BE885126A - PRODUCTION OF GASEOUS MIXTURES FOR AMMONIA SYNTHESIS - Google Patents

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Description

       

  Production de mélanges gazeux pour la synthèse de l'ammoniac.

  
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour former un mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'azote qui se prête à la synthèse de l'ammoniac, dont le principe est de fractionner un mélange d'alimentation contenant de l'hydrogène et des impuretés adsorbables par adsorption avec alternance de pression adiabatique.

  
Dans le cas général de la formation de mélanges ga-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
thèse de l'ammoniac, l'hydrogène du mélange peut être produit avantageusement de différentes manières, par exemple par reforming à la vapeur du gaz naturel ou du naphta, par oxydation partielle d'alimentations hydrocarbonées ou par gazéification de la houille. Indépendamment du mode de production de l'hydrogène, le courant contenant de l'hydrogène qui est ainsi obtenu contient normalement un certain nombre d'impuretés, comme du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, du méthane et de l'eau.

   Par conséquent, le mélange gazeux riche en hydrogène obtenu au stade de production de l'hydrogène est généralement soumis à des opérations supplémentaires, comme la conversion du monoxyde de carbone qui élimine le monoxyde de carbone du mélange, l'élimination du dioxyde de carbone par adsorption sélective de celui-ci hors du mélange gazeux au moyen d'un solvant liquide convenable dans une colonne de lavage et enfin la purification du mélange gazeux par une adsorption sélective qui élimine les dernières impuretés et donne de l'hydrogène de haute pureté.

   Ensuite, l'hydrogène de haute pureté peut être mélangé avec de l'azote comprimé d'origine extérieure pour former le mélange gazeux propre à la synthèse de l'ammoniac qui contient de l'hydrogène et de l'azote dans les proportions désirées, par exemple le rapport stoechiométrique de 3 moles d'hydrogène pour 1 mole d'azote.

  
Au stade final de purification dans le procédé cidessus, où les impuretés restantes sont séparées par adsorption sélective hors du courant de gaz contenant de l'hydrogène, des procédés d'adsorption par alternance de pression adiabatique peuvent être appliqués avec succès, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.430.418 et 3.986.849. Suivant le premier de ces deux brevets, on utilise quatre lits d'adsorption qui permettent de produire avec un rendement de

  
 <EMI ID=2.1> 

  
de quantités décelables des impuretés précitées. Suivant le  <EMI ID=3.1> 

  
tion dont au moins deux reçoivent du gaz d'alimentation pendant le cycle opératoire, lequel comprend au moins trois stades d'égalisation de pression. Le procédé du second brevet précité permet d'obtenir, avec un rendement de l'ordre de 85

  
à 90%, de l'hydrogène à 99,9999%.

  
Les procédés d'adsorption par alternance de pression adiabatique décrits ci-dessus donnent de l'hydrogène de pureté

  
 <EMI ID=4.1> 

  
du mélange gazeux alimentant le procédé par alternance de pression se perd dans les gaz usés, c'est-à-dire le gaz de la baisse de pression à contre-courant et le gaz de purge qui sont évacués. Un autre inconvénient des procédés connus d'adsorption par alternance de pression pour une telle production de gaz de synthèse de l'ammoniac est qu'ils immobilisent une quantité relativement importante d'agent adsorbant dans les lits utilisés. 

  
L'hydrogène de haute pureté entrant dans la constitution du mélange de gaz de synthèse ayant été obtenu par les opérations décrites ci-dessus, l'azote qui est mélangé à l'hydrogène dé haute pureté pour constituer finalement le gaz de synthèse provient normalement, dans un tel procédé global de production du gaz de synthèse de l'ammoniac, d'une source extérieure, par exemple d'un atelier de fractionnement de l'air par voie cryogénique ou adsorption avec alternance de pression, d'un appareil de vaporisation de l'azote liquide ou d'une conduite d'azote gazeux sous une pression relativement basse qui est, par exemple, une pression absolue d'environ 0,7 à 7 kg/cm<2>.

   Du fait que la pression absolue que doit atteindre le gaz de synthèse est généralement supérieure à 28 kg/cm<2>, une quantité importante d'énergie de compression doit être dépensée pour comprimer l'azote sous basse pression jusqu'à la pression éle-vée nécessaire pour la préparation du mélange gazeux recherché.

  
L'invention a donc pour but de procurer un procédé et un appareil perfectionnés pour préparer un mélange gazeux contenant de l'azote et de l'hydrogène et se prêtant à la synthèse de l'ammoniac.

  
Elle a aussi pour but de procurer un procédé et un appareil pour la.production de mélanges gazeux propres à la synthèse de l'ammoniac qui permettent d'atteindre,au stade final de purification par adsorption avec alternance (le pression, un rendement en hydrogène meilleur que celui atteint dans les procédés connus.

  
Elle a en outre pour but de procurer un procédé et un appareil pour produire un mélange gazeux se prêtant à la synthèse de l'ammoniac qui immobilisent moins de matière adsorbante dans le système d'adsorption par alternance de pression que dans les systèmes connus.

  
Elle a de plus pour but de procurer un procédé et un

  
 <EMI ID=5.1> 

  
prêtant à la synthèse de l'ammoniac dans lesquels la dépense  d'énergie pour comprimer l'azote sous basse pression jusqu'à la

  
 <EMI ID=6.1> 

  
les procédés connus.

  
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description plus détaillée ci-après.

  
En résumé, l'invention a pour objet un procédé et un appareil pour former un mélange d'hydrogène et d'azote se prêtant à la synthèse de l'ammoniac dont le principe est qu'un mélange gazeux d'alimentation contenant de l'hydrogène et des impuretés adsorbables est fractionné par adsorption sélective de ces impuretés dans chacun de plusieurs lits adsorbants au

  
cours du cycle décrit ci-après.

  
Au cours du cycle d'adsorption sélective classique, un mélange gazeux d'alimentation est introduit à l'entrée

  
du lit sous une première pression superatmosphérique supérieure et du gaz riche en hydrogène non adsorbé est soutiré

  
à la sortie du lit. Le gaz occupant initialement l'espace libre du lit est soutiré à la sortie du lit et ce gaz initial soutiré est amené à la sortie d'un autre lit adsorbant d'où les impuretés sont chassées par purge et se trouvant initi ment sous pression plus basse jusqu'au moment où la pression dans les deux lits est égalisée à une valeur intermédiaire supérieure. Un supplément de gaz est soutiré du lit pour la baisse de pression de celui-ci jusqu'à la pression la plus . basse et du gaz de purge est introduit à la sortie du lit

  
pour désorber les impuretés et les expulser par purge par l'en-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
première pression superatmosphérique supérieure, puis le cycle est répété.

  
Le perfectionnement conforme à l'invention comprend au moins l'une des phases suivantes :
(a) on purge le lit pendant la phase de purge au moyen d'azote d'origine extérieure de façon qu'au terme de la phase <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
la phase ultérieure de remontée en pression du lit purgé, jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure et soit ensuite soutiré dans le gaz ncn adsorbé riche en hydrogène, le

  
gaz soutiré formant ainsi le mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'azote, et/ou
(b) on remet le lit sous pression pendant la phase de remontée en pression au moyen d'azote d'origine extérieure de façon que l'azote introduit soit comprimé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure et soit ensuite soutiré dans le gaz riche en hydrogène non adsorbé, le gaz soutiré formant le mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'azote. 

  
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on utilise au moins six lits d'adsorption, le cycle d'asorption sélective étant généralement effectué d'une manière semblable à celle décrite dans le brevet des Etats-Unis

  
 <EMI ID=10.1> 

  
tail ci-dessous.

  
Conformément au perfectionnement qui fait l'objet de l'invention, de l'azote est introduit dans le gaz riche en hydrogène non adsorbé que produit la phase d'adsorption sélective au moyen d'azote d'origine extérieure comme milieu de purge et/ou milieu de remise sous pression. Ce progrès permet de ramener les dépenses d'énergie de compression extérieure dans le procédé à une valeur sensiblement plus faible

  
 <EMI ID=11.1> 

  
rieure est comprimé à l'extérieur, c'est-à-dire comprimé à l'extérieur des lits d'adsorption avant d'être mélangé avec le courant riche en hydrogène débité par les lits d'adsorption pour la formation du mélange gazeux propre à la synthèse. Au contraire, conformément à l'invention, l'azote d'origine extérieure est utilisé pour purger et/ou au moins partiellement remettre sous pression les lits d'adsorption afin que la compression interne de l'azote soit assurée dans le lit et que l'azote soit ensuite soutiré du lit après que le lit a été purgé et complètement remis sous pression en même temps que le gaz riche en hydrogène non adsorbé sous la pression élevée du produit.

   De la sorte, les dépenses d'énergie de compression extérieure pour l'azote de purge d'origine extérieure et/ou le gaz de remise sous pression sont sensiblement réduites ou même supprimées. A cette fin, l'azote d'origine extérieure est avantageusement utilisé sous basse pression dans le procédé, c'est-à-dire sous des pressions qui sont inférieures à la première pression superatmosphérique supérieure du procédé,  <EMI ID=12.1> 

  
7 kg/cm<2>, l'azote provenant, par exemple, d'un atelier de fractionnement de l'air, d'une canalisation ou d'un système de vaporisation de l'azote liquide.

  
Pour entretenir un équilibre favorable entre les dépenses de fonctionnement et l'efficacité de fonctionnement dans l'application pratique préférée de l'invention, le rapport de la pression du gaz riche en hydrogène soutiré à la pression de l'azote d'origine extérieure est avantageusement de 3 jus qu'à 30.

  
Lors de l'application de l'invention,lorsque le mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'azote que pro-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
supérieur à 3:1 et lorsqu'il est nécessaire ou désirable

  
 <EMI ID=14.1> 

  
3:1 au réacteur pour la synthèse de l'ammoniac, de l'azote d'origine extérieure est comprimé à l'extérieur jusqu' à la pression du mélange d'azote et d'hydrogène non adsorbé obtenu au terme de l'adsorption et est incorporé à ce dernier mélange pour la formation d'un mélange gazeux propre à la synthèse de l'ammoniac dans lequel le rapport molaire H2:N2 est d'environ 3:1.

  
Lorsque l'invention est appliquée avec de l'azote d'origine extérieure réparti en deux fractions, la première fraction étant utilisée comme gaz de purge et la seconde fraction étant comprimée à l'extérieur et mélangée ensuite avec le gaz riche en hydrogène que produit la phase d'adsorption sélectif pour la formation d'un gaz de synthèse dont le rapport molaire H2:N2 est d'environ 3:1, le rapport molaire dp la première fraction d'azote introduite dans le lit d'adsorption pendant la purge à la seconde fraction d'azote sous basse pression mélangée au gaz riche en hydrogène quittant le lit est, de préférence, de plus de 0,6 pour que le rendement plus élevé  et que l'opération soit économique pour ce qui est de l'utili-  sation de l'azote d'origine extérieure et des dépenses d'énergie de compression extérieure.

  
Par "azote d'origine extérieure" ou "azote de source  extérieure", il convient d'entendre de l'azote provenant d'une autre source que le mélange gazeux d'alimentation admis dans

  
le système d'adsorption sélective. La source extérieure d'a-  zote peut être, par exemple, un atelier de fractionnement de  l'air par voie cryogénique ou par adsorption avec alternance

  
de pression, une conduite d'azote ou un système de vaporisation d'azote liquéfié.

  
Fig. 1 est un tableau de marche simplifié d'une zone d'adsorption à dix lits d'adsorption qui se prête à la purification du gaz contenant de l'hydrogène dans le procédé de l'invention. Fig. 2 est un programme des différentes phases d'un cycle d'adsorption sélective effectué conformément à l'invention dans la zone à dix lits d'adsorption de la Fig. 1. Fig. 3 est un tableau de marche simplifié d'un système d'adsorption comprenant quatre lits d'adsorption qui permet d'appliquer le procédé de l'invention.  Fig. 4 est un programme des différentes phases d'une autre forme du procédé d'adsorption, par exemple celui effectué au moyen de l'appareil de la Fig. 3. Fig. 5 est un programme pour une autre forme de réalisation de l'adsorption sélective conforme à l'invention telle qu'elle peut être exécutée au moyen de l'appareil de la Fig. 1.

  
La Fig. 1 est un tableau de marche simplifié pour

  
une zone d'adsorption comprenant dix lits d'adsorption qu'il est possible d'utiliser avec succès pour appliquer le procédé de l'invention. Les dix lits d'adsorption 1 - 10 sont montés en parallèle entre le collecteur d'alimentation de gaz F équipé des robinets d'admission 10-19 et le collecteur d'effluent non adsorbé E quipé des robinets de produit 20 -29. Le système d&#65533;adsorption sélective de la Fig. 1 est conçu pour l'adsorption par alternance de pression adiabatique d'une manière généralement semblable à celle décrite dans le brevet des Etats-Unis

  
 <EMI ID=15.1> 

  
extérieure étant toutefois utilisé pour purger les différents lits dans la zone d'adsorption par alternance de pression conformément à la présente invention. Dans le procédé du brevet

  
 <EMI ID=16.1> 

  
sept lits d'adsorption dont chacun est amené en baisse de pression pendant le cycle d'adsorption en au moins trois phases d'égalisation de pression, tandis qu'au moins deux lits d'adsorption reçoivent du mélange gazeux à tout moment pendant le cycle. Ce procédé, tel qu'il est modifié par l'utilisation d'azote d'origine extérieure pour purger le lit d'adsorption et/ou pour la remontée en pression, est particulèrement préféré pour une exécution de la présente invention  parce qu'il permet d'obtenir du gaz de haute pureté et convient spécialement pour des mélanges gazeux d'alimentation

  
qui contiennent de l'hydrogène comme constituant majeur, outre des impuretés faiblement adsorbées telles que le méthane ou

  
le monoxyde de carbone,et qui sont fréquents lors de la production du gaz de synthèse de l'ammoniac.

  
Dans le système de la Fig. 1, le collecteur d'éga-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
équipé des robinets 70 - 79. Le collecteur de gaz usé W est équipé des robinets de gaz usé 40 - 49. Les collecteurs de remontée en pression et égalisation de pression de première phase (supérieure) sont équipés des robinets d'égalisation de  <EMI ID=18.1> 

  
d'écoulement de gaz 81 et 82 sont montés sur la conduite faisant communiquer le collecteur de ramontée en pression et égalisation de pression de première phase M et le collecteur de produit E. Lorsque le robinet 81 est fermé et que le robinet 82 est ouvert, la première phase d'égalisation de pression est exécutée avec les lits pairs et la troisième égalisation a lieu simultanément entre deux lits impairs. Réciproquement, lorsque le robinet 81 est ouvert et que le robinet
82 est fermé, la première égalisation de pression est exécutée entre des lits impairs et la troisième égalisation de pression est effectuée, simultanément, entre des lits pairs.

  
Un collecteur commun pour le collecteur de seconde phase (intermédiaire) n'est pas prévu, mais des conduites distinctes sont prévues pour établir la communication entre les extrémités de sortie des lits d'adsorption. Plus spécifiquement, un collecteur réunit les lits 2 et 7 et est équipé du robinet 61, un collecteur réunit les lits 4 et 9 et est équipé du robinet 62, un collecteur réunit les lits 3 et 6

  
et est équipé du robinet 63, un collecteur réunit les lits 5 et 8 et est équipé du robinet 64 et un collecteur réunit les lits 5 et 10 et est équipé du robinet 65.

  
Pour la commodité de l'identification des correspondances entre les lits 1 - 10 et les robinets 11 - 59 et

  
 <EMI ID=19.1> 

  
dont le dernier chiffre est le même que le numéro du lit d'adsorption directement commandé par le robinet en question. Par exemple, les robinets commandant directement le fonctionnement du lit 3 sont les robinets 13, 23, 33, 43, 53 et 73. La seule exception à cette correspondance est constituée par

  
 <EMI ID=20.1> 

  
lit 10,qui sont les robinets 10, 20, 30, 40, 50, 70. 

  
La Fig. 2 est un programme préféré pour l'utilisa-

  
 <EMI ID=21.1> 

  
tive dans une forme de réalisation du procédé de l'invention.

  
Les phases successives du cycle et leurs désignations sur

  
le programme sont les suivantes: adsorption (A), première phase de baisse de pression et d'égalisation de pression (E1D), seconde phase de baisse de pression et d'égalisation de pression (E2D), troisième phase de baisse de pression et d'égalisation de pression (E3D), quatrième phase de baisse de pression et d'égalisation de pression (E4D), baisse de pression

  
à contre-courant (BD), purge à contre-courant avec azote sous

  
 <EMI ID=22.1> 

  
remontée en pression et d'égalisation de pression (E4R), troisième phase de remontée en pression et d'égalisation de pression (E3R),seconde phase de remontée en pression et d'égalisation de pression (E2R),première phase de remontée en pres-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
sion finale jusqu'à la pression du gaz d'alimentation par du gaz produit introduit à la sortie de produit (FR).

  
Il convient de noter qu'à un moment quelconque du cycle, trois lits d'adsorption reçoivent du mélange gazeux d'alimentation et débitent du gaz non adsorbé produit sous la pression d'alimentation. Par exemple, après quatre unités de temps, chacun des lits d'adsorption 2, 3 et 4 traite du mélange gazeux d'alimentation.

  
Lors du fonctionnement de l'appareil de la Fig. 1 suivant le programme de la Fig. 2, chacun des lits d'adsorption 1 - 10 du système passe par la succession de phases ciaprès: phase d'adsorption pendant laquelle du mélange gazeux

  
 <EMI ID=24.1> 

  
première pression superatmosphérique supérieure et du gaz riche en hydrogène non adsorbé (comprenant le résidu d'azote subsistant dans le lit au terme de la purge antérieure effectuée avec de l'azote d'origine extérieure) est évacué à la sortie du lit; phase de relâchement pendant laquelle le gaz occupant initialement l'espace vide est évacué à la sortie du lit et ce gaz ainsi relâché est introduit à la sortie d'un autre lit d'adsorption,préalablement débarrassé par purge des impuretés adsorbables et se trouvant initialement sous une pression plus basse,jusqu'à ce que les deux lits se trouvent à égalité de pression sous une pression supérieure intermédiaire - dans ce système,

   l'égalisation de pression et le relâchement du gaz occupant initialement l'espace vide sont effectués en quatre phases distinctes comprenant une première égalisation de pression du lit d'adsorption ayant achevé son cycle d'adsorption avec un lit différent préalablement purgé portant un numéro supérieur d'au moins quatre unités et se trouvant initialement sous une pression intermédiaire, de sorte que les deux lits se trouvent finalement sous une première pression d'égalisation, seconde égalisation de pression du lit d'adsorption initialement sous la pre-  mière pression d'égalisation avec encore un autre lit préalablement purgé portant un numéro supérieur ci-au moins cinq unités et se trouvant initialement sous une pression intermédiaire inférieure, de sorte que les deux lits se trouvent finalement sous une seconde pression d'égalisation,

   troisième égalisation de pression du lit d'adsorption se trouvant initialement sous la seconde pression d'égalisation avec encore un autre lit préalablement purgé portant un numéro supérieur d'au moins six unités et se trouvant initialement sous une pression intermédiaire encore plus basse, de sorte  que les deux lits se trouvent finalement sous une troisième pression d'égalisation et quatrième égalisation de pression

  
du lit d'adsorption se trouvant initialement sous la troisième pression d'égalisation avec encore un autre lit préalablement purgé portant un nombre supérieur d'au moins sept unités et se trouvant initialement sous la pression la plus basse, de sorte que les deux lits se trouvent finalement sous la quatrième égalisation de pression; relâchement d'un supplément

  
de gaz hors du lit pour la baisse de pression dans celui-ci jusqu'à la pression inférieure (relâchement à contre-courant);

  
introduction d'azote de purge sous basse pression d'origine extérieure à la sortie du lit pour la désorption des impuretés et la purge jusqu'à l'admission du lit, enfin remontée en pression du lit purgé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure en quatre phases successives de remontée en pression finale jusqu'à la pression du produit, après quoi le cycle se répète.

  
Par comparaison avec le procédé d'adsorption sélective du brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.986.849 pour

  
la production du gaz de synthèse de l'ammoniac, le procédé de l'invention permet d'obtenir un rendement sensiblement plus

  
élevé en hydrogène et de réduire sensiblement les dépenses

  
pour la compression de l'azote d'origine extérieure sous bas-

  
 <EMI ID=25.1> 

  
vre. Il est en effet surprenant que la purge des lits d'adsorption au moyen d'azote d'origine extérieure, conformément à l'invention, ait pour effet de rendre la quantité d'hydrogène dans le gaz débité par le système d'adsorption plus grande que dans le gaz produit par les procédés classiques, où la purge interne est effectuée par passage d'un gaz appauvri en impuretés depuis un autre lit jusqu'au lit en cours de purge et,a contrario, sur la base de considérations d'ordre général, on devrait s'attendre à ce que le rendement en hydrogène qu'on peut atteindre lors d'une purge au moyen d'azote d'origine extérieure suivant le procédé de l'invention, soit sensiblement plus petit que dans les procédés classiques.

   Il en est ainsi parce que,dans un lit d'adsorption, au terme de la phase d'adsorption, une quantité sensible d'hydrogène non absorbé se trouve contenue dans le lit dans les espaces vides

  
 <EMI ID=26.1> 

  
drogène peut être utilisé avec succès pour la remontée en pression d'un autre lit d'adsorption dans le système au cours d'une ou plusieurs phases d'égalisation de pression, mais après la dernière égalisation, il subsiste encore une quantité sensible d'hydrogène dans le lit d'adsorption. Dans le système classique, ce gaz contenant de l'hydrogène du lit d'adsorption est utilisé pour purger un autre lit. Au contraire, dans le procédé d'adsorption conforme à l'invention, l'hydrogène sub-

  
 <EMI ID=27.1> 

  
de pression est extrait du lit pendant la baisse de pression

  
à contre-courant (relâchement) et la purge ultérieures et n'est pas récupéré. Il ne subsiste alors sensiblement plus d'hydrogène dans le lit d'adsorption au terme de la purge à l'aide

  
 <EMI ID=28.1> 

  
tendre à ce que le rendement d'hydrogène soit sensiblement

  
plus bas dans cette forme de réalisation du procédé de l'invention que dans le procédé connu. Néanmoins, la Demanderesse a observé avec surprise que les rendements en hydrogène qu'il

  
est possible d'atteindre dans cette forme de réalisation du procédé de l'invention sont en fait plus élevés que ceux auxquels on parvient dans le procédé connu avec purge interne, c'est-à-dire avec purge au moyen de gaz provenant d'un autre

  
lit d'adsorption.

  
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention que concerne la Fig. 2, on utilise au moins neuf lits d'adsorption dans des cycles identiques chevauchant, de sorte que pendant la première partie de la phase d'adsorption d'un lit, les deux lits de numéros inférieurs immédiatement prédédents sont aussi à leur phase d'adsorption. Dans la partie médiane d'une phase d'adsorption, le lit portant le numéro immédiatement inférieur précédent et celui portant le numéro immédiatement supérieur suivant sont également à leur phase d'adsorption. Pendant la dernière partie de la phase d'adsorption, les deux lits de numéros immédiatement supérieurs suivants sont aussi à leur phase d'adsorption.

   Par exemple et avec référence à la Fig. 2, la phase d'adsorption du lit 1 comprend six unités de temps, de sorte que les unités 1 et 2 représentent la partie initiale et les unités

  
5 et 6 la parti e finale de la phase d'adsorption. Pendant la partie initiale, les lits 9 et 10 (qui sont les deux lits précédant immédiatement le lit 1) sont à leur phase d'adsorption; pendant

  
 <EMI ID=29.1> 

  
(immédiatement suivant) sont à leur phase d'adsorption et pendant la dernière partie, les lits 2 et 3 (deux lits immédiatement suivants) sont également à leur phase d'adsorption.

  
Dans une autre forme de réalisation préférée de l'invention, que concerne le programme de la Fig. 2, l'égalisation de pression avec relâchement du gaz occupant initialement l'espace vide est effectuée en au moins trois phases distinctes comprenant une première égalisation de pression d'un lit d'adsorption ayant achevé sa phase d'adsorption avec le lit portant le numéro supérieur de quatre unités et se trouvant initialement sous une seconde pression d'égalisation, de sorte que les deux lits se trouvent finalement sous une première pression d'égalisation.

   Le même lit d'adsorption qui a été détendu jusqu' à la première pression d'égalisation subit à présent la seconde égalisation de pression avec le lit portant de numéro supérieur de cinq unités et se trouvant initialement sous la troisième pression d'égalisation, de sorte que les deux lits se trouvent finalement sous la seconde pression d'égalisation. Le même lit d'adsorption qui a été détendu jusqu'à

  
la seconde pression d'égalisation est à présent aliéné a la troisième pression d'égalisation avec le lit portant le numéro supérieur de six unités et se trouvant initialement sous la pression la plus basse du procédé, de sorte que ces deux lits se trouvent finalement sous la troisième pression d'égalisation. Le même lit d'adsorption qui a été détendu jusqu'à la troisième pression d'égalisation est alors détendu davantage soit par relâchement à contre-courant, soit par une phase supplémentaire de baisse de pression et d'égalisation de pression et de relâchement à contre-courant jusqu'à la pression la plus basse du procédé au terme du relâchement à contre-courant. Lorsque le relâchement à contre-courant est achevé, opération au cours

  
de laquelle le lit est amené à la pression finale par relâchement du gaz par l'entrée du lit, le lit est purgé au moyen d'azote sous basse pression d'origine extérieure, après quoi

  
le lit est remis sous pression par des phases successives de remontée en pression et d'égalisation de pression et une phase finale de remontée en pression qui consiste

  
à admettre du gaz produit sous la première pression atmosphérique supérieure dans le lit avant que le cycle recommence.

  
En considérant la Fig.-2 pour illustrer les relations entre le lit passant par .la phase de relâchement du gaz occupant initialement le volume vide et les autres lits en

  
cours d'égalisation de pression (par remontée en pression)

  
avec ce premier lit, on voit que la première phase du lit 1

  
de relâchement du gaz occupant initialement le volume libre

  
(E1D) a lieu pendant l'unité de temps 7 et est effectué au

  
moyen du lit 5, qui est le lit portant le numéro supérieur de quatre unités pendant sa remontée en pression maximale par la phase d'égalisation de pression (E1E). La seconde phase du lit 1 de relâchement du gaz occupant initialement le volume libre (E2D) a lieu pendant l'unité de temps 8 et est effectué au moyen du lit 6 qui est le lit portant le numéro supérieur de cinq unités pendant sa remontée en pression intermédiaire par la phase d'égalisation de pression (E2R). La troisième phase du lit 1 de relâchement du gaz occupant initialement le volume libre (E3D) a lieu pendant l'unité de temps 9

  
et est effectuée au moyen du lit 7 qui est le lit portant le numérc supérieur de six unités pendant sa remontée en pression de la phase d'égalisation de pression (E3R). La quatrième phase du lit  de relâchement du gaz occupant initialement le volume libre
(E4D) a lieu pendant l'unité de temps 10 et est exécutée au moyen du lit 8 qui est le lit portant le numéro supérieur de sept unités pendant sa remontée en pression la plus basse de

  
la phase d'égalisation de pression (E4R). La baisse de pression à contre-courant finale (BD) a lieu pendant l'unité de temps 11 et est suivie de la purge du lit 1 pendant les unités de temps 12 - 15 au moyen d'azote sous basse pression d'origine extérieure.

  
Il convient de noter que dans la relation ci-dessus lorsque le numéro du lit supérieur ainsi calculé excède

  
le nombre réel de lits d'adsorption dans un système particulier, le nombre réel doit être soustrait du numéro calculé

  
pour l'identification du lit d'adsorption du numéro supérieur ainsi désigné. Par exemple, on peut considérer la troisième égalisation de pression du lit 6 qui est effectuée avec le lit portant le numéro supérieur de six unités pendant l'unité de temps 19. Comme aux Fig. 1 et 2, on utilise dix lits d'adsorption, le lit désigné pour E3R est en l'occurrence le lit
12-10, c'est-à-dire le lit 2.

  
La Fig, 3 est un tableau de marche simplifié d'un système d'adsorption qui peut être utilisé avec succès pour l'application de l'invention. L'appareil de la Fig. 3 est du type général décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.430.418. Ce système a'adsorption utilise quatre lits d'adsorption 1, 2, 3 et 4 montés en parallèle entre le collecteur d'admission de mélange de gaz 410 et le collecteur de gaz effluent produit 411. Des robinets automatiques
11, 12, 13, 14 dirigent le flux de gaz d'alimentation, respectivement, vers les lits 1, 2, 3 et 4. Les robinets automatiques 21, 22, 23, 24 dirigent, respectivement, le gaz produit des sorties de ces mêmes lits vers le collecteur E.

  
Les impuretés adsorbées qui sont rejetées lors de la baisse en pression à contre-courant et de la purge sont expulsées du système par le collecteur d'évacuation 412 à l'extrémité d'admission des lits d'adsorption,par les robinets 41, 42, 43 et 44. Pour l'égalisation de pression au moyen du collecteur 423, de même que pour la remontée en pression finale avec du gaz produit non adsorbé au moyen des collecteurs 427 et 428, on utilise les robinets 51, 52, 53 et

  
54. Le débit de gaz pour la remontée en pression finale est commandé par le robinet 60 de la conduite 427.

  
Au stade de purge, l'azote de purge d'origine exté-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
32, 33 et 34 et l'effluent de purge est évacué des lits d'adsorption par les robinets 41, 42, 43 et 44 dans le collecteur 412. Le gaz de relâchement (baisse de pression) entre dans le collecteur 413 par les robinets 61, 62, 63 et 64.

  
 <EMI ID=31.1> 

  
être recomprimé et recyclé ou bien peut être ajouté pour tout ou partie au gaz de purge effluent précité.

  
Après que le lit d'adsorption 2 a achevé sa phase de purge sous la pression la plus basse, le robinet 31 est fermé et les robinets d'égalisation de pression 51, 53 sont ouverts. 

  
Soit pendant l'égalisation de pression, soit lorsque celle-ci est achevée, une fraction du gaz produit quittant le lit d'adsorption 3 et passant par le collecteur de produit 411 es&#65533; détournée successivement par la conduite 427 et le robinet 60, la conduite 423, puis le robinet 51 pour être admise

  
 <EMI ID=32.1> 

  
est entretenu jusqu'au moment où le lit d'adsorption 1 a été ramené à peu près à la pression du produit. Le robinet d'alimentation 11 et le robinet de produit 21 sont évidemment fermés pendant la remontée en pression. La remontée en pression pourrait, en variante, être effectuée au moyen du mélange gazeux d'alimentation, par exemple pendant la partie finale de la remontée en pression, afin que le lit d'adsorption remonte jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure.

  
La Fig. 4 est un programme pour l'appareil de la Fig. 3. Comme il ressort de l'examen du programme, chacun des quatre lits d'adsorption du système de la Fig. 3 passe par les phases successives d'adsorption, d'égalisation de pression avec un autre lit, de baisse de pression à contrecourant, de purge avec de l'azote sous basse pression d'origine extérieure, de remontée en pression par égalisation de pression avec un lit en baisse de pression dans le système et de remontée en pression finale avec du produit avant la répétition du cycle. Le système à quatre lits que concernent les Fig. 3 et 4 convient particulièrement pour des installations produisant du gaz de synthèse de l'ammoniac qui sont plus petites, par exemple,que les installations dans lesquelles on utilise le système à "nombreux lits" des Fig. 1 et 2.

  
La Fig. 5 est un programme pour une adsorption sélective effectuée conformément à une autre forme de réalisation de l'invention. Le programme de la Fig. 5 peut être utilisé avec succès dans un système à dix lits d'adsorption du type général de la Fig. 1. Le programme de la Fig. 5 est différent de celui de la Fig. 2 déjà décrit à propos de l'appareil de la Fig. 1 du fait que, suivant le programme de la Fig. 5, on exécute une purge en courant de même sens immédiatement après la phase d'adsorption et avant les phases de baisse de pression et d'égalisation de pression. Lors <EMI ID=33.1> 

  
de purge d'origine extérieure est introduit dans le lit à l'admission de celui-ci, tandis que d.u gaz est soutiré de manière continue du lit par la sortie, comme produit. A cett fin, le milieu de purge admis en courant de même sens est com primé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure de l'alimentation, de manière que le gaz expulsé du lit d'adsorption pendant la purge en courant de même sens se trouve sous la même pression que le produit quittant le lit lors de la phase d'adsorption précédente. Le but de la phase courant de même sens est de déplacer l'hydrogène de l'espace libre subsistant dans le lit d'adsorption jusque dans le collecteur de gaz riche en hydrogène.

  
Le milieu de purge d'origine extérieure utilisé pour la purge en courant de même sens suivant le programme de la Fig. 5 peut, avec avantage, être de l'azote ou, en variante un autre gaz tel que le méthane ou le gaz naturel. Le milieu de purge spécifique à choisir pour la purge en courant de même sens dépend de différents facteurs, notamment la quantité de gaz de purge nécessaire, la qualité du gaz usé que produit l'installation d'adsorption par alternance de pression et la qualité du mélange gazeux d'alimentation pénétrant dans l'i stallation d'adsorption par alternance de pression. La qualité gaz usé que produit l'installation d'adsorption par alternance pression devient importante lorsqu'il est désirable d'utiliser ce gaz usé, c'est-à-dire le gaz de relâchement à contre-couran-et le gaz désorbé en purge, comme combustible dans le système.

   Comme déjà indiqué précédemment, les espèces adsorbables du mélange gazeux séparé dans l'installation d'adsorption par alternance de la pression pour la production du gaz de synthèse de l'ammoniac peuvent comprendre du monoxyde de carbone et du méthane, de sorte que le gaz usé de l'installation d'adsorption par alternance de pression a un pouvoir calorifique modéré et convient comme combustible pour le procédé. Si

  
le pouvoir calorifique du gaz usé que produit le système d'adsorption acquiert un intérêt primordial, il peut.être désirable d'utiliser un gaz tel que le gaz naturel comme milieu de purge en courant de même sens. Sous ce rapport, il convient de rappeler que la qualité du mélange gazeux d'alimentation entrant dans le système d'adsorption est importante, parce que si le mélange gazeux d'alimentation contient beaucoup de dioxyde de carbone, le pouvoir calorifique du gaz

  
usé devient inacceptable si on utilise de l'azote comme mi-

  
 <EMI ID=34.1> 

  
que le gaz de purge en courant d.e même sens occupe une

  
 <EMI ID=35.1> 

  
tion au terme des phases d'égalisation de pression et de baisse de pression en courant de même sens, de sorte que le gaz expulsé par purge en courant de même sens se trouvera refoulé avec les impuretés désorbées dans le gaz usé. Dans ce cas, par conséquent, lorsque la qualité du gaz usé envisagé comme combustible est de première importance, un gaz de purge tel que le gaz naturel est préférable.

  
Dans le programme de la Fig. 5, comme déjà indiqué, la phase de purge en courant de même sens est insérée entre les phases successives d'égalisation de pression et d'adsorption. Dès lors, chaque lit d'adsorption du procédé passe par les phases successives d'adsorption, de purge en courant de même sens, de baisse de pression et d'égalisation de pression en trois phases successives, de relâchement à contre-courant jusqu' à la pression la plus basse du procédé, de purge avec de l'azote sous basse pression d'origine extérieure,

  
de remontée en pression avec égalisation de pression en trois phases successives et de remontée en pression finale au moyen de gaz riche en hydrogène produit non adsorbé. Dans ce cycle, comme dans celui de la Fig. 2, le mélange gazeux d'alimentation est introduit simultanément dans trois lits du système d'adsorption à tout moment pendant le cycle.

  
La Demanderesse a découvert que par le fait de faire baisser la pression du lit en soutirant du gaz du lit d'adsorption à un point intermédiaire entre l'entrée et la sortie

  
 <EMI ID=36.1> 

  
des avantages suivants: (a) la partie du lit du cote de la sortie entre en baisse de pression à contre-courant, ce qui aide à maintenir une bonne pureté à la sortie du lit, (b) la partie du lit du côté de l'entrée entre en baisse de pression en courant de même sens, ce qui favorise le déplacement d'une quantité maximale d'hydrogène depuis l'entrée du lit

  
 <EMI ID=37.1> 

  
carbone contenue dans l'espace libre du lit d'adsorption peut être recueillie avec de l'hydrogène dans le courant latéral de gaz de baisse de pression. Comme le courant de gaz

  
de baisse de pression contenant une proportion sensible de monoxyde de carbone peut être recyclé au convertisseur de monoxyde de carbone du système, dans lequel une nouvelle quantité d'hydrogène peut être produite à partir du monoxyde de carbone recyclé, il est possible, de la sorte, d'amener le rendement en hydrogène à une valeur supérieure à celle que donne la baisse de pression dans l'ensemble du lit d'adsorption jusqu'à la pression la plus basse par relâchement à contre-courant. De plus, les quantités de dioxyde de car-

  
 <EMI ID=38.1> 

  
courant latéral que dans l'effluent de relâchement à contrecourant provenant des lits d'adsorptioa. Par conséquent, la baisse de pression dans le lit d'adsorption par prélèvement d'un courant latéral jusqu'à la pression la plus basse

  
 <EMI ID=39.1> 

  
recyclage de gaz, de même que pour diminuer la charge du convertisseur de monoxyde de carbone par comparaison avec un procédé dans lequel l'effluent du relâchement à contre-courant est comprimé et recyclé avec le gaz de recyclage au convertisseur de monoxyde de carbone.

  
EXEMPLE 1.-

  
Le présent exemple est basé sur un procédé de production d'un mélange d'hydrogène et d'azote se prêtant à la synthèse de l'ammoniac suivant la technique classique consistant à traiter un mélange de gaz d'alimentation par adsorption avec alternance de pression en vue d'éliminer le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et le méthane pour obtenir un gaz riche en hydrogène permettant de former le mélange se prêtant à la synthèse de l'ammoniac. Dans ce système, l'adsorption sélective est exécutée au moyeu de dix lits d'adsorption tels qu'illustrés à la Fig. 1 du brevet

  
 <EMI ID=40.1> 

  
vice suivant le programme de la Fig. 2 de ce même brevet qui prescrit qu'un lit d'adsorption subisse trois phases successives de baisse de pression et d'égalisation de pression après l'adsorption et immédiatement avant une phase de purge au cours de laquelle du gaz contenant de l'hydrogène est soutiré à la sortie du lit et utilisé pour purger un autre lit d'adsorption se trouvant sous la pression la plus basse atteinte dans le procédé. Après avoir assuré la phase de purge, le lit est amené en baisse de pression à contre-courant jusqu'à la pression la plus basse atteinte dans le procédé et purgé, à son tour, avec du gaz contenant l'hydrogène provena.nt d'un autre lit du système assurant la phase de purge.

   Après la purge, le lit d'adsorption est remis sous pression en trois phases successives de remontée en pression et d'égalisation de pression et une phase finale de remontée en pression avec du gaz produit. Dans ce procédé, tout l'azote sous basse pression d'origine extérieure est comprimé jusqu'à la pression absolue du gaz de synthèse, à savoir 34,66 kg/cm , avant d'être mélangé avec le gaz riche en hydrogène soutiré comme produit de l'installation d'adsorption par alternance de pression. Les conditions de service et les rendements atteints dans ce procédé classique sont détaillés au tableau I ci-après.

TABLEAU I

  
Conditions de service et rendement d'un procédé exécuté avec un système à dix lits d'adsorption par alternance de pression du

  
 <EMI ID=41.1> 

  

 <EMI ID=42.1> 
 

  
TABLEAU I (suite)

  

 <EMI ID=43.1> 


  
Les informations du tableau ci-dessus sont utilisées dans les exemples suivants, comme base de comparaison entre différentes formes de réalisation du procédé de l'invention et les procédés classiques.

  
EXEMPLE 2.-

  
Le présent exemple est basé sur un procédé de production d'un mélange- d'hydrogène et d'azote se prêtant à la synthèse de l'ammoniac par le procédé de l'invention tel qu'illustré avec référence aux Fig. 1 et 2. Au contraire de l'exemple 1, on n'exécute dans le présent exemple pas de phase de purge interne dans le procédé d'adsorption sélective. Au contraire, une première fraction de l'azote sous basse pression provenant d'un atelier de fractionnement cryogénique de l'air constitue le gaz de purge et une seconde fraction de l'azote sous basse pression d'origine extérieure est comprimée à l'extérieur et mélangée ensuite avec le gaz riche en hydrogène pro-duit dans le procédé à l'adsorption sélective pour constituer le mélange final de gaz de synthèse.

   En raison de la suppression de la purge interne, il est dans ce cas possible d'effectuer une phase supplémentaire d'égalisation, de pression est une quatrième phase d'égalisation de pression en gardant le même nombre de lits d'adsorption que dans l'exemple 1 servant de comparaison, mais, en variante, la .suppression de la phase de purge avec interne dans le procédé conforme à la présente invention permet de réduire le nombre total de lits d'adsorption du système si on maintient le nombre des phases d'égalisation de pression à la <EMI ID=44.1> 

  
La seconde variante consistant à réduire le nombre total des lits d'adsorption et à conserver le même nombre de phases d'égalisation de pression que dans le système classique, est

  
 <EMI ID=45.1> 

  
Les conditions de service et les rendements du procédé de production de gaz de synthèse avec un système à dix lits d'adsorption tel qu'illustré avec référence aux Fig. 1 et 2 sont détaillés au tableau II.

TABLEAU II

  
Conditions de service et rendement d'un procédé exécuté avec le système à dix lits d'adsorption par alternance de pression
 <EMI ID=46.1> 
 TABLEAU II (suite)

  

 <EMI ID=47.1> 


  
La comparaison des informations du tableau du présent exemple avec celles du tableau. I montre que le procédé de l'invention conduit à un rendement sensiblement plus élevé en hydrogène. Le procédé de l'invention conduit à un rendement en hydrogène de 92,2% au lieu de 87,9% seulement dans le procédé de l'exemple 1, sur base de la composition du mélange gazeux d'alimentation. La comparaison des colonnes 1 dans les tableaux

  
I et II montre que le volume d'agent d'adsorption nécessaire dans chaque lit n'est que de 75% du volume nécessaire dans le procédé de l'exemple 1. Enfin, dans les conditions de travail pour le présent exemple, la dépense d'énergie de compression pour l'azote d'appoint pour le mélange de gaz de synthèse est sensiblement plus petite que celle nécessaire dans le procédé classique, à savoir inférieure de 40% avec le mélange d'alimentation de la colonne 1 et inférieure de 35% avec le mélange d'alimentation de la colonne 2.

  
EXEMPLE 3 . -

  
Le présent exemple concerne un système à dix lits d'adsorption pour l'application du procédé de la Fig. 5 dans une installation d'adsorption par alternance de pression pour la production d'un gaz de synthèse de l'ammoniac- Dans la présente forme de réalisation de l'invention, on effectue une phase de purge en courant de même sens immédiatement après l'adsorption et sous la même pression que la phase d'adsorption pour refouler l'hydrogène de l'espace libre du lit d'adsorption dans le collecteur de produit du système d'adsorption par alternance de pression.

   Comme indiqué précédemment, différents gaz conviennent pour la purge en courant de même sens, par exemple l'azote ou le gaz naturel suivant diverses considérations, comme l'importance de la purge nécessaire, la composition du mélange gazeux d'alimentation et la composition du gaz usé soutiré du système d'adsorption par alternance de pression et utilisé comme combustible à haut pouvoir calorifique dans le système. Les conditions de service pour un système à dix lits d'adsorption fonctionnant avec le programme de le. Fig. 5 et consommant du gaz naturel sous une pression absolue de 35,15 kg/cm<2> comme gaz de purge en courant

  
de même sens constituent la colonne 1 du tableau III,pour laquelle le mélange gazeux d'alimentation a la même composition que pour les colonnes 1 des tableaux I et II. La colonne 2 du tableau III comprend les informations semblables pour un système à dix lits d'adsorption fonctionnant suivant le programme de 'La Fig. 5 avec de l'azote d'origine extérieure com-

  
 <EMI ID=48.1>  en courait de même sens, le mélange gazeux d'alimentation ayant la même composition que pour les colonnes 2 des tableaux I et II.

TABLEAU III

  
Conditions de service et rendement du procédé de production de gaz de synthèse de l'ammoniac avec dix lits d'adsorption par alternance_ de pression suivant le programme de la Fig. 5
 <EMI ID=49.1> 
 TABLEAU III (suite)

  

 <EMI ID=50.1> 


  
Les données de la colonnes 1 du tableau III, illustrant la purge en courant de même sens sous haute pression avec du gaz naturel, puis la purge à contre-courant avec de l'azote d'origine extérieure, comparées aux valeurs correspondantes de

  
 <EMI ID=51.1> 

  
quement avec de l'azote d'origine extérieure sous basse pression, font ressortir que le rendement est plus élevé de 0,9% dans le premier cas que dans le second, tous les autres paramètres étant sensiblement les mêmes. De plus, le premier cas du présent exemple, le pouvoir calorifique du gaz usé soutiré du système d'adsorption est sensiblement meilleur, parce que ce gaz usé contient du gaz naturel ayant servi à la purge. La comparaison des valeurs de la colonne 2 du tableau III avec les valeurs correspondantes de la colonne 2 du tableau II montre

  
 <EMI ID=52.1> 

  
exemple, alors qu'il est de 91,6% dans l'exemple II où on n'effectue pas de purge en courant de même sens sous haute pression et, de plus, la dépense d'énergie pour la compression de l'a-

  
 <EMI ID=53.1> 

  
sentie dans l'exemple 2, parce que dans l'exemple 3, il faut comprimer, à l'extérieur, l'azote jusqu'à la pression absolue de 35,15 kg/cm<2> pour pouvoir effectuer la purge en courant de même sens dans les lits d'adsorption. Par comparaison avec la présente forme de réalisation de l'invention, le procédé classique qui concerne la colonne 2 du tableau 1 conduit à un rendement en hydrogène qui n'est que de 88,7% pour

  
 <EMI ID=54.1> 

  
plus élevée de 11 à 64% que dans le présont exemple. Par conséquent, la phase de purge en courant de même sens sous haute pression effectuée dans le présent exemple conduit à un rendement d'hydrogène sensiblement meilleur que dans le procédé classique avec une économie modérée à sensible sur l'énergie de compression du mélange gazeux alimentant le système d'adsorption par alternance de pression.

  
Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent intervenir sans sortir de son cadre.



  Production of gas mixtures for the synthesis of ammonia.

  
The present invention relates to a method and an apparatus for forming a gaseous mixture containing hydrogen and nitrogen which lends itself to the synthesis of ammonia, the principle of which is to fractionate a feed mixture containing hydrogen and impurities adsorbable by adsorption with alternating adiabatic pressure.

  
In the general case of the formation of ga-

  
  <EMI ID = 1.1>

  
In the ammonia thesis, the hydrogen in the mixture can advantageously be produced in different ways, for example by steam reforming of natural gas or naphtha, by partial oxidation of hydrocarbon feeds or by gasification of coal. Regardless of how hydrogen is produced, the hydrogen-containing stream thus obtained normally contains a number of impurities, such as carbon dioxide, carbon monoxide, methane and water.

   Consequently, the hydrogen-rich gas mixture obtained in the hydrogen production stage is generally subjected to additional operations, such as the conversion of carbon monoxide which removes carbon monoxide from the mixture, the removal of carbon dioxide by selective adsorption of the latter from the gas mixture by means of a suitable liquid solvent in a washing column and finally the purification of the gas mixture by a selective adsorption which eliminates the last impurities and gives hydrogen of high purity.

   Then, the high purity hydrogen can be mixed with compressed nitrogen of external origin to form the gas mixture suitable for the synthesis of ammonia which contains hydrogen and nitrogen in the desired proportions, for example the stoichiometric ratio of 3 moles of hydrogen to 1 mole of nitrogen.

  
At the final stage of purification in the above process, where the remaining impurities are separated by selective adsorption out of the stream of hydrogen containing gas, alternating adiabatic pressure adsorption methods can be successfully applied, as described in U.S. Patents Nos. [deg.] 3,430,418 and 3,986,849. According to the first of these two patents, four adsorption beds are used which make it possible to produce with a yield of

  
  <EMI ID = 2.1>

  
detectable amounts of the above-mentioned impurities. According to <EMI ID = 3.1>

  
tion at least two of which receive feed gas during the operating cycle, which comprises at least three stages of pressure equalization. The process of the aforementioned second patent makes it possible to obtain, with a yield of the order of 85

  
90% hydrogen, 99.9999% hydrogen.

  
The adiabatic pressure alternation adsorption methods described above give hydrogen of purity

  
  <EMI ID = 4.1>

  
of the gaseous mixture supplying the alternating pressure process is lost in the waste gases, that is to say the gas of the pressure drop against the current and the purge gas which are evacuated. Another disadvantage of known methods of pressure alternating adsorption for such production of ammonia synthesis gas is that they immobilize a relatively large quantity of adsorbent agent in the beds used.

  
The high purity hydrogen entering into the constitution of the synthesis gas mixture having been obtained by the operations described above, the nitrogen which is mixed with the high purity hydrogen to finally constitute the synthesis gas normally comes from, in such a global process for the production of ammonia synthesis gas, from an external source, for example an air fractionation workshop by cryogenic or adsorption with alternating pressure, of a vaporization apparatus liquid nitrogen or a nitrogen gas line under a relatively low pressure which is, for example, an absolute pressure of about 0.7 to 7 kg / cm <2>.

   Because the absolute pressure to be reached by the synthesis gas is generally greater than 28 kg / cm <2>, a significant amount of compression energy must be expended to compress the nitrogen under low pressure to the high pressure necessary for the preparation of the desired gas mixture.

  
The object of the invention is therefore to provide an improved method and apparatus for preparing a gas mixture containing nitrogen and hydrogen and suitable for the synthesis of ammonia.

  
It also aims to provide a process and an apparatus for the production of gaseous mixtures suitable for the synthesis of ammonia which make it possible to reach, at the final stage of purification by adsorption with alternation (pressure, a yield of hydrogen better than that achieved in known methods.

  
It further aims to provide a method and an apparatus for producing a gaseous mixture suitable for the synthesis of ammonia which immobilize less adsorbent material in the adsorption system by alternating pressure than in known systems.

  
It further aims to provide a method and a

  
  <EMI ID = 5.1>

  
lending to the synthesis of ammonia in which the energy expenditure to compress nitrogen under low pressure until the

  
  <EMI ID = 6.1>

  
known methods.

  
Other objects and advantages of the invention will emerge from the more detailed description below.

  
In summary, the subject of the invention is a method and an apparatus for forming a mixture of hydrogen and nitrogen suitable for the synthesis of ammonia, the principle of which is that a feed gas mixture containing hydrogen and adsorbable impurities is fractionated by selective adsorption of these impurities in each of several adsorbent beds at

  
during the cycle described below.

  
During the conventional selective adsorption cycle, a feed gas mixture is introduced at the inlet

  
from the bed under a first upper superatmospheric pressure and gas rich in non-adsorbed hydrogen is withdrawn

  
out of bed. The gas initially occupying the free space of the bed is withdrawn at the exit of the bed and this initial gas withdrawn is brought to the exit of another adsorbent bed from which the impurities are removed by purging and being initially under pressure more low until the pressure in the two beds is equalized to a higher intermediate value. Additional gas is withdrawn from the bed for the pressure drop thereof to the most pressure. low and purge gas is introduced at the outlet of the bed

  
to desorb the impurities and expel them by purging by the

  
  <EMI ID = 7.1>

  
first higher superatmospheric pressure, then the cycle is repeated.

  
The improvement in accordance with the invention comprises at least one of the following phases:
(a) the bed is purged during the purging phase using nitrogen of external origin so that at the end of the phase <EMI ID = 8.1>

  
  <EMI ID = 9.1>

  
the subsequent phase of raising the pressure of the purged bed, to the first upper superatmospheric pressure and is then drawn off in the ncn gas adsorbed rich in hydrogen, the

  
gas withdrawn, thus forming the gas mixture containing hydrogen and nitrogen, and / or
(b) the bed is put back under pressure during the pressure build-up phase using nitrogen of external origin so that the nitrogen introduced is compressed to the first upper superatmospheric pressure and is then drawn off in the rich gas as non-adsorbed hydrogen, the gas withdrawn forming the gas mixture containing hydrogen and nitrogen.

  
In a preferred embodiment of the invention, at least six adsorption beds are used, the selective absorption cycle generally being carried out in a manner similar to that described in the United States patent

  
  <EMI ID = 10.1>

  
tail below.

  
In accordance with the improvement which is the subject of the invention, nitrogen is introduced into the gas rich in non-adsorbed hydrogen which is produced by the selective adsorption phase by means of nitrogen of external origin as the purge medium and / or pressurization medium. This progress makes it possible to reduce the expenditure of external compression energy in the process to a significantly lower value

  
  <EMI ID = 11.1>

  
it is compressed on the outside, i.e. compressed on the outside of the adsorption beds before being mixed with the hydrogen-rich stream delivered by the adsorption beds to form the clean gas mixture to synthesis. On the contrary, in accordance with the invention, the nitrogen of external origin is used to purge and / or at least partially pressurize the adsorption beds so that the internal compression of the nitrogen is ensured in the bed and that the nitrogen is then withdrawn from the bed after the bed has been purged and completely pressurized at the same time as the hydrogen-rich gas not adsorbed under the high pressure of the product.

   In this way, the expenditure of external compression energy for the purge nitrogen of external origin and / or the pressurization gas is substantially reduced or even eliminated. To this end, nitrogen of external origin is advantageously used under low pressure in the process, that is to say under pressures which are lower than the first upper superatmospheric pressure of the process, <EMI ID = 12.1>

  
7 kg / cm <2>, nitrogen from, for example, an air fractionation plant, a pipeline or a vaporization system for liquid nitrogen.

  
To maintain a favorable balance between operating costs and operating efficiency in the preferred practical application of the invention, the ratio of the pressure of the hydrogen-rich gas withdrawn to the pressure of the nitrogen of external origin is advantageously from 3 to 30 juices.

  
When applying the invention, when the gaseous mixture containing hydrogen and nitrogen which pro-

  
  <EMI ID = 13.1>

  
greater than 3: 1 and when necessary or desirable

  
  <EMI ID = 14.1>

  
3: 1 in the reactor for the synthesis of ammonia, nitrogen of external origin is compressed outside until the pressure of the mixture of nitrogen and non-adsorbed hydrogen obtained at the end of the adsorption and is incorporated into this latter mixture for the formation of a gas mixture suitable for the synthesis of ammonia in which the H2: N2 molar ratio is approximately 3: 1.

  
When the invention is applied with nitrogen of external origin divided into two fractions, the first fraction being used as purge gas and the second fraction being compressed outside and then mixed with the hydrogen-rich gas produced the selective adsorption phase for the formation of a synthesis gas whose molar ratio H2: N2 is approximately 3: 1, the molar ratio dp the first fraction of nitrogen introduced into the adsorption bed during the purge to the second fraction of nitrogen under low pressure mixed with the hydrogen-rich gas leaving the bed is preferably more than 0.6 in order for the yield to be higher and the operation to be economical in terms of use of external nitrogen and expenditure on external compression energy.

  
"Nitrogen from external sources" or "nitrogen from external sources" means nitrogen from a source other than the feed gas mixture admitted into

  
the selective adsorption system. The external nitrogen source can be, for example, an air fractionation workshop by cryogenic means or by alternating adsorption.

  
pressure, a nitrogen line or a liquefied nitrogen vaporization system.

  
Fig. 1 is a simplified operating table of an adsorption zone with ten adsorption beds which lends itself to the purification of the gas containing hydrogen in the process of the invention. Fig. 2 is a program of the different phases of a selective adsorption cycle carried out in accordance with the invention in the area with ten adsorption beds of FIG. 1. Fig. 3 is a simplified operating table of an adsorption system comprising four adsorption beds which makes it possible to apply the method of the invention. Fig. 4 is a program of the different phases of another form of the adsorption process, for example that carried out using the apparatus of FIG. 3. Fig. 5 is a program for another embodiment of the selective adsorption according to the invention as it can be carried out by means of the apparatus of FIG. 1.

  
Fig. 1 is a simplified route table for

  
an adsorption zone comprising ten adsorption beds which can be used successfully to apply the method of the invention. The ten adsorption beds 1 - 10 are mounted in parallel between the gas supply manifold F equipped with inlet valves 10-19 and the non-adsorbed effluent manifold E equipped with product valves 20 -29. The selective adsorption system of FIG. 1 is designed for alternating adiabatic pressure adsorption in a manner generally similar to that described in the United States patent

  
  <EMI ID = 15.1>

  
external being however used to purge the various beds in the adsorption zone by alternating pressure in accordance with the present invention. In the patent process

  
  <EMI ID = 16.1>

  
seven adsorption beds, each of which is brought down in pressure during the adsorption cycle in at least three pressure equalization phases, while at least two adsorption beds receive gas mixture at all times during the cycle . This process, as modified by the use of nitrogen of external origin to purge the adsorption bed and / or for the pressure rise, is particularly preferred for an implementation of the present invention because it provides high purity gas and is especially suitable for supply gas mixtures

  
which contain hydrogen as a major constituent, in addition to weakly adsorbed impurities such as methane or

  
carbon monoxide, and which are common during the production of ammonia synthesis gas.

  
In the system of FIG. 1, the equalizer collector

  
  <EMI ID = 17.1>

  
equipped with valves 70 - 79. The waste gas collector W is equipped with waste gas valves 40 - 49. The first phase (upper) pressure relief and pressure equalization manifolds are equipped with equalization valves <EMI ID = 18.1>

  
gas flow 81 and 82 are mounted on the pipe communicating the pressure rise and pressure equalization manifold of first phase M and the product manifold E. When the tap 81 is closed and the tap 82 is open, the first pressure equalization phase is performed with the even beds and the third equalization takes place simultaneously between two odd beds. Conversely, when the tap 81 is open and the tap
82 is closed, the first pressure equalization is performed between odd beds and the third pressure equalization is performed simultaneously between even beds.

  
A common collector for the second phase (intermediate) collector is not provided, but separate pipes are provided to establish communication between the outlet ends of the adsorption beds. More specifically, a collector brings together beds 2 and 7 and is fitted with tap 61, a collector brings together beds 4 and 9 and is fitted with tap 62, a collector brings together beds 3 and 6

  
and is fitted with tap 63, a collector joins beds 5 and 8 and is fitted with tap 64 and a manifold joins beds 5 and 10 and is fitted with tap 65.

  
For the convenience of identifying correspondence between beds 1 - 10 and taps 11 - 59 and

  
  <EMI ID = 19.1>

  
whose last digit is the same as the number of the adsorption bed directly controlled by the valve in question. For example, the valves directly controlling the operation of bed 3 are valves 13, 23, 33, 43, 53 and 73. The only exception to this correspondence is constituted by

  
  <EMI ID = 20.1>

  
bed 10, which are the taps 10, 20, 30, 40, 50, 70.

  
Fig. 2 is a preferred program for use

  
  <EMI ID = 21.1>

  
tive in one embodiment of the method of the invention.

  
The successive phases of the cycle and their designations on

  
the program are as follows: adsorption (A), first phase of pressure drop and pressure equalization (E1D), second phase of pressure drop and pressure equalization (E2D), third phase of pressure drop and pressure equalization (E3D), fourth phase of pressure drop and pressure equalization (E4D), pressure drop

  
counter-current (BD), counter-current purge with nitrogen under

  
  <EMI ID = 22.1>

  
pressure rise and pressure equalization (E4R), third phase of pressure rise and pressure equalization (E3R), second phase of pressure rise and pressure equalization (E2R), first phase of rise in near-

  
  <EMI ID = 23.1>

  
final sion up to the pressure of the supply gas by product gas introduced at the product outlet (FR).

  
It should be noted that at any point in the cycle, three adsorption beds receive feed gas mixture and deliver unadsorptive gas produced under the feed pressure. For example, after four time units, each of the adsorption beds 2, 3 and 4 deals with the feed gas mixture.

  
When the apparatus of FIG. 1 according to the program of FIG. 2, each of the adsorption beds 1 - 10 of the system goes through the succession of phases below: adsorption phase during which the gaseous mixture

  
  <EMI ID = 24.1>

  
first upper superatmospheric pressure and non-adsorbed hydrogen-rich gas (comprising the nitrogen residue remaining in the bed at the end of the previous purge carried out with nitrogen of external origin) is evacuated at the exit of the bed; relaxation phase during which the gas initially occupying the empty space is evacuated at the exit of the bed and this gas thus released is introduced at the exit of another adsorption bed, previously freed by purging of adsorbable impurities and being initially found under lower pressure, until the two beds are at equal pressure under a higher intermediate pressure - in this system,

   the pressure equalization and the release of the gas initially occupying the empty space are carried out in four distinct phases comprising a first pressure equalization of the adsorption bed having completed its adsorption cycle with a different bed previously purged bearing a higher number at least four units and initially under an intermediate pressure, so that the two beds are finally under a first equalization pressure, second pressure equalization of the adsorption bed initially under the first pressure of equalization with yet another previously purged bed having a higher number here at least five units and being initially under a lower intermediate pressure, so that the two beds are finally under a second equalization pressure,

   third pressure equalization of the adsorption bed initially under the second equalization pressure with yet another previously purged bed having a number greater than at least six units and initially located under an even lower intermediate pressure, so that the two beds are finally under a third equalization pressure and fourth pressure equalization

  
of the adsorption bed initially under the third equalization pressure with yet another previously purged bed carrying a greater number of at least seven units and which is initially under the lower pressure, so that the two beds are finally find under the fourth pressure equalization; loosening of a supplement

  
gas out of the bed for the pressure drop therein to the lower pressure (backwash release);

  
introduction of purge nitrogen under low pressure of external origin at the outlet of the bed for the desorption of the impurities and the purge until the admission of the bed, finally rise in pressure of the purged bed until the first upper superatmospheric pressure in four successive stages of final pressure build-up to product pressure, after which the cycle repeats.

  
By comparison with the selective adsorption process of the patent of the United States of America n [deg.] 3,986,849 for

  
the production of ammonia synthesis gas, the process of the invention makes it possible to obtain a substantially higher yield

  
high in hydrogen and significantly reduce expenses

  
for the compression of nitrogen of external origin under low

  
  <EMI ID = 25.1>

  
vre. It is indeed surprising that the purging of the adsorption beds by means of nitrogen of external origin, in accordance with the invention, has the effect of making the quantity of hydrogen in the gas delivered by the adsorption system more large than in the gas produced by conventional methods, where the internal purge is carried out by passage of a gas impoverished in impurities from another bed to the bed being purged and, conversely, on the basis of considerations of generally speaking, it should be expected that the hydrogen yield which can be achieved during a purge using nitrogen of external origin according to the process of the invention, is substantially lower than in the processes classics.

   This is so because, in an adsorption bed, at the end of the adsorption phase, a substantial amount of unabsorbed hydrogen is contained in the bed in the empty spaces.

  
  <EMI ID = 26.1>

  
drogen can be successfully used for raising the pressure of another adsorption bed in the system during one or more pressure equalization phases, but after the last equalization, there is still a substantial amount of hydrogen in the adsorption bed. In the conventional system, this hydrogen-containing gas from the adsorption bed is used to purge another bed. On the contrary, in the adsorption process according to the invention, the hydrogen sub-

  
  <EMI ID = 27.1>

  
pressure is removed from the bed during the pressure drop

  
against the current (slackening) and subsequent purging and is not recovered. There is then substantially no more hydrogen remaining in the adsorption bed at the end of the purging using

  
  <EMI ID = 28.1>

  
strive for the hydrogen yield to be substantially

  
lower in this embodiment of the method of the invention than in the known method. Nevertheless, the Applicant has observed with surprise that the hydrogen yields which it

  
is possible to achieve in this embodiment of the process of the invention are in fact higher than those which are achieved in the known process with internal purge, i.e. with purge by means of gas from another

  
adsorption bed.

  
In a preferred embodiment of the invention to which FIG. 2, at least nine adsorption beds are used in identical overlapping cycles, so that during the first part of the adsorption phase of a bed, the two beds of immediately preceding lower numbers are also in their phase of adsorption. In the middle part of an adsorption phase, the bed with the immediately preceding lower number and that with the next immediately higher number are also in their adsorption phase. During the last part of the adsorption phase, the two beds with the next higher numbers are also in their adsorption phase.

   For example and with reference to FIG. 2, the adsorption phase of bed 1 comprises six time units, so that units 1 and 2 represent the initial part and the units

  
5 and 6 the final part of the adsorption phase. During the initial part, beds 9 and 10 (which are the two beds immediately preceding bed 1) are in their adsorption phase; while

  
  <EMI ID = 29.1>

  
(immediately following) are in their adsorption phase and during the last part, beds 2 and 3 (two immediately following beds) are also in their adsorption phase.

  
In another preferred embodiment of the invention, which relates to the program of FIG. 2, the pressure equalization with release of the gas initially occupying the empty space is carried out in at least three distinct phases comprising a first pressure equalization of an adsorption bed having completed its adsorption phase with the bed carrying the higher number of four units and initially under a second equalization pressure, so that the two beds are finally under a first equalization pressure.

   The same adsorption bed which has been relaxed to the first equalization pressure now undergoes the second pressure equalization with the bed bearing the higher number of five units and being initially under the third equalization pressure, so that the two beds are finally under the second equalization pressure. The same adsorption bed that has been relaxed up

  
the second equalization pressure is now alienated from the third equalization pressure with the bed bearing the upper number of six units and being initially under the lowest process pressure, so that these two beds are ultimately under the third equalization pressure. The same adsorption bed which has been expanded to the third equalization pressure is then further expanded either by backlash, or by an additional phase of pressure drop and pressure equalization and release counter-current to the lowest process pressure at the end of the counter-current release. When the backflow release is complete, operation during

  
from which the bed is brought to the final pressure by gas release from the inlet of the bed, the bed is purged by means of nitrogen under low pressure of external origin, after which

  
the bed is put back under pressure by successive phases of pressure rise and pressure equalization and a final phase of pressure rise which consists

  
to admit gas produced under the first higher atmospheric pressure into the bed before the cycle begins again.

  
Considering Fig. 2 to illustrate the relationships between the bed passing through the gas release phase initially occupying the empty volume and the other beds in

  
pressure equalization course (by pressure rise)

  
with this first bed, we see that the first phase of bed 1

  
gas release initially occupying the free volume

  
(E1D) takes place during time unit 7 and is performed at

  
means of bed 5, which is the bed bearing the upper number of four units during its rise in maximum pressure by the pressure equalization phase (E1E). The second phase of the gas release bed 1 initially occupying the free volume (E2D) takes place during the time unit 8 and is carried out by means of the bed 6 which is the bed bearing the highest number of five units during its ascent. intermediate pressure through the pressure equalization phase (E2R). The third phase of the gas release bed 1 initially occupying the free volume (E3D) takes place during the time unit 9

  
and is carried out by means of bed 7 which is the bed carrying the upper digit of six units during its rise in pressure from the pressure equalization phase (E3R). The fourth phase of the gas release bed initially occupying the free volume
(E4D) takes place during the time unit 10 and is executed by means of the bed 8 which is the bed bearing the highest number of seven units during its rise in pressure as low as

  
the pressure equalization phase (E4R). The final counter-current pressure drop (BD) takes place during the time unit 11 and is followed by the purge of the bed 1 during the time units 12 - 15 by means of nitrogen under low pressure of external origin. .

  
It should be noted that in the above relationship when the number of the upper bed thus calculated exceeds

  
the actual number of adsorption beds in a particular system, the actual number must be subtracted from the calculated number

  
for the identification of the adsorption bed of the higher number thus designated. For example, one can consider the third pressure equalization of the bed 6 which is carried out with the bed bearing the higher number of six units during the time unit 19. As in Figs. 1 and 2, ten adsorption beds are used, the bed designated for E3R is in this case the bed
12-10, i.e. bed 2.

  
Fig. 3 is a simplified flow chart of an adsorption system which can be successfully used for the application of the invention. The apparatus of FIG. 3 is of the general type described in United States patent n [deg.] 3,430,418. This adsorption system uses four adsorption beds 1, 2, 3 and 4 mounted in parallel between the gas mixture intake manifold 410 and the product effluent gas manifold 411. Automatic valves
11, 12, 13, 14 direct the flow of feed gas, respectively, to beds 1, 2, 3 and 4. The automatic valves 21, 22, 23, 24 direct, respectively, the gas produced from these same beds to collector E.

  
The adsorbed impurities which are rejected during the drop in pressure against the current and the purge are expelled from the system by the exhaust manifold 412 at the inlet end of the adsorption beds, by the valves 41, 42 , 43 and 44. For the pressure equalization by means of the manifold 423, as well as for the final pressure rise with product gas not adsorbed by means of the manifolds 427 and 428, the valves 51, 52, 53 and

  
54. The gas flow rate for the final pressure rise is controlled by the valve 60 of the pipe 427.

  
At the purge stage, the purge nitrogen of external origin

  
  <EMI ID = 30.1>

  
32, 33 and 34 and the purge effluent is evacuated from the adsorption beds by the valves 41, 42, 43 and 44 in the manifold 412. The release gas (drop in pressure) enters the manifold 413 through the taps 61, 62, 63 and 64.

  
  <EMI ID = 31.1>

  
be recompressed and recycled or may be added in whole or in part to the abovementioned effluent purge gas.

  
After the adsorption bed 2 has completed its purging phase under the lowest pressure, the valve 31 is closed and the pressure equalization valves 51, 53 are open.

  
Either during the pressure equalization, or when this is completed, a fraction of the product gas leaving the adsorption bed 3 and passing through the product collector 411 is &#65533; diverted successively through line 427 and valve 60, line 423, then valve 51 to be admitted

  
  <EMI ID = 32.1>

  
is maintained until the adsorption bed 1 has been brought back to approximately the product pressure. The supply valve 11 and the product valve 21 are obviously closed during the pressure build-up. The pressure rise could, as a variant, be carried out by means of the supply gas mixture, for example during the final part of the pressure rise, so that the adsorption bed rises to the first upper superatmospheric pressure.

  
Fig. 4 is a program for the apparatus of FIG. 3. As emerges from the program review, each of the four adsorption beds of the system of FIG. 3 goes through the successive phases of adsorption, pressure equalization with another bed, counter-current pressure drop, purge with nitrogen under low pressure from external sources, pressure build-up by pressure equalization with a bed in pressure drop in the system and final rise in pressure with product before the cycle is repeated. The four-bed system to which Figs. 3 and 4 are particularly suitable for installations producing ammonia synthesis gas which are smaller, for example, than the installations in which the “multiple bed” system of FIGS. 1 and 2.

  
Fig. 5 is a program for selective adsorption carried out in accordance with another embodiment of the invention. The program of FIG. 5 can be successfully used in a ten bed adsorption system of the general type of FIG. 1. The program of FIG. 5 is different from that of FIG. 2 already described in connection with the apparatus of FIG. 1 because, according to the program of FIG. 5, a current purge in the same direction is carried out immediately after the adsorption phase and before the pressure drop and pressure equalization phases. When <EMI ID = 33.1>

  
purge of external origin is introduced into the bed at the inlet thereof, while d.u gas is withdrawn continuously from the bed through the outlet, as product. To this end, the purge medium admitted in the same direction flow is compressed until the first upper superatmospheric pressure of the supply, so that the gas expelled from the adsorption bed during the purge in the same direction flow found under the same pressure as the product leaving the bed during the previous adsorption phase. The aim of the current phase in the same direction is to move the hydrogen from the free space remaining in the adsorption bed to the manifold of hydrogen-rich gas.

  
The purge medium of external origin used for the purge in current of the same direction according to the program of FIG. 5 may advantageously be nitrogen or, alternatively, another gas such as methane or natural gas. The specific purging medium to be chosen for current purging in the same direction depends on various factors, in particular the quantity of purging gas required, the quality of the spent gas produced by the pressure alternating adsorption installation and the quality of the supply gas mixture entering the adsorption system by alternating pressure. The quality of the waste gas produced by the pressure-alternating adsorption installation becomes important when it is desirable to use this waste gas, that is to say the counter-current release gas and the gas desorbed in purge, as fuel in the system.

   As already indicated above, the adsorbable species of the gaseous mixture separated in the alternating pressure adsorption installation for the production of ammonia synthesis gas can comprise carbon monoxide and methane, so that the gas spent from the pressure alternating adsorption plant has a moderate calorific value and is suitable as fuel for the process. Yes

  
the calorific value of the spent gas produced by the adsorption system acquires a primary interest, it may be desirable to use a gas such as natural gas as a purge medium in the same direction. In this respect, it should be remembered that the quality of the feed gas mixture entering the adsorption system is important, because if the feed gas mixture contains a lot of carbon dioxide, the calorific value of the gas

  
worn becomes unacceptable if nitrogen is used as a medium

  
  <EMI ID = 34.1>

  
that the purge gas in the same direction occupies a

  
  <EMI ID = 35.1>

  
tion at the end of the pressure equalization and pressure drop phases in the same direction current, so that the gas expelled by purging in the same direction current will be discharged with the impurities desorbed in the spent gas. In this case, therefore, when the quality of the spent gas contemplated as fuel is of primary importance, a purge gas such as natural gas is preferable.

  
In the program of FIG. 5, as already indicated, the purge phase in the same direction current is inserted between the successive phases of pressure equalization and adsorption. Consequently, each adsorption bed of the process goes through the successive phases of adsorption, of purging in the same direction, of pressure drop and of pressure equalization in three successive phases, of release against the current until at the lowest pressure of the process, purging with nitrogen under low pressure of external origin,

  
pressure rise with pressure equalization in three successive stages and final pressure rise using gas rich in hydrogen product not adsorbed. In this cycle, as in that of FIG. 2, the feed gas mixture is introduced simultaneously into three beds of the adsorption system at any time during the cycle.

  
The Applicant has discovered that by lowering the pressure of the bed by drawing gas from the adsorption bed at an intermediate point between the inlet and the outlet

  
  <EMI ID = 36.1>

  
of the following advantages: (a) the part of the bed on the outlet side decreases in pressure against the current, which helps to maintain good purity at the outlet of the bed, (b) the part of the bed on the side of the inlet enters a drop in current pressure in the same direction, which favors the displacement of a maximum quantity of hydrogen from the inlet of the bed

  
  <EMI ID = 37.1>

  
carbon contained in the free space of the adsorption bed can be collected with hydrogen in the side stream of pressure drop gas. Like the gas stream

  
pressure drop containing a substantial proportion of carbon monoxide can be recycled to the system carbon monoxide converter, in which a new amount of hydrogen can be produced from the recycled carbon monoxide, it is possible, in this way , to bring the hydrogen yield to a value higher than that given by the pressure drop across the adsorption bed up to the lowest pressure by release against the current. In addition, the amounts of carbon dioxide

  
  <EMI ID = 38.1>

  
lateral current as in the countercurrent release effluent coming from the adsorption beds. Consequently, the drop in pressure in the adsorption bed by drawing a lateral current up to the lowest pressure

  
  <EMI ID = 39.1>

  
gas recycling, as well as to reduce the load of the carbon monoxide converter compared to a process in which the effluent from the countercurrent release is compressed and recycled with the recycling gas to the carbon monoxide converter.

  
EXAMPLE 1.-

  
The present example is based on a process for producing a mixture of hydrogen and nitrogen suitable for the synthesis of ammonia according to the conventional technique consisting in treating a mixture of feed gas by adsorption with alternating pressure. to remove carbon monoxide, carbon dioxide and methane to obtain a hydrogen-rich gas for forming the mixture suitable for the synthesis of ammonia. In this system, selective adsorption is carried out on the hub of ten adsorption beds as illustrated in FIG. 1 of patent

  
  <EMI ID = 40.1>

  
defect according to the program of FIG. 2 of the same patent which prescribes that an adsorption bed undergoes three successive phases of pressure drop and pressure equalization after adsorption and immediately before a purge phase during which gas containing hydrogen is withdrawn from the bed and used to purge another adsorption bed at the lowest pressure achieved in the process. After having ensured the purging phase, the bed is brought down in pressure against the current up to the lowest pressure reached in the process and purged, in turn, with gas containing hydrogen provena.nt d '' another bed in the system ensuring the purging phase.

   After the purge, the adsorption bed is pressurized in three successive phases of pressure recovery and pressure equalization and a final phase of pressure recovery with product gas. In this process, all the low pressure nitrogen of external origin is compressed to the absolute pressure of the synthesis gas, namely 34.66 kg / cm, before being mixed with the hydrogen-rich gas withdrawn as product of the pressure alternating adsorption plant. The operating conditions and the yields achieved in this conventional process are detailed in Table I below.

TABLE I

  
Operating conditions and performance of a process carried out with a ten-bed system of alternating pressure adsorption of the

  
  <EMI ID = 41.1>

  

  <EMI ID = 42.1>
 

  
TABLE I (continued)

  

  <EMI ID = 43.1>


  
The information in the table above is used in the following examples, as a basis for comparison between different embodiments of the method of the invention and the conventional methods.

  
EXAMPLE 2.-

  
The present example is based on a process for producing a mixture of hydrogen and nitrogen suitable for the synthesis of ammonia by the process of the invention as illustrated with reference to FIGS. 1 and 2. Unlike Example 1, in the present example, no internal purge phase is carried out in the selective adsorption process. On the contrary, a first fraction of the nitrogen under low pressure coming from a cryogenic air fractionation workshop constitutes the purge gas and a second fraction of the nitrogen under low pressure of external origin is compressed with the outside and then mixed with the hydrogen-rich gas produced in the selective adsorption process to form the final mixture of synthesis gas.

   Due to the elimination of the internal purge, it is in this case possible to carry out an additional phase of pressure equalization, is a fourth phase of pressure equalization keeping the same number of adsorption beds as in l example 1 serving as a comparison, but, as a variant, the elimination of the purging phase with internal in the process according to the present invention makes it possible to reduce the total number of adsorption beds of the system if the number of phases is maintained pressure equalization at the <EMI ID = 44.1>

  
The second variant consisting in reducing the total number of adsorption beds and in keeping the same number of pressure equalization phases as in the conventional system, is

  
  <EMI ID = 45.1>

  
The operating conditions and the yields of the synthesis gas production process with a ten adsorption bed system as illustrated with reference to FIGS. 1 and 2 are detailed in Table II.

TABLE II

  
Operating conditions and performance of a process carried out with the ten-bed alternating pressure adsorption system
  <EMI ID = 46.1>
 TABLE II (continued)

  

  <EMI ID = 47.1>


  
Comparing the information in the table in this example with that in the table. I show that the process of the invention leads to a significantly higher yield of hydrogen. The process of the invention leads to a hydrogen yield of 92.2% instead of only 87.9% in the process of Example 1, based on the composition of the feed gas mixture. Comparison of columns 1 in the tables

  
I and II show that the volume of adsorption agent required in each bed is only 75% of the volume required in the process of Example 1. Finally, under the working conditions for the present example, the expense compression energy for the make-up nitrogen for the synthesis gas mixture is significantly smaller than that required in the conventional process, namely 40% lower with the feed mixture from column 1 and lower by 35% with the feed mixture from column 2.

  
EXAMPLE 3. -

  
The present example relates to a system with ten adsorption beds for the application of the method of FIG. 5 in an alternating pressure adsorption installation for the production of an ammonia synthesis gas. In the present embodiment of the invention, a purging phase is carried out in the same direction immediately after the adsorption and under the same pressure as the adsorption phase to discharge the hydrogen from the free space of the adsorption bed into the product collector of the adsorption system by alternating pressure.

   As indicated above, different gases are suitable for purging in the same direction, for example nitrogen or natural gas according to various considerations, such as the size of the purge required, the composition of the feed gas mixture and the composition of the waste gas withdrawn from the pressure alternating adsorption system and used as high calorific fuel in the system. The conditions of service for a system with ten adsorption beds working with the program. Fig. 5 and consuming natural gas under an absolute pressure of 35.15 kg / cm <2> as current purge gas

  
in the same direction constitute column 1 of Table III, for which the feed gas mixture has the same composition as for columns 1 of Tables I and II. Column 2 of Table III includes similar information for a ten adsorption bed system operating according to the program in FIG. 5 with nitrogen of external origin

  
  <EMI ID = 48.1> ran in the same direction, the feed gas mixture having the same composition as for columns 2 of Tables I and II.

TABLE III

  
Operating conditions and efficiency of the process for producing ammonia synthesis gas with ten pressure alternation adsorption beds according to the program in FIG. 5
  <EMI ID = 49.1>
 TABLE III (continued)

  

  <EMI ID = 50.1>


  
The data in columns 1 of Table III, illustrating the current purge in the same direction under high pressure with natural gas, then the counter-current purge with nitrogen of external origin, compared with the corresponding values of

  
  <EMI ID = 51.1>

  
only with nitrogen of external origin under low pressure, show that the yield is higher by 0.9% in the first case than in the second, all the other parameters being substantially the same. In addition, in the first case of the present example, the calorific value of the waste gas withdrawn from the adsorption system is appreciably better, because this waste gas contains natural gas used for purging. The comparison of the values in column 2 of table III with the corresponding values in column 2 of table II shows

  
  <EMI ID = 52.1>

  
example, while it is 91.6% in example II where there is no purging in the same direction current under high pressure and, moreover, the energy expenditure for the compression of the -

  
  <EMI ID = 53.1>

  
felt in example 2, because in example 3, it is necessary to compress, outside, nitrogen to the absolute pressure of 35.15 kg / cm <2> to be able to carry out the purge by running in the same direction in the adsorption beds. By comparison with the present embodiment of the invention, the conventional method which relates to column 2 of Table 1 leads to a hydrogen yield which is only 88.7% for

  
  <EMI ID = 54.1>

  
11 to 64% higher than in this example. Consequently, the purging phase in the same direction under high pressure carried out in the present example leads to a significantly better hydrogen yield than in the conventional process with a moderate to substantial saving on the compression energy of the supplying gas mixture. the pressure alternating adsorption system.

  
Of course, the invention is in no way limited to the execution details described in which numerous changes and modifications can take place without departing from its scope.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1.- Procédé perfectionné pour former un mélange gazeux d'hydrogène et d'azote se prêtant à la synthèse de l'ammoniac, suivant lequel on fractionne un mélange gazeux d'alimentation contenant de l'hydrogène et des impuretés adsorbables par adsorption sélective de ces impuretés dans chacun de plusieurs lits d'adsorption par exécution du cycle au cours duquel on introduit le mélange gazeux d'alimentation à l'extrémité d'admission du lit sous une première pression superatmosphérique supérieure, on soutire du gaz riche en hydrogène non adsorbé de l'extrémité de sortie du lit, 1.- Improved process for forming a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen suitable for the synthesis of ammonia, according to which a gaseous feed mixture containing hydrogen and adsorbable impurities is fractionated by selective adsorption of these impurities in each of several adsorption beds by execution of the cycle during which the gaseous feed mixture is introduced at the inlet end of the bed under a first upper superatmospheric pressure, gas rich in non-adsorbed hydrogen is withdrawn from the exit end of the bed, on relâche le gaz initial de l'espace libre à l'extrémité de sortie du lit et on introduit le gaz initial ainsi relâché à l'extrémité de sortie d'un autre lit d'adsorption antérieurement débarrassé par purge de ses impuretés et se trouvant initialement sous une pression plus basse jusqu'à ce que les deux lits soient à l'équilibre de pression sous une pression intermédiaire supérieure, on relâche un supplément de gaz du lit pour faire baisser la pression de celui-ci jusqu'à la pression la plus basse, on introduit du gaz de purge par l'extrémité de sortie du lit pour désorber les impuretés et purger le lit par l'extrémité d'admission et on remet sous pression le lit purgé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure, après quoi on répète le cycle,  the initial gas is released from the free space at the outlet end of the bed and the initial gas thus released is introduced to the outlet end of another adsorption bed previously freed by purging its impurities and being initially under a lower pressure until the two beds are at pressure equilibrium under a higher intermediate pressure, an additional gas is released from the bed to lower the pressure of the latter until the pressure the lower, purge gas is introduced through the outlet end of the bed to desorb the impurities and purge the bed through the inlet end and the purged bed is re-pressurized until the first upper superatmospheric pressure, after what we repeat the cycle, caractérisé en ce qu'on exécute au moins l'une des phases suivantes: characterized in that at least one of the following phases is carried out: (a) on purge le lit pendant la phase de purge au moyen <EMI ID=55.1> (a) the bed is purged during the purging phase using <EMI ID = 55.1> phase de purge l'azote scit retenu dans le lit et comprimé lors de la phase ultérieure de remontée en pression du lit purgé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure pour être ensuite soutiré dans le gaz riche en hydrogène non <EMI ID=56.1> purge phase the scit nitrogen retained in the bed and compressed during the subsequent phase of raising the pressure of the purged bed to the first upper superatmospheric pressure to then be drawn off in the non-hydrogen-rich gas <EMI ID = 56.1> drogène et d'azote, et <EMI ID=57.1> drogen and nitrogen, and <EMI ID = 57.1> remontée en pression au moyen d'azote d'origine extérieure, de manière que l'azote introduit soit comprimé jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure et ensuite soutiré dans le gaz riche en hydrogène non adsorbé, avec le gaz soutiré formant le mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'azote. pressure rise by means of nitrogen of external origin, so that the nitrogen introduced is compressed to the first upper superatmospheric pressure and then drawn off in the gas rich in non-adsorbed hydrogen, with the drawn off gas forming the gas mixture containing hydrogen and nitrogen. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on remet sous pression du lit purgé pendant la phase de remontée en pression avec du mélange gazeux d'alimentation ou avec du gaz riche en hydrogène non adsorbé soutiré. 2.- Method according to claim 1, characterized in that pressurized the purged bed during the pressure build-up phase with gaseous feed mixture or with gas rich in non-adsorbed hydrogen withdrawn. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange gazeux d'hydrogène et d'azote présente 3.- Method according to claim 1, characterized in that the gaseous mixture of hydrogen and nitrogen has <EMI ID=58.1>  <EMI ID = 58.1> <EMI ID=59.1>  <EMI ID = 59.1> en ce qu'on remet partiellement sous pression le lit purgé pendant la. phase de remontée en pression avec de l'azote d'origine extérieure jusqu'à une pression intermédiaire valant 0,10 à 0,30 fois la première pression superatmosphérique supérieure. in that partially pressurized the purged bed during the. pressure build-up phase with nitrogen of external origin to an intermediate pressure equal to 0.10 to 0.30 times the first upper superatmospheric pressure. <EMI ID=60.1>  <EMI ID = 60.1> en ce qu'on divise l'azote d'origine extérieure en deux fractions et on utilise une première fraction comme gaz de purge pour la phase de purge et on comprime une seconde fraction in that the nitrogen of external origin is divided into two fractions and a first fraction is used as purge gas for the purge phase and a second fraction is compressed à l'extérieur et on la mélange ensuite avec le gaz riche en hydrogène soutiré pour former un mélange de gaz de synthèse présentant un rapport molaire H2:N2 d'environ 3:1. outside and then mixed with the hydrogen-rich gas withdrawn to form a synthesis gas mixture having an H2: N2 molar ratio of approximately 3: 1. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise au moins quatre lits d'adsorption et on exécute la remise sous pression dans le lit purgé jusqu'à la <EMI ID=61.1> 6.- Method according to claim 1, characterized in that at least four adsorption beds are used and the pressurization is carried out in the purged bed until the <EMI ID = 61.1> tion de pression du lit purgé avec encore un autre lit ayant juste achevé sa phase d'adsorption,de manière que les deux lits se trouvent finalement sous une pression intermédiaire supérieure, avant la remise sous pression finale au moyen du mélange gazeux d'alimentation jusqu'à la première pression superatmosphérique supérieure. pressure of the purged bed with yet another bed having just completed its adsorption phase, so that the two beds are finally at a higher intermediate pressure, before the final pressurization by means of the feed gas mixture until 'at the first upper superatmospheric pressure. 7.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 7.- Method according to claim 1, characterized <EMI ID=62.1>  <EMI ID = 62.1> sant réagir une alimentation hydrocarbonée avec de l'oxygène pour oxyder partiellement l'alimentation et obtenir un produit d'oxydation partielle qui est un mélange gazeux contenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone, en faisant réagir catalytiquement au moins une fraction majeure du -monoxyde de carbone du produit d'oxydation partielle avec de l'eau pour former de l'hydrogène et du dioxyde de carbone et obtenir un nouveau produit de réaction qui est un mélange gazeux contenant de l'hydrogène, du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone résiduel et en éliminant au moins la majeure partie du dioxyde de carbone de ce second produit de réaction par adsorption sélective pour obtenir le mélange gazeux d'alimentation contenant de l'hydrogène et des impuretés adsorbables comprenant du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone. sant react a hydrocarbon feed with oxygen to partially oxidize the feed and obtain a partial oxidation product which is a gaseous mixture containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide, by reacting catalytically to minus a major fraction of the carbon monoxide from the partial oxidation product with water to form hydrogen and carbon dioxide and obtain a new reaction product which is a gaseous mixture containing hydrogen, carbon dioxide and residual carbon monoxide and removing at least most of the carbon dioxide from this second reaction product by selective adsorption to obtain the feed gas mixture containing hydrogen and adsorbable impurities comprising monoxide of carbon and carbon dioxide. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en outre en ce qu'on fractionne par voie cryogénique de l'air pour obtenir de l'oxygène pour l'oxydation catalytique partielle et de l'azote, lequel comprend l'azote d'origine extérieure. 8.- A method according to claim 7, further characterized in that the cryogenic fractionation of air to obtain oxygen for partial catalytic oxidation and nitrogen, which comprises nitrogen exterior origin. 9.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport molaire de la première fraction d'azote introduite dans le lit d'adsorption pendant la phase de purge à la seconde fraction d'azote sous basse pression mélangée 9.- Method according to claim 5, characterized in that the molar ratio of the first fraction of nitrogen introduced into the adsorption bed during the purge phase to the second fraction of nitrogen under mixed low pressure au gaz riche en hydrogène soutiré du lit pendant la phase d'adsorption est de plus de 0,6. hydrogen rich gas withdrawn from the bed during the adsorption phase is more than 0.6. 10.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare le mélange gazeux d'alimentation en soumettant une alimentation hydrocarbonée au reformage en présence de vapeur d' eau. 10.- Method according to claim 1, characterized in that the gaseous feed mixture is prepared by subjecting a hydrocarbon feed to reforming in the presence of water vapor. 11.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit l'azote d'origine extérieure sous la première pression superatmosphérique supérieure à l'extrémité d'admission du lit après achèvement de la phase d'adsorption pour déplacer du gaz riche en hydrogène occupant l'espace libre et le soutirer à l'extrémité de sortie du lit comme fraction supplémentaire du gaz riche en hydrogène soutiré. 11.- Method according to claim 1, characterized in that the nitrogen of external origin is introduced under the first superatmospheric pressure above the inlet end of the bed after completion of the adsorption phase to displace gas rich in hydrogen occupying the free space and withdrawing it at the outlet end of the bed as an additional fraction of the hydrogen rich gas withdrawn. 12.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le relâchement d'un supplément de gaz pour la baisse de pression du lit d'adsorption jusqu'à la pression la plus basse comprend une phase de soutirage de gaz du lit d'adsorption en un point intermédiaire entre l'extrémité d'admission et l'extrémité de sortie du lit, le gaz soutiré pour baisse de pression du lit étant recyclé et traité pour la collecte de l'hydrogène qu'il contient afin de constituer une fraction de l'hydrogène composant le mélange gazeux d'alimentation. 12.- Method according to claim 1, characterized in that the release of an additional gas for the drop in pressure of the adsorption bed to the lowest pressure comprises a phase of drawing gas from the bed adsorption at an intermediate point between the inlet end and the outlet end of the bed, the gas drawn off for pressure drop in the bed being recycled and treated to collect the hydrogen it contains in order to constitute a fraction hydrogen making up the feed gas mixture. 13.- Appareil perfectionné pour purifier de l'hydrogène afin de le mélanger à de l'azote pour produire un gaz 13.- Improved apparatus for purifying hydrogen in order to mix it with nitrogen to produce a gas se prêtant à la synthèse de l'ammoniac, qui comprend un système d'adsorption par alternance de pression adiabatique comprenant un lit d'adsorption propre à recevoir le flux d'un mélange gazeux d'alimentation contenant de l'hydrogène à son extrémité d'admission et à permettre le soutirage d'un gaz riche en hydrogène purifié à son extrémité de sortie, un dispositif pour soutirer du gaz de l'espace libre par l'extrémité de sortie ou l'extrémité d'admission du lit pour la baisse de pression dans le lit et un dispositif peur purger le lit sous pression réduite afin d'évacuer les impuretés adsorbées à partir du mélange gazeux d'alimentation, outre un dispositif pour remettre de lit sous pression jusqu'à la pression élevée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour introduire de l'azote d'origine extérieure dans le lit afin de suitable for the synthesis of ammonia, which comprises an adiabatic pressure alternating adsorption system comprising an adsorption bed capable of receiving the flow of a gaseous feed mixture containing hydrogen at its end d intake and allowing the withdrawal of a gas rich in purified hydrogen at its outlet end, a device for withdrawing gas from the free space by the outlet end or the inlet end of the bed for the drop pressure in the bed and a device for purging the bed under reduced pressure in order to evacuate the impurities adsorbed from the feed gas mixture, in addition to a device for restoring the bed under pressure to high pressure, characterized in that that it includes a device for introducing nitrogen of external origin into the bed in order to <EMI ID=63.1>  <EMI ID = 63.1> çon que le gaz produit soit un mélange gazeux d'hydrogène purifié et d'azote se prêtant à la synthèse de l'ammoniac, de maniÈ à réduire ou supprimer la nécessité de comprimer extérieurement l'azote d'origine extérieure avant de le mélanger à l'hydrogène purifié pour produire le gaz de synthèse de l'ammoniac. owing that the gas produced is a gaseous mixture of purified hydrogen and nitrogen suitable for the synthesis of ammonia, so as to reduce or eliminate the need to compress externally the nitrogen of external origin before mixing it with purified hydrogen to produce ammonia synthesis gas. 14.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif pour admettre de l'azote d'origine extérieure dans le lit est actionné pour admettre ce gaz aux fins de purger le lit. 14.- Apparatus according to claim 13, characterized in that the device for admitting nitrogen of external origin into the bed is actuated to admit this gas for the purpose of purging the bed. 15. - Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif pour admettre de l'azote d'origine extérieure dans le lit est actionné pour admettre ce gaz aux fins de remettre le lit sous pression. 15. - Apparatus according to claim 13, characterized in that the device for admitting nitrogen from outside into the bed is actuated to admit this gas for the purpose of putting the bed under pressure. 16.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le système d'adsorption par alternance de pression comprend plusieurs lits d'adsorption, dont chacun est conçi pour subir le cycle d'adsorption sous pression élevée, de désorption, de purge sous pression réduite et de remontée en pression jusqu'à la pression élevée, en succession, le mélange 16.- Apparatus according to claim 13, characterized in that the alternating pressure adsorption system comprises several adsorption beds, each of which is designed to undergo the cycle of adsorption under high pressure, desorption, purging under reduced pressure and pressure build-up to high pressure, in succession, the mixture <EMI ID=64.1>  <EMI ID = 64.1> moment. moment. 17.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le système d'adsorption comprend au moins qua-tre lits d'adsorption. 17.- Apparatus according to claim 13, characterized in that the adsorption system comprises at least four-three adsorption beds. 18.- Appareil suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le système d'adsorption comprend au moins six lits d'adsorption. 18.- Apparatus according to claim 17, characterized in that the adsorption system comprises at least six adsorption beds. <EMI ID=65.1>  <EMI ID = 65.1> risé en ce qu'il comprend un dispositif de commande pour introduire de l'azote d'origine extérieure par l'admission du lit après achèvement de la phase d'adsorption afin de déplacer du gaz riche en hydrogène non adsorbé de l'espace libre et de le soutirer par l'extrémité de sortie du lit. rised in that it comprises a control device for introducing nitrogen of external origin by the admission of the bed after completion of the adsorption phase in order to displace hydrogen-rich gas not adsorbed from the free space and draw it out of the exit end of the bed. 20.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour soutirer du gaz du lit d'adsorption en un point intermédiaire entre l'extré- 20.- Apparatus according to claim 13, characterized in that it comprises a device for withdrawing gas from the adsorption bed at an intermediate point between the end <EMI ID=66.1>  <EMI ID = 66.1> sitif pour recycler ce gaz soutiré afin de le traiter en vue d'en recueillir l'hydrogène et de l'utiliser comme fraction de l'hydrogène du mélange gazeux d'alimentation. sitive to recycle this withdrawn gas in order to treat it in order to collect the hydrogen and to use it as a fraction of the hydrogen in the gas supply mixture. 21.- Appareil suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le système d'adsorption comprend au moins quatre lits d'adsorption et un dispositif de commande pour assu- 21.- Apparatus according to claim 19, characterized in that the adsorption system comprises at least four adsorption beds and a control device for <EMI ID=67.1>  <EMI ID = 67.1> un des lits à tout moment. one of the beds at any time. 22.- Appareil suivant la revendication 21, caractérisé en ce que le système d'adsorption comprend au moins six lits. 22.- Apparatus according to claim 21, characterized in that the adsorption system comprises at least six beds. 23.- Appareil suivant la revendication 20, caractérisé en ce que le système d'adsorption comprend au moins quatre lits d'adsorption avec un dispositif de commande propre 23.- Apparatus according to claim 20, characterized in that the adsorption system comprises at least four adsorption beds with a clean control device à faire passer chaque lit par le cycle d'adsorption, de baisse de pression, de purge et de remontée en pression, le mélange gazeux d'alimentation étant admis à au moins un des lits à tout moment. <EMI ID=68.1> passing each bed through the adsorption, pressure drop, purge and pressure rise cycle, the feed gas mixture being admitted to at least one of the beds at any time. <EMI ID = 68.1> risé en ce que le système d'adsorption comprend au moins six lits. re sided that the adsorption system includes at least six beds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4695442A (en) * 1984-02-03 1987-09-22 Imperial Chemical Industries Plc Ammonia synthesis process
CN109502547A (en) * 2018-10-08 2019-03-22 安庆凯美特气体有限公司 The method of separating-purifying hydrogen from refinery exhaust

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