Brevet FR2554212A1 — publié le 19850503

1. La présente invention concerne un procédé pour la vidange de cuves ayant contenu du gaz liquéfié issu du pétrole et/ou de l'industrie chimique ou pétrochimique, une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et ses applications. On sait que le transport en grandes quantités de gaz liquéfié comme par exemple le propane, le butane, le méthane, l'éthylène, le propylène, le butadiène, le chlorure de vinyle, l'ammoniac, se fait par voie terrestre ou maritime. Dans le cas d'un transport maritime, on peut estimer sans faire trop d'erreur que les volumes transportés sont presque aussi importants que ceux du pétrole brut. Une des particularités du trafic maritime des gaz liquéfiés réside dans le fait que les navires destinésà ce transport sont conçus pour charger alternativement et/ou indifféremment des qualités différentes de matières premières. Or à chaque changement de cargaison, il est impératif d'éliminer les restes de la cargaison précédente; ainsi, par exemple, un navire ayant transporté du propane peut être affrété ensuite pour charger de l'éthylène. Une opération de dégazage poussé s'impose donc pour éviter tout risque d'accident. A l'heure actuelle, une telle opération fait appel à un gaz inerte d'entraînement du gaz à évacuer vers une torchère à l'extrémité de laquelle les gaz évacués sont brûlés. Il s'ensuit manifestement une perte économique en produits de valeur. En effet, on estime que chaque navire contient en général un talon de gaz liquide variant de à 12 tonnes pour un volume de cuves de 2 500 m3 à 100 tonnes pour les gros méthaniers de 100 000 m3. Etant donné ces volumes importants, il serait intéressant de les récupérer au lieu de les brûler chaque fois qu'une opération de changement de cargaison est nécessaire. Cette nécessité est d'autant plus sensible en raison des fréquences de rotation des navires entre leur port d'attache et les autres coins du monde. 2. Une telle récupération devient par conséquent indispensable entre les changements de cargaison. Les dégazages d'enceintes contenant les gaz liquifiés à évacuer se faisant comme rappelé ci-dessus au moyen d'un gaz de purge inerte comme l'azote, le gaz carbonique ou autres gaz inertes, on conçoit aussi que ces produits soient perdus en totalité en raison du fait qu'ils sont eux- mêmes entraînés vers la torchère en même temps que les gaz à brûler. La présente invention se propose par conséquent de fournir un procédé permettant la récupération des gaz à évacuer sans pour cela perdre simultanément le gaz inerte servant à leur entraînement. Par ailleurs, l'invention fournit une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, installation pouvant elle-même également servir au remplissage des enceintes en gaz liquéfiés en vue d'une nouvelle cargaison. Le procédé selon l'invention consiste à entraîner le gaz à évacuer de son enceinte au moyen d'un courant d'un gaz inerte, à admettre le mélange résultant sous pression dans un échangeur à grande surface d'échange et à contre-courant par rapport au même gaz inerte mais liquéfié admis dans le même échangeur et à se servir de ce gaz après qu'il ait cédé ses frigories comme gaz d'entraînement admis à nouveau dans l'enceinte à dégazer, le gaz à récupérer étant recueilli à la sortie dudit échangeur à l'état liquide pour être à son tour admis dans une enceinte de stockage ou dans l'enceinte d'un transporteur approprié. L'installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé comportera donc une source d'alimentation en gaz inerte liquide, un échangeur cryogénique à très grande surface d'échange de frigories, une conduite d'évacuation du gaz inerte dudit échangeur aboutissant à la cuve à dégazer, une conduite partant de cette dernière et aboutissant, par l'intermédiaire d'un surpresseur, dans ledit échangeur avec un mode de circulation à contre-courant par rapport à 3. celui du gaz inerte liquide qui y est admis, au moins un séparateur gaz-liquide, et un dispositif de soutirage du gaz liquéfié résultant de la condensation dans ledit échangeur pour son admission dans tout dispositif de stockage approprié, Une telle installation comportant cas moyens simples peut à son tour servir au chargement d'une nouvelle cargaison à partir d'une cuve de stockage du gaz liquéfié que l'on désire charger. En effet, à partir d'une réserve du gaz liquéfié à charger, il suffit d'introduire ce dernier dans ledit échangeur cryogénique à contre-courant par rapport à un gaz inerte liquide, à recueillir le gaz liquéfié sous-refroidi en résultant et à admettre ce dernier dans la citerne, la cuve ou l'ensemble à charger, lequel comportera de manière habituelle ses propres dispositifs de maintien à la température et à la pression voulues de la cargaison. La description qui va suivre fera mieux comprendre la portée et l'intérêt de l'invention en se référant aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 est un schéma illustrant une installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention dans son application au dégazage d'une cuve, et - la figure 2 est une vue de la même installation dans son application au chargement d'une cargaison. En se référant à ces figures, on décrira l'installation qui y est illustrée en même temps que son utilisation. C'est ainsi que dans le cas de la figure 1 qui est celui de la mise en oeuvre du procédé de dégazage et de récupération, on admet par exemple dans la cuve d'un navire 1 un courant de gaz inerte admis en la. Dans l'exemple considéré ici, ledit gaz inerte est de l'azote. On en verra ultérieurement la source ou sa provenance. Cet azote gazeux sert de gaz vecteur pour déplacer le talon de gaz à récupérer contenu dans le fond de la cuve à l'état liquéfié ou dans le volume de ladite cuve à l'état gazeux (lb-1c) vers un échangeur 3. Ce dernier est conçu et réalisé de façon appropriée pour constituer un échangeur cryogénique 4. à très grande surface d'échange de frigories. La conduite d'admission du gaz à récupérer (2a) en mélange avec le gaz de purge (azote) comporte un surpresseur 2 débouchant à une extrémité de l'échangeur 3. Un gaz inerte liquide, en l'occurence de l'azote liquide (à -196 C), est admis par la conduite 3a dans ledit échangeur 3 à contrecourant par rapport au courant du mélange de gaz de purge et des gaz à récupérer. La conduite de sortie de cet échangeur (3b) soutire le gaz inerte à l'état gazeux (azote gazeux). Ce dernier sert alors de source d'azote gazeux qui est admise dans la cuve 1. A la sortie 3c de l'échangeur 3 et du séparateur gaz- liquide 3f, du gaz liquéfié (qui est le gaz à récupérer) est extrait par la pompe d'extraction 4 pour être envoyé par une canalisation 4a dans une citerne, une cuve ou tout autre moyen de stockage ou de transport (5) maintenu à la température voulue. Eventuellement, une conduite de retour de gaz (6) peut être prévue pour un recyclage vers la conduite 2a d'admission en 3d de l'échangeur 3. En procédant de la sorte, on récupère, d'une part, en 5 le gaz de la cuve 1 qui n'est ainsi pas perdu, et d'autre part, on utilise en circuit fermé un gaz vecteur (azote) qui n'est également pas perdu. En se référant à la figure 2, on utilise l'installation qui vient d'être décrite de la façon suivante, dans le cas du chargement d'un navire par exemple: Le gaz à charger, stocké en 7, (par exemle à 25 C et sous 10 bars) est admis, par l'intermédiaire de la pampe 4 et de la conduite 2a, dans 1 'échangeur 3 à contre-courant par rapport à un courant d'azote liquide (3a) provenant d'une source appropriée illustrée schématiquement en 3e. L'azote gazeux est évacué par la conduite 3b pour être éventuel- lement repris et récupéré par tout moyen approprié. Le gaz liquéfié et sous-refroidi est repris par la conduite 4a pour être admis dans la citerne ou le navire 5. Une dérivation 9 peut être prévue pour admettre directement le gaz provenant de la cuve 7 dans le courant circulant 5. dans la conduite 4a. On peut de la sorte, grâce à l'installation selon l'invention, abaisser la température d'un gaz provenant de sa cuve de stockage à 25 C et sous 10 bars absolus jusqu'à une température de par exemple -43 C sous une pression de 1 bar absolu, permettant ainsi le transport de ce gaz dans des enceintes frigorifiques spécialement conçues pour ce transport. Le procédé et l'installation selon l'invention sont applicables à tous les gaz tels que ceux déjà cités, à savoir: propane, butane, méthane, éthylène, propylène, butadiène, chlorure de vinyle, ammoniac anhydre, etc. L'homme de l'art appréciera l'intérêt d'une telle installation quant à l'économie d'énergie et la récupération de quantités appréciables de gaz qui jusqu'à présent étaient perdus puisque brûlés dans les torchères. En outre, étant donné la simplicité de conception d'une telle installation, il n'y a pas lieu de prévoir des installations portuaires fixes comme cela est nécessaire actuellement du fait de la sujétion d'avoir à brûler les gaz au moment du dégazage. L'invention permet également de pallier les inconvénients résultant d'un dégazage éventuel, soit en haute mer, soit à une certaine distance des ports comme cela se fait également à l'heure actuelle. L'homme de l'art appréciera également l'économie résultant de la récupération de l'azote (ou de tout autre gaz vecteur) servant habituellement au dégazage des navires. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toutes modifications utiles pourront y être apportées sans sortir de son cadre. 6. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la vidange de cuves ayant contenu du gaz liquéfié issu du pétrole et de l'industrie chimique ou pétrochimique, caractérisé par le fait qu'il consiste à entraîner le gaz à évacuer de son enceinte au moyen d'un courant d'un gaz inerte, à admettre le mélange résultant sous pression dans un échangeur à grande surface d'échange et à contre-courant par rapport au même gaz inerte mais liquéfié admis dans le même échangeuret à se servir de ce gaz après qu'il ait cédé ses frigories comme gaz d'entraînement admis à nouveau dans l'enceinte à dégazer, le gaz à récupérer étant recueilli à la sortie dudit échangeur à l'état liquide pour être à son tour admis dans une enceinte de stockage ou dans l'enceinte d'un transporteur approprié. 2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une alimentation en gaz inerte liquide (3a), un échangeur cryogénique (3) à très grande surface d'échange de frigories, une conduite d'évacuation (3b) du gaz inerte dudit échangeur, une conduite (2a) aboutissant par l'inter- médiaire d'un surpresseur (2-4) dans ledit échangeur (3) avec un mode de circulation à contre-courant par rapport à celui du gaz inerte liquide, un séparateur gaz-liquide (3f), et un dispositif de soutirage (4-4a) du gaz liquéfié résultant de la condensation dans ledit échangeur pour son admission, par une conduite (4a) dans tout dispositif de stockage approprié (5). 3. Application de l'installation selon la revendication 2 au chargement d'une cuve destinée à contenir du gaz liquéfié sous-refroidi à partir d'une source de gaz appropriée à température supérieure.