INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un procédé de séparation membranaire d’un mélange contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote comprenant les étapes suivantes :
Chauffage du mélange (1) dans un échangeur de chaleur (E) jusqu’à une première température Perméation du mélange réchauffé à la première température dans une première unité de séparation membranaire (M1) permettant d’obtenir un premier perméat (7) enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (9) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange Eventuellement refroidissement d’au moins une partie du premier perméat dans l’échangeur de chaleur et Perméation du premier résidu dans une deuxième unité de séparation membranaire (M2) permettant d’obtenir un deuxième perméat (11) et un deuxième résidu (13) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au deuxième perméat.
Ainsi le surpresseur et la turbine ne sont pas des éléments essentiels, sauf pour une option du procédé.
L’invention comprend au moins une des étapes suivantes à :
Réchauffer le gaz à traiter à travers l’échangeur de chaleur Faire passer le gaz réchauffé dans une première unité de séparation membranaire, potentiellement sans chauffage additionnel après le chauffage dans l’échangeur de chaleur, dont le perméat est à une pression inférieure à celle de l’entrée du PSA Eventuellement refroidir au moins une partie du perméat à travers l’échangeur de chaleur Comprimer le perméat dans un ou plusieurs surpresseur(s) pour atteindre une pression suffisante pour le recycler en amont du PSA Refroidir le gaz en sortie du surpresseur dans l’échangeur de chaleur avant recyclage en amont du PSA Faire passer le résidu de la première unité de séparation membranaire dans une seconde unité de séparation membranaire, le perméat étant recyclé dans la compression en amont de la séparation cryogénique (avec ou sans refroidissement préliminaire dans l’échangeur de chaleur) Détendre le résidu sous pression et chaud dans une ou plusieurs turbine(s) qui entraîne(nt) le surpresseur.
Plusieurs variantes sont envisageables :
Absence de réchauffeur supplémentaire, la chaleur pour préchauffer le gaz à traiter étant intégralement fournie par le surpresseur. Pour ce faire, des moyens de court-circuitage de l’échangeur de chaleur peuvent être nécessaires afin de pouvoir réguler la température et les calories transférées. On va s’assurer que la température en entrée du surpresseur est suffisamment élevée en ne refroidissant pas la totalité du perméat de la première unité de séparation membranaire avant sa compression. On ne va pas nécessairement refroidir tout le perméat comprimé dans le cas où les calories apportées sont trop importantes. Détente dans la turbine afin d’obtenir des températures basses permettant de produire du froid utilisé dans la séparation cryogénique ou dans un cycle de réfrigération Recyclage au surpresseur en amont de la séparation cryogénique du second perméat chaud sans refroidissement dans l’échangeur de chaleur.
Cette disposition permet de baisser significativement la pression du premier perméat tout en pouvant toujours le recycler au PSA grâce au surpresseur. La réduction de pression est de l’ordre d’un rapport d’au plus 2, voire d’au plus 1, 7. De ce fait, pour un rendement hydrogène et/ou CO2 équivalent, moins d’unités de séparation membranaires peuvent être utilisées.
Mais mieux encore, du fait de la pression plus basse, le rapport de pressions à travers l’unité de séparation membranaire est augmenté, ce qui permet une meilleure efficacité de séparation. Ainsi, on peut laisser le nombre d’unités de séparation membranaires constant voire même en ajouter un nombre modéré afin d’obtenir des rendements bien plus élevés, en CO2 notamment. Le rapport de pressions dans l’unité de séparation membranaire est entre 2,3 et 3,6. En d’autres termes, l’augmentation de rendement se fait à coûts plus modérés que s’il avait fallu le faire avec une pression de perméat plus haute.
L’augmentation d’efficacité de séparation permet d’obtenir aussi une meilleure sélectivité, limitant ainsi l’énergie de recompression des perméats car ceux-ci sont moins concentrés en impuretés.
L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures :
représente un schéma d’un procédé comparatif.
représente une variante de la selon l’invention.
Dans la , un mélange gazeux 1 contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote, est réchauffé dans un échangeur de chaleur E par échange de chaleur indirect avec trois débits séparés par le procédé de séparation, de préférence uniquement avec ces trois débits.
Extrait PSR thé noir Ile Maurice Extrait PSR thé noir Inde Extrait conventionnel thé noir Ile Maurice Composés phénoliques totaux (mg/kg) 770 310 180 % (poids/poids) Composés phénoliques totaux / poids sec extrait 13 5,5 5
L’analyse met en évidence une plus forte concentration en composés phénoliques dans l’extrait PSR de thé noir d’île Maurice, comparativement à la concentration en composés phénoliques des extraits PSR de thé noir d’Inde et de l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par la méthode conventionnelle de l’exemple 2.
Teneur en acides organiques
Les résultats sont illustrés dans le tableau 7.
Type d’extraits Acide lactique (mg/kg) Acide succinique (mg/kg) Acide malique (mg/kg) Acide Tartrique (mg/kg) Acide uronique (mg/kg) Acides organiques totaux (mg/kg) PSR Thé noir Ile Maurice 143,3 6,9 57,9 nd 14 320,1 PSR Thé noir Inde 4,6 9,9 47,2 4,2 nd 155,8 Extrait conventionnel thé noir Ile Maurice 3,3 8,4 54 nd nd 210,5
Ces résultats montrent que les extraits de thé noir obtenus selon les exemples 1 et 2 contiennent différents types d’acides organiques, principalement de l’acide lactique, malique et succinique.
L’analyse met en évidence une plus forte teneur totale en acides organiques dans l’extrait PSR de thé noir d’île Maurice, comparativement à la teneur totale en acides organiques des extraits PSR de thé noir d’Inde et de l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par la méthode conventionnelle de l’exemple 2. Elle montre en particulier une teneur importante en acide lactique.
Teneur en théanine
Les résultats sont présentés dans le tableau 8.
Extrait PSR thé noir Ile Maurice Extrait PSR thé noir Inde Extrait conventionnel de thé noir ile Maurice L-theanine (mg/kg) 54 51 44
L’analyse met en évidence une teneur en théanine légèrement supérieure dans l’extrait PSR de thé noir d’île Maurice, comparativement à la teneur en théanine de l’extrait PSR de thé noir d’Inde, toutes deux supérieures à l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par la méthode conventionnelle de l’exemple 2.
L’invention couvre le boîtier de protection comporte le logement principal 411 et au moins une agrafe 412. L’invention couvre également l’agrafe seule, configurée pour être enfoncée dans une gorge latérale d’un tel logement principal 411, ainsi que le logement principal 411, avec notamment l’au moins une gorge latérale munie de deux fentes latérales.
Dans une variante non représentée, l’un des pieds de l’agrafe s’enfonce dans la gorge latérale, comme représenté sur les figures, et l’autre des pieds de l’agrafe s’étend à l’extérieur du logement principal 411.
De préférence, le logement principal est muni de deux gorges latérales, situées en utilisation de part et d’autre du circuit imprimé, présentant chacune deux fentes telles que décrites ci-dessus, avec, en utilisation, une agrafe respective dans chacune desdites gorges latérales. En variante, tous les fils électriques arrivent sur un même bord du circuit imprimé, de sorte que le logement principal n’est muni que d’une seule gorge latérale telle que décrite ci-dessus.
De préférence, l’agrafe présente une dimension standard. L’ensemble agrafe et logement principal est alors adapté à un nombre donné de fils électriques en adaptant la profondeur de la gorge latérale et des fentes latérales dans le logement principal.
Dans ce mode de réalisation, on peut enfoncer l’agrafe jusqu’à une profondeur souhaitée à l’intérieur de la gorge latérale, de manière à maintenir serrés entre eux les fils électriques de l’empilement de fils électriques. On dispose d’une grande flexibilité sur la profondeur d’enfoncement de l’agrafe dans la gorge latérale, qui permet de compenser des variations de diamètre des fils électriques, liées à leurs tolérances de fabrication, pour éviter des fuites ultérieures de résine de remplissage.
L’invention couvre également un procédé de fabrication dans lequel : - le circuit imprimé avec ses fils électriques est inséré dans le logement principal, avec les fils électriques qui émergent hors du boîtier principal en passant par au moins une fente latérale ouverte dans au moins une gorge latérale formée dans le boîtier principal ; et - l’au moins un gorge latérale est fermée par un élément de maintien (bouchon ou agrafe), configurée pour maintenir les fils électriques selon un empilement compact dans la gorge latérale.
Sur les figures, on a représenté différents modes de réalisation d’un boîtier de protection selon l’invention, en illustrant une moitié seulement du boîtier, située d’un seul côté d’un plan (Oxz) passant au milieu de la cavité principale. Le boîtier est sensiblement symétrique relativement à ce plan. Il peut s’agir d’une symétrie parfaite, ou d’une symétrie approximative, avec par exemple une gorge latérale d’un seul côté de ce plan.
Boîtier pour circuit imprimé configuré pour laisser émerger des fils électriques, logement principal et élément de maintien des fils électriques formant ensemble un tel boîtier L’invention concerne le domaine de l’automobile et plus particulièrement un système de maintien des fils électriques dans un boîtier destiné à recevoir un circuit imprimé connecté à une série de fils électriques.
De préférence, mais de manière non limitative, le circuit imprimé est configuré pour réaliser une fonction liée à l’accès à un véhicule automobile, par exemple une détection de présence, ou une identification d’individu.
Le boîtier avec le circuit imprimé et les fils électriques sont destinés à être logés dans une portière de véhicule automobile, de préférence à l’intérieur de la poignée extérieure.
Etat de la technique On connaît dans l’art antérieur des capteurs destinés à piloter un accès à un véhicule automobile, notamment des capteurs de présence, ou capteurs d’approche.
Les résultats sont présentés dans le tableau 3 ci-dessous.
Extrait PSR thé noir Ile Maurice Extrait PSR thé noir Inde Extrait conventionnel thé noir Ile Maurice Poids sec (g/Kg) 7,4 5,6 5 Rendement d’extraction (%) 26 19 16
L’extrait PSR de thé noir d’île Maurice a un poids sec supérieur à celui de l’extrait PSR de thé noir d’Inde (comparatif provenance) et supérieur à celui de l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par le procédé conventionnel.
Teneur en sucres La teneur totale en sucres de chacun des extraits de l’exemple 1 et l’exemple 2 a été déterminée par dosage spectrophotométrique issu d’une adaptation du dosage décrit par Dubois et al. (1956) (Dubois et al., "Méthode colorimétrique pour la détermination des sucres et des substances apparentées", Anal. Chem., 1956, 28 (3), 350-356). Les extraits de thé noir des exemples 1 et 2 sont dissous dans l'acide sulfurique concentré puis réagissent avec du phénol pour former un complexe coloré. L'absorbance du complexe est lue sur le spectrophotomètre à 490 nm. La teneur en sucre est déterminée à l'aide d'une courbe standard de glucose.
Les résultats sont illustrés dans le tableau 4.
Extrait PSR thé noir Ile Maurice Extrait PSR thé noir Inde Extrait conventionnel thé noir Ile Maurice Sucres totaux (g/kg) 1,2 0,5 0,5
L’analyse met en évidence une plus forte concentration en sucres dans l’extrait PSR de thé noir d’île Maurice, comparativement à la concentration en sucres des extraits PSR de thé noir d’Inde et de l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par la méthode conventionnelle de l’exemple 2.
Teneur en acides aminés
La teneur totale en acides aminés de chacun des extraits de thé noir des exemples 1 et 2 a été déterminée par dosage spectrophotométrique à partir d'un protocole publié par Moore S. et Stein WH. (1948) (Moore, S. and Stein, W.H. (1948) Photometris Ninhydrin Method for Use in the Chromatography of Amino Acids. The Journal of Biological Chemistry, 176, 367-388).
Les résultats sont illustrés dans le tableau 5.
Extrait PSR thé noir Ile Maurice Extrait PSR thé noir Inde Extrait conventionnel thé noir Ile Maurice Acides aminés totaux (mg/kg) 262 120 112
L’analyse met en évidence une plus forte concentration en acides aminés dans l’extrait PSR de thé noir d’île Maurice, comparativement à la concentration en acides aminés des extraits PSR de thé noir d’Inde et de l’extrait de thé noir d’île Maurice obtenu par la méthode conventionnelle de l’exemple 2.
Teneur en composés phénoliques
La teneur totale en composés phénoliques de chacun des extraits de thé noir des exemples 1 et 2 a été déterminée par la méthode spectrophotométrique de Folin-Ciocalteu (Singleton et al., Analyse des phénols totaux et d'autres substrats d'oxydation et antioxydants au moyen du réactif Folin-Ciocalteu, 1999, 299: 152). Les composés de type polyphénols présents dans l'échantillon réagissent avec le réactif de Folin-Ciocalteu pour donne une couleur bleue. L'absorbance de l'échantillon est lue sur le spectrophotomètre à 760 nm. La concentration totale en polyphénols est exprimée en équivalents d'acide gallique à l'aide d'une courbe standard d'acide gallique.
Les résultats sont illustrés dans le tableau 6.
Le mélange 1 provient de préférence d’une unité d’adsorption de type PSA produisant un débit enrichi en hydrogène et un débit qui est séparé pour former le mélange.
Le débit réchauffé 3 est réchauffé encore plus dans un réchauffeur, chauffé par exemple par de la vapeur d’eau S. Le débit 5 par le réchauffeur est envoyé se séparer dans une première unité de séparation membranaire M1. Cette séparation produit un premier perméat 7 enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone par rapport au mélange et appauvri en l’au moins un autre composant par rapport au mélange et un premier résidu 9 appauvri en hydrogène et en dioxyde de carbone par rapport au mélange et enrichi en l’au moins un autre composant par rapport au mélange. Le premier perméat 7 se refroidit dans l’échangeur de chaleur E pour être envoyé au PSA. Le premier résidu 9 est envoyé à une deuxième unité de séparation membranaire M2 pour produire un deuxième perméat 11 enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone et appauvri en l’au moins un autre composant et un deuxième résidu 13 appauvri en hydrogène et en dioxyde de carbone et enrichi en l’au moins un autre composant. Le deuxième perméat 11 est ici plus riche en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier perméat 7 et le deuxième résidu 13 est moins riche en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier résidu 9. Sinon le deuxième perméat 11 peut être plus pauvre en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier perméat 7 et le deuxième résidu 13 est plus riche en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier résidu 9.
Le deuxième perméat 11 est plus riche en hydrogène et en dioxyde de carbone que le deuxième résidu 13.
Le deuxième perméat 11 se refroidit dans l’échangeur de chaleur E et est envoyé à un compresseur. Ce compresseur peut par exemple comprimer un débit destiné à être séparé par séparation à basse température (distillation et/ou condensation partielle) pour produire le gaz 1.
Le deuxième résidu 13 est détendu, et peut être utilisé pour régénérer un sécheur puis est éventuellement envoyé comme combustible dans une unité de production d’hydrogène, par exemple en amont de l’unité d’adsorption.
Dans la , un mélange gazeux 1 contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote, est réchauffé dans un échangeur de chaleur E par échange de chaleur indirect avec deux débits séparés par le procédé de séparation, de préférence uniquement avec ces trois débits.
Le mélange 1 provient de préférence d’une unité d’adsorption de type PSA produisant un débit enrichi en hydrogène et un débit qui est séparé par distillation et/ou condensation partielle pour former le mélange 1.
Le débit réchauffé 1 est envoyé se séparer dans une première unité de séparation membranaire M1. Cette séparation produit un premier perméat 7 enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone et appauvri en au moins un autre composant et un premier résidu 9 appauvri en hydrogène et en dioxyde de carbone et enrichi en l’au moins un autre composant. Au moins une partie du premier perméat 7 (ici le premier perméat en entier) est envoyé à un surpresseur C. En option, au moins une partie du premier perméat se refroidit dans l’échangeur de chaleur E en amont du surpresseur C. Le débit surpressé 17 est refroidi dans l’échangeur E.
Le premier résidu 9 est envoyé à une deuxième unité de séparation membranaire M2 pour produire un deuxième perméat 11 enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone et appauvri en l’au moins un autre composant et un deuxième résidu 13 appauvri en hydrogène et en dioxyde de carbone et enrichi en l’au moins un autre composant.
Le deuxième perméat 11 peut être plus riche en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier perméat 7 et le deuxième résidu 13 peut être moins riche en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier résidu 9. Sinon le deuxième perméat 11 peut être plus pauvre en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier perméat 7 et le deuxième résidu 13 peut être moins pauvre en hydrogène et/ou en dioxyde de carbone que le premier résidu 9.
Le deuxième perméat 11 est envoyé à un compresseur d’un débit dont est dérivé le gaz 1 par séparation à basse température (distillation et/ou condensation partielle).
Le deuxième résidu 13 est envoyé à une turbine T couplée au surpresseur C. Le débit détendu dans la turbine n’est pas refroidi ici dans l’échangeur E.
Le deuxième résidu 13 détendu dans la turbine peut être utilisé pour régénérer un sécheur et/ou envoyé comme combustible à une unité de production d’hydrogène, par exemple un reformeur, par exemple en amont de l’unité d’adsorption.
On note l’absence de tout réchauffeur entre le bout chaud de l’échangeur E et l’entrée de l’unité de séparation M1.
Un tel réchauffeur peut toutefois être présent.
Les modes de réalisation et de mise en œuvre décrits ci-avant permettent d’éviter de devoir démonter des éléments du séparateur pour nettoyer le séparateur. Le nettoyage est ainsi beaucoup moins couteux, plus court, et moins dangereux pour les opérateurs.
Procédé et appareil de séparation membranaire d’un mélange contenant comme composants principaux de l’hydrogène et du dioxyde de carbone La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de séparation membranaire d’un mélange contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone.
Les procédés de capture de CO2 par voie cryogénique traitant des gaz provenant d’unités de production d’hydrogène comprenant une unité de séparation d’hydrogène par adsorption avec bascule de pression (« Pressure Swing Adsorption » ou PSA) sont parfois combinés à une séparation membranaire. Celle-ci permet de récupérer l’hydrogène contenu dans le gaz traité et de le recycler au PSA produisant l’hydrogène. Le gaz résiduaire passe dans une seconde unité de séparation membranaire afin de récupérer l’hydrogène et le CO2 restant qui sont recyclés dans la compression en amont de la séparation cryogénique.
Le gaz résiduaire obtenu encore sous pression est détendu et sert le plus souvent de gaz de régénération pour le sécheur en amont de la séparation cryogénique. Cette détente est faite dans une vanne, l’installation d’une turbine reliée à une génératrice pouvant s’avérer prohibitive lorsque l’électricité est à bas coût.
WO12064938 et WO12064941 mentionnent le passage du gaz résiduaire de la séparation cryogénique à travers un échangeur de chaleur avant envoi dans une première unité de séparation membranaire. Le perméat repasse à travers l’échangeur de chaleur avant envoi à l’unité de production d’hydrogène. Le résidu est quant à lui envoyé dans une deuxième unité de séparation membranaire. Son perméat passe à travers l’échangeur de chaleur avant recyclage à la machine en amont de la séparation cryogénique. Le résidu passe aussi à travers l’échangeur de chaleur, est détendu dans une vanne avant envoi au sécheur, en amont de la séparation cryogénique, pour sa régénération.
L’invention permet de valoriser l’énergie perdue lors de la détente du résidu des unités de séparation membranaires sous forme d’énergie de compression qui permet l’optimisation du procédé de séparation membranaire. Ainsi le procédé est plus efficace énergétiquement et/ou permet d’obtenir des rendements de capture de CO2 et de production d’hydrogène plus élevés.
Selon un objet de l’invention, il est prévu un procédé de séparation membranaire d’un mélange contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote comprenant les étapes suivantes :
Chauffage du mélange dans un échangeur de chaleur jusqu’à une première température Perméation du mélange réchauffé à la première température dans une première unité de séparation membranaire permettant d’obtenir un premier perméat enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange Eventuellement refroidissement d’au moins une partie du premier perméat dans l’échangeur de chaleur Perméation du premier résidu dans une deuxième unité de séparation membranaire permettant d’obtenir un deuxième perméat et un deuxième résidu appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au deuxième perméat et Au moins une partie du premier perméat, éventuellement refroidie dans l’échangeur de chaleur, est comprimée dans un surpresseur, le deuxième résidu est détendu dans une turbine et le surpresseur est entraîné par la turbine.
Selon d’autres aspects facultatifs qui peuvent être combinés entre eux de toute manière compatible avec la logique et la science :
au moins une partie du perméat comprimé dans le surpresseur est envoyée à une unité de séparation par adsorption à bascule de pression pour en extraire l’hydrogène.
le mélange est réchauffé dans au moins un échangeur uniquement par au moins un débit produit par la séparation membranaire.
l’échangeur de chaleur a une première extrémité et une deuxième extrémité, la deuxième extrémité étant plus froide que la première et dans lequel l’au moins une partie du premier perméat est refroidie jusqu’à la deuxième extrémité avant d’être envoyé au surpresseur.
la température d’entrée de la turbine est substantiellement égale à la température à laquelle le deuxième résidu sort de la deuxième unité de séparation membranaire. le mélange réchauffé rentre dans la première unité de séparation membranaire à une température substantiellement égale à la température à laquelle il sort de l’échangeur de chaleur. une partie variable du mélange n’est pas réchauffée dans l’échangeur de chaleur et se mélange avec le mélange réchauffé en amont de la première unité de séparation membranaire. on envoie au moins une partie du perméat de la première unité de séparation membranaire directement à la turbine sans passer par l’échangeur de chaleur et/ou sans l’avoir refroidie. on envoie au moins une partie variable du perméat de la première unité de séparation membranaire directement à la turbine sans passer par l’échangeur de chaleur.