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Des exemples de telles technologies comprennent, mais s’y limiter : la technologie de lavage aux amines, l’absorption de méthanol, l’absorption de glycol et l’adsorption modulée en pression pour la capture de gaz acides.
En ce qui concerne la technologie de lavage aux amines, dans ce procédé, un flux de gaz, conditionné à une température (par ex. de 30 à 60 °C) et une pression (par ex. suffisante pour surmonter la chute de pression de l’absorbeur et jusqu’à 100 barg) est amené au contact d’une solution d’amine dans une colonne. Différents types de colonnes de mise en contact peuvent être utilisés, tels qu’une colonne à plateaux, une colonne à garnissage aléatoire, un garnissage structuré ou une quelconque combinaison de ceux-ci. Du CO 2 et de l’H 2 S (ou au moins une partie de ceux-ci) sont absorbés sur le(s) composé(s) aminé(s) et les autres composants du flux de gaz traversent cette colonne en tant que flux de produit. La solution d’amine avec l’H 2 S et le CO 2 absorbés peut être transférée vers une autre colonne, où de la chaleur peut être ajoutée pour favoriser la désorption d’H 2 S et de CO 2 de la solution d’amine. Un flux d’amine régénéré, après ajustement de la température (par ex. de 30 à 60 °C), est renvoyé vers la colonne d’absorption pour une absorption supplémentaire d’H 2 S et de CO 2 . L’apport de chaleur peut dépendre du type de sorbant et des conditions de conception utilisées, mais peut être typiquement d’environ 2 à environ 5 MJ/kg de CO2 capturé. L’H 2 S et le CO 2 libérés du procédé de désorption produisent un flux de gaz acide qui peut être traité lors de l’opération unitaire suivante.
Les solvants qui peuvent être utilisés dans ce procédé comprennent les amines primaires (par ex. la monoéthanolamine (MEA), la diglycolamine (DGA)), les amines secondaires (par ex. la diéthanolamine (DEA) et la diisopropylamine (DIPA)), et/ou les amines tertiaires (par ex. la méthyldiéthanolamine (MDEA)). Le sorbant peut être une solution aqueuse ayant une concentration (par ex. de 5 à 50 % en poids) d’une ou plusieurs amines. Un ou plusieurs additifs ayant différentes fonctions peuvent être utilisés en plus et, par exemple, peuvent être mélangés avec le sorbant pour améliorer la corrosivité et/ou l’efficacité d’absorption et/ou pour obtenir une ou plusieurs autres performances.
Une étape de conditionnement du flux de gaz (c.à.d. le flux de gaz de synthèse conditionné) peut être réalisée, par exemple, où, avant d’entrer dans l’unité d’absorption pour la capture de gaz acides, le flux de gaz est refroidi et, en conséquence, le condensat peut se former lorsque le flux de gaz est refroidi en dessous de son point de rosée. Ce flux de condensat à base d’eau peut être utilisé dans la production de noir de carbone comme eau de trempe et/ou d’autres utilisations d’eau par des procédés.
Un autre procédé pouvant être utilisé pour la capture de gaz acides est une ou plusieurs absorptions à l’aide d’un ou plusieurs solvants, tels que le méthanol ou une solution de glycol ou de sel alcalin. Ce procédé est très similaire au procédé d’absorption des amines. Des unités/techniques d’absorption de gaz acides disponibles dans le commerce peuvent être adoptées pour cette partie du procédé de la présente invention. Les unités disponibles dans le commerce comprennent celles de Shell, Mitsubishi Heavy Industries, Honeywell/UOP, Linde, Technip et de nombreux autres fournisseurs de technologie, ainsi que des sociétés d’ingénierie EPC (ingénierie, approvisionnement et construction).
Un(e) autre procédé/technique qui peut être utilisé(e) pour la capture de gaz acides comprend l’adsorption modulée en pression (PSA). Pour cette PSA, un ou plusieurs adsorbants solides peuvent être utilisés pour capturer l’H 2 S et le CO 2 à des pressions élevées (par ex. une pression de 2 barg à 100 barg), puis l’adsorbant solide peut être désorbé en utilisant des pressions réduites (par ex. de la pression atmosphérique à 100 barg) pour obtenir un flux concentré d’H 2 S et de CO 2 et également pour obtenir un flux de gaz propre avec de faibles quantités d’H 2 S et de CO 2 . Par exemple, le flux de gaz propre peut comprendre le gaz traité et peut contenir jusqu’à 20 ppmv d’H 2 S, par exemple jusqu’à 10 ppmv, jusqu’à 5 ppmv ou jusqu’à 1 ppmv de H 2 S, ou moins. En variante ou en plus, il peut contenir jusqu’à 5 % en volume de CO 2 , par exemple jusqu’à 2 % en volume, jusqu’à 1 % en volume, jusqu’à 0,5 % en volume ou jusqu’à 0,1 % en volume de CO 2 ou moins. Comme indiqué, le flux concentré de H 2 S et de CO 2 peut être considéré comme le flux de gaz acide, et le flux de gaz propre peut être considéré comme le flux de gaz traité ayant une valeur combustible. La valeur calorifique du gaz traité peut dépendre de la composition du gaz brut. Pour le flux de gaz propre, la valeur calorifique du gaz traité peut être d’environ 2 à environ 6 MJ/Nm 3 ou d’autres valeurs inférieures ou supérieures à cette plage. Si d’autres sources de gaz (telles qu’un gaz de synthèse de la biomasse, un gaz de four à coke) sont mélangées à l’alimentation de départ, la plage de la valeur calorifique peut être supérieure ou inférieure à cette plage.
Étant donné que le flux de gaz propre peut encore contenir des composants formant des NO x (par ex. de l’ammoniac), une technologie ou des étapes d’élimination de NO x peuvent éventuellement être mises en œuvre si le flux de gaz propre est brûlé pour une quelconque raison afin de générer un gaz de combustion. Des exemples de procédé d’élimination des NO x comprennent, mais sans s’y limiter, l’injection d’ammoniac ou d’urée dans un flux de gaz de combustion et des procédés à réacteur catalytique sélectif (SCR) connus de l’homme du métier, y compris, mais sans s’y limiter, les procédés décrits dans le document US9192891, dont le contenu entier est incorporé ici à titre de référence. Alternativement ou en plus, un procédé à réacteur non catalytique sélectif (SNCR) comprenant, mais sans s’y limiter, les procédés décrits dans le brevet US9192891, peut être utilisé pour éliminer les NO x d’un gaz de combustion. Étant donné que les procédés SCR et SNCR fonctionnent le plus efficacement dans des plages de température particulières (généralement de 275 à 500 °C et de 900 à 1050 °C, respectivement), l’homme du métier peut ajuster la température d’un gaz de combustion à l’aide de chaudières, d’échangeurs de chaleur et d’autres appareils conventionnels pour permettre au(x) procédé(s) sélectionné(s) de fonctionner plus efficacement. En variante ou en plus, un procédé catalytique tel que celui décrit dans EP2561921, dont le contenu est incorporé ici à titre de référence, ou des procédés disponibles dans le commerce tels que le procédé SNOX TM de Haldor Topsoe peuvent également être employés. Des procédés alternatifs connus de l’homme du métier peuvent également être employés.
Une fois le flux de gaz acide obtenu, l’étape suivante du procédé peut être de convertir au moins une partie de l’H 2 S du flux de gaz acide en soufre élémentaire puis d’éliminer le soufre élémentaire de manière à obtenir un gaz de dégagement d’élimination de soufre.
Diverses technologies disponibles dans le commerce peuvent être utilisées pour cette étape de conversion en soufre, telles que, mais sans s’y limiter, la technologie d’oxydation catalytique en phase liquide ou la technologie de combustion en phase gazeuse, et similaires. Le procédé de combustion en phase gazeuse peut utiliser un procédé Claus, par exemple, tel que décrit dans US3719744, incorporé dans son intégralité à titre de référence ici, qui convertit l’H 2 S et le SO 2 en H 2 O et S 2 .
La concentration relativement faible d’H 2 S dans le flux de gaz acide peut être traitée de manière plus adéquate avec la technologie d’oxydation en phase liquide qu’avec d’autres procédés, par exemple un procédé Claus. Dans un procédé d’oxydation en phase liquide, un mélange gazeux de CO 2 , H 2 S et H 2 O est mis en contact avec une solution aqueuse de catalyseur de fer dans une colonne de réacteur. L’H 2 S est oxydé en soufre élémentaire par réaction avec du Fe(III) pour former du Fe(II). Le flux de produit de réaction est transféré dans un réacteur de régénération, où l’air ambiant fait des bulles dans le liquide pour oxyder le Fe(II) en Fe(III) pour régénérer le catalyseur. Le liquide catalytique régénéré est remis en circulation vers la colonne du réacteur d’oxydation pour favoriser l’oxydation de l’H 2 S. Le soufre élémentaire produit dans ce procédé d’oxydation forme du soufre cristallin en suspension dans la solution liquide aqueuse. Un flux glissant de cette solution est envoyé vers un séparateur liquide-solide, tel qu’un filtre à bande, une presse et un filtre à cadre ou un quelconque autre type de séparateur pour produire un produit soufré solide commercialisable (ou un matériau utilisable).
Le CO 2 est inerte dans cette colonne de réacteur d’oxydation, et le CO 2 traverse le réacteur sans être converti pour former un flux de CO 2 pur à haute concentration avec une certaine quantité d’humidité. Ce flux de CO 2 peut être davantage traité par une opération unitaire (par ex. une opération qui assure la compression, le séchage et/ou la liquéfaction cryogénique) pour produire du CO 2 supercritique, du CO 2 liquide et/ou du CO 2 comprimé. Ce CO 2 peut être facilement utilisé pour la récupération assistée du pétrole (EOR) ou d’autres applications, ou le CO 2 peut être séquestré ou collecté dans des unités de stockage appropriées.
En variante ou en plus, le gaz acide peut être capturé en séparant l’H 2 S et le CO 2 du gaz conditionné en deux étapes séparées. Chacune des technologies de procédé décrites ci-dessus peut être utilisée pour capturer séparément l’H 2 S et le CO 2 avec un certain ajustement de la propriété du sorbant et/ou des conditions de fonctionnement de conception qui est facilement réalisé par l’homme du métier. Le flux riche en H 2 S peut être oxydé en soufre élémentaire en utilisant le procédé catalytique décrit ci-dessus, ou il peut être oxydé en soufre élémentaire en utilisant un procédé Claus.
La présente un organigramme d’un procédé 100 de la présente invention qui peut être utilisé. A l’étape 110, un flux de gaz qui comprend un gaz résiduaire, tel qu’un gaz résiduaire généré pendant la production ou la fabrication de noir de carbone, est obtenu.
Dans l’étape facultative A, le flux de gaz peut avoir au moins certaines des matières particulaires et/ou des poisons du catalyseur retirés du flux de gaz. Ceci peut avoir lieu avant et/ou après l’étape 115 de compression du flux de gaz qui forme un flux de gaz comprimé.
Dans l’étape 120, le flux de gaz comprimé est soumis à au moins une réaction d’hydrolyse pour former au moins de l’H 2 S et convertir l’HCN, s’il est présent, en NH 3 .
Dans l’étape 125, le flux de gaz comprimé est soumis à au moins une réaction d’hydrogénation pour former au moins de l’H 2 S à partir d’au moins du SO 2 et/ou du SO 3 .
Dans ce mode particulier, la fraction F1 peut être ajoutée en une fois, en plusieurs fois ou en coulée, c’est à dire goutte à goutte dans le mélange solvant/amorceur. Préférentiellement, la fraction F1 est ajoutée en une fois dans la cuve de polymérisation.
Première fraction (F1) Avantageusement, la fraction F1 comprend entre 10 et 45 % en poids de monomère (A et/ou B, + optionnellement C) par rapport au poids total de monomère (A + B + optionnellement C) du polymère hydrosoluble cationique, préférentiellement entre 15 et 40 % en poids.
La fraction F1 comprend avantageusement entre 0 et 65 mol% de monomères cationiques A, préférentiellement entre 5 et 55 mol%, par rapport au nombre total de moles de monomères dans la fraction F1.
La fraction F1 comprend avantageusement entre 250 et 30 000 ppm de composés I par rapport au poids total de monomères A et B (+ optionnellement monomère C) du polymère hydrosoluble cationique, préférentiellement entre 500 et 10 000 ppm, plus préférentiellement entre 1 000 et 7 000 ppm.
La fraction F1 comprend avantageusement entre 250 et 30 000 ppm de composés II par rapport au poids total de monomères A et B (+ optionnellement monomère C) du polymère hydrosoluble cationique, préférentiellement entre 500 et 10 000 ppm, plus préférentiellement entre 1 000 et 5 000 ppm.
L’unité de contrôle de pression 132 est alimentée en fluide de commande à la troisième pression par le générateur de pression 130. Elle est raccordée fluidiquement à la première chambre fluidique 112 et à la deuxième chambre fluidique 114. Elle est apte à répartir le fluide de commande entre la première chambre fluidique 112 et la deuxième chambre fluidique 114 de manière à ajuster la pression de fluide à l’intérieur de chacune de ces chambres 112, 114 et, ainsi, ajuster la position du piston 110 entre ses positions rétractée et déployée. Elle est également apte à évacuer du fluide de commande provenant des première et deuxième chambres fluidiques 112, 114 dans la ligne de retour 136.
Le système de pilotage 76 est fixe dans le repère attaché à la nacelle 20. Ainsi, le vérin de commande 74 est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X relativement audit système de pilotage 76.
La illustre un exemple d’un corps de véhicule spatial 261 (par ex., du satellite 10 ou de l’un quelconque de satellites) qui comporte une pluralité de propulseurs (par ex., les propulseurs 263, 267) pour faciliter le mouvement d’un satellite 10, y compris le mouvement linéaire et le mouvement de rotation. Le corps de véhicule spatial 261 est représenté sous la forme d’un cube pour plus de simplicité (la présente technologie n’est pas limitée à une forme ou configuration de satellite particulière ni n’est pas limitée à un satellite cubique ou « CubeSat »). Les propulseurs peuvent être physiquement fixés à un châssis, un logement ou un autre composant du corps de véhicule spatial 261 de sorte que la force générée par les propulseurs entraîne un mouvement du corps de véhicule spatial 261.
Le corps de véhicule spatial 261 est représenté dans une vue en perspective avec la direction X s’étendant sur la vue présentée de droite à gauche (avec +X à gauche). La direction X se situe le long de la direction ouest-est dans cet exemple (par ex., parallèle à un parallèle terrestre). La direction Y s’étend vers le bas dans cette vue (avec +Y vers le bas). La direction Y se situe le long de la direction nord-sud dans cet exemple (par ex., parallèle à un méridien). La direction Z s’étend généralement de l’arrière vers l’avant dans cette vue (avec +Z vers l’avant). La direction Z se situe le long de la direction anti-Terre/Terre dans cet exemple (par ex., dirigée vers le centre de la Terre). Le mouvement le long d’une combinaison quelconque des directions X, Y et/ou Z (ouest-est, nord-sud, et/ou Terre/anti-Terre) peut être considéré comme un mouvement linéaire. Les flèches indiquant la direction X, la direction Y, et la direction Z se croisent au centre du corps de véhicule spatial 261 dans cet exemple et ces flèches correspondent également aux axes X, Y, et Z respectivement aux fins de la description du mouvement de rotation. Par exemple, la rotation autour de l’axe X peut être appelée « roulis », la rotation autour de l’axe Y peut être appelée « tangage », et la rotation autour de l’axe Z peut être appelée « lacet ». Le corps de véhicule spatial 261 peut connaître un mouvement linéaire dans une ou plusieurs des trois dimensions (le long des directions X, Y et Z) illustrées et un mouvement de rotation autour de l’un des trois axes illustrés (autour des axes X, Y, Z) de telle sorte que le satellite peut être considéré comme ayant six degrés de liberté (6 DOF).
Douze propulseurs sont prévus pour mettre en œuvre un mouvement linéaire et de rotation du corps de véhicule spatial 261 (par ex., pour assurer un mouvement à six degrés de liberté) dans cet exemple. Dans d’autres exemples, des satellites peuvent utiliser des nombres différents de propulseurs et la présente technologie n’est pas limitée à des satellites avec un nombre ou une configuration quelconque de propulseurs. Quatre propulseurs sont situés à des sommets du corps de véhicule spatial 261 dans des coins d’un côté orienté vers la Terre, avec un propulseur orienté vers l’est 404 dans le coin sud-est, un propulseur orienté vers l’est 405 dans le coin nord-est, un propulseur orienté vers l’est 406 dans le coin nord-ouest, et un propulseur orienté vers l’ouest 407 dans un coin sud-ouest. En outre, un propulseur orienté vers le sud 408 est situé à mi-chemin le long de l’extrémité sud et un propulseur orienté vers le nord 409 est situé à mi-chemin le long de l’extrémité nord du côté orienté vers la Terre. Un agencement similaire est prévu sur le côté opposé (côté anti-Terre) avec un propulseur orienté vers l’est 410 dans le coin sud-est, un propulseur orienté vers l’est 411 dans le coin nord-est, un propulseur orienté vers l’est 412 dans le coin nord-ouest, et un propulseur orienté vers l’ouest 413 dans le coin sud-ouest. En outre, un propulseur orienté vers le sud 414 est situé à mi-chemin le long de l’extrémité sud et un propulseur orienté vers le nord 415 est situé à mi-chemin le long de l’extrémité nord du côté anti-Terre. Le nombre, les emplacements, et les orientations des propulseurs sur la sont donnés à titre d’exemple et il sera entendu qu’un nombre approprié quelconque de propulseurs pourra être agencé à des emplacements et orientations différents en fonction de la présente technologie. En outre, bien que le corps de véhicule spatial 261 soit représenté dans une orientation particulière, il sera entendu que le corps de véhicule spatial 261 pourra être pivoté afin qu’il ait une orientation différente, ce qui pourra fournir des orientations de propulseur différentes (par ex., un changement de tangage de 90 degrés pourra placer les propulseurs 406, 407, 412, 413, qui sont représentés orientés vers l’ouest, dans une orientation tournée vers la Terre).
En fonction du mode de réalisation, les propulseurs de satellite (par ex., les propulseurs 404-415 de la ) peuvent être des propulseurs chimiques, des propulseurs électriques, ou des propulseurs à biergol. Par exemple, un carburant et un comburant peuvent être combinés (brûlés) dans un propulseur pour générer une poussée. Le carburant et le comburant peuvent être considérés comme des propergols. Dans certains cas, un seul propergol peut être utilisé. Par exemple, certains propulseurs ioniques utilisent un gaz noble, tel que le xénon ou le krypton en tant que propergol, des ions de xénon ou de krypton étant éjectés d’un propulseur à grande vitesse pour générer une poussée. Une quantité suffisante de propergol pour une durée de vie prévue prolongée peut être fournie dans un satellite avant le lancement et dans un certain mode de réalisation le satellite peut être ravitaillé en orbite.
Les propulseurs 404-415 fonctionnent conjointement avec les systèmes de contrôle d’attitude 212 du satellite 10, où les propulseurs 404-415 créent un couple pour ajuster l’attitude du satellite, qui est surveillée par les systèmes de contrôle d’attitude pour fournir des données indiquant les perturbations réelles des variations d’attitude du satellite causées par les propulseurs. Après la mise en orbite du satellite, ces systèmes peuvent être utilisés pour maintenir une attitude prédéterminée qui peut avoir réglé sur un ordinateur de station au sol et reçue au niveau des communications de mission 214 ou générée sur le véhicule spatial 10 pour répondre aux exigences d’une mission particulière.
En raison d’une variété d’influences présentes dans l’espace, l’orbite du satellite doit être ajustée à mesure que le satellite dérive au-delà du créneau orbital attribué. Un ou plusieurs des propulseurs 404-415 peuvent être allumés pour assurer la mission du véhicule spatial. Les incohérences inhérentes aux allumages des propulseurs et au mouvement de grands réseaux de flexion (par ex., les générateurs solaires 265, les antennes 263 et 267, et même des buses de propulseur) provoquent des perturbations de couple qui créent des erreurs d’attitude de véhicule spatial qui doivent être gérées. Les systèmes de contrôle d’attitude 212 peuvent inclure des dispositifs y compris des bielles de torsion, une électronique d’entraînement de roues et une électronique de contrôle de gyroscope inertiel de contrôle, par exemple, qui sont utilisés pour surveiller et contrôler le véhicule spatial. En particulier, l’approche habituelle en matière de contrôle d’attitude utilise des détecteurs de variation d’attitude, tels que ceux basés sur des gyroscopes, pour obtenir des dérivées (c’est-à-dire, des variations et des changements de variation) d’attitudes pour la stabilisation du véhicule spatial. La représente un mode de réalisation basé sur des gyroscopes pour le contrôle d’attitude.
La est un schéma fonctionnel de certains éléments d’un mode de réalisation de système de contrôle d’attitude avec des détecteurs de variation d’attitude basés sur des gyroscopes. Les composants de la incluent un contrôle d’attitude 520 et un ordinateur embarqué 510. Les composants du contrôle d’attitude de bloc 520 incluent à la fois les éléments destinés à ajuster l’attitude des satellites, tels que les propulseurs de contrôle d’attitude 521 qui peuvent correspondre à l’ensemble de propulseurs 404-415 de la et à leurs éléments de contrôle, et les détecteurs d’attitude. Les détecteurs d’attitude incluent des détecteurs de variation d’attitude basés sur des gyroscopes 523 et peuvent également inclure d’autres détecteurs, tels que des détecteurs de position terrestre 525, par exemple. Un ordinateur embarqué 510 détermine les temps de fonctionnement pour les propulseurs de contrôle d’attitude 521 sur la base des données de variation et de position provenant des détecteurs de variation d’attitude 523 et d’autres détecteurs. La représente trois éléments de l’ordinateur embarqué 510 : un contrôleur 511, une comptabilité de propulseurs 513, et un observateur 515. Bien qu’ils soient représentés sous la forme d’éléments séparés sur la aux fins de la discussion, ils peuvent être mis en œuvre à l’aide de certains des mêmes composants, tels que des processeurs et une mémoire.