Brevet FR2579483A1 — publié le 19861003

Procédé et dispositif pour réaliser le séchage de gaz sous pression au moyen d'un adsorbant et régénération dudit adsorbant par le gaz. Dans les installations de séchage de gaz sous pression en utilisant un adsorbant(par exemple, de préférence, une zéolite), il est intéressant de régénérer ledit adsorbant en le traitant par une portion dudit gaz qui a été séché. Le gaz séché qui est utilisé pour réaliser ladite régénération est de préférence, après avoir été débarrassé de la plus grande partie de son eau (par exemple par condensation), recyclé dans l'instal- lation de séchage. Compte tenu des pertes de charges subies par les gaz à la fois dans les dispositifs de séchage et dans les dispositifs de régénération (ces deux dispositifs étant bien évidemment iden- tiques de façon qu'ils puissent être utilisés successivement comme sécheurs et régénérateurs), on considère que ce recyclage n'est possible qu'en recomprimant les gaz pour amener leur pression de celle qu'ils ont à la sortie du régénérateur jusqu'à la pression qu'ils ont à l'entrée dans l'installation. Cette recompression nécessite l'emploi d'un surpresseur d'autant plus coûteux que la pression de travail est plus élevée. La présente invention vise un procédé et un dispo- sitif pour éviter l'utilisation de ce surpresseur. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise, montés en parallèle et convenablement inter- connectés, au moins trois réacteurs de séchage-régénération, deux desdits réacteurs fonctionnant en phase séchage et le troisième en phase régénération, - le premier des réacteurs opérant en phase séchage étant alimenté par le gaz à sécher sous sa pression initiale, - le second des réacteurs opérant en phase séchage étant alimenté par le gaz à sécher qui a subi, par tout dispositif approprié, une baisse de pression sensiblement égale à la perte de pression subie par les gaz lorsqu'ils traversent deux des- dits réacteurs et un condenseur et étant également alimenté par le gaz humide sortant du réacteur de régénération et partiellement déshydraté dans ledit condenseur, - le réacteur opérant en phase régénération étant alimenté par une portion du gaz sec sortant dudit premier réacteur. le gaz sortant du second des réacteurs opérant en phase séchage étant mélangé au gaz sortant du premier réacteur opérant en phase séchage après que ce dernier a subi, par tout dispositif approprié, une baisse de pression sensiblement égale à la perte de pression subie par les gaz lorsqu'ils traversent deux desdits réacteurs et un condenseur. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois réacteurs de séchage-régénération montés en série et convenablement interconnectés, un condenseur pouvant être connecté à l'un quelconque desdits réacteurs et deux dispositifs provoquant un abaissement de la pression du gaz, l'un desdits dispositifs étant sur une dérivation de la ligne d'arrivée des gaz et l'autre étant sur la ligne de sortie des gaz avant le point de mélange des gaz secs sortant des réacteurs. Bien évidemment, la régénération de l'adsorbant contenu dans les réacteurs exigeant l'utilisation de gaz chauds, un dis- positif de chauffage est prévu entre les réacteurs de façon à pouvoir réchauffer la portion des gaz secs qui est envoyée au réac- teur de régénération. On notera d'ailleurs que le réacteur,qui en est au stade de la régénération,doit tout d'abord être alimenté en gaz chauds pour que le charbon actif qu'il contient soit régéné- ré, puis soit ultérieurement refroidi avec des gaz froids secs; ces deux opérations successives peuvent être réalisées soit en prévoyant un bypass sur le circuit des gaz secs, ledit by-pass entraînant le gaz sec de régénération dans un dispositif de chauf- fage ou en dehors de ce dispositif, soit en prévoyant que les deux stades de la régénération soient effectués dans deux réacteurs différents. Dans ce dernier cas l'un des réacteurs est alimenté en gaz secs chauds et l'autre est alimenté en gaz secs froids; bien évidemment il y aura alors quatre réacteurs identiques interchangeables et les connexions entre lesdits réacteurs seront convenablement aménagées. Un des avantages de ce système à quatre réacteurs est qu'il permet, en cas de difficultés soudaines (fausse manoeuvre par exemple) de disposer encore de trois réacteurs interconnectés et donc de fonctionner selon le dispositif à trois réacteurs décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise en se référant à l'exemple non limitatif suivant schématisé sur les lignes 1, 2 et 3. Sur ces figures on a représenté: - en 1, 2 et 3, trois réacteurs de séchage-régénéra- tion montés en parallèle. - en 4 l'alimentation en gaz humide sous pression. - en 5 et 6 les deux dispositifs d'abaissement de la pression du gaz (ces dispositifs sont par exemple des diaphragmes). - en 7 un dispositif de réchauffage. - en 1l un condenseur. - en 8 la sortie du gaz sec et, de façon non repérée, les diverses canalisations et vannes qui permettent des interconnexions convenables entre ces trois réacteurs. Sur la figure 2, ces mêmes données ont été reprises et l'on a schématisé une phase de fonctionnement du dispositif. Dans cette phase: - les réacteurs 1 et 2 sont en phase séchage et le réacteur 3 en phase régénération. - le gaz à sécher arrive, sous pression, par la canalisation 4 et il est divisé en deux portions sensiblement égales (60% environ allant vers 1 et % environ allant vers le dispositif 5). - la partie du gaz humide allant vers le réacteur 1 traverse ce réacteur en subissant une perte de chargeA P1; il sort sec, par la canalisation 9; une portion de ce gaz sec est dérivée, par la canalisation 10, vers le réchauffeur 7 puis vers le réacteur 3 se trouvant en phase régénération; le gaz humide sortant du réacteur 3 (o il a subi une perte de chargeiP3) est envoyé dans un condenseur 11. - l'autre partie'du gaz humide est envoyée dans un diaphragme 5. - les gaz provenant du condenseur 11 et sortant du diaphragme 5 sont réunis et envoyés sur le réacteur 2 (o ils subissent une perte de charge AP2) opérant en phase séchage; les gaz sortent dudit réacteur 2 à l'état sec. - les gaz secs sortant du réacteur 1 arrivent (après prélèvement des gaz utilisés pour la régénération) dans un autre diaphragme 6 puis sont réunis avec les gaz secs provenant, par la canalisation 12 du réacteur 2. Il apparaît donc clairement que la fonction des dispositifs 5 et 6 est: pour le dispositif 5 de diminuer la pression du gaz arrivant en 4 d'une valeur égale àAP1 + AP3 + éventuellement les pertes de charge dans le r6- chauffeur 7 et dans le condenseur 11. - pour le dispositif 6 de diminuer la pression du gaz sec sortant du réacteur P1 d'une valeur égale à AP3 + 4P2 + 6ventuellement les pertes de charge dans le réchauffeur 7 et dans le conden- seur 11. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le réchauffeur 7 est pourvu d'un dispositif de by-pass de façon que, dans une première étape, on envoie dans le réacteur en cours de régénération (réacteur 3) des gaz secs chauffés et que, dans une deuxième étape, on envoie dans ledit réacteur des gaz passant par le by-pass qui sont donc secs et froids. Mais on peut également utiliser un ensemble comportant quatre réacteurs identiques comme cela est représenté sur la figure 3. Sur cette figure on retrouve les mêmes dispositifs que ceux des figures 1 et 2, mais le réacteur 3 est remplacé par les réacteurs 3A et 3B qui sont également en phase régénération (comme 3). Il apparaît que le gaz sec sortant du réacteur 1 passe d'abord dans le réacteur 3A (lequel a déjà subi une partie de régénération) o il refroidit la masse de charbon actif puis est chauffé en 7 et passe dans le réacteur 3B. Il est possible en utilisant le même principe de concevoir des systèmes plus complexes fondés sur l'emploi de plusieurs groupes de trois ou quatre réacteurs. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le séchage de gaz sous pression à l'aide d'un adsorbant et régénération dudit adsorbant dans la m&me installation, caractérisé en ce que l'on utilise, montés en parallèle et convenablement interconnectés, au moins trois réac- teurs de s9chage-rig nération, deux desits réacteurs fonctionnant en phase séchage et le troisième en phase régénération, - le premier des réacteurs opérant en phase séchage étant alimenté par le gaz à sécher sous sa pression initiale, - le second des réacteurs opérant en phase séchage étant alimenté par le gaz à sécher qui a subi, par tout dispositif approprié, une baisse de pression sensiblement égale a la perte de pression subie par les gaz, lorsqu'ils traversent deux desdits réacteurs et un condenseur et étant également.ali- menté par le gaz humide sortant du réacteur de régénération et partiellement déshydraté dans ledit condenseur, - le réacteur opérant en phase régénération étant alimenté par une portion du gaz sec sortant dudit premier réacteur; le gaz sortant du second des réacteurs opérant en phase séchage étant mélangé au gaz sortant du premier réacteur opérant en phase séchage après que ce dernier a subi, par tout dispositif approprié, une baisse de pression sensiblement égale à la perte de pression subie par les gaz lorsqu'ils traversent deux desdits réacteurs et un condenseur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réacteur opérant en phase régénération est constitué de deux réacteurs, identiques aux deux autres, dont l'un et en régénération proprement dite à l'aide de gaz secs chauds et,dont l'autre est en refroidissement grâce à l'utilisation de gaz secs froids. 3. Appareillage pour la mise en oeuvre du procèdd selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois réacteurs (1), (2), (3) de s9chage-régénération montés en série et convenablement interconneetés, un condenseur (11) pouvant être connecté à l'un quelconque desdits réacteurs, deux dispositifs (5),(6) provoquant un abaissement de la pression du gaz, l'un des- dits dispositifs étant sur une dérivation de la ligne d'arrivée des gaz et l'autre étant sur la ligne de sortie des gaz avant le point de mélange des gaz secs sortant des réacteurs. 4. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble de quatre réacteurs (1), (2),(3A) et (3B) de séchage-régéngration convenablement interconnectés, un conden- seur (11) pouvant être connecté à l'un quelconque desdits réac- teurs, deux dispositifs (5), (6) provoquant un abaissement de la pression du gaz, l'un desdits dispositifs étant sur une dérivation de la ligne d'arrivée des gaz et l'autre étant sur la ligne de sortie des gaz avant le point de mélange des gaz secs sortant du réacteur.