Brevet FR3158245A1 — publié le 20250718

Titre de l’invention : Procédé et appareil de capture de CO2 par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification Un appareil de séparation d’un mélange gazeux contenant du CO2 ainsi qu’au moins un composant plus léger que le CO2 comprend une unité de séparation (CC) pour la séparation par condensation partielle et/ou distillation à une température inférieure à 0°C du mélange gazeux (MG), générant un fluide (P) enrichi en CO2 et un premier gaz résiduaire (PGR) appauvri en CO2 qui est sensiblement à la même pression que le mélange gazeux et un appareil de séparation par adsorption à bascule de pression (CO2 PSA) du premier gaz résiduaire produisant un premier gaz enrichi en CO2 (GE) à une première pression et un deuxième gaz résiduaire (DGR) appauvri en CO2 à une deuxième pression plus élevée que la première pression, une turbine (T1) et une conduite pour envoyer le premier gaz résiduaire (PGR) se détendre dans la turbine (T1) en aval de l’unité de séparation (CC) et en amont l’appareil de séparation par adsorption à bascule de pression (CO2 PSA). Fig. 1 Procédé et appareil de capture de CO2 par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de capture de CO2 par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification. Elle concerne en particulier Procédé de séparation d’un flux gazeux contenant du CO2 et de l’hydrogène. Introduction La capture de dioxyde de carbone (CO2) par un procédé de condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification sur une unité de production d’hydrogène (H2) comprenant une unité de séparation d’hydrogène par adsorption avec bascule de pression (en anglais « Pressure Swing Adsorption » d’où l’acronyme PSA) peut être combinée à une séparation membranaire. Ces membranes ont pour but de séparer le CO2 et l’H2 du reste des gaz. Cependant, cette séparation membranaire peut être remplacée par au moins une étape de séparation par adsorption avec bascule de pression. Etat de l’art US4952223 décrit un schéma où le gaz de régénération d’un PSA H2 est formé en séparant le gaz résiduaire du PSA par distillation cryogénique et en séparant le gaz de tête de la distillation par un PSA CO2. WO 2022/213053 décrit un schéma de procédé avec une séparation par adsorption avec bascule de pression pour purifier le gaz résiduaire de la partie cryogénique. Problème résolu par l’invention La condensation partielle du CO2 est optimisée à haute pression afin d’augmenter la pression partielle de CO2 (consommation d’énergie modérée pour un rendement de CO2 important). La séparation par adsorption avec bascule de pression ne nécessite pas d’atteindre nécessairement les mêmes niveaux de pression que la condensation partielle pour être efficace, voire même une trop haute pression peut dégrader les performances (à cause de la co-adsorption plus importante des autres molécules). Dans ce cas, il est recommandé de dé-corréler la pression de la condensation partielle de celle du PSA par le moyen d’une détente. L’énergie de pression est dissipée dans cette détente si elle a lieu dans une vanne. D’autant plus que l’adsorption par bascule de pression ou PSA produit nécessairement un gaz de queue à basse pression, la différence de pression entre le gaz d’entrée et le gaz de queue n’étant pas valorisée énergétiquement. Pour ces deux raisons, il est intéressant d’opérer le PSA a plus basse pression que la séparation cryogénique et donc de procéder à une détente intermédiaire. La séparation par adsorption avec bascule de pression ayant lieu en aval de la séparation cryogénique, l'invention propose d’installer une turbine sur le gaz résiduaire de la séparation cryogénique pour mieux valoriser l’énergie contenue dans ce gaz. Description de l’invention Selon un objet de l’invention, il est prévu un procédé de séparation d’un flux gazeux contenant du CO2 et de l’hydrogène ainsi qu’éventuellement au moins un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, le monoxyde de carbone, l’azote, l’oxygène ou l’argon comprenant les étapes suivantes: Séparation du flux gazeux par adsorption à bascule de pression produisant un gaz enrichi en hydrogène et appauvri en CO2 par rapport au flux et un mélange gazeux appauvri en hydrogène et enrichi en CO2 par rapport au flux et à une pression entre 20 et 60 bara, contenant entre 25 et 60% mol, voire entre 35 et 50% mol, d’hydrogène à base sèche Séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification à une température inférieure à 0°C du mélange gazeux, générant un fluide enrichi en CO2 par rapport au mélange gazeux et un premier gaz résiduaire appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au mélange gazeux qui est sensiblement à la même pression que le mélange gazeux et Séparation par adsorption à bascule de pression du premier gaz résiduaire produisant un premier gaz enrichi en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire à une première pression et un deuxième gaz résiduaire appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au premier gaz résiduaire à une deuxième pression plus élevée que la première pression, caractérisé en ce que le premier gaz résiduaire est détendu au moyen d’au moins une première turbine en aval de la séparation de l’étape ii) et en amont de l’adsorption à bascule de pression de l’étape iii) jusqu’à une pression comprise entre 6 et 30 bara. Selon d’autres caractéristiques facultatives : le deuxième gaz résiduaire (DGR) est détendu au moyen d’au moins une deuxième turbine. le deuxième gaz résiduaire apporte des frigories à la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification. le deuxième gaz résiduaire est séparé dans un deuxième procédé à adsorption par bascule de pression générant un gaz enrichi en CO2 par rapport au deuxième gaz résiduaire et un troisième gaz résiduaire sensiblement à la deuxième pression. le troisième gaz résiduaire est détendu au moyen d’au moins une turbine . le troisième gaz résiduaire constitue un produit du procédé contenant au moins 90% mol, voire au moins 95% mol d’hydrogène. l’au moins une première turbine ou l’au moins deuxième turbine ou l’au moins une turbine qui détend le troisième gaz résiduaire entraîne un compresseur pour comprimer un gaz qui est le mélange gazeux en amont de la séparation de l’étape i), ou un gaz riche en CO2 issu de la séparation de l’étape ii), ou bien un sous-produit de la séparation par adsorption avec bascule de pression. la température en sortie de l’au moins une première turbine et/ou l’au moins une deuxième turbine et/ou l’au moins une turbine qui détend le troisième gaz résiduaire est en dessous de 0°C, voire en dessous de -30°C ou même en dessous de -50°C. le gaz en amont de l’au moins une première turbine et/ou le gaz en amont de l’au moins une deuxième turbine et/ou le gaz en amont de l’au moins une turbine qui détend le troisième gaz résiduaire est chauffé dans au moins un échangeur de chaleur. une source de chaleur envoyée à l’au moins un échangeur de chaleur est une source externe au procédé telle que de la vapeur d’eau. une source de chaleur de l’au moins un échangeur de chaleur est une source interne au procédé telle que la compression du mélange gazeux en amont de la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification ou la compression d’un gaz issu de la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification. Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un appareil de séparation d’un flux gazeux, contenant du CO2 et de l’hydrogène ainsi qu’éventuellement au moins un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, le monoxyde de carbone, l’azote, l’oxygène ou l’argon comprenant une unité de séparation par adsorption à bascule de pression, des moyens pour envoyer le flux gazeux se séparer dans l’unité de séparation par adsorption à bascule de pression pour produire un gaz enrichi en hydrogène et appauvri en CO2 par rapport au flux gazeux et un mélange gazeux enrichi en CO2 et appauvri en CO2 par rapport au flux gazeux, une unité de séparation pour la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification à une température inférieure à 0°C du mélange gazeux, une conduite pour envoyer le mélange gazeux se séparer dans l’unité de séparation, une conduite pour sortir un fluide enrichi en CO2 par rapport au mélange gazeux de l’unité de séparation, une conduite pour sortir un premier gaz résiduaire appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au mélange gazeux qui est sensiblement à la même pression que le mélange gazeux et un appareil de séparation par adsorption à bascule de pression du premier gaz résiduaire produisant un premier gaz enrichi en CO2 à une première pression et un deuxième gaz résiduaire appauvri en CO2 à une deuxième pression plus élevée que la première pression, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une première turbine, une conduite pour envoyer le premier gaz résiduaire se détendre au moyen de l’au moins une première turbine en aval de l’unité de séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification et en amont l’appareil de séparation par adsorption à bascule de pression et une conduite pour envoyer le premier gaz résiduaire détendu de l’au moins une première turbine à l’appareil de séparation par adsorption. L’usage du terme « première turbine » n’implique pas qu’il y a forcément d’autres turbines. L’invention peut comprendre les étapes optionnelles suivantes: le gaz basse pression et riche en CO2 provenant de l’unité de séparation par bascule de pression peut être envoyé en amont de la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification par exemple en entrée d’un compresseur du mélange gazeux C1. la turbine peut être attelée à une génératrice d’électricité. la turbine peut être attelée à un surpresseur comprimant par exemple : le gaz d’entrée de la séparation cryogénique, le CO2 produit de l’unité de capture ou l’un des produits du ou des PSA. séparer l’H2 du reste du gaz haute pression et appauvri en CO2 grâce à une séparation par adsorption avec bascule de pression pour augmenter la production d’H2. détendre le gaz haute pression et appauvri en CO2 et potentiellement enrichi en H2 à travers une seconde turbine jusqu’à une pression entre 1 et 6 bara. de même que précédemment, la seconde turbine peut être attelée à une génératrice ou un surpresseur. chauffer en amont de chaque turbine pour récupérer plus d’énergie et réguler leurs températures de sortie. Ce chauffage peut être réalisé grâce à une source externe de chaleur comme de la vapeur d’eau ou bien grâce à une récupération de chaleur au sein du procédé de capture de CO2 (comme l’énergie de compression du gaz en amont de la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification ou du CO2 produit). générer des températures froides à la sortie des turbines pour produire au moins une partie du froid que consomme la section par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification cryogénique. Cette invention permet grâce à la et/ou aux turbines installées autour de la séparation par adsorption de valoriser l’énergie de pression du gaz résiduaire et possiblement de générer du froid pour la section de séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures où : FIG. 1 représente un procédé selon l’invention. FIG. 2 représente un procédé selon l’invention. FIG. 3 représente un procédé selon l’invention. FIG. 1 représente un procédé selon l’invention dans lequel un gaz de synthèse SG contenant de l’hydrogène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone et éventuellement au moins un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, l’azote, l’oxygène ou l’argon. Ce gaz est séparé par un procédé d’adsorption à bascule de pression H2 PSA produisant un débit riche en hydrogène H2 et, à plus basse pression et un gaz enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène MG par rapport au gaz de synthèse. Le gaz enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène contient de l’eau est comprimé par un premier compresseur C1 et ensuite séparé par adsorption à bascule de température TSA pour enlever l’eau. Le gaz sec est comprimé par deux étapes de compression C2, C3 jusqu’à une pression entre 20 et 60 bara, refroidi et est séparé à cette pression par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification formant un fluide riche en CO2 P (gaz ou liquide), contenant au moins 80% mol de CO2 et un premier gaz résiduaire substantiellement à la pression entre 20 et 60 bara enrichi en hydrogène et appauvri en CO2 par rapport au mélange gazeux MG Ce premier gaz résiduaire peut par exemple provenir d’au moins une étape de condensation partielle éventuellement en amont d’une étape de distillation, l’étape de distillation produisant un liquide riche en CO2. L’appareil de séparation CC peut comprendre au moins un séparateur de phase et/ou au moins une colonne, par exemple de distillation ou de lavage. Une étape de solidification de CO2 peut avoir lieu dans l’appareil CC. Le premier gaz résiduaire est détendu dans une turbine T1 jusqu’à une pression d’entre 6 et 30 bara et est envoyé à cette pression à une unité de séparation par bascule de pression. Cette unité produit un gaz GE à une première pression enrichi en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire et un deuxième gaz résiduaire DGR appauvri en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire à une deuxième pression supérieure à la première pression. Le deuxième gaz résiduaire DGR est réchauffé par de la vapeur d’eau et sert à régénérer l’unité de séparation par bascule de température TSA qui sèche le gaz comprimé dans le compresseur C1. Le gaz de régénération ainsi contenant l’eau peut servir de combustible FG. La turbine T1 est couplée à l’étape de compression C3. FIG. 2 représente un procédé selon l’invention dans lequel un gaz de synthèse SG contenant de l’hydrogène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone et éventuellement un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, l’azote, l’oxygène ou l’argon. Ce gaz est séparé par un procédé d’adsorption à bascule de pression H2 PSA produisant un débit riche en hydrogène H2 et, à plus basse pression, un mélange gazeux MG enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène. Le gaz MG enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène contient de l’eau et est comprimé par un premier compresseur C1 et ensuite séparé par adsorption à bascule de température TSA pour enlever l’eau. Le gaz sec est comprimé par trois étapes de compression C2, C3, C4 jusqu’à une pression entre 20 et 60 bara, éventuellement sans refroidissement entre au moins deux des étapes C2, C3 et C4, refroidi dans un échangeur de chaleur E et ensuite refroidi par un refroidisseur C. Ensuite il est séparé à cette pression entre 20 et 60 bara par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification formant un fluide riche en CO2 P, contenant au moins 80% mol de CO2 et un premier gaz résiduaire PGR substantiellement à la pression entre 20 et 60 bara enrichi en hydrogène et appauvri en CO2. Ce premier gaz résiduaire peut provenir par exemple d’au moins une étape de condensation partielle du gaz MG en amont d’une étape de distillation, l’étape de distillation produisant un liquide riche en CO2 P. L’appareil de séparation CC peut comprendre au moins un séparateur de phase et/ou au moins une colonne, par exemple de distillation ou de lavage. Une étape de solidification de CO2 peut avoir lieu dans l’appareil CC. Le premier gaz résiduaire PGR est réchauffé jusqu’à 80- 120°C dans l’échangeur de chaleur E par échange de chaleur avec le gaz MG sortant de l’étage de compression C4. Il est ensuite détendu dans une turbine T1 jusqu’à une première pression d’entre 6 et 30 bara et une température de 25-50°C et est envoyé à cette pression à une unité de séparation par bascule de pression CO2 PSA. Cette unité produit un gaz GE à une première pression enrichie en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire et un deuxième gaz résiduaire DGR appauvri en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire à une deuxième pression inférieure à la première pression. Le deuxième gaz résiduaire DGR est réchauffé dans l’échangeur E contre le mélange gazeux MG comprimé dans les étapes C2, C3, C4 et ensuite détendu dans une deuxième turbine T2 jusqu’à 3-5 bars par exemple. Le gaz détendu dans la turbine T2 est renvoyé à l’unité CC de séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification. Là il peut apporter du froid étant à une température inférieure à 0°C, voire inférieure à -30°C ou inférieure à -50°C et/ou être séparé par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification dans l’unité CC. La turbine T1 est couplée à l’étape de compression C3 et la deuxième turbine T2 est couplée à l’étape de compression C4. L’unité d’adsorption par bascule de température est régénérée par un gaz OG provenant de l’unité CC. Ce gaz peut être constitué au moins une partie du gaz DGR détendu dans la turbine T2. FIG. 3 représente un procédé selon l’invention dans lequel un gaz de synthèse SG contenant de l’hydrogène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone et éventuellement un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, l’azote, l’oxygène ou l’argon. Ce gaz SG est séparé par un procédé d’adsorption à bascule de pression H2 PSA produisant un débit riche en hydrogène H2 1 et, à plus basse pression, un mélange gazeux MG enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène par rapport au gaz SG. Le gaz enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène MG contient de l’eau et est comprimé par un premier compresseur C1 et ensuite séparé par adsorption à bascule de température TSA pour enlever l’eau. Le gaz sec est comprimé par trois étapes de compression C2, C3, C4 jusqu’à une pression entre 20 et 60 bara, refroidi par un refroidisseur C et est séparé à cette pression par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification formant un fluide riche en CO2 P, contenant au moins 80% mol de CO2 et un premier gaz résiduaire PGR substantiellement à la pression entre 20 et 60 bara enrichi en hydrogène. Ce premier gaz résiduaire PGR peut par exemple provenir d’au moins une étape de condensation partielle du mélange gazeux MG en amont d’une étape de distillation, l’étape de distillation produisant un liquide riche en CO2. L’appareil de séparation CC peut comprendre au moins un séparateur de phase et/ou au moins une colonne, par exemple de distillation ou de lavage. Une étape de solidification de CO2 peut avoir lieu dans l’appareil CC. Le premier gaz résiduaire PGR est détendu dans une turbine T1 jusqu’à une pression d’entre 6 et 30 bara et est envoyé à cette pression à une unité de séparation par bascule de pression CO2 PSA. Cette unité CO2 PSA produit un gaz GE à une première pression et enrichi en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire et un deuxième gaz résiduaire DGR appauvri en CO2 par rapport au premier gaz résiduaire à une deuxième pression supérieure à la première pression. Le deuxième gaz résiduaire est séparé dans une deuxième unité d’adsorption par bascule de pression H2 PSA 2 produisant un troisième gaz résiduaire TGR enrichi en hydrogène et un gaz R appauvri en hydrogène par rapport au deuxième gaz résiduaire DGR. Le gaz R appauvri en hydrogène sert à régénérer l’unité d’adsorption à bascule de température TSA. Le troisième gaz résiduaire TGR est détendu dans une turbine T3 La turbine T1 est couplée à l’étape de compression C3 et la troisième turbine T3 est couplée à l’étape de compression C4. Le troisième gaz résiduaire TGR contient 90% mol, voire au moins 95% mol d’hydrogène et peut servir de produit riche en hydrogène H2 2. Dans les trois figures, l’au moins une première et/ou l’au moins une deuxième et/ou l’au moins une autre turbine T1, T2, T3 peut être attelée à une génératrice d’électricité. Dans les trois figures, l’au moins une première ou l’au moins une deuxième ou l’au moins une autre turbine T1, T2, T3 peut être attelée à : Un compresseur comprimant le mélange gazeux, par exemple à l’entrée de la séparation CC. Un compresseur comprimant le CO2 produit P de l’unité de séparation CC. Un compresseur comprimant l’un des produits d’un des PSA par exemple le gaz R, GE, DGR, TGR. Dans les trois figures, on peut chauffer le gaz à détendre en amont de chaque turbine T1, T2, T3 pour récupérer plus d’énergie et pour réguler leur température de sortie. Ce chauffage peut être réalisé grâce à une source externe de chaleur comme de la vapeur d’eau ou bien par récupération de chaleur au sein du procédé de capture de CO2 (comme l’énergie de compression du gaz MG en amont de la séparation cryogénique ou du CO2 produit P). Dans les figures 1, 2 et 3, on peut générer des températures en dessous de 0°C, voire en dessous de -30°C à la sortie des turbines T1, T2, T3 pour produire une partie du froid que consomme l’unité CC. Procédé de séparation d’un flux gazeux (SG) contenant du CO2 et de l’hydrogène ainsi qu’éventuellement au moins un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, le monoxyde de carbone, l’azote, l’oxygène ou l’argon comprenant les étapes suivantes: Séparation du flux gazeux par adsorption à bascule de pression (H2 PSA) produisant un gaz enrichi en hydrogène et appauvri en CO2 par rapport au flux et un mélange gazeux (MG) appauvri en hydrogène et enrichi en CO2 par rapport au flux et à une pression entre 20 et 60 bara, contenant entre 25 et 60% mol, voire entre 35 et 50% mol, d’hydrogène à base sèche Séparation (CC) par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification à une température inférieure à 0°C du mélange gazeux, générant un fluide enrichi en CO2 (P) par rapport au mélange gazeux et un premier gaz résiduaire (PGR) appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au mélange gazeux qui est sensiblement à la même pression que le mélange gazeux et Séparation (CO2 PSA) par adsorption à bascule de pression du premier gaz résiduaire produisant un premier gaz enrichi en CO2 (GE) par rapport au premier gaz résiduaire à une première pression et un deuxième gaz résiduaire (DGR) appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au premier gaz résiduaire à une deuxième pression plus élevée que la première pression, caractérisé en ce que le premier gaz résiduaire (PGR) est détendu au moyen d’au moins une première turbine (T1) en aval de la séparation de l’étape ii) et en amont de l’adsorption à bascule de pression de l’étape iii) jusqu’à une pression comprise entre 6 et 30 bara. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième gaz résiduaire (DGR) est détendu au moyen d’au moins une deuxième turbine (T2). Procédé selon la revendication 2 dans lequel le deuxième gaz résiduaire (DGR) apporte des frigories à la séparation (CC) par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième gaz résiduaire (DGR) est séparé dans un deuxième procédé à adsorption par bascule de pression (H2 PSA 2) générant un gaz enrichi en CO2 par rapport au deuxième gaz résiduaire et un troisième gaz résiduaire (TGR) sensiblement à la deuxième pression. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le troisième gaz résiduaire est détendu au moyen d’au moins une turbine (T3). Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le troisième gaz résiduaire (TGR) constitue un produit (H2 2) du procédé contenant au moins 90% mol, voire au moins 95% mol d’hydrogène. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’au moins une première turbine (T1) ou l’au moins deuxième turbine (T2) ou l’au moins une turbine (T3) qui détend le troisième gaz résiduaire (TGR) entraîne un compresseur (C1, C2, C3, C4) pour comprimer un gaz qui est le mélange gazeux en amont de la séparation de l’étape i), ou un gaz riche en CO2 (P) issu de la séparation de l’étape ii), ou bien un sous-produit (R, GE, DGR, TGR) de la séparation par adsorption avec bascule de pression. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température en sortie de l’au moins une première turbine (T1) et/ou l’au moins une deuxième turbine (T2) et/ou l’au moins une turbine (T3) qui détend le troisième gaz résiduaire (TGR) est en dessous de 0°C, voire en dessous de -30°C ou même en dessous de -50°C. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz (PGR) en amont de l’au moins une première turbine (T1) et/ou le gaz (DGR) en amont de l’au moins une deuxième turbine (T2) et/ou le gaz en amont de l’au moins une turbine (T3) qui détend le troisième gaz résiduaire (TGR) est chauffé dans au moins un échangeur de chaleur (E). Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’une source de chaleur envoyée à l’au moins un échangeur de chaleur (E) est une source externe au procédé telle que de la vapeur d’eau. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’une source de chaleur de l’au moins un échangeur de chaleur (E) est une source interne au procédé telle que la compression (C1, C2, C3, C4) du mélange gazeux (MG) en amont de la séparation (CC) par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification ou la compression d’un gaz (PGR, DGR) issu de la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou solidification. Appareil de séparation d’un flux gazeux (SG), contenant du CO2 et de l’hydrogène ainsi qu’éventuellement au moins un autre composant plus léger que le CO2 tel que l’hélium, le méthane, le monoxyde de carbone, l’azote, l’oxygène ou l’argon comprenant une unité de séparation (H2 PSA) par adsorption à bascule de pression, des moyens pour envoyer le flux gazeux se séparer dans l’unité de séparation par adsorption à bascule de pression pour produire un gaz enrichi en hydrogène et appauvri en CO2 par rapport au flux gazeux et un mélange gazeux (MG) enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène par rapport au flux gazeux, une unité de séparation (CC) pour la séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification à une température inférieure à 0°C du mélange gazeux (MG), une conduite pour envoyer le mélange gazeux se séparer dans l’unité de séparation (CC), une conduite pour sortir un fluide (P) enrichi en CO2 par rapport au mélange gazeux de l’unité de séparation, une conduite pour sortir un premier gaz résiduaire (PGR) appauvri en CO2 et enrichi en hydrogène par rapport au mélange gazeux qui est sensiblement à la même pression que le mélange gazeux et un appareil de séparation par adsorption à bascule de pression (CO2 PSA) du premier gaz résiduaire produisant un premier gaz enrichi en CO2 (GE) à une première pression et un deuxième gaz résiduaire (DGR) appauvri en CO2 à une deuxième pression plus élevée que la première pression, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une première turbine (T1), une conduite pour envoyer le premier gaz résiduaire (PGR) se détendre au moyen de l’au moins une première turbine (T1) en aval de l’unité de séparation par condensation partielle et/ou distillation et/ou lavage et/ou solidification et en amont l’appareil de séparation par adsorption à bascule de pression et une conduite pour envoyer le premier gaz résiduaire détendu de l’au moins une première turbine à l’appareil de séparation par adsorption.