Brevet FR2976059A1 — publié le 20121207

La présente invention est relative à un appareil et à un procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation cryogénique. Il concerne en particulier un appareil et un procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation cryogénique, avec refroidissement d'eau destinée à refroidir le mélange et/ou l'air en amont de la séparation. Les appareils de compression et de purification traitant des alimentations riches en CO2 (plus de 35% volume en base sèche, préférentiellement plus de 70%) produisent par essence un flux plus pauvre en CO2 que l'alimentation et contenant les gaz que l'on aura extraits du produit. La purification du CO2 pourra avoir lieu grâce à une ou des condensation(s) partielle(s) ou par séparation membranaire ou tout autre procédé (adsorption, cryo-condensation, etc.). Dans certains procédés tels que ceux cités, le flux de gaz impur est produit sec. Ce ne sera pas le cas pour une séparation par lavage aux amines par exemple, où les deux produits de la séparation (le CO2 et les gaz résiduels) seront humides. La plupart des unités de traitement du CO2 comprennent une étape de séchage des gaz traités. Il peut s'agir d'un séchage par adsorption. Il faut alors utiliser un gaz sec pour régénérer l'adsorbant lorsqu'il est saturé en eau. L'état de l'art prévoit ainsi d'utiliser les gaz vaporisés des stockages de CO2 ou les gaz résiduels, à haute ou basse pression. La présente invention propose une autre utilisation des gaz résiduels secs. On peut ainsi les saturer en eau dans une tour à contact direct, permettant ainsi d'abaisser la température de l'eau non évaporée et produire de l'eau réfrigérée. La méthode est couramment utilisée sur les appareils de séparation d'air dans les « tours eau-azote » pour refroidir l'eau par échange de chaleur et évaporation avec de l'azote froid provenant de l'appareil de séparation d'air. Il est connu de EP-A-1712858 d'utiliser un gaz appauvri en dioxyde de carbone pour refroidir de l'eau dans une tour de refroidissement d'eau. Pour le cas où les incondensables présentent un débit relatif au débit total traité nettement plus faible que l'azote par rapport à l'air, une première partie du refroidissement de l'eau pourrait être réalisée dans une tour « eauincondensables », la première partie du refroidissement étant complétée par une deuxième partie de refroidissement dans un groupe frigorifique. Lorsqu'un appareil de séparation d'air ayant une tour de refroidissement à l'eau se trouve à proximité d'un appareil de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz, utiliser la tour eau-azote pour y saturer aussi les incondensables (qui partageront alors la mise à l'air de l'azote) permettra des gains réels en investissement par rapport à l'utilisation de deux tours indépendantes. Il faudra veiller à éviter à tout prix que le CO2 contenu dans les incondensables ne puisse pas remonter vers l'appareil de séparation d'air via la ligne de transfert de l'azote sec vers la tour eau-azote. En marche normale comme en cas de mode dégradé, le risque est réel d'introduire du CO2 dans l'appareil de séparation d'air et de le boucher lorsque le CO2 aura gelé. On peut ainsi envisager d'introduire le CO2 à un deuxième niveau dans la tour, au-dessus de l'azote. Notons que le risque est cependant similaire à celui de faire rentrer de l'humidité dans la boite froide de l'appareil de séparation d'air, au détail près que les incondensables arrivent sous pression alors que lorsque l'azote est devenu humide, il a nécessairement une pression plus faible que celle qu'il avait dans la boite puisqu'il en vient. Une mesure de précaution, qui est revendiquée comme inventive aussi, consiste à détendre les incondensables suffisamment loin de la tour pour que sur une distance qui sera jugée raisonnable, la pression régnant dans le tuyau d'alimentation de la tour soit plus faible pour la ligne des incondensables que pour la ligne de l'azote. Au plus simple, le procédé consiste à refroidir de l'eau en utilisant au moins un gaz provenant d'une unité de séparation d'un mélange de CO2 et d'au moins un autre gaz, pouvant être par exemple de l'azote, de l'oxygène, de l'argon, du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane, de l'NO2 ou un mélange d'au moins deux de ces gaz. Selon un objet de l'invention, il est prévu un appareil intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air comprenant une unité de séparation d'un mélange gazeux comprenant du dioxyde de carbone et au moins un autre gaz pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone et un gaz appauvri en dioxyde de carbone et une unité de séparation d'air par distillation cryogénique pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote caractérisé en ce qu'il comprend une tour de refroidissement d'eau par contact direct ainsi qu'une conduite pour envoyer de l'eau en tête de la tour, une conduite pour envoyer au moins une partie du débit gazeux enrichi en azote à un niveau inférieur de la tour, une conduite d'eau refroidie pour soutirer de l'eau refroidie de la tour et des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air, la conduite d'eau refroidie étant reliée aux moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et à l'entrée et/ou à la sortie de l'unité de séparation du mélange gazeux. Selon d'autres aspects facultatifs de l'invention : - les moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air sont constitués par une tour de lavage à l'eau et une conduite pour envoyer de l'eau réchauffée de la tour de lavage à la tour de refroidissement d'eau. - la conduite d'eau refroidie est adaptée pour envoyer de l'eau refroidie de la tour à l'unité de séparation du mélange pour fournir des frigories au mélange gazeux à séparer et/ou à un produit de la séparation. - l'appareil intégré comprend une unité d'oxycombustion, une conduite pour envoyer de l'oxygène d'un (de l') appareil de séparation d'air à l'unité d'oxycombustion et une conduite pour envoyer des fumées de l'oxycombustion à l'unité de séparation d'un mélange comme mélange gazeux. - l'appareil comprend une conduite pour envoyer le gaz appauvri en dioxyde de carbone à la tour de refroidissement d'eau et dans lequel éventuellement le niveau d'introduction du débit gazeux enrichi en azote est inférieur au niveau de la tour auquel est envoyé le gaz appauvri en dioxyde de carbone. - l'appareil comprend une unité de réfrigération mécanique pour refroidir l'eau refroidie dans la tour de refroidissement en amont des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et/ou avant son envoi à l'unité de séparation du mélange gazeux. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air comprenant une unité de séparation d'un mélange gazeux comprenant du dioxyde de carbone et au moins un autre gaz pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone et un gaz appauvri en dioxyde de carbone et une unité de séparation d'air par distillation cryogénique pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote caractérisé en ce que l'on refroidit de l'eau dans une tour de refroidissement d'eau par contact direct avec le débit gazeux enrichi en azote, on refroidit l'air destiné à l'unité de séparation d'air avec l'eau refroidie dans la tour de refroidissement et on refroidit le mélange gazeux destiné à l'unité de séparation du mélange gazeux et/ou un produit de l'unité de séparation du mélange gazeux au moyen de l'eau refroidie provenant de la tour de refroidissement. Selon d'autres aspects facultatifs : - on refroidit l'air en amont de l'unité de séparation d'air dans une tour de lavage à l'eau alimentée par de l'eau refroidie dans la tour de refroidissement d'eau. - de l'oxygène d'un (de l') appareil de séparation d'air est envoyé à une unité d'oxycombustion et des fumées de l'oxycombustion sont envoyées à l'unité de séparation d'un mélange comme mélange gazeux. - on envoie du gaz appauvri en dioxyde de carbone de l'unité de séparation du mélange gazeux dans la tour de refroidissement d'eau dans lequel éventuellement le niveau d'introduction du débit gazeux enrichi en azote est inférieur au niveau de la tour auquel est envoyé le gaz appauvri en dioxyde de carbone. - on refroidit l'eau refroidie dans la tour de refroidissement au moyen d'une unité de réfrigération mécanique, en amont des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et en amont de l'unité de séparation du mélange gazeux. - on détend le gaz appauvri en dioxyde de carbone dans une vanne jusqu'à une pression inférieure à celle à laquelle on introduit le débit gazeux enrichi en azote dans la tour de refroidissement d'eau. - au moins un autre gaz dans le mélange est de l'azote, de l'oxygène, 5 de l'argon, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane ou de l'NO2 et le mélange contient au moins 40% mol. de dioxyde de carbone. - au moins un autre gaz dans le mélange est choisi dans la liste comprenant l'hydrogène, le monoxyde de carbone ou le méthane et un gaz humidifié sorti en tête de la tour de refroidissement d'eau est utilisé comme 10 carburant, par exemple dans une turbine à gaz. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air comprenant une unité de séparation d'un mélange gazeux comprenant du dioxyde de carbone et au moins un autre gaz 15 pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone et un gaz appauvri en dioxyde de carbone et une unité de séparation d'air par distillation cryogénique pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote caractérisé en ce qu'il comprend une tour de refroidissement d'eau par contact direct ainsi qu'une conduite pour envoyer de l'eau en tête de la tour, une conduite pour envoyer du 20 gaz appauvri en dioxyde de carbone à un niveau inférieur de la tour, une conduite pour envoyer au moins une partie du débit gazeux enrichi en azote à un niveau inférieur de la tour, une conduite d'eau refroidie pour soutirer de l'eau refroidie de la tour, des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air, la conduite d'eau refroidie étant reliée aux moyens pour 25 refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air. Selon d'autres aspects facultatifs : - les moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air sont constitués par une tour de lavage à l'eau et une conduite pour envoyer de l'eau réchauffée de la tour de lavage à la tour de refroidissement d'eau. 30 - l'appareil comprend une conduite pour envoyer de l'eau refroidie de la tour à l'unité de séparation du mélange pour fournir des frigories. - l'appareil comprend un appareil tel que décrit ci-dessus comprenant une unité d'oxycombustion, une conduite pour envoyer de l'oxygène d'un appareil de séparation d'air à l'unité d'oxycombustion et une conduite pour envoyer des fumées de l'oxycombustion à l'unité de séparation d'un mélange comme mélange gazeux. - le débit gazeux enrichi en azote est envoyé à un niveau de la tour de refroidissement d'eau inférieur à celui auquel est envoyé le gaz appauvri en 5 dioxyde de carbone. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air dans une installation comprenant une unité de séparation d'un mélange gazeux comprenant du dioxyde de carbone et au 10 moins un autre gaz pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone et un gaz appauvri en dioxyde de carbone et une unité de séparation d'air par distillation cryogénique pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote caractérisé en ce que l'installation comprend une tour de refroidissement d'eau par contact direct ainsi qu'une conduite pour envoyer de l'eau en tête de la tour, 15 et dans lequel on envoie du gaz appauvri en dioxyde de carbone à un niveau inférieur de la tour, on envoie au moins une partie du débit gazeux enrichi en azote à un niveau inférieur de la tour, on soutire de l'eau refroidie de la tour, on refroidit l'air dans des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et on envoie de l'eau refroidie de la cuve de la tour aux moyens 20 pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air. Selon d'autres caractéristiques facultatives : - on refroidit l'air en amont de l'unité de séparation d'air par échange direct avec de l'eau refroidie provenant de la tour de refroidissement d'eau. - on envoie de l'eau refroidie de la tour de refroidissement d'eau à 25 l'unité de séparation du mélange pour fournir des frigories soit en amont soit en aval de la séparation, l'eau étant prélevée soit en amont soit en aval d'une unité de réfrigération mécanique de l'eau refroidie dans la tour de refroidissement d'eau. - on détend le gaz appauvri en dioxyde de carbone dans une vanne 30 jusqu'à une pression inférieure à celle à laquelle on introduit le débit gazeux enrichi en azote dans la tour de refroidissement d'eau. - au moins un autre gaz dans le mélange est de l'azote, de l'oxygène, de l'argon, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane ou de l'NO2 et le mélange contient au moins 40% mol. de dioxyde de carbone. - au moins un autre gaz comprend l'hydrogène, le monoxyde de carbone ou le méthane et un gaz humidifié sorti en tête de la tour refroidissement d'eau est utilisé comme carburant, par exemple dans une turbine à gaz. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures. La Figure 1 montre un appareil et un procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation cryogénique selon l'invention. Les Figures 2 à 4 montrent des détails de différentes tours de refroidissement d'eau utilisées pour refroidir l'air en amont de la séparation d'air par distillation dans la Figure 1, selon l'invention. Dans la Figure 1, un débit d'air 1 est refroidi dans une unité de pré-refroidissement P comprenant une tour de lavage de l'air à l'eau et une tour de refroidissement d'eau à l'azote 17. Ce genre de refroidissement est bien connu de Industrial Gas Handbook de F.G.Kerry, page 112. L'air 3 refroidi dans l'unité de pré-refroidissement P est envoyé à un appareil de séparation d'air ASU où il est épuré pour enlever le dioxyde de carbone et l'humidité, refroidi et séparé dans un système de colonnes pour produire de l'oxygène 5 et de l'azote 17. L'oxygène 5 est envoyé à une chaudière d'oxycombustion B également alimenté par du carburant 7. Des fumées 9 provenant de l'unité d'oxycombustion B contiennent au moins 40% mol. de dioxyde de carbone, voire au moins 60% de dioxyde de carbone, et au moins un composant choisi dans la liste suivante : de l'azote, de l'oxygène, de l'argon, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane ou de l'NO2. Les fumées sont traitées dans une unité de séparation CPU. En amont du CPU les fumées 9 sont refroidies dans une unité de refroidissement R par échange de chaleur avec de l'eau froide 15. Les fumées sont éventuellement comprimées et ensuite séparées par distillation dans l'unité CPU à une température subambiante. Ceci permet de produire un débit enrichi en dioxyde de carbone CO2 sous forme liquide ou gazeuse 20 et un débit gazeux appauvri en dioxyde de carbone 13. Le débit appauvri en dioxyde de carbone 13 peut être un débit d'azote, d'oxygène, d'argon ou de NO2 ou un mélange d'au moins deux de ces gaz. Le débit 13 sort de l'unité CPU à une température proche de l'ambiante (-10°C à 80°C) et une pression proche de la pression atmosphérique (1 bar a à 2 bars a) et est détendu dans une vanne V à une pression de quelques dizaines à quelques centaines de millimètres de colonne d'eau selon les pertes de charge du système en aval. Le gaz détendu 13 peut être envoyé au pré-refroidissement. L'unité de pré-refroidissement produit de l'eau froide qui est envoyée soit à l'unité R comme débit 15 soit utilisée dans l'unité P soit les deux. La Figure 2 montre un détail de l'unité de pré-refroidissement P. Cette unité comprend une tour de refroidissement 33 où l'eau 31 rentre en contact direct avec de l'azote 17 provenant de l'appareil de séparation d'air ASU. Le gaz détendu 13 est envoyé à la tour à un niveau supérieur au niveau d'entrée de l'azote 17, éventuellement séparé du niveau d'entrée de l'azote par un étage de garnissage. La tour de refroidissement d'eau 33 est alimentée en haut par un débit d'eau 31 à une température de 4°C à 40°C. La pression du débit 13 est légèrement inférieure à celle du débit 17 à l'entrée dans la tour 33, grâce à la détente dans la vanne V en amont de la tour, pour éviter de polluer l'eau refroidie. Le gaz 17 et éventuellement le gaz 13 refroidissent l'eau par contact direct et évaporation d'une partie de l'eau dans ces gaz secs et le mélange formé 39 sort en tête de la tour comme mise à l'air. L'eau réchauffée dans l'unité CPU peut être renvoyée à l'unité P via l'alimentation 21. L'eau refroidie en cuve de la tour 33 est pompée par une pompe 25 pour être envoyée à la tour de refroidissement d'air à l'eau par la conduite 27. Sinon l'eau refroidie peut être envoyée à un échangeur à contact indirect pour transférer des frigories vers l'air destiné à la distillation. Une partie de cette eau 27 peut aussi servir à fournir des frigories à l'unité CPU, par exemple en amont de l'unité de dessiccation. Ce procédé n'utilise éventuellement pas d'unité de réfrigération mécanique telle qu'un groupe frigorifique. La tour 33 sera éventuellement un peu plus grande que celle utilisée uniquement pour fournir de l'eau pour l'unité de séparation d'air ASU. Pour les procédés des Figures 3 et 4 un groupe frigorifique est utilisé. De cette manière, un seul groupe frigorifique peut refroidir l'unité de séparation d'air ASU et l'unité de séparation du mélange contenant du dioxyde de carbone CPU, au lieu d'avoir un groupe frigorifique pour chacune des unités. La Figure 3 montre un détail de l'unité de pré-refroidissement P. Cette unité P comprend une tour de refroidissement 33 où l'eau 31 rentre en contact direct avec de l'azote 17 provenant de l'appareil de séparation d'air ASU et une tour de refroidissement d'air à l'eau 133. Le gaz détendu 13 est éventuellement envoyé à la tour 33 à un niveau supérieur au niveau d'entrée de l'azote 17. La tour de refroidissement d'eau 33 est alimentée en haut par un débit d'eau 31 à une température de 10°C à 50°C. La pression du débit 13 est légèrement inférieure à celle du débit 17 à l'entrée dans la tour 33, grâce à la détente dans la vanne V en amont de la tour. Le gaz 17 et éventuellement le gaz 13 refroidissent l'eau par contact direct et évaporation et le mélange formé 39 sort en tête de la tour comme mise à l'air. L'eau refroidie en cuve de la tour 33 est pompée par une pompe 25 pour être envoyée à la tête de la tour de refroidissement d'air à l'eau 133 comme débit 37. L'air 1 destiné à la distillation est refroidi en étant envoyé en cuve de la tour 133. L'eau de refroidissement 21 est envoyée à un niveau intermédiaire de la tour 133 comme débit 121 et en tête de la tour 33 comme débit 31. L'eau refroidit l'air en produisant, en tête de la tour 133, un débit d'air refroidi 3 qui est envoyé à l'épuration et ensuite à la distillation dans l'unité de séparation d'air ASU. L'eau réchauffée 221 est recueillie en cuve de la tour 133 et est recyclée à la tour 133 après une réfrigération extérieure (en utilisant des aéro-réfrigérants, par échange contre de l'eau froide, etc.). On peut aussi envisager que l'eau 221 n'est pas recyclée mais retourne, par exemple, dans une rivière ou un réseau d'eau en aval. L'eau refroidie 23 recueillie en cuve de la tour 33 est pressurisée par la pompe 25 et une partie 15 est envoyée à l'unité de séparation CPU. Le reste de l'eau est refroidie par un groupe frigorifique 35 pour constituer le débit 37 envoyé en tête de la tour 133. La Figure 4 diffère de la Figure 3 uniquement en ce que toute l'eau provenant de la pompe 25 est refroidie dans le groupe frigorifique avant d'être divisée en deux. Le débit 37 refroidi est envoyé en tête de la tour 133 et le débit refroidi 15 est envoyé à l'unité CPU. L'eau refroidie 15 envoyée au CPU peut servir à refroidir le mélange à séparer ou à refroidir un produit de la séparation. L'unité CPU ne fonctionne pas forcément à température subambiante. L'eau réchauffée dans l'unité CPU peut être renvoyée à l'unité P via l'alimentation 21. L'appareil de séparation d'air ASU n'alimente pas obligatoirement une unité d'oxycombustion, si présente, en oxygène. Il suffit que l'appareil de séparation d'air ASU se trouve relativement près de l'unité CPU pour permettre l'intégration entre les deux. Pour le cas dans lequel le gaz appauvri en dioxyde de carbone comprend du monoxyde de carbone et/ou du méthane et/ou de l'hydrogène, le gaz peut être envoyé dans la tour de refroidissement et le gaz humidifié formé en tête de la tour peut être utilisé comme carburant, par exemple dans une turbine à gaz. REVENDICATIONS1. Appareil intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air comprenant une unité de séparation (CPU) d'un mélange gazeux comprenant du dioxyde de carbone et au moins un autre gaz pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone et un gaz appauvri en dioxyde de carbone et une unité de séparation d'air (ASU) par distillation cryogénique pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote (17) caractérisé en ce qu'il comprend une tour (33) de refroidissement d'eau par contact direct ainsi qu'une conduite (31) pour envoyer de l'eau en tête de la tour, une conduite (13) pour envoyer au moins une partie du débit gazeux enrichi en azote à un niveau inférieur de la tour, une conduite d'eau refroidie (15, 23, 27, 37) pour soutirer de l'eau refroidie de la tour et des moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air, la conduite d'eau refroidie étant reliée aux moyens (133) pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et à l'entrée et/ou à la sortie de l'unité de séparation du mélange gazeux. 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel les moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air sont constitués par une tour de lavage à l'eau (133) et éventuellement une conduite pour envoyer de l'eau réchauffée de la tour de lavage à la tour de refroidissement d'eau. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la conduite d'eau refroidie (27, 23, 15) est adaptée pour envoyer de l'eau refroidie de la tour (33) à l'unité de séparation du mélange (CPU) pour fournir des frigories au mélange gazeux à séparer (11) ou à un produit de la séparation (20). 4. Appareil intégré comprenant un appareil selon la revendication 1, 2 ou 3 comprenant une unité d'oxycombustion (B), une conduite pour envoyer de l'oxygène (5) d'un (de l') appareil de séparation d'air (ASU) à l'unité d'oxycombustion et une conduite pour envoyer des fumées (9, 11) del'oxycombustion à l'unité de séparation d'un mélange (CPU) comme mélange gazeux. 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes comprenant une conduite pour envoyer le gaz appauvri en dioxyde de carbone (13) à la tour (33) de refroidissement d'eau et dans lequel éventuellement le niveau d'introduction du débit gazeux enrichi en azote (17) est inférieur au niveau de la tour auquel est envoyé le gaz appauvri en dioxyde de carbone. 6. Appareil selon l'une des revendications précédentes comprenant une unité de réfrigération mécanique (35) pour refroidir l'eau refroidie dans la tour de refroidissement en amont des moyens (133) pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air et/ou avant son envoi à l'unité de séparation du mélange gazeux (CPU). 7. Procédé intégré de séparation d'un mélange de dioxyde de carbone et au moins un autre gaz et de séparation d'air par distillation d'air comprenant une unité de séparation (CPU) d'un mélange gazeux (11) comprenant du dioxyde de carbone et au moins un autre gaz pour produire un gaz enrichi en dioxyde de carbone (20) et un gaz appauvri en dioxyde de carbone (13) et une unité de séparation d'air par distillation cryogénique (ASU) pour produire au moins un débit gazeux enrichi en azote (17) caractérisé en ce que l'on refroidit de l'eau dans une tour (33) de refroidissement d'eau par contact direct avec le débit gazeux enrichi en azote, on refroidit l'air destiné à l'unité de séparation d'air avec l'eau refroidie dans la tour de refroidissement et on refroidit le mélange gazeux (11) destiné à l'unité de séparation du mélange gazeux et/ou un produit de l'unité de séparation du mélange gazeux (13, 20) au moyen de l'eau refroidie (15, 23, 27) provenant de la tour de refroidissement. 8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel on refroidit l'air en amont de l'unité de séparation d'air dans une tour (133) de lavage à l'eau alimentée par de l'eau (37) refroidie dans la tour (33) de refroidissement d'eau. 9. Procédé intégré comprenant un appareil selon la revendication 7 ou 8 dans lequel de l'oxygène (5) d'un (de l') appareil de séparation d'air est envoyé à une unité d'oxycombustion (B) et des fumées (9, 11) de l'oxycombustion sont envoyées à l'unité de séparation d'un mélange comme mélange gazeux. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9 dans lequel on envoie du gaz appauvri en dioxyde de carbone (13) de l'unité de séparation du mélange gazeux dans la tour de refroidissement d'eau (33) dans laquelle éventuellement le niveau d'introduction du débit gazeux enrichi en azote est inférieur au niveau de la tour auquel est envoyé le gaz appauvri en dioxyde de carbone. 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10 dans lequel on refroidit l'eau refroidie dans la tour de refroidissement au moyen d'une unité de réfrigération mécanique (35) avant de l'envoyer aux moyens pour refroidir l'air en amont de l'unité de séparation d'air (133) et/ou avant de l'envoyer à l'unité de séparation du mélange gazeux. 12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11 dans lequel on détend le gaz appauvri en dioxyde de carbone dans une vanne (V) jusqu'à une pression inférieure à celle à laquelle on introduit le débit gazeux enrichi en azote dans la tour de refroidissement d'eau (33). 13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12 dans lequel au moins un autre gaz dans le mélange (11) est choisi dans la liste comprenant de l'azote, de l'oxygène, de l'argon, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane ou de l'NO2 et le mélange contient au moins 40% mol. de dioxyde de carbone. 14. Procédé selon la revendication 13 dans lequel au moins un autre gaz (11) comprend l'hydrogène, le monoxyde de carbone ou le méthane et un gaz humidifié (39) sorti en tête de la tour de refroidissement d'eau est utilisé comme carburant, par exemple dans une turbine à gaz.