans la pompe 73» Le propane liquide passe 55 de la pompe à l'échangeur de chaleur 7^ pscr le tuyau 75» H est refroidi à -14°C -par l'oxyde de carbone qui pénètre dans l'échangeur de chaleur 74- P&1" le tuyau 76, et il retourne dans le réservoir d'oxyde de carbone liquide 10 par le tuyau 77» 71 10327 10 2083590 Le mélange liquide quittant le pied de 2 la colonne de lavage par le tuyau 22 est détendu à 4,92 kg/cm et il passe dans un séparateur 26. Le séparateur contient un serpentin chauffant 27, à travers lequel circule le méthane li-^ quide pour vaporiser une petite partie du mélange liquide et réduire la quantité d'hydrogène qui reste dissoute dans le mélange liquide. La vapeur quittant le séparateur 26 par le tuyau 56 se détend à 2,88 kg/cm^ , traverse l'échangeur de chaleur 23 et elle pénètre dans le compresseur de recyclage 58. Le in mélange liquide quitte le séparateur 26 pa£ le tuyau 29. Il se x 2 détend à 2,95 kg/cm et pénètre dans l'échangeur de chaleur 30, où il est chauffé à —129a0 et partiellement vaporisé avant de pénétrer dans la colonne de distillation 31* Cette colonne sépare le fluide en un courant d'oxyde de carbone pratiquement 15 piir» présentant une composition donnée dans le tableau 2, qui quitte la tête de la colonne par le tuyau 32, et un courant de méthane liquide qui quitte le pied de la colonne par le tuyau 33» et;enfin, un courant de gaz résiduaire qui quitte la colonne par le tuyau.. 78. Le courant de gar résiduaire doit être élimi-20 né, à cause des produits de pureté élevée qui sont px-éleves a chaque extrémité de la colonne. Le courant de ses, résiduaire se réunit à la vapeur qui provient du séparateur -26. Le courant de méthane liquide qui vient du pied de la colonne est compr-iffiê 2 a 11,60 kg/cm dans la pompe ;>4 ; il traverse le serpentin de 25 chauffage 2?, et il pénètre dans la colonne de lavage par la conduite 20, après s'être refroidi dans'l'échangeur de chaleur 30 à -140"G* Une faible quantité de méthane liquide parcourt p le tuyau 35, se détend à 4,92 kg/cm , puis il est chauffé dans l'échangeur de chaleur 23 à 14.34°C, et quitte l'instal--30 lation sous forme de courant de gas résiduaires par le tuyau 23e Le système de réfrigération à recyclage de l'oxyde de carbone est identique à celui qui a été décrit dans le premier exemple d'installation,, BAD ORiÛiNAL * i TABLEAU 1 O (jO K> ■~4 ALIMENTATION. PRODUIT HYDROGENE PRODUIT OXYDE DE CARBONE fraction molaire fraction molaire fraction molaire Hydrogéné 0.5852 0.9605 0.0049 Nitrogene 0.0415 0.0109 0.0891 Oxyde de | Carbone 0.3543 0.0051 0.9058 | Methane 0.0190 0.0235 0.0002 NJ O 00 OU en vO o TABLEAU 2 ( fractions molaires) ALIMENTATION HYDROGENE venant de la SECTION 1. HYDROGENE venant de la SECTION 59 HYDROGENE tenant de l'ADSORBEUR 60 PRODUIT HYDROGENE venant de l'ADSORBEUR 63. PRODUIT OXYDE DE CARBONE. Hydrogéné 0.715 0.9556 0.981915 0.998105 0.999990 0.00524 Nitrogene 0.004 0.0062 0.00089 0.00089 0.000005 0.01320 Oxyde de 0.245 0.0105 0.000005 0.000005 0.000002 0.98138 Carbone Methane 0.036 0.0277 0.01719 0.00100 0.000003 0.00018 O co u> Cn sO o ià 1 10327 • « 2083590 BEVENDI CAfflOHS 1„ Procédé de séparation d'un mélange gazeux, caractérisé en ce que l'on refroidit au voisinage du point de rosée le mélange gazeux, comprenant au moins l'un des deux gaz hydrogène et hélium, et l'un des deux gaz azote et oxyde de carbone, soumis à une pression comprise entre 5 et 55 atmosphères ; et qu'on l'envoie au pied d'une colonne de lavage à la tête de laquelle on envoie du méthane liquide , ladite colonne de lavage comportant des moyens pour amener un courant de réfrigération en contact indirect avec le mélange gazeux mentionné précédemment et le méthane liquide ; de sorte que l'on prélève, à la tête de la colonne, un courant gazeux constitué par de l'hydrogène et/ou de V hélium, pratiquement dépourvu d'azote et d'oxyde de carbone et, au pied de la colonne, un courant liquide contenant du méjrhane et au moins l'un des gaz azote et oxyde de carbone. 20 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on soumet le liquide prélevé au pied de 1% colonne de lavage à une distillation fractionnée, de- façon à produire un courant pratiquement dépourvu de méthane, et un courant de méthane liquide pratiquement dépourvu d'azote et d'oxyde de carbone, dont au moins une partie est refoulée à la tête de la colonde de lavage» J. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on fait subir au courant distillé, pratiquement dépourvu de méthane liquide, un cycle de réfrigération, afin d'assurer la réfrigération de la colonne de lavage à environ -140°C, le cycle de réfrigération comprenant les stades de compression, de refroidissement, de détente par une machine à détente, par exemple un turbo-détendeur, de condensation et d'évaporation. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lè mélange gazeux comprend surtout de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone-, 1 hélium étant absent j et en ce que le courant gazeux prélevé à la tête de la colonne de lavage est constitué par de l'hydrogène pratiquement dépourvu d'oxyde de carbone. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit cou- 71 10327 14 2083590 rant distillé est principalement constitué par de l'oxyde de carbone, et en ce qu'une partie de ce courant est prélevée, comme produit provenant du cycle de réfrigération., 6. Procédé selon la revendication 1 ca— 5 ractérisé en ce que le mélange gazeux renferme de l'hélium et un ou plusieurs composants de poids moléculaire supérieur à celui de l'hélium ; et en ce que le courant gazeux prélevé à la tête de la colonne de lavage est constitué par de l'hélium pratiquement dépourvu de tous lesdits composants, à l'exception du 10 méthane. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le courant gazeux prelevé à la tête de la colonne de lavage est traité par du. propane liquide à ane température d'environ -140°C5 de sorte q,ie l'on obtient an cou- 15 rant gazeux dans lequel la proportion molaire des composants de poids moléculaire supérieur à celvi de l'hélium est inférieure à 0,2 %. S. Procédé selon la'revendication 7 caractérisé en ce que 1;; courbât, g&scax' obtenu apj-ès traiuemer-t 20 an propane sst de l'hydro^ .1 ■ v:. -été ân 99 }ù 9» Tr iccié la r:~v3rdio>s.tivja 7 ractérisé en ce que 1$ 3 -.eaiterne;-i; au propane est; de pa:-?si;é da 3r«6 10A .-.olotiu* o.e Xv\ ressio:a comprise entre f? et 5> atmosphères ; et en ce que cett-3 coioana à sa tete reçoit ur».e 30 alimentation en raé'thaae llcpKcl» j lacli coloane comportant de3 moyens pour la réfrigération &*:1?, codants de vapeur et dé liquide qui y circulent, oompi-snart -an ou plusieurs contacteurs vapeur/liquide, et plusieurs serpentins de réfrigération» bad original