Brevet FR3079288A1 (20190927)

REVENDICATIONS1. Procédé de séparation d'un gaz de synthèse comprenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et éventuellement du méthane et éventuellement d'azote par distillation cryogénique dans lequel : i) le gaz de synthèse (1,5) est épuré et refroidi jusqu'à une température cryogénique, ii) le gaz de synthèse refroidi est séparé par un premier moyen (9,\n<CLM>\1\tpour produire un liquide appauvri en hydrogène (91), la séparation effecntee par k premier moven est constituée pal-une étape de ava,:.2.e dans une colonne de lavne (1 5 avec au moins une partie du iiquide Cil méthane soutire d'uue colonne de t_.ararion de monoxvd: one et de Je a tin con sneUf s.eur étant refroidi par un cv e de monoxyde de carbones iii) le liquide appauvri en hydrogène est introduit dans la partie supérieure d'une colonne d'épuisement (25) qui comprend également une partie inférieure, iv) un gaz enrichi en hydrogène (27,\n<CLM>\1\test soutiré en tête de la colonne d'épuisement, un liquide (33) est soutiré en cuve de la colonne d'épuisement et envoyé colonne de séparation g:az (43) enrichi en monoxyde o vrr; méthane est soutiré eh -iête de la colonn.e de séparation un li(uilde ppatIVIi en monoxyde cur e net (--mri- en p ie est soulA cuve cok n séparati-ni, le gaz enrichi en monoxyde Carbone e.st echatal, par échange chaleur avec de s ese de lape i) pour former un prou - - - un gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement est au moins partiellement condensé et renvoyé au moins en partie à la partie supérieure de la colonne d'épuisement carctérisé en ce quer. vi) gaZ pa.rtie supérieure col(_)-11:ne éptli S en.t moins partiellement condensé dans un échanereur de chaleur nakemen. a - ^ .r^ Ct ;111 n refr()idir au moins un g,"z (.te lavage' 1"é lar4,...-.2,.e.2.ur de claie f serv. -, -, moriène. - .- du in-&.hane, SfY.U'Éiré etwe de le -Monne d'épulsemein es4. efflioyé à tele mon-eixyde de caf-b-cine et appativf-i -en méthane est-soutir-e- eu tête- de la -edonn-e 5 e-s-t--.sodtifé -en cuve de la eel-e,n-ne de séparation et fe- gaz- enficht-en-m-e,n-e>,-,yde-d-e--carbene ptodu4 (29). 2Procédé selon la revendication 12 dans lequel le gaz (27) soutiré en partie 10 supérieure de la colonne d'épuisement se condense contre au moins une partie (51) du liquide de cycle de monoxyde de carbone. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz de synthèse (1,\n<CLM>\1\tcomprend de l'azote et le liquide soutiré de la colonne d'épuisement (25) 15 ou un fluide dérivé de ce liquide est séparé dans une colonne de déazotation (55), dont le liquide sert à condenser au moins partiellement le gaz de tête de la colonne d'épuisement. Procédé, -selon--1-nune-des--fevendication-s-pi--écédentes-d-ans--lefatel---la. --séparaUen 20 efl-eui-une--étape-de--1-m; -age-d-an-s-one--eplo-inte--de-1-av-a-g-e--a'J-ee--au--moins--une-paftie-- du--liqui-de enfi,:li-en méthane sotii-fé--de--la--eo.1,ann-e--de--sepa-r-ati-en.- Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement est au moins partiellement 25 condensé par échange de chaleur avec un liquide enrichi en monoxyde de carbone soutiré de la colonne de séparation (45) qui se réchauffe et éventuellement se vaporise au moins partiellement. 75 Procédé selon la revendication 4 6- dans lequel le liquide (47) enrichi en 30 monoxyde de carbone est soutiré d'une section de distillation de la colonne de séparation (45) ou d'une capacité formant la tête de la colonne de séparation. 12 87 Procédé selon l'itr3e des revendications précedentes dans lequel la s&paraion effee-toée-paf-4e-preinier--Fneyen--est---eon-stintée paf line etape de lavage -d-ans ttlie -e-edonne 13 colonne de séparation et le gaz soutiré dans la partie supérieure de la olonne d-'-épuisern-eat- ee lilEtifl-S paili-ellernen-t-e-ondense -11'a echaegeu-r d-e ellaleur {-23-) -qui sert égaiement a refroidir au r.r3oi.0 un gaz (210,\n<CLM>\1\tsoutiré de la colonne de lavage, 5 Peeliangeur--d-e--e-h-a-leur--seP,rant--égatein-effl à- ree-h-a-u-ffer--u-n-flui-de-fri-go-figene, 9\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz soutiré de la partie supérieure de la colonne d'épuisement (27) est un gaz de tête de la colonne d'épuisement soutiré à un niveau au-dessus de tout moyen de transfert de chaleur 10 et de masse de la colonne d'épuisement.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 68 dans lequel le gaz soutiré de partie supérieure de la colonne d'épuisement est soutiré au moins un plateau théorique en dessous de la tête de la colonne d'épuisement, une partie du liquide enrichi en méthane 15 soutiré de la colonne de séparation étant envoyée à un niveau de la colonne d'épuisement au-dessus du niveau de soutirage du gaz.\n<CLM>\1\tProcédé seoi* une des reveedieatioil-s I à 7 dans lequel la séparatim effectuée par k,. premier moyen nE,. comprend pas d'étape de lavage avec un liquide or rich' 20 en--m-éih-aie:- Procédé selon l'une des revendications précédentes qui est tenu en froid par un cycle utilisant le gaz enrichi en monoxyde de carbone provenant de la colonne de séparation (45). 25 9 Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide (17) appauvri en hydrogène contient entre 1 et 3% mol d'hydrogène. -1-4.\n<CLM>\1\tAppareil de séparation d'un gaz de synthèse comprenant de 30 l'hydrogène, du monoxyde de carbone,_ e-t-éventu-e41-emere-du méthane et éventuellement de l'azote par distillation cryogénique comprenant un échangeur de chaleur (7), un premier moyen de séparation (9,\n<CLM>\1\tqui est une coknne de 1avae au méthane, une colonne d'épuisement (25) et éventuellement une colonne de séparation (45) de monoxyde de carbone et de méthane, des moyens (3) pour épurer le gaz de synthèse, des 14 moyens pour envoyer le gaz épuré se refroidir dans l'échangeur de chaleur jusqu'à une température cryogénique, des moyens pour envoyer le gaz de synthèse refroidi au premier moyen pour produire un liquide appauvri en hydrogène (17), des moyens pour introduire le liquide appauvri en hydrogène dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement qui 5 comprend également une partie inférieure, des moyens pour soutirer un gaz enrichi en hydrogène (27) en tête de la colonne d'épuisement, des moyens pour soutirer un liquide (33) en cuve de la colonne d'épuisement, c-af-actefisé en-ce tp'41 cerne-end-un deuxième échangeur de chaleur (23), des moyens pour y envoyer un gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement et des moyens pour envoyer au moins une partie 10 du gaz au moins partiellement condensé dans le deuxième -échangeur de chaleur vers la partie supérieure de la colonne d'épuisement, Appareil s-e-lon I-a fevendkation 14 -e&mpfen-anf-des moyens pour envoyer le liquide de cuve (33) de colonne d'épuisement (25) à la colonne de séparation de monoxyde de carbone et de méthane (45), des moyens pour soutirer un gaz (43) enrichi 15 en monoxyde de carbone et appauvri en méthane en tête de la colonne de séparation, des moyens pour soutirer un liquide (77) appauvri en monoxyde de carbone et enrichi en méthane en cuve de la colonne de séparation et des moyens pour envoyer le gaz enrichi en monoxyde de carbone se réchauffer dans l'échangeur de chaleur par échange de chaleur avec le gaz de synthèse pour former un produit caractéïisé en ce 20 des moyens pour envoyer au m,:itus unga,. , 3uti e se refroidir dans e de u.' échan2?eur cha- ces moven: pour envoyer au n,oins un fluide fi ,ne rechauffer d , 11 Revendications 5\n<CLM>\1\tProcédé de séparation d'un gaz de synthèse comprenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et du méthane et éventuellement d'azote par distillation cryogénique dans lequel : i) le gaz de synthèse (1,5) est épuré et refroidi jusqu'à une température cryogénique, 10 ii) le gaz de synthèse refroidi est séparé par un premier moyen (9,\n<CLM>\1\tpour produire un liquide appauvri en hydrogène (91), la séparation effectuée par le premier moyen est constituée par une étape de lavage dans une colonne de lavage (15) avec au moins une partie du liquide enrichi en méthane soutiré d'une colonne de séparation de monoxyde de carbone et de méthane ayant un condenseur de tête, le condenseur étant 15 refroidi par un cycle de monoxyde de carbone, et iii) le liquide appauvri en hydrogène est introduit dans la partie supérieure d'une colonne d'épuisement (25) qui comprend également une partie inférieure, iv) un gaz enrichi en hydrogène (27,\n<CLM>\1\test soutiré en tête de la colonne d'épuisement, 20 v) un liquide (33) est soutiré en cuve de la colonne d'épuisement et envoyé à la colonne de séparation (45), un gaz (43) enrichi en monoxyde de carbone et appauvri en méthane est soutiré en tête de la colonne de séparation, un liquide (77) appauvri en monoxyde de carbone et enrichi en méthane est soutiré en cuve de la colonne de séparation, le gaz enrichi en monoxyde de carbone est réchauffé par échange de chaleur 25 avec le gaz de synthèse de l'étape i) pour former un produit (29), et vi) un gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement est au moins partiellement condensé et renvoyé au moins en partie à la partie supérieure de la colonne d'épuisement caractérisé en ce que le gaz soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement est au moins partiellement condensé dans un échangeur de 30 chaleur (23) qui sert également à refroidir au moins un gaz (210,\n<CLM>\1\tsoutiré de la colonne de lavage, l'échangeur de chaleur servant également à réchauffer un fluide frigorigène. 12\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel le gaz (27) soutiré en partie supérieure de la colonne d'épuisement se condense contre au moins une partie (51) du liquide de cycle de monoxyde de carbone. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz de synthèse (1,\n<CLM>\1\tcomprend de l'azote et le liquide soutiré de la colonne d'épuisement (25) ou un fluide dérivé de ce liquide est séparé dans une colonne de déazotation (55), dont le liquide sert à condenser au moins partiellement le gaz de tête de la colonne d'épuisement. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement est au moins partiellement condensé par échange de chaleur avec un liquide enrichi en monoxyde de carbone soutiré de la colonne de séparation (45) qui se réchauffe et éventuellement se vaporise au moins partiellement. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 4 dans lequel le liquide (47) enrichi en monoxyde de carbone est soutiré d'une section de distillation de la colonne de séparation (45) ou d'une capacité formant la tête de la colonne de séparation. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz soutiré de la partie supérieure de la colonne d'épuisement (27) est un gaz de tête de la colonne d'épuisement soutiré à un niveau au-dessus de tout moyen de transfert de chaleur et de masse de la colonne d'épuisement. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le gaz soutiré de partie supérieure de la colonne d'épuisement est soutiré au moins un plateau théorique en dessous de la tête de la colonne d'épuisement, une partie du liquide enrichi en méthane soutiré de la colonne de séparation étant envoyée à un niveau de la colonne d'épuisement au-dessus du niveau de soutirage du gaz. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes qui est tenu en froid par un cycle utilisant le gaz enrichi en monoxyde de carbone provenant de la colonne de séparation (45). 13\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide (17) appauvri en hydrogène contient entre 1 et 3% mol d'hydrogène.\n<CLM>\1\tAppareil de séparation d'un gaz de synthèse comprenant de l'hydrogène, du 5 monoxyde de carbone, du méthane et éventuellement de l'azote par distillation cryogénique comprenant un échangeur de chaleur (7), un premier moyen de séparation (9,\n<CLM>\1\tqui est une colonne de lavage au méthane, une colonne d'épuisement (25) et éventuellement une colonne de séparation (45) de monoxyde de carbone et de méthane, des moyens (3) pour épurer le gaz de synthèse, des moyens pour envoyer le gaz épuré se 10 refroidir dans l'échangeur de chaleur jusqu'à une température cryogénique, des moyens pour envoyer le gaz de synthèse refroidi au premier moyen pour produire un liquide appauvri en hydrogène (17), des moyens pour introduire le liquide appauvri en hydrogène dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement qui comprend également une partie inférieure, des moyens pour soutirer un gaz enrichi en hydrogène (27) en tête de la 15 colonne d'épuisement, des moyens pour soutirer un liquide (33) en cuve de la colonne d'épuisement, un deuxième échangeur de chaleur (23), des moyens pour y envoyer un gaz (27) soutiré dans la partie supérieure de la colonne d'épuisement et des moyens pour envoyer au moins une partie du gaz au moins partiellement condensé dans le deuxième échangeur de chaleur vers la partie supérieure de la colonne d'épuisement, des moyens 20 pour envoyer le liquide de cuve (33) de colonne d'épuisement (25) à la colonne de séparation de monoxyde de carbone et de méthane (45), des moyens pour soutirer un gaz (43) enrichi en monoxyde de carbone et appauvri en méthane en tête de la colonne de séparation, des moyens pour soutirer un liquide (77) appauvri en monoxyde de carbone et enrichi en méthane en cuve de la colonne de séparation et des moyens pour envoyer le 25 gaz enrichi en monoxyde de carbone se réchauffer dans l'échangeur de chaleur par échange de chaleur avec le gaz de synthèse pour former un produit caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour envoyer au moins un gaz (210,\n<CLM>\1\tsoutiré de la colonne de lavage se refroidir dans le deuxième échangeur de chaleur et des moyens pour envoyer au moins un fluide frigorigène se réchauffer dans le deuxième échangeur de chaleur. 30