INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention, et
L'expression "et/ou", telle qu'elle est utilisée dans le présent document et dans les revendications, doit être comprise comme signifiant "l'un ou l'autre ou les deux" des éléments ainsi conjoints, c'est-à-dire des éléments qui sont présents de manière conjonctive dans certains cas et de manière disjonctive dans d'autres cas. Les éléments multiples énumérés avec "et/ou" doivent être interprétés de la même manière, c'est-à-dire "un ou plusieurs" des éléments ainsi conjoints. D'autres éléments peuvent éventuellement être présents, autres que les éléments spécifiquement identifiés par la clause "et/ou", qu'ils soient liés ou non à ces éléments spécifiquement identifiés. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, une référence à "A et/ou B", lorsqu'elle est utilisée conjointement avec un langage ouvert tel que "comprenant" peut se référer, dans un mode de réalisation, à A seulement (incluant éventuellement des éléments autres que B) ; dans un autre mode de réalisation, à B seulement (incluant éventuellement des éléments autres que A) ; et dans encore un autre mode de réalisation, à A et B (incluant éventuellement d'autres éléments).
Tel qu'utilisé ici dans la description et dans les revendications, "ou" doit être compris comme ayant la même signification que "et/ou" tel que défini ci-dessus. Par exemple, lorsqu'on sépare des éléments dans une liste, "ou" ou "et/ou" doit être interprété comme étant inclusif, c'est-à-dire l'inclusion d'au moins un, mais aussi de plus d'un, d'un nombre ou d'une liste d'éléments, et, facultativement, d'éléments supplémentaires non listés. Seuls les termes indiquant clairement le contraire, tels que "un seul des" ou "exactement un des", ou, lorsqu'ils sont utilisés dans les revendications, "consistant en", font référence à l'inclusion d'un seul élément d'un nombre ou d'une liste d'éléments. En général, le terme "ou" tel qu'il est utilisé ici ne doit être interprété comme indiquant des alternatives exclusives (c'est-à-dire "l'un ou l'autre, mais pas les deux") que lorsqu'il est précédé de termes d'exclusivité, tels que "soit", "l'un de", "un seul de" ou "exactement un de".
Dans les revendications, ainsi que dans la description ci-dessous, toutes les expressions transitoires telles que "comprenant", "incluant", "portant", "ayant", "contenant", "impliquant", "tenant", "composé de", et autres, doivent être comprises comme étant ouvertes, c'est-à-dire comme signifiant incluant, mais non limité à. Seules les expressions transitoires "consistant en" et "consistant essentiellement en" doivent être comprises comme des expressions transitoires fermées ou semi-fermées, respectivement.
Le terme « fluide » se réfère à un état physique de la matière, correspondant à un gaz, un liquide ou un mélange des deux. Par exemple, le fluide secondaire est composé, au moins partiellement, de gaz renouvelable. On entend par « gaz renouvelable » un gaz qui n’est pas extrait des réserves fossiles. Par exemple, un gaz renouvelable est constitué de biométhane. Par exemple, le biométhane est issu d’une unité de méthanisation. Par exemple, le fluide principal est composé, au moins partiellement, de gaz naturel.
Le terme « gaz naturel » se réfère à un mélange gazeux de composés appartenant à la famille des hydrocarbures. Un gaz naturel comporte notamment une portion volumique de méthane d’au moins 80% par rapport au volume total du gaz. Par exemple, un gaz naturel comporte une portion volumique de méthane égale à 95% par rapport au volume total du gaz.
Le terme « distance de mélange » 37 se réfère à une distance entre le point d’injection du fluide secondaire et l’endroit dans la conduite de transport où les fluides forment un mélange homogène.
Dans toute la description, les termes « amont » et « aval » sont utilisés pour désigner la position des éléments dans le sens de circulation d’un fluide, et dépendent du fluide dont la circulation est observée.
Le terme « spécification » se réfère à une ou plusieurs caractéristiques énoncées pour qu’un fluide soit considéré comme conforme à une spécification prédéterminée ou déterminée. Par exemple, une spécification est normée ou variable en fonction du temps. Par exemple, les caractéristiques se rapportant à une spécification sont définies par un pourcentage d’un ou plusieurs composés chimiques présent dans le fluide. Les composés chimiques sont notamment les espèces majoritaires ou les impuretés. Par exemple, lorsque le fluide principal est constitué de gaz naturel, une spécification actuelle du gaz naturel circulant dans une canalisation de transport impose un pourcentage en hydrogène (de formule H 2 ) inférieur ou égal à 2%.
On note que le terme « spécification » peut également être utilisé pour caractériser un fluide secondaire à injecter. Notamment, un fluide secondaire à injecter est, par exemple, conforme à des spécifications prédéterminées, mais présente une composition différente d’un fluide principal.
Le terme « actionneur » se réfère à un système d’actionnement mécanique comprenant, par exemple, un moteur d’entraînement ou un vérin.
Le terme « terminal portable communicant » se réfère à tout dispositif muni : - d’une interface homme-machine et - d’un moyen de communication de signaux filaires ou non, tels une antenne ou un port pour recevoir un câble réseau par exemple.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la partie fixe 16 comporte un logement 27 sensiblement cylindrique formant un coulisseau. On note que le logement 27 est composé de deux parties, une partie supérieure et une partie inférieure, chaque partie étant disposée de part et d’autre de la vanne de connexion 12.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la partie fixe 16 comporte une base de connexion 28 formant un logement de la partie inférieure du logement 27. Autrement dit, le logement de la base de connexion 28 présente des dimensions au moins complémentaires aux dimensions du logement 27. Par exemple, lorsque le logement 27 et la base de connexion 28 forment respectivement un tronc de cylindre, le diamètre de la base de connexion 28 est supérieur au diamètre du logement 27. La base de connexion 28 correspond à un raccord assurant la connexion de la partie fixe 16 à la vanne de connexion 12 et à la canalisation de transport 11.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , l’élément de connexion 28 comporte un tronc de cylindre 29 et une bride de connexion 36. La bride de connexion 36 assure une étanchéité et une connexion à la canalisation de transport 11. Dans des variantes, l’élément de connexion 28 comporte une pluralité de brides de connexion 36. Dans d’autres variantes, l’élément de connexion 28 est soudé à la canalisation de transport 11.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , l’élément mobile 17 est une canne d’injection. L’extrémité distale 19 de l’élément mobile 17 comporte un diffuseur 22 de fluide injecté. Par exemple, le diffuseur 22 est un diffuseur à panier percé ou cylindrique percé connu de la personne du métier. Préférentiellement, le diffuseur 22 comporte un système anti-retour de fluide. Par exemple, le système anti-retour comporte une bille anti-retour de fluide, notamment un clapet anti-retour à bille.
Dans d’autres modes de réalisation, le diffuseur est une buse de diffusion. Dans des variantes, le diffuseur présente une forme en « T » ou un tube percé longitudinalement dont l’ouverture est orientée à contre-courant du flux de fluide principal circulant dans la canalisation de transport 11.
On observe, en , que le dispositif 10 comporte le moyen de déplacement 20 de l’extrémité mobile 19 et notamment du diffuseur 22. Le moyen de déplacement 20 positionne l’extrémité 19 selon une distance prédéterminée du centre (sur l’axe A) de la canalisation de transport 11 ou rétracte complétement l’élément mobile 17 de la canalisation principale 11. Dans le dispositif 10, le moyen de déplacement 20 est disposé entre le moyen de raccordement 13 et la vanne de connexion 12.
Dans des modes de réalisation, le moyen de déplacement 20 comporte : - un embout 31 avec filetage et - un engrenage (non représenté), éventuellement muni d’une manivelle (non représentée).
L’engrenage est, par exemple un engrenage à pignons et l’élément mobile 17 de la conduite d’injection 15 présente des crans ou des dents complémentaires à celles de l’engrenage à pignon. Par exemple, de tels crans ou dents sont présents, lorsque la partie mobile 15 est un tronc de cylindre, sur la surface du tronc de cylindre. Notamment, les crans ou dents sont repartis le long d’une droite correspondant à une génératrice du tronc de cylindre. La mise en œuvre d’une telle crémaillère assure le rapprochement ou l’éloignement de l’extrémité distale 19 du centre A de la canalisation de transport 11. Dans des modes de réalisation, l’utilisation de la manivelle pour le rapprochement ou l’éloignement de l’extrémité distale 19 du centre de la canalisation de transport 11 est manuelle. Ainsi, un opérateur réalise directement sur le mouvement de la conduite d’injection 15.
Dans des variantes, l’engrenage est actionné semi-automatiquement ou automatiquement. Par exemple, le dispositif 10 comporte une interface homme-machine pour qu’un opérateur envoie des commandes d’activation ou de désactivation à un actionneur, couplé à l’engrenage. Par exemple, l’interface homme-machine comporte un moyen d’affichage, tel qu’un écran, d’une information représentative de la hauteur de positionnement de l’extrémité distale 19 de la conduite d’injection 15. Dans d’autres modes de réalisation, le dispositif 10 comporte un terminal communicant envoyant des commandes d’activation ou de désactivation à un actionneur.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , le moyen de déplacement 20 comporte, de plus, un écrou vissé 32 disposé entre l’embout 31 et la portion de la conduite d’injection 15 connectée au moyen de raccordement 13. Un tel écrou assure une étanchéité du moyen de déplacement 20.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , le moyen de déplacement 20 comporte, de plus, une purge 33.
On note que le moyen de déplacement 20 permet d’accéder à une pluralité de positions de l’extrémité distale 19 de l’élément mobile 17 dans la canalisation de transport 11. Par exemple, selon le débit, la densité, la nature et la composition du fluide secondaire injecté et/ou le débit, la densité, la nature et la composition du fluide principal dans la canalisation 11, l’extrémité distale 19 est localisée au point le plus bas, au centre ou bien à fleur de la canalisation de transport 11. Par exemple, si la densité du gaz secondaire injecté est plus faible que la densité du gaz principal de la canalisation de transport 11, la position de l’extrémité distale 19 en dessous du centre de la canalisation de transport 11 minimise la distance de mélange 37.
Dans des modes de réalisation (non représenté), le dispositif 10 comporte, de plus, un système de surpression ou de cloche. Un tel système est configuré pour empêcher les fuites de fluide vers l’extérieur, c’est-à-dire toute fuite de fluide hors du dispositif 10, de la canalisation de transport 11 et de la canalisation 14 de circulation du fluide secondaire.
Dans le deuxième mode de réalisation illustré en , le dispositif 35 comporte tous les éléments du dispositif 10. Le dispositif 35 comporte, de plus, un moyen d’obtention 23 d’au moins une mesure d’une grandeur physique représentative de la composition du fluide principal en aval de l’injection. Lorsque le fluide principal est un gaz, une grandeur physique représentative de la composition correspond, par exemple, à la concentration volumique ou la fraction volumique d’une espèce chimique constitutive d’un tel gaz. Par exemple, lorsque le gaz est du gaz naturel, la concentration volumique en hydrogène est déterminée par le moyen d’obtention 23.
Dans des modes de réalisation, le moyen d’obtention 23 comporte un capteur de mesure de composition du fluide véhicule par la canalisation de transport 11. Dans d’autres exemples, le moyen d’obtention 23 comporte un moyen de prélèvement du fluide principal circulant dans la conduite de transport 10. Préférentiellement, un tel moyen de prélèvement est couplé à un système d’analyse de composition du fluide prélevé. Par exemple, lorsque le fluide principal comporte au moins partiellement un gaz, un système d’analyse de composition du gaz comporte une unité d’analyse configurée pour réaliser une chromatographie en phase gazeuse, d’acronyme « GC » (de l’anglais « gas chromatography »). Préférentiellement, une telle unité est couplée à un spectromètre de masse, le système d’analyse de composition du gaz étant une unité d’acronyme « GC-MS » (de l’anglais « gas chromatography-mass spectrometry »).
Dans des modes de réalisation, une station de compression présente dans le réseau de la canalisation 11 comporte un capteur de mesure d’un moyen d’obtention 23. Autrement dit, un tel capteur n’est pas disposé à l’intérieur de la canalisation 11.
Dans ces conditions, le taux de CO 2 du gaz épuré en sortie de la colonne, est inférieur à 50 ppm.
Exemple 3 « régénération tiède » d’un gaz présentant un taux de CO 2 inférieur à 5%mol.
Dans cet exemple 3 : - la première pression P1, d’adsorption, est supérieure à un bara, et, préférentiellement, inférieure à 80 bara, - la première température T1, d’adsorption, est comprise entre -80°C et -20°C, - le premier débit D1, d’adsorption, est un débit de biométhane de 250 Nm 3 /h avec 2.5%mol de CO 2 ; pour une première température, T1, d’adsorption après refroidissement de -50°C ; une masse de tamis 13X de 27 kg ; Une température T3, de régénération, de 20 °C ; un débit D3, de régénération, de 400 Nm 3 /h ; un débit D2, de préchauffage, de 400 Nm 3 /h (40%mol de CO 2 et 60%mol de CH 4 ) ; une température T2, de préchauffage = 20°C ; un débit D4, de prérefroidissement, de 50 Nm 3 /h, une température T4, de prérefroidissement, de -80°C ; une durée de la phase d’adsorption, inférieure à 50min et une durée de la phase de régénération inférieure à 40min, - le gaz de préchauffage présente un taux de CO 2 inférieur à 50%mol, - la deuxième pression P2, de préchauffage, est supérieure à un bara, - la deuxième température T2, de préchauffage, est supérieure à 10°C, préférentiellement, inférieure à 80°C, et, encore plus préférentiellement, inférieure à 30°C, - le deuxième débit D2, de préchauffage, est supérieur ou égal au débit D1, - le gaz de régénération présente un taux de CO 2 inférieur à 150 ppm, - la troisième pression P3, de régénération, est supérieure à un bara, et, préférentiellement, inférieure à 80 bara, - la troisième température T3, de régénération, est supérieure à 10°C, préférentiellement, inférieure à 60°C et, encore plus préférentiellement, inférieure à 30°C, - le troisième débit D3, de régénération, est supérieur ou égal à une fois et demie le premier débit D1, - le gaz de pré-refroidissement présente un taux de CO 2 inférieur à 150 ppm, - la quatrième pression P4, de pré-refroidissement, est supérieure à un bara, - la quatrième température T4, de pré-refroidissement, est inférieure ou égale à la première température T1 et, préférentiellement, inférieure d’au moins 30°C à la première température T1, - le quatrième débit D4, de pré-refroidissement, est, préférentiellement, supérieur ou égal à 20 % du premier débit D1, - la re-pressurisation se fait, en entrée de la colonne, sous les conditions de l’adsorption, si ce n’est que la sortie de la colonne est fermée et que le débit D5, initialement égal à D1, décroît au fur et à mesure que la pression croît. La pression P4 de repressurisation est, préférentiellement, égale à la pression P1 d’adsorption.
En termes de durées, la durée de l’étape 105 d’adsorption sert d’unité de référence : - pour déterminer la durée de l’étape 115 de préchauffage, par exemple supérieure ou égale à 40% de la durée de l’étape 105, - pour déterminer la durée de l’étape 125 de régénération, par exemple supérieure ou égale à 75% de la durée de l’étape 105, et - pour déterminer la durée de l’étape 130 de pré-refroidissement, par exemple supérieure ou égale à 40% de la durée de l’étape 105.
On note que le débit de régénération D3 est réduit : - en régénération chaude (T≥ 60°C), le débit de régénération D3 est supérieur ou égal à un quart, par exemple un tiers dans l’exemple 2, du débit d’adsorption D1 (débits exprimés en Nm 3 /h), - en régénération tiède (60°C > T ≥ 10°C), le débit de régénération D3 est supérieur ou égal à 1,5 fois le débit d’adsorption (débits exprimés en Nm 3 /h).
Dans ce dernier cas, la durée de régénération étant supérieure à 0,75 fois la durée d’adsorption, la quantité de gaz (durée x débit) est plus importante pour la régénération (0,75 * 1,5 = 1,125) que pour l’adsorption (1 x 1 = 1). Le gaz de régénération ne peut donc pas être le gaz à épurer. On utilise donc un autre gaz, pour la régénération, par exemple de l’azote.
La illustre un mode de réalisation préférentiel d’un dispositif objet de l’invention appliqué à l’épuration en CO 2 poussée (étape de « polishing ») d’un gaz, par exemple en vue de sa liquéfaction. En , quatre colonnes 205, 215, 225 et 235 sont montées en parallèle. Ces colonnes sont isolées thermiquement pour réduire le flux de chaleur perdue à moins de 120 W/m 2 en moyenne.
Une canalisation 241 est dédiée à l’entrée de gaz à épurer. Une canalisation 242 est dédiée à l’évacuation de gaz de pré-refroidissement.
Une canalisation 243 est dédiée à l’évacuation de gaz de préchauffage et de dépressurisation. Une canalisation 244 est dédiée à l’évacuation de gaz de régénération. Une canalisation 245 est dédiée à l’entrée de gaz de régénération. Une canalisation 246 est dédiée à l’entrée de gaz de préchauffage. Une canalisation 247 est dédiée à l’entrée de gaz de pré-refroidissement. Une canalisation 248 est dédiée à la sortie de gaz épuré.
Un jeu d’électrovannes 201 à 204, 206 à 209, 211 à 214, 216 à 219, 221 à 224, 226 à 229, 231 à 234 et 236 à 239 permet d’orienter les flux de gaz depuis n’importe quelle canalisation d’entrée vers n’importe quelle colonne 205, 215, 225 ou 235, et depuis n’importe quelle colonne 205, 215, 225 ou 235, vers n’importe quelle canalisation de sortie. Grâce à ce jeu de vannes, chaque colonne 205, 215, 225 ou 235 passe par les différentes phases décrites en , ce qui permet d’assurer une épuration en continu, puisqu’en permanence l’une des colonnes 205, 215, 225 ou 235 est en phase d’adsorption.
Dans le cas de l’épuration du biogaz ou biométhane : - le gaz de préchauffage est le biogaz prétraité, après épuration de l’eau H 2 O, du tétrahydrothiophène THT, du sulfure d’hydrogène H 2 S, préchauffé par un moyen de chauffage, par exemple par récupération de chaleur et/ou chauffage d’appoint dédié ; - le gaz de régénération est, par exemple, le « end-flash gas » (ou flash-gaz final) issu de la détente finale du gaz naturel liquéfié (GNL) après une étape de sous-refroidissement. On rappelle que, en réfrigération, le flash-gaz final est un réfrigérant sous forme de gaz produit spontanément lorsque le liquide condensé est soumis à l'ébullition. Ce flash-gas final est réchauffé à la troisième température avant de participer à la régénération du tamis moléculaire ; et - le fluide de pré-refroidissement est, par exemple, le flux d’end-flash gas et/ou un appoint de GNL.
Grâce à la mise en œuvre de l’invention, on améliore le procédé TSA car la chaleur utilisée pour régénérer les tamis est limitée et on utilise un refroidissement moyen (entre -20°C et -80°C) pour : - augmenter la capacité d’adsorption en CO 2 des tamis moléculaires classiques, par exemple un zéolithe 13X, - réduire la taille de la colonne et la quantité de tamis associée, et - faciliter la régénération de ces tamis : en effet, le niveau de température de chaleur requis pour la régénération est abaissé, par exemple jusqu’à seulement 60°C, voire 10°C pour la régénération tiède (exemple 3).
Les avantages de ce procédé comportent : - la réduction du besoin de chaleur et la facilitation de la récupération de la chaleur sur des systèmes classiques connexes, par exemple, la récupération de la chaleur dégagée par le compresseur du gaz à épurer, - une meilleure compacité : la taille de la colonne et la quantité de zéolithes associée sont réduites par rapport à la situation non cryogénique, et - une géométrie de colonne simple car la section de passage de gaz peut être constante (aux entrées/sorties près) et il n’y a donc pas d’enveloppe extérieure à dessiner spécifiquement pour la colonne.
Avec le dispositif 200 illustré en , on épure le gaz en CO 2 de manière continue pour un flux de gaz entrant continu présentant un taux de CO 2 inférieur à 5%mol jusqu’à un taux de CO 2 inférieur à 3%mol en sortie d’épuration et préférentiellement, on épure en CO 2 de manière continue un flux de gaz entrant avec un taux de CO 2 inférieur à 2,5%mol jusqu’à un taux de CO 2 inférieur à 50 ppm en sortie d’épuration.
De manière encore plus préférée, les acides organiques sont choisis parmi le composé 26 , ses sels, ses isomères optiques, ses isomères géométriques, ses tautomères, leurs solvates et leurs mélanges.
Lorsqu’elles sont présentes dans la composition, les acides organiques d) sont présentes dans la composition de préférence en une teneur allant de 0,01% à 50%, plus préférentiellement allant de 0,1% à 30%, encore plus préférentiellement allant de 0,2% à 15% en poids par rapport au poids total de la composition.
Encore plus préférentiellement, les composés e) sont choisis parmi le composé 1e, ses solvates et leurs mélanges.
Avantageusement, les parties conductrices sont deux couches conductrices en matériau polymère conducteur électrique séparées par une grille en matériau polymère électriquement isolant, l’une des couches reposant sur le couvercle, l’autre étant en contact avec la paroi d’appui du socle. L’une au moins des parties conductrices ou la grille isolante est alors en matériau polymère élastique. Le matériau polymère électriquement isolant est de préférence un matériau polymère rigide, non élastique, par exemple en polypropylène, en acide polylactique (PLA) ou autre.
Cet agencement du capteur, consistant en un empilement de couches, présente l’avantage d’être simple à réaliser.
Dans une autre variante, les parties conductrices sont séparées l’une de l’autre par deux parties électriquement isolantes, les parties conductrices et électriquement isolantes sont en matériau polymère élastique et forment les parois d’un élément tubulaire creux, ledit élément tubulaire étant disposé en serpentin ou en spirale sur le couvercle en un matériau électriquement isolant ou sur un support en un matériau électriquement isolant reposant sur le couvercle, l’élément tubulaire étant en contact avec la paroi d’appui du socle, l’une de ses parties conductrices s’étendant en regard de cette dernière.
Cet agencement du capteur présente l’avantage d’être économique, un seul capteur de longueur appropriée étant nécessaire pour recouvrir la surface du couvercle avec une quantité de matériau réduite.
L’élément tubulaire peut être constitué sur toute sa longueur d’un premier matériau polymère conducteur électrique et d’un deuxième matériau polymère isolant électrique, le premier matériau polymère formant deux parties conductrices de l’élément tubulaire s’étendant au moins partiellement en regard l’une de l’autre, le deuxième matériau polymère formant deux parties électriquement isolantes s’étendant entre les deux parties conductrices afin de les isoler électriquement. Le premier matériau polymère présente alors de préférence une première dureté Shore A mesurée selon la norme ISO 48-4:2018, le deuxième matériau polymère présente une deuxième dureté shore A mesurée selon la norme 48-4:2018, et la deuxième dureté shore A est supérieure de la première dureté shore A d’au moins 10 points, optionnellement de 10 à 20 points. Ceci peut permettre d’éviter un contact entre les parties conductrices lorsque l’élément tubulaire est agencé en spirale ou en serpentin.
Avantageusement, le capteur de pression est apte à générer un signal proportionnel à l’effort exercé sur la paroi d’appui du socle.