Brevet FR2906879A1 — publié le 20080411

La présente invention est relative à une installation de production d'un gaz sous haute pression chargé en azote et en dioxyde de carbone. La nécessité de traiter dans un avenir plus ou moins lointain le dioxyde de carbone en sortie des unités de génération d'énergie électrique implique, dans le cas où une unité de postcombustion est utilisée, une unité de séparation d'air et une unité de séparation et purification de dioxyde de carbone. Celui-ci, une fois séparé et purifié, pourra être utilisé en étant envoyé, après compression sous très haute pression, via des tuyaux pour être envoyé dans des puits de pétrole ou des champs de gaz naturel pour faciliter io l'extraction des hydrocarbures (EOR). L'azote sous très haute pression est également utilisé à cet effet. Il est nécessaire pour que la technologie d'oxycombustion s'impose par rapport à d'autres technologies comme le lavage aux amines que la production d'oxygène et la séparation/purification du CO2 et sa compression ait une 15 consommation électrique minimale. L'utilisation d'oxygène impur permet d'aller dans ce sens. Selon un objet de l'invention, il est prévu une installation de production d'un mélange d'azote et de dioxyde de carbone comprenant une unité de séparation d'air produisant de l'oxygène et de l'azote et une unité de 20 séparation et/ou de purification de dioxyde de carbone en aval d'une unité consommatrice d'oxygène utilisant cet oxygène, et des moyens pour mélanger l'azote et le dioxyde de carbone et des moyens pour envoyer le mélange à un réservoir souterrain contenant des hydrocarbures pour en faciliter l'extraction. L'installation peut également comprendre : 25 - un compresseur d'azote en amont des moyens pour mélanger l'azote et le dioxyde de carbone ; - un compresseur de mélange en aval des moyens pour mélanger l'azote et le dioxyde de carbone. L'unité consommatrice d'oxygène peut être une unité d'oxycombustion. 30 Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de production d'un mélange d'azote et de dioxyde de carbone dans lequel on sépare de l'air dans une unité de séparation d'air pour produire de l'oxygène et de l'azote et on sépare et/ou épure du dioxyde de carbone dans une unité de séparation 2906879 2 et/ou de purification de dioxyde de carbone, on envoie de l'oxygène de l'unité de séparation d'air à une unité consommatrice d'oxygène, on envoie du fluide contenant du dioxyde de carbone de l'unité consommatrice d'oxygène à l'unité de séparation et/ou de purification de dioxyde de carbone, on mélange de 5 l'azote et du dioxyde de carbone et on envoie le mélange à un réservoir souterrain contenant des hydrocarbures pour en faciliter l'extraction. Selon d'autres aspects facultatifs : - l'oxygène a une pureté inférieure à 97 % mol ; - l'azote est produit à une pression inférieure à 6 bars ; io - l'azote est produit à une pression supérieure à 6 bars ; - on comprime l'azote avant de le mélanger avec le dioxyde de carbone ; - on comprime le mélange d'azote et de dioxyde de carbone. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures, qui représentent l'unité de séparation d'air et l'unité de séparation de dioxyde de 15 carbone intégrées. Dans la Figure 1, de l'air 1 est envoyé à un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique 3. Celui-ci produit de l'oxygène 5 à une pureté inférieure à 97 % mol. et de l'azote 15. L'oxygène 5 est envoyé au moins en partie à une unité consommatrice 20 d'oxygène 7, telle qu'un appareil d'oxycombustion. L'azote 15 est produit à basse pression (inférieure à 6 bars) et est comprimé dans le compresseur 17 pour former un débit 19 à la même pression que le débit de dioxyde de carbone 13. Cette unité 7 produit des gaz résiduels riches en dioxyde de carbone 9 25 qui sont envoyés à une unité de séparation de dioxyde de carbone 11. Un débit gazeux de dioxyde de carbone 13 est produit et mélangé avec l'azote 15. Ensuite le mélange 21 est comprimé à très haute pression dans un compresseur 23 et envoyé à un réservoir souterrain 25 pour faciliter l'extraction des hydrocarbures. 30 Dans la Figure 2, de l'air 1 est envoyé à un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique 3. Celui-ci produit de l'oxygène 5 à une pureté inférieure à 97 % mol. et de l'azote 15. 2906879 3 L'oxygène 5 est envoyé au moins en partie à une unité consommatrice d'oxygène 7, telle qu'un appareil d'oxycombustion. L'azote 15 est produit à une pression supérieure à 6 bars, de préférence sensiblement égale à la pression de production du débit de dioxyde de carbone 13. 5 Cette unité 7 produit des gaz résiduels riche en dioxyde de carbone 9 qui sont envoyés à une unité de séparation de dioxyde de carbone 11. Un débit gazeux de dioxyde de carbone 13 est produit et mélangé avec l'azote 15. Ensuite le mélange 21 est comprimé à très haute pression dans un compresseur 23 et envoyé à un réservoir souterrain 25 pour faciliter l'extraction io des hydrocarbures. Pour les deux figures, le mélange 21 peut avoir des caractéristiques allant de quelque pourcent d'azote dans le flux de dioxyde de carbone, jusqu'à quelque pourcent de dioxyde de carbone dans un flux d'azote. Les quantités mises à disposition par le site pour être utilisées pour 15 faciliter l'extraction des hydrocarbures peuvent être ainsi pratiquement doublées voir triplées. REVENDICATIONS 1. Installation de production d'un mélange d'azote et de dioxyde de carbone comprenant une unité de séparation d'air (3) produisant de l'oxygène (5) et de l'azote (15) et une unité de séparation et/ou de purification de dioxyde de carbone (11) en aval d'une unité consommatrice d'oxygène (7) utilisant cet oxygène, et des moyens pour mélanger l'azote et le dioxyde de carbone (13) et des moyens pour envoyer le mélange (21) à un réservoir souterrain (25) contenant des hydrocarbures pour en faciliter l'extraction. i0 2. Installation selon la revendication 1 comprenant un compresseur d'azote (17) en amont des moyens pour mélanger l'azote (15) et le dioxyde de carbone (13). 15 3. Installation selon la revendication 2 comprenant un compresseur (23) de mélange en aval des moyens pour mélanger l'azote (15) et le dioxyde de carbone (13). 4. Installation dans laquelle l'unité consommatrice d'oxygène (7) est 20 une unité d'oxycombustion. 5. Procédé de production d'un mélange d'azote et de dioxyde de carbone dans lequel on sépare de l'air dans une unité de séparation d'air (3) pour produire de l'oxygène (5) et de l'azote et (15) on sépare et/ou épure du 25 dioxyde de carbone dans une unité de séparation et/ou de purification de dioxyde de carbone (11), on envoie de l'oxygène de l'unité de séparation d'air à une unité consommatrice d'oxygène (7), on envoie du fluide (9) contenant du dioxyde de carbone de l'unité consommatrice d'oxygène à l'unité de séparation et/ou de purification de dioxyde de carbone, on mélange de l'azote et du 30 dioxyde de carbone (13) et on envoie le mélange à un réservoir souterrain (25) contenant des hydrocarbures pour en faciliter l'extraction. 2906879 5 6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel l'oxygène (5) a une pureté inférieure à 97 % mol. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6 dans lequel l'azote (15) est 5 produit à une pression inférieure à 6 bars. 8. Procédé selon la revendication 5 ou 6 dans lequel l'azote (15) est produit à une pression supérieure à 6 bars. 9. Procédé selon la revendication 6 ou 7 dans lequel on comprime l'azote (15) avant de le mélanger avec le dioxyde de carbone (13). 10. Procédé selon la revendication 6, 7 ou 8 dans lequel on comprime le mélange (21) d'azote (15) et de dioxyde de carbone (13).15