Brevet FR2912207A1 — publié le 20080808

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de production de monoxyde de carbone par distillation cryogénique. Dans les procédés connus de production d'hydrogène et/ou de monoxyde de carbone par distillation cryogénique, il est fréquent d'utiliser une colonne de déazotation pour obtenir des produits très pauvres en azote à partir d'un mélange à séparer contaminé avec de l'azote. Il peut se produire cependant que la charge d'azote dans le mélange à séparer soit extrêmement réduite, voire nulle par moment, alors que l'unité a été conçue avec une colonne de déazotation. Ce sera ainsi le cas avec un mélange à séparer produit par un SMR alimenté temporairement avec du naphtha. La régulation de pression de la colonne de déazotation se faisant par le contrôle de la purge azote, la pression ne pourra plus être maintenue constante. Cette pression contrôlant celle de la colonne CO/CH4, généralement en amont de la colonne de déazotation, l'opération de l'unité sera très dégradée par les probables fluctuations. Une façon d'éviter ces problèmes à relativement peu de frais consiste à installer une nouvelle sortie gaz sur la colonne CO/N2, préférablement en cuve, et de la connecter au réseau basse pression de monoxyde de carbone. Ainsi, lorsque le débit de la purge azote devient trop faible pour réguler la pression, il suffit d'ouvrir la nouvelle sortie de monoxyde de carbone et de réguler la pression par ce canal. Il faut alors fermer la purge d'azote. Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de production de monoxyde de carbone par distillation cryogénique utilisant un système de colonnes de distillation alimenté par un mélange comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote dans lequel on refroidit le mélange à séparer à une température de distillation, on épure le mélange en hydrogène, on sépare un fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote dans une colonne de déazotation pour produire un gaz enrichi en azote et un liquide enrichi en monoxyde de carbone et on soutire du système de colonnes un gaz riche en monoxyde de carbone caractérisé en ce que si la teneur en azote du fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote baisse en dessous d'un seuil donné, on soutire un débit riche en monoxyde de carbone de la colonne de déazotation et on varie la pression de la colonne en régulant ce débit riche en monoxyde de carbone. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil de production de monoxyde de carbone par distillation cryogénique utilisant un système de colonnes de distillation alimenté par un mélange comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote comprenant des moyens pour refroidir le mélange à séparer à une température de distillation, des moyens pour épurer le mélange en hydrogène, une colonne de déazotation pour séparer un fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote afin de produire un gaz enrichi en azote et un liquide enrichi en monoxyde de carbone et des moyens pour soutirer du système de colonnes un gaz riche en monoxyde de carbone caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour soutirer un gaz riche en monoxyde de carbone de la colonne de déazotation et des moyens pour varier la pression de la colonne de déazotation en régulant ce débit riche en monoxyde de carbone. De préférence, la colonne de déazotation a un condenseur de tête, des moyens pour envoyer un liquide de cuve de la colonne de déazotation au condenseur de tête, des moyens pour soutirer le liquide de cuve vaporisé du condenseur de tête et des moyens pour mélanger le liquide de cuve vaporisé avec le gaz riche en monoxyde de carbone. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant à la figure qui illustre un appareil de production de monoxyde de carbone selon l'invention. L'appareil comprend au moins deux colonnes de distillation, dont une colonne CO/CH4 5 et une colonne de déazotation 11. L'appareil peut faire partie d'une installation avec une étape de lavage au méthane ou une étape de condensation partielle en amont de la colonne CO/CH4. La colonne de déazotation peut également se trouver en amont de la colonne CO/CH4. La colonne CO/CH4 est alimentée par deux débits 1, 3 à des niveaux différents et produit un liquide riche en méthane 7 et un fluide 9 riche en monoxyde de carbone 9 mais contenant de l'azote au moins de temps en temps. Le fluide 9 est envoyé à la colonne de déazotation 11 en partie supérieure de la colonne. Le liquide de cuve est envoyé à un condenseur de tête 23 de la colonne de déazotation 11 afin de condenser l'azote 25. Un débit de purge 27 est soutiré du condenseur 23, envoyé à un échangeur de chaleur où il se vaporise et détendu dans une vanne 31. La pression de la colonne de déazotation 11 est maintenue au moyen du débit de purge 27. Si la teneur en azote du débit 9 baisse en dessous d'un seuil donné, la pression de la colonne ne peut plus être maintenue avec le débit de purge. Dans ce cas, on soutire en cuve de la colonne de déazotation, un débit de monoxyde de carbone gazeux 17. En régulant l'ouverture de la vanne 19, on peut varier la pression de la colonne de déazotation 11 et ainsi la pression de la colonne CO/CH4. Le monoxyde de carbone 17 est mélangé avec le liquide vaporisé 21 provenant du condenseur 23. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de monoxyde de carbone par distillation cryogénique utilisant un système de colonnes de distillation alimenté par un mélange comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote dans lequel on refroidit le mélange à séparer à une température de distillation, on épure le mélange en hydrogène, on sépare un fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote dans une colonne de déazotation (11) pour produire un gaz enrichi en azote et un liquide enrichi en monoxyde de carbone et on soutire du système de colonnes un gaz riche en monoxyde de carbone caractérisé en ce que si la teneur en azote du fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote baisse en dessous d'un seuil donné, on soutire un débit (17) riche en monoxyde de carbone de la colonne de déazotation et on varie la pression de la colonne en régulant ce débit riche en monoxyde de carbone. 2. Appareil de production de monoxyde de carbone par distillation cryogénique utilisant un système de colonnes de distillation alimenté par un mélange comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote comprenant des moyens pour refroidir le mélange à séparer à une température de distillation, des moyens pour épurer le mélange en hydrogène, une colonne de déazotation (11) pour séparer un fluide comprenant au moins du monoxyde de carbone et au moins une partie du temps de l'azote, dérivé du mélange, afin de produire un gaz enrichi en azote et un liquide enrichi en monoxyde de carbone et des moyens pour soutirer du système de colonnes un gaz riche en monoxyde de carbone caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour soutirer un gaz riche en monoxyde de carbone (17) de la colonne de déazotation et des moyens (19) pour varier la pression de la colonne de déazotation en régulant ce débit riche en monoxyde de carbone. 3. Appareil selon la revendication 2 dans lequel la colonne de déazotation (11) a un condenseur de tête (23), des moyens pour envoyer un liquide de cuve (13) de la colonne de déazotation au condenseur de tête, des moyens pour soutirer le liquide de cuve vaporisé (21) du condenseur de tête et des moyens pour mélanger le liquide de cuve vaporisé avec le gaz riche en monoxyde de carbone.