Brevet FR2072101A1 — publié le 19710924

La présente invention se rapporte à un procédé pour purifier de l'hydrogène. . Il existe plusieurs procédés pour améliorer la qualité des gaz riches ( en hydrogène afin d'obtenir comme produit de l'hydrogène présentant un degré de pureté élevé. C'est ainsi que des procédés thermiques ônt été utilisés pour séparer les impuretés à point d'ébullition élevé, telles que le gaz carbonique, les hydrocarbures à point d'ébullition élevé, l'hydrogène sulfuré, l'humidité, etc.., d'autre part, des systèmes cryogéniques ont aussi été utilisés pour éliminer les impuretés à bas point d'ébullition, télés que le méthane, l'azote et i'oxyde de carbone. Certains procédés cryogéniques, tels que ceux décrits dans les brevets américains n° 3 223 745 et 3 359 744," permettent de ramener la teneur en impuretés entre 3 et 10 % en partant d'une concentration initiale d'impuretés de 40 à 50 % (les pourcentages indiqués dans le présent mémoire descriptif s'entendent en pourcentages molaires), constituées principalement par des hydrocarbures à bas point d'ébullition, par de l'azote et par de l'oxyde de carbone. Des étapes de refroidissement et de condensation sont généralement utilisées dans ces procédés,de purification pour abaisser la température du courant d'entrée au niveau voulu qui est de l'ordre de 122 à 111° K, permettant ainsi .d'opérer dans les meilleures conditions. Quand on a besoin d'un produit dont la pureté est supérieure à 97 °A, les techniques de refroidissement et de condensation ne conviennent généralement plus, en particulier lorsque des quantités considérables d'azote et d'oxyde de carbone sont présentes dans le courant d'entrée1 et, notamment, lorsque le procédé doit être exécuté sur une échelle industrielle. Un procédé d'absorption utilisant du méthane et du propane liquidés est décrit dans le brevet américain n° 3 073 093. Ce procédé permet d'obtenir des produits renfermant moins d'une partie par million d'impuretés. L'hydrogène liquide doit généralement être purifié à un tel degré, mais une pureté aussi grande n'est généralement pas nécessaire dans la plupart des applications où l'hydrogène est utilisé comme réactif, une pureté de l'ordre de 97 à 9§9% suffisant dans"ce cas. -, Le but de la présente invention est de.fournir un procédé qui remplit le vide existant à l'heure actuelle entre le procédé connu pour produire de l'hydrogène ultra pur, tel que celui décrit dans le brevet américain n°3 073 093, et les nombreux procédés plus classiques permettant de produire de l'hydrogène ayant une pureté égale ou inférieure à 97 %. Plus précisément, l'invention décrit un procédé pour produire de l'hydrogène dont la pureté se situe entre 97 et 99,9 %. L'invention apporte, à cette fin, un procédé cryogénique intégré permet 70 46939 2 2072101 tant d'obtenir un courant d'hydrogène dont la pureté est comprise entre environ 97 et 99,9 %. Le procédé selon l'invention permet de séparer de l'hydrogène à un degré de pureté élevé^ â'un mélangé contenant une proportion relativement élevée 5 d'azote, de méthane et/ou d'oxyde de carbone et qui peut contenir des traces d'argon, d'oxygène et/ou d'hydrocarbures a bas point d'ébullition, qui consiste à utiliser un ou plusieurs échangeurs de chaleur et un ou plusieurs adsor-beurs. Dans le procédé selon l'invention, un courant d'entrée de gaz sous pression mélangé avec un courant de recyclage contenant de l'azote riche en 10 hydrogène est traité dans une succession d'étages de refroidissement dont chacun a une température plus basse que celle de l'étage précédent. Après une expansion isenthalpique à basse pression, chaque courant de condensât est renvoyé à travers les étages d'échange de chaleur précédents afin d'assurer le refroidissement du courant d'alimentation par échange de chaleur indirect. 15 La vapeur de sortie enrichie d'hydrogène qui résulte de la série d'étages de refroidissement et de condensation est partiellement préchauffée par transfert de chaleur indirect avec le courant d'alimentation et est envoyée dans un système d'adsorption en vue d'une nouvelle purification. L'effluent purifié quitte le système de purification après un échange de chaleur indirect avec 20 le courant d'alimentation. Une fraction du courant d'hydrogène* purifié quittant le système d'adsorption subit une détente isentropique au niveau de température le plus bas exigé par le système de purification et, après avoir été chauffée à la température d'adsorption par un transfert de chaleur indirect avec le courant d'alimentation, cette fraction d'hydrogène est utilisée 25 pour régénérer un ou plusieurs des lits du système d'adsorption. Une fraction du courant de régénération chargée d'impuretés quittant l'adsorbeur est mélangée avec au moins un courant du condensât afin de lui permettre de refroidir lé courant d'alimentation à la température désirée. Le reste de ce courant de régénération est chauffé à la température ambiante par transfert de chaleur 30 indirect avec le courant d'alimentation et, après recompression à la pression d'alimentation, est mélangé avec le courant d'alimentation et introduit à nouveau dans le système de refroidissement. On voit donc que, dans le procédé" selon 1'invention, le courant d'alimentation est utilisé à la fois pour produire' la réfrigération exigée par le 35 système d'adsorption et comme "agent de régénération de ce système d'adsorption. Ces deux fonctions indispensables sont, par conséquent, exécutées sans avoir recours à une réfrigération ou régénération externe et, de plus, sans réduction de la récupération du produit, de sorte que l'on obtient un système auto-en-tretenu. 40 Les principaux éléments d'uni procédé de séparation cryogénique adapté 70 46939 2072101 pour la purification par adsorption de l'hydrogène en accord avec l'invention sont représentée schématiquement sur la figure unique du dessin annexé. On va décrire maintenant un mode de réalisation préféré drune installation de purification de l'hydrogène conforme à l'invention. Dans une telle 5 installation cryogénique, il est préférable d'opérer dans des conditions évitant la formation, au sein de ladite installation, de matières solides. Dans le dispositif d'adsorption décrit ci-contre, la consommation de froid est réduite à un minimum en maintenant la température de l'installation, pendant la régénération, aussi proche que possible de la température régnant 10 dans cette installation pendant l'adsorption. En même temps, pour réduire les fluctuations de température dans les dispositifs d'adsorption et de refroidissement, on a recours à un échange de chaleur entre les courants d'entrée et de sortie de ces dispositifs. Une première partie du procédé de l'invention consiste en une purifica-15 tion cryogénique à environ 97 % d'un courant d'entrée gazeux contenant entre environ 30 % et environ 70 % d'hydrogène. Un courant gazeux contenant de l'hydrogène a une température d'environ 2 2 38° C et à une pression comprise entre 21 kg/cm abs. et environ 64 kg/cm abs. est introduit par la ligne 1 dans une zone d'échange de chaleur 2 où il est 20 refroidi à environ 117° K. Les gaz d'échappement d'une installation de production d'éthylène et les gaz d'échappement d'une installation de production synthétique d'ammoniac sont des sources possibles du gaz d'entrée. Le gaz d'entrée peut contenir des impuretés telles que l'azote, le méthane, lîéthane, l'éthylène et des traces d'oxygène, toutes substances pouvant être condensées 25 à basse température. Le courant d'alimentation refroidi est dirigé, par la ligne 1, dans une zone de séparation 6 où il est séparé en une fraction de tête gazeuse qui sort par une ligne 5 et en une fraction de queue liquide, riche en méthane et en hydrocarbures en C£ qui sort par la ligne 9. Cette fraction liquide de queue 30 contient presque tout l'éthylène et l'éthane qui contaminaient le courant d'en- 2 trée. La pression du condensât dans la ligne 9 est abaissée à environ 1,75 kg/cm abs. par un dispositif d'expansion ou de détente 8 et est renvoyée dans la zone d'échange de chaleur 2 par une ligne 29 afin d'assurer la réfrigération du courant gazeux d'entrée du conduit 1. 35 La fraction de tête sortant de la zone de séparation 6 par la ligne 5 est dirigée à travers une zone d'échange de chaleur 10,puis dans une zone de séparation 14. Le courant de sortie gazeux de la ligne 5 est refroidi à environ 78° K en passant à travers la zone d'échange de chaleur 10. La fraction de tête gazeuse de la zone de séparation 14 sort par la ligne 13 et contient en-40 viron 95 % d'hydrogène. La fraction de queue sortant par la ligne 17 contient 70 46939 2072101 du méthane, de l'azote, de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène dissous. La 2 fraction de queue du conduit 17 est détendue à environ 1,75 kg/cm abs. dans un dispositif d'expansion 12 et est renvoyée dans les zones d'échange de chaleur 10 et 2 par la ligne 29 afin d'assurer le refroidissement des courants 5 d'entrée. La fraction de tête de la ligne 13 passe à travers une zone d'échange de chaleur 18 où sa température est abaissée à 67° K avant d'entrer dans une zone de séparation 22. La fraction de tête gazeuse de la zone de séparation 22 sort par une ligne 21 et contient environ 97 % d'hydrogène. La fraction de 10 queue liquide sortant de la zone de séparation 22 par la ligne 25 contient de l'azote, de l'oxyde de carbone et du méthane résiduel.Le courant de queue du conduit 25 passe à travers le dispositif de détente 16 et, de là, par la ligne 29 à travers les zones d'échange de chaleur 18, 10 et 2 pour refroidir davantage les courants d'entrée. Le courant de queue de la zone de séparation 22 15 qui circule dans la ligne 25 contient principalement de l'azote et, en passant à travers le dispositif de détente 16, sa pression est abaissée à environ. 2 1,75 kg/cm abs. La ligne 29, dans laquelle circulent les fractions de queue détendues des zones de séparation 22, 14 et 6,constituée gaz combustible formant l'effluent du procédé. En variante, les fractions de queue détendues peu-20 vent être récupérées séparément, ce qui élimine une séparation ultérieure des composants qui y sont contenus si l'on désire les récupérer. L'effluent gazeux de la zone de récupération 22, dans la ligne 21, contient environ 97 % d'hydrogène, 2 % d'azote et des fractions plus petites de méthane et d'oxyde de carbone. 25 La fraction de tête en phase de vapeur de la zone de séparation 21 cir culant dans la ligne 22 à une température d'environ 67° K est envoyée à travers les zones d'échange de chaleur 26, 18, 10 et 30 où sa température est élevée à environ 89° K. Elle est ensuite prête à être envoyée dans le dispositif d'adsorption qui est utilisé pour purifier le courant de tête afin de produire 30 un courant d'hydrogène ayant un degré de pureté élevé contenant environ 99,9 "L d'hydrogène en volume, et une certaine quantité résiduelle d'impuretés non absorbées constituées par de l'azote et des traces d'oxyde de carbone et de méthane. La zone d'échange de chaleur 26 remplit une fonction d'égalisation des 35 températures. L'hydrogène de la ligne 21 passe en parallèle avec l'hydrogène purifié à basse pression du conduit 73 à travers la zone d'échange de chaleur 26. Cet.échange de chaleur réduit la grande différence de températures existant entre l'hydrogène circulant dans le conduit 73 et qui provient du dispositif de détente 50 et l'hydrogène du conduit 13, quand ceux-ci passent à contre-40 courant dans la zone d'échange de chaleur 18. Cet échange de chaleur évite de 70 46939 5 2072101 de produire des températures de paroi excessivement froides lorsque la ligne 13 contient du CH^ au-dessous de sa température normale de solidification . De plus, l'utilisation de la zone d'échange de chaleur 26 augmente l'efficacité du transfert de chaleur dans la zone 18 entre les courants d'entrée et de sor-5 tie car une différence de températures positive est établie entre chaque courant La zone d'échange de chaleur 30 sert à réduire a un minimum les variations de température qui se" produisent dans le courant d'hydrogène quittant en 65 l'installation d'adsorption en le refroidissant par un échange dë chaleur indirect avec le courant d'hydrogène plus froid alimentant la zone d'adsorption 10 par la ligne 21 et le courant de régénération plus froid sortant par la ligne 161. Grâce à cette disposition, une température constante est maintenue dans l'hydrogène retournant vers la suite d'échangeurs de chaleur, augmentant ainsi leur efficacité pour refroidir le courant d'aliméntation au niveau voulu. L'installation d'adsorption n'a qu'une capacité d'adsorption limitée des 15 impuretés. Quand cette capacité est atteinte, le milieu d'adsorption doit être purgé des impuretés adsorbées pour le préparer à une nouvelle opération. Les étapes de régénération et d'adsorption s'excluent mutuellement. Un seul récipient d'adsorption pourrait être utilisé dans le procédé "selon l'invention lorsqu'un fonctionnement discontinu ne soulève pas d'objection. Toutefois, il 20 s'est révélé plus économique de prévoir au moins quatre récipient d'adsorption. De plus, dans la réalisation d'un procédé continu, on a découvert que la mise en pratique de l'invention en utilisant quatre lits d'adsorption selon un cycle programmé permet de contrôler et de réduire considérablement les fluctuations de pression dans l'installation de purification. Ainsi, pendant que l'un des 25 lits d'adsorption est en fonctionnement, les trois lits restants sont soumis simultanément aux autres étapes du cycle d'adsorption, étapes consistant en une dépressurisation, une régénération et une pressurisation, comme décrit ci-après Chacune de ces opérations demande une période de temps d'environ 30 minutes. Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, on utilise 30 quatre récipients d'adsorption pour illustrer et mettre en évidence le procédé ■> t - . de régénération adiabatique à variation de pression. Dans ce procédé adiabatique à variation de pression, le cyclë d'adsorption opère de telle sorte que la régénération de chaque lit s'effectue partiellement en abaissant la pression dans le récipient et, partiellement, en 35 utilisant un courant d'hydrogène à basse pression exempt d'impuretés pour débarrasser les lits des impuretés résiduelles. Toutefois, il est bien évident qu'un nombre plus grand que quatre récipients d'adsorption pourrait être utilisé pour la mise en pratique de l'invention avec un cycle judicieusement programmé . 40 Les quatre étapes du cycle d'adsorption vont être décrites séparément. ■ 70 46939 6 2072101 Chaque étape, c'est-à-dire les étapes d'adsorption, de dépressurisation, de désorption et de pressurisation se rapportent aux quatre zones d'adsorption 34, 38, 42 et 46, mais il est bien évident qu'à tout instant chacune des zones d'adsorption est à un stade différent du cycle. Toutefois, quand un 5 cycle d'adsorption est presque achevé, les étapes d'adsorption et de pressurisation, de désorption et de dépressurisation opèrent avec un certain recouvrement afin d'assurer une transition douce à l'intérieur de l'installation en contribuant ainsi à amortir les à-coups de pression. On a découvert que, lors de la pressurisation, le débit doit équilibrer 10 le débit de la dépressurisation pour maintenir le profil de températures voulu du train d'échangeurs de chaleur, car plus vite les étapes de pressurisation-dépressurisation sont exécutées, plus grand est le déséquilibre des courants mentionnés ci-dessus. En conséquence, les étapes de pressurisation et de dépressurisation doivent s'opérer sur une période de temps prolongée afin de 15 produire un débit constant de produit en maintenant ainsi la- capacité de l'é-changeur de chaleur et de l'équipement de compression à des niveaux raisonnables. Ceci s'effectue, de préférence, en fixant au cycle d'adsorption une durée de l'ordre de 30 minutes. A ce régime, l'installation d'adsorption devient absolument stable, sauf en ce qui concerne la dernière fraction du cjcLe où le 20 volume de l'étage d'adsorption peut intervenir pour amortir les fluctuations de pression. Pour purifier le courant d'hydrogène du conduit 21 on fait passer celui-ci à travers l'une dès valves 40, 48, 56 ou 62, puis respectivement à travers le conduit 33, 37, 41 ou 45 afin de lui faire subir une adsorption dans l'une •* 25 des zones 34, 38, 42 ou 46. Les impuretés sont retenues sur le lit d'adsorption pendant environ 30 minures. Parmi les substances adaptées à être utilisées dans la zone d'adsorption, on peut citer le gel de silice," le charbon actif et les tamis moléculaires. L'adsorption s'effectue entre environ 78° K et environ - ' • • • 2 97° K et à une pression comprise entre environ 21 kg/cm abs. et environ o • 30 64 kg/cm abs. Le courant d'hydrogène purifié quitte la zone d'adsorption 34, 38, 42 ou 46 par l'une des lignes 49, 53, 57 ou 61 et par l'une des valves 86, 90, 94 ou 98. Le courant d'hydrogène purifié sort de l'installation par la ligne 65. Les impuretés résiduelles sont constituées par de l'azote, de l'oxyde de carbone 35 et du méthane. Le courant d'hydrogène purifié de la ligne 65 traverse les zones d'échange de chaleur 30, 10 et 2 avant de quitter l'installation. La qualité de l'hydrogène produit peut encore être améliorée en le chauffant à 315° C et en le méthanant à cette température dans une zone de .réaction appropriée non représentée. Ce traitement permet d'abaisser la teneur en oxyde de carbone à 40 environ une partie par million. 70 46939 7 2072101 Avant de passer dans la ligne 65, à travers la zone d'échange de chaleur 2, une partie de l'hydrogène purifié est déviée par une ligne 69. La ligne 69 passe à travers un dispositif de détente 50, puis entre dans une ligne 73 à environ 55° K. La ligne 73 traverse les zones d'échange de chaleur 26, 18 et 5 10 avant de servir à la régénération des lits d'adsorption. De cette manière, la ligne 73 fournit la réfrigération nécessaire pour produire la basse température exigée dans les étages de refroidissement de l'installation. Ensuite, la ligne 73 entre dans les zones d'adsorption. L'étape de dépressurisation du cycle d'adsorption réduit la pression 10 dans la zone d'adsorption 34, 38, 42 ou 46 qui opère à une pression d'environ 2 2,5 kg/cm abs. La dépressurisation s'effectue par une ligne 33, 37, 41 ou 45, une ligne 137, 133, 129 ou 125, une valve 66, 68, 70 ou 72 et une ligne 157, une valve 64 et une ligne 165 à son point de raccordement à la ligne 161 en vue de son évacuation de l'unité comme décrit ci-dessus. 15 Le courant d'hydrogène purifié à basse pression de la ligne 73 est utili sé pour régénérer les zones d'adsorption 34, 38, 42 et 46 quand le lit de celles ci est suffisamment contaminé. A ce moment, les valves qui permettent au courant gazeux de la ligne 21 de passer à travers le lit, comme décrit ci-dessus, se ferment. Le courant d'hydrogène de la ligne 73 est dirigé vers l'une des 20 autres zones d'adsorption 34, 38, 42 ou 46 par une valve 84, 88, 92 ou 96 et une ligne 85, 89, 93 ou 97. Ce mode d'adsorption et de désorption est qualifié de "fluctuation de pression" adiabatique. L'expression "fluctuation de pression" entend comprendre les variations de pression entre le courant de nettoyage et le courant duquel les impuretés sont adsorbées. La zone d'adsorption, qui est 25 légèrement échauffée pendant l'étape d'adsorption est refroidie à la température opératoire pendant l'étape de régénération. Quand les impuretés ont été désorbées du lit d'adsorption 34, 38, 42 ou 46, le courant d'hydrogène contaminé traverse une ligne 33, 37, 41 ou 45; et une ligne 137, 133, 129 ou 125 et une valve 36, 44, 52 ou 60; et une ligne 153, 30 149, 145 ou 141 pour gagner la ligne 161. La ligne 161 traverse les zones d'échange de chaleur 30 et 10 puis se jette dans la ligne 169 pour passer à travers la zone d'échange de chaleur 2 afin d'assurer le refroidissement du courant d'alimentation. La ligne 169 passe ensuite à travers un compresseur 54, la ligne 181, la zone de refroidissement 58 et la ligne 185 puis se mélange 35 avec le courant d'alimentation dans la ligne 1, en tant que courant de recyclage. Ce recyclage du gaz de régénération permet de récupérer l'hydrogène qu'il contient. De plus, on a découvert que le recyclage du gaz utilisé pour la régénération des lits d'adsorption vers les circuits de refroidissement et de conden 40 sation assure le rejet de l'azote, de l'oxyde de carbone et du méthane accumulés 70 46939 8 2072101 dans le circuit de purification. Dans le cycle d'adsorption, les étages de pressurisation utilisent l-'hy-drogène produit pour amener la pression dans la zone d'adsorption 34, 38, 42 ou 46 à la pression de fonctionnement, de sorte que le lit d'adsorption régé-5 néré est maintenant prêt pour l'étape d'adsorption complétant ainsi le cycle programmé. L'étape de pressurisation prend l'hydrogène purifié de la ligne 65, par la ligne loi, la valve-74 et la ligne 121, qui pressurise alors la zone d'adsorption isolée 34, 38, 42 ou 46 en passant par la; valve 76, 78, 80 ou 82; ia ligne 105, 109, 113 ou 117; et. la ligne 33, 37, 41 et 45. La zone 10 d'adsorption ainsi pressurisée est maintenant, prête à recommencer un cycle d'adsorption. Comme on le voit, le procédé selon l'invention perme t (fe purifier un courant d'entrée d'hydrogène jusqu'à environ 99,9 % en volume ou plus par une combinaison de techniques cryogéniques et d'adsorption. 15 L'exemple qui suit , qui n'a bien entendu aucun caractère limitatif, . fera mieux comprendre les particularités de l'invention. EXEMPLE Le présent exemple démontre l'efficacité de l'invention pour séparer un mélange gazeux composé principalement d'hydrogène et qui contient aussi diver-20 ses quantités d'hydrocarbures légers, d'azote, d'oxyde de carbone et d'argon. 25 30 35 Gaz d'entrée : Débit 509.760 m^/jour Pression 2 38 kg/cm abs. "Eempérature 37,8° C Composition : H2 57,0 mole % Argon 0,1 mole % Azote 17,0 mole % CO 3,0 mole 7o . - % 22,0 mole % C2H6 0,2 mole % 'A 0,7 mole % 100,0 mole % Le courant de vapeur quittant le dernier étage de refroidissement à une température d'environ 67°K contient environ 98 "L d'hydrogène, le reste étant constitué par environ 1,9 % d'azote, 0, 10 % de C0 et des traces de CH. et 4 d'argon. Un système d'adsorption à quatre lits est utilisé pour purifier ce courant d'hydrogène à 98 "L afin de produire un courant d'hydrogène contenant 40 au moins 99,7 °L d'hydrogène avec une récupération d'au moins 92 ™ de l'hydrogène 70 46939 9 207 2101 du courant d'alimentation. Chaque lit d'adsorption a un diamètre de 1,37 m et une profondeur de 8,53 m rempli avec un gel de silice à haute capacité d'adsorption dont les grains ont une grosseur comprise entre 3,36 et 2 mm. 5 L'ordre de fonctionnement de chacun de ces quatre lits est le suivant : 1)Le lit 1 adsorbe les impuretés pendant environ 30 minutes à la pression de fonctionnement et à une température moyenne de -176°C. 2) En même temps, la séquence suivante d'opérations se déroule pendant cette période de 30 minutes : 10 - a") la pression du lit(4)est abaissée à environ 2,atm; b) le lit (3) est débarrassé des impuretés à une pression d'environ 2 atm. au moyen d'un courant d'hydrogène purifié à basse pression. Le lit (3), qui est légèrement chauffé pendant la période d'adsorption adiabatique, est refroidi à la température de fonctionnement pendant une période de désorption 15 adiabatique-; c) le lit régénéré (2) est pressurisé à la pression de fonctionnement avec de l'hydrogène purifié, puis peut être utilisé comme- lit d'adsorption frais quand la période de fonctionnement du lit (1) est achevée. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées 20 aux exemples représentés et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 2072101 REVENDICATIONS 1.- Procédé intégré cryogénique et d'adsorption .pour purifier de l'hydrogène brut contenant des impuretés à bas point d'ébullition qui consiste a) à faire passer l'hydrogène, brut dans une installation auto-entretenue à basse température comprenant une série d'étages de refroidissement et de séparation par condensation ayant successivement des températures de plus en plus basses, afin de produire une séparation échelonnée des impuretés; b) à évacuer un effluent liquide de chaque étage de séparation et à détendre chaque efflu-ent pour -1'uti.lis-er en échange de chaleur indirect avec les courants provenant du ou des étages précédents de l'installation; ç) à faire passer la vapeur enrichie en hydrogène du dernier étage de séparation dans un circuit d'adsorption en vue de l'élimination des impuretés résiduelles; d) à adsorber, dépressuriser, désorber et pressuriser l'installation d'adsorption dans des conditions de fluctuation de pression adiabatiques; e) à faire fonctionner l'installation d'adsorption de façon à réduire à un minimum les fluctuations de pression pendant toute l'opération; f) à détendre le ou les courants d'ef-fluent du ou des unités d'adsorption pour contribuer aux besoins de refroidissement des processus cryogéniques et, g) à récupérer ur^produit gazeux riche en hydrogène contenant environ 97 à 99,9.% d'hydrogène. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température la plus basse atteinte est d'environ 67° K. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tem- 2 2 pérature la plus basse est atteinte entre environ 21 kg/cm abs. et 64 kg/cm absolu. . 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que.1'installation d'adsorption opère à une température comprise 2 entre 78° K et 111° K et à une pression comprise entre 21 kg/cm abs et 2 64 kg/cm abs.- ; 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone d'adsorption opère à une température qui n'est pas inférieure à 89° K, 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie du produit enrichi en hydrogène est utilisée comme agent de désorption ou de régénération dans l'installation d'adsorption. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite partie 2 du produit est détendue à une pression d'environ 2,5 kg/cm abs. avant d'être utilisée dans l'installation d'adsorption. 8.- Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite partie du produit est, après sa sortie de 1'in±allation d'adsorption, recyclée dans le circuit à basse température comprenant les étages de séparation afin d'augmenter au maximum le rendement en hydrogène, iO 70 46939 70 46939 11 2072101 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la vapeur enrichie en hydrogène de l'étape (c) passe en relation d'échange de chaleur indirect, en parallèle, avec ladite partie du produit qui est utilisée comme agent de régénération dans l'installation d'adsorption 5 avant de passer dans cette dernière. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'avant d'entrer dans l'installation d'adsorption, la vapeur enrichie d'hydrogène de l'étape (c) est amenée en échange de chaleur indirect avec le produit enrichi en hydrogène et avec le gaz de régénération usé quittant 10 l'installation d'adsorption. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'installation d'adsorption comprend quatre lits ou unités d'adsorption séparées. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- 2 15 ractérisé en ce que la pression de fonctionnement est d'environ 42 kg/cm abs. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'adsorption, la dépressurisation, la désorption et la pressurisation s'effectuent dans un ordre pré-êtabli, dont la durée est fonction des paramètres de l'installation. 20 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que la teneur en hydrogène du courant brut d'alimentation initial se situe entre 30 et 70 moles %. 15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hydrogène ne constitue pas moins de 50 moles % du gaz brut 25 initial. 16.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impuretés à bas point d'ébullition sont constituées par une ou plusieurs des substances suivantes i l'azote, l'oxyde de carbone, le méthane, des traces d'argon et des traces d'oxygène. 30 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'hydrogène brut initial est un gaz d'échappement d'une installation de production d'éthylène, d'une installation de production d'ammoniac de synthèse ou d'une raffinerie. 18.- Hydrogène d'une pureté d'au moins 97 % obtenu par le procédé spéci- 35 fié dans l'une quelconque des revendications précédentes.