BR112014023788B1

BR112014023788B1 - PROCESS TO DEPRESSURIZE A GASEOUS MIXTURE INCLUDING FREEZING SPECIES

Info

Publication number: BR112014023788B1
Application number: BR112014023788-3A
Authority: BR
Inventors: Marc Fourneraut; Eric Dekeyzer
Original assignee: Total Sa
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2021-08-03
Also published as: MY168587A; BR112014023788A2; WO2013144171A1

Abstract

processo para despressurizar uma mistura gasosa compreendendo espécies congeláveis. a invenção se refere a um processo para despressurizar um gás g1 a partir de uma pressão p1 para a pressão p2, o dito gás g1 compreendendo espécies congeláveis e que está contido em uma capacidade (6), o dito processo compreendendo as seguintes etapas: 1) prover a dita capacidade (6) com um sistema de despressurização que pode ser alimentado com o dito gás g1, o dito sistema de despressurização compreendendo na direção de fluxo uma primeira válvula automática (1) na posição fechada, uma linha (2) compreendendo um gás g2 livre de espécies congeláveis em uma pressão p1, uma segunda válvula automática (3) na posição fechada, e um orifício de restrição (4); 2) abrir a primeira válvula automática (1) de forma que gás g1 e g2 entre em contato na pressão p1; 3) abrir a segunda válvula automática (3) de forma que gás g1 e g2 escoe através do orifício de restrição (4), recuperando desta forma o gás g1 em que a pressão é diminuída para uma pressão p2. a invenção também se refere ao sistema de despressurização para implementar o processo da invenção.process for depressurizing a gas mixture comprising freezeable species. the invention relates to a process for depressurizing a gas g1 from a pressure p1 to a pressure p2, said gas g1 comprising freezeable species and which is contained in a capacity (6), said process comprising the following steps: 1 ) providing said capacity (6) with a depressurization system that can be fed with said gas g1, said depressurization system comprising in the flow direction a first automatic valve (1) in the closed position, a line (2) comprising a gas g2 free of congealable species at a pressure p1, a second automatic valve (3) in the closed position, and a restriction orifice (4); 2) open the first automatic valve (1) so that gas g1 and g2 come into contact at pressure p1; 3) open the second automatic valve (3) so that gas g1 and g2 flow through the restriction orifice (4), thereby recovering the gas g1 in which the pressure is lowered to a pressure p2. the invention also relates to the depressurization system for implementing the process of the invention.

Description

field of invention

[0001] A invenção se refere a um processo para evitar o bloqueio de uma linha durante a despressurização de uma mistura de gás compreendendo espécies congeláveis em situação de emergência. Adicionalmente, a invenção se refere a um sistema de despressurização para implementar tal processo.[0001] The invention relates to a process to avoid blocking a line during the depressurization of a gas mixture comprising freezeable species in an emergency situation. Additionally, the invention relates to a depressurization system to implement such a process.

[0002] A invenção em particular deseja resolver problemas devido à cristalização de CO2 durante a despressurização em situação de emergência de uma capacidade pressurizada contendo um gás tendo uma alta porcentagem de CO2. A invenção é particularmente útil onde as condições de despressurização são favoráveis à formação dos cristais de CO2, e onde a formação de tais cristais apresenta um risco de bloqueio ou entupimento da linha de despressurização devido à deposição, à adesão e/ou à aglomeração dos ditos cristais na dita linha. A invenção se aplica em particular às misturas de quaisquer gases tendo um certo conteúdo de CO2 que são sujeitadas às condições de pressão e de temperatura abaixo do ponto triplo do CO2 gasoso. Em tais condições, qualquer perda de temperatura devido à descompressão é provável de causar a cristalização de uma parte do CO2 contido na mistura de gás. A invenção também pode ser estendida para qualquer composto que contém gás que pode passar a partir da fase gasosa para a fase sólida durante a despressurização do dito gás.[0002] The invention in particular wants to solve problems due to the crystallization of CO2 during the depressurization in an emergency situation of a pressurized capacity containing a gas having a high percentage of CO2. The invention is particularly useful where depressurization conditions are favorable to the formation of CO2 crystals, and where the formation of such crystals presents a risk of blocking or clogging of the depressurization line due to deposition, adhesion and/or agglomeration of said crystals in said line. The invention applies in particular to mixtures of any gases having a certain CO2 content which are subjected to pressure and temperature conditions below the triple point of CO2 gas. Under such conditions, any loss of temperature due to decompression is likely to cause crystallization of some of the CO2 contained in the gas mixture. The invention can also be extended to any gas-containing compound that can pass from the gas phase to the solid phase during depressurization of said gas.

Background

[0003] Quando uma mistura de gás contendo uma alta porcentagem de CO2 é despressurizada, a temperatura do gás diminui. Como um resultado, o gás pode passar na zona de fase de CO2 sólido, e os cristais de CO2 podem surgir (ver a Figura 1).[0003] When a gas mixture containing a high percentage of CO2 is depressurized, the gas temperature decreases. As a result, gas may pass into the solid CO2 phase zone, and CO2 crystals may appear (see Figure 1).

[0004] Inicialmente, a temperatura e a pressão da fase gás estão abaixo do ponto triplo do CO2. Assim, durante a despressurização, desde que as condições de temperatura e de pressão do gás entrem na zona de fase de CO2 sólido, o risco descontrolado de bloqueio existe, dependendo do tempo de despressurização, da taxa de fluxo de gás, da composição de gás, da temperatura inicial e transiente da parede do tubo, etc.[0004] Initially, the temperature and pressure of the gas phase are below the triple point of CO2. Thus, during depressurization, as long as the gas temperature and pressure conditions enter the solid CO2 phase zone, the uncontrolled risk of blocking exists, depending on the depressurization time, gas flow rate, gas composition , the initial and transient temperature of the tube wall, etc.

[0005] Durante a despressurização, as condições de temperatura e de pressão podem ser favoráveis para a formação de uma certa quantidade de cristais por um certo período para um certo sistema. Foi mostrado durante os experimentos que mesmo quando a pressão e a temperatura voltam para a posição da fase gás no diagrama de fase, os cristais não desaparecem instantaneamente, desaparecimento pode demorar quando os cristais são aglomerados. O risco de acúmulo até o bloqueio da linha de despressurização, portanto é óbvio desde que uma quantidade suficiente de cristais seja formada durante a despressurização, de acordo com as características da dita linha (tamanho, metalurgia, dureza, temperatura, etc.). A avaliação e a prevenção do risco de entupimento não são possíveis atualmente, e assim uma solução para suprimir o dito risco e para garantir a despressurização segura em uma situação de emergência é necessária.[0005] During depressurization, the temperature and pressure conditions can be favorable for the formation of a certain amount of crystals for a certain period for a certain system. It was shown during the experiments that even when pressure and temperature return to the position of the gas phase in the phase diagram, the crystals do not disappear instantly, disappearance can take a while when the crystals are agglomerated. The risk of accumulation up to blockage of the depressurization line, therefore, is obvious as long as a sufficient amount of crystals are formed during depressurization, according to the characteristics of said line (size, metallurgy, hardness, temperature, etc.). Assessing and preventing the risk of clogging is not currently possible, so a solution to suppress said risk and to ensure safe depressurization in an emergency situation is needed.

[0006] De acordo com algumas normas padrão e regras da indústria, um vaso pressurizado deve ser provido com um dispositivo de despressurização. Este dispositivo é uma parte integral do projeto e da segurança do vaso e da instalação. Por exemplo, o dispositivo deve ser capaz de despressurizar até 0,7 MPa (7 bar) em 15 minutos ou metade da pressão em 15 minutos de acordo com API 521 (Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems). Esta descompressão necessária é um exemplo de casos onde as condições de temperatura e de pressão estarão na zona onde a cristalização do CO2 e a deposição de partículas ocorrerão e os cristais terão uma maior probabilidade de acumular na linha.[0006] According to some standard standards and industry rules, a pressurized vessel must be provided with a depressurization device. This device is an integral part of the design and safety of the vessel and installation. For example, the device must be capable of depressurizing to 0.7 MPa (7 bar) in 15 minutes or half the pressure in 15 minutes per API 521 (Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems). This required decompression is an example of cases where temperature and pressure conditions will be in the zone where CO2 crystallization and particulate deposition will occur and crystals will have a higher probability of accumulating in the line.

[0007] O acúmulo dos depósitos de cristais de CO2, mas também o destacamento de depósitos aderentes a seguir das paredes da linha por causa da despressurização ou de vibrações da linha possivelmente devido à despressurização junto com a transformação de fase não instantânea pode bloquear a linha e ocultar a despressurização. O objetivo desta invenção é para evitar o bloqueio da linha durante a despressurização por um sistema inovador.[0007] The accumulation of CO2 crystal deposits, but also the detachment of sticky deposits following the line walls because of depressurization or vibrations of the line possibly due to depressurization together with the non-instant phase transformation can block the line and hide the depressurization. The purpose of this invention is to prevent line blocking during depressurization by an innovative system.

[0008] A presente invenção satisfaz todas estas necessidades provendo um processo de despressurização passiva estático seguro e um sistema para o mesmo que não requer a injeção de qualquer produto químico ou dispositivo de aquecimento e que assim é intrinsecamente seguro. O processo e o sistema da presente invenção são particularmente adequados no caso de despressurização de emergência já que mantém uma taxa de fluxo de despressurização em qualquer caso.[0008] The present invention satisfies all these needs by providing a safe static passive depressurization process and a system therefor that does not require the injection of any chemical or heating device and is thus intrinsically safe. The process and system of the present invention is particularly suitable in the case of emergency depressurization as it maintains a depressurization flow rate in any case.

summary

[0009] Um objetivo da presente invenção é um processo para despressurizar um gás G1 a partir de uma pressão P1 para uma pressão P2, o dito gás G1 compreendendo espécies congeláveis e que está contido em uma capacidade (6), o dito processo compreendendo as seguintes etapas: 1) Prover a dita capacidade (6) com um sistema de despressurização que pode ser alimentado com o dito gás G1, o dito sistema de despressurização compreendendo na direção de fluxo uma primeira válvula automática (1) na posição fechada, uma linha (2) compreendendo um gás G2 livre de espécies congeláveis em uma pressão P1, uma segunda válvula automática (3) na posição fechada, e um orifício de restrição (4), 2) Abrir a primeira válvula automática (1) de forma que gás G1 e G2 entre em contato na pressão P1, 3) Abrir a segunda válvula automática (2) de forma que gás G1 e G2 escoe através do orifício de restrição (4), recuperando desta forma o gás G1 em que a pressão é diminuída para uma pressão P2.[0009] An object of the present invention is a process to depressurize a G1 gas from a pressure P1 to a pressure P2, said G1 gas comprising freezeable species and which is contained in a capacity (6), said process comprising the following steps: 1) Provide said capacity (6) with a depressurization system that can be fed with said G1 gas, said depressurization system comprising in the flow direction a first automatic valve (1) in the closed position, a line (2) comprising a G2 gas free from freezeable species at a pressure P1, a second automatic valve (3) in the closed position, and a restriction orifice (4), 2) Open the first automatic valve (1) so that gas G1 and G2 contact at pressure P1, 3) Open the second automatic valve (2) so that G1 and G2 gas flows through the restriction orifice (4), thus recovering the G1 gas in which the pressure is reduced to a pressure P2.

[00010] Em uma modalidade, a primeira válvula automática é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00010] In one embodiment, the first automatic valve is a full gate valve, such as a bleed valve.

[00011] Em uma modalidade, a segunda válvula automática é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00011] In one embodiment, the second automatic valve is a full gate valve, such as a purge valve.

[00012] Em uma modalidade, o orifício de restrição é uma placa perfurada.[00012] In one embodiment, the restriction hole is a perforated plate.

[00013] Em uma modalidade, as espécies congeláveis incluem dióxido de carbono.[00013] In one embodiment, the freezeable species includes carbon dioxide.

[00014] Em uma modalidade, o gás G1 se origina a partir de uma unidade de produção.[00014] In one modality, the G1 gas originates from a production unit.

[00015] Em uma modalidade, o gás G2 é um gás inerte, tal como nitrogênio.[00015] In one embodiment, the G2 gas is an inert gas such as nitrogen.

[00016] Em uma modalidade, o comprimento da linha é de pelo menos 10 m, particularmente a partir de 35 m a 300 m, mais particularmente a partir de 100 m a 250 m, ainda mais particularmente a partir de 150 m a 200 m.[00016] In one embodiment, the length of the line is at least 10 m, particularly from 35 m to 300 m, more particularly from 100 m to 250 m, even more particularly from 150 m to 200 m.

[00017] Em uma modalidade, o sistema de despressurização está conectado com um dispositivo de dispersão, em particular um ventilador ou um alargamento.[00017] In one embodiment, the depressurization system is connected with a dispersion device, in particular a fan or a flare.

[00018] Em uma modalidade, P2 é desde a pressão atmosférica até 1 MPa (10 bar).[00018] In one mode, P2 is from atmospheric pressure to 1 MPa (10 bar).

[00019] Um segundo objetivo da presente invenção é um sistema de despressurização para implementar o processo da invenção compreendendo uma primeira válvula automática conectada com uma linha, em particular com um comprimento de pelo menos 10 m, a dita linha que está conectada com uma segunda válvula automática, a dita segunda válvula automática que está conectada com um orifício de restrição.[00019] A second objective of the present invention is a depressurization system to implement the process of the invention comprising a first automatic valve connected with a line, in particular with a length of at least 10 m, said line being connected with a second automatic valve, said second automatic valve which is connected with a restriction orifice.

[00020] Em uma modalidade, a primeira válvula automática é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00020] In one embodiment, the first automatic valve is a full gate valve, such as a bleed valve.

[00021] Em uma modalidade, a segunda válvula automática é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00021] In one embodiment, the second automatic valve is a full gate valve, such as a purge valve.

[00022] Em uma modalidade, o orifício de restrição é uma placa perfurada.[00022] In one embodiment, the restriction hole is a perforated plate.

[00023] Em uma modalidade, o comprimento da linha é de a partir de 35 m a 300 m, em particular a partir de 100 m a 250 m, mais particularmente a partir de 150 m a 200 m.[00023] In one mode, the length of the line is from 35 m to 300 m, in particular from 100 m to 250 m, more particularly from 150 m to 200 m.

Brief description of the figures

[00024] A Figura 1 representa o diagrama de fase do dióxido de carbono.[00024] Figure 1 represents the phase diagram of carbon dioxide.

[00025] A Figura 2 representa de maneira esquemática o processo e o sistema de despressurização da invenção.[00025] Figure 2 schematically represents the process and the depressurization system of the invention.

Detailed Description

[00026] Um objetivo da presente invenção é um processo para despressurizar um gás G1 a partir de uma pressão P1 para uma pressão P2, o dito gás G1 compreendendo espécies congeláveis e que está contido em uma capacidade, o dito processo compreendendo as seguintes etapas: (1) Prover a dita capacidade com um sistema de despressurização que pode ser alimentado com o dito gás G1, o dito sistema de despressurização compreendendo na direção de fluxo uma primeira válvula automática na posição fechada, uma linha compreendendo um gás G2 livre de espécies congeláveis em uma pressão P1, uma segunda válvula automática na posição fechada e um orifício de restrição, (2) Abrir a primeira válvula automática de forma que gás G1 e G2 entre em contato na pressão P1, (3) Abrir a segunda válvula automática de forma que o fluxo de gás G1 e G2 através da linha e o orifício de restrição, recuperando desta forma o gás G1 em que a pressão é diminuída para uma pressão P2.[00026] An object of the present invention is a process to depressurize a G1 gas from a P1 pressure to a P2 pressure, said G1 gas comprising freezeable species and which is contained in a capacity, said process comprising the following steps: (1) To provide said capacity with a depressurization system that can be fed with said G1 gas, said depressurization system comprising in the flow direction a first automatic valve in the closed position, a line comprising a G2 gas free of congealable species at a pressure P1, a second automatic valve in the closed position and a restriction orifice, (2) Open the first automatic valve so that gas G1 and G2 come into contact at pressure P1, (3) Open the second automatic valve so that that the G1 and G2 gas flow through the line and the restriction orifice, thereby recovering the G1 gas where the pressure is lowered to a P2 pressure.

[00027] O gás G1 pode ser qualquer corrente de gás obtida a partir de gás natural ou um reservatório de petróleo. Tal gás contém hidrocarbonetos, primariamente metano, e geralmente contaminantes ácidos, tais como dióxido de carbono ou sulfeto de hidrogênio. O dióxido de carbono pode estar presente em grandes quantidades de até 70% em mol ou mais. Para a maioria das aplicações destas correntes de gás, os contaminantes precisam ser removidos, tanto parcialmente quanto quase completamente, dependendo da aplicação e do contaminante. O processo da invenção se aplica a um gás natural antes do tratamento, durante o tratamento ou após o tratamento, em particular durante o tratamento, mais particularmente durante um tratamento de separação criogênica.[00027] The G1 gas can be any gas stream obtained from natural gas or an oil reservoir. Such gas contains hydrocarbons, primarily methane, and generally acidic contaminants such as carbon dioxide or hydrogen sulfide. Carbon dioxide can be present in large amounts of up to 70 mol% or more. For most applications of these gas streams, contaminants need to be removed, either partially or almost completely, depending on the application and the contaminant. The process of the invention applies to a natural gas before treatment, during treatment or after treatment, in particular during treatment, more particularly during a cryogenic separation treatment.

[00028] O gás G1 pode compreender a partir de 15 a 99 % em mol do dióxido de carbono, tipicamente a partir de 20 a 80 % em mol do dióxido de carbono.[00028] The G1 gas can comprise from 15 to 99% by mole of carbon dioxide, typically from 20 to 80% by mole of carbon dioxide.

[00029] De acordo com a invenção, o gás G1 compreendendo espécies congeláveis está contido em uma capacidade. Por exemplo, o gás G1 pode se originar a partir de uma unidade de produção, tal como uma coluna de separação criogênica. A temperatura do gás G1 na capacidade pode estar compreendida tipicamente entre -60 °C e -40 °C. A pressão P1 do gás G1 na capacidade tipicamente pode estar compreendida entre 3 MPa (30 bar) e 4 MPa (40 bar).[00029] According to the invention, the G1 gas comprising freezeable species is contained in a capacity. For example, G1 gas can originate from a production unit, such as a cryogenic separation column. The temperature of the gas G1 in the capacity can typically be between -60°C and -40°C. The pressure P1 of gas G1 at capacity can typically be between 3 MPa (30 bar) and 4 MPa (40 bar).

[00030] De acordo com a invenção, «espécies congeláveis» quer dizer qualquer composto o qual pode passar a partir de um estado gasoso para um estado sólido quando o gás G1 é sujeitado a despressurização. Tipicamente, as espécies congeláveis incluem dióxido de carbono. Dependendo da composição do gás G1, espécies congeláveis também podem incluir hidratos. Na seguinte descrição, será referido como dióxido de carbono, mas a invenção pode se aplicar a outras espécies congeláveis que podem passar a partir da fase gasosa para a fase sólida durante a despressurização do gás G1.[00030] According to the invention, "freezeable species" means any compound which can change from a gaseous state to a solid state when the G1 gas is subjected to depressurization. Typically, freezeable species include carbon dioxide. Depending on the composition of the G1 gas, freezeable species may also include hydrates. In the following description, it will be referred to as carbon dioxide, but the invention can apply to other freezeable species that can pass from the gas phase to the solid phase during the depressurization of the G1 gas.

[00031] Se referindo agora à figura 2, o sistema de despressurização da presente invenção compreende uma primeira válvula automática 1, uma linha 2, uma segunda válvula automática 3 e um orifício de restrição 4.[00031] Referring now to figure 2, the depressurization system of the present invention comprises a first automatic valve 1, a line 2, a second automatic valve 3 and a restriction orifice 4.

[00032] O gás G1 está contido em uma capacidade 6 na pressão P1. A capacidade 6 está conectada com a primeira válvula automática 1 do sistema de despressurização.[00032] The G1 gas is contained in a capacity 6 at pressure P1. Capacity 6 is connected with the first automatic valve 1 of the depressurization system.

[00033] No momento inicial do processo da invenção, a primeira válvula automática 1 e a segunda válvula automática 3 estão ambas na posição fechada. Um gás G2 livre de espécies congeláveis é injetado na linha 2 na pressão P1. O dito gás G2 pode ser um gás inerte não inflamável ou um gás de hidrocarboneto. Por razões de segurança, o gás G2 é preferivelmente um gás inerte não inflamável, tal como nitrogênio.[00033] At the beginning of the process of the invention, the first automatic valve 1 and the second automatic valve 3 are both in the closed position. A G2 gas free from freezing species is injected in line 2 at pressure P1. Said G2 gas can be a non-flammable inert gas or a hydrocarbon gas. For safety reasons, the G2 gas is preferably a non-flammable inert gas such as nitrogen.

[00034] A primeira válvula automática 1 e a segunda válvula automática 3 preferivelmente são válvulas de fluxo completo, isto é, válvulas as quais a abertura é tão grande quanto à seção da linha 2. Tais válvulas de fluxo completo incluem, por exemplo, válvulas de porta completas, também chamadas de válvulas esféricas de furo completas. Uma válvula de porta completa possui uma esfera superdimensionada de forma que o orifício na esfera é do mesmo tamanho que a linha, que resulta em menor perda de fricção. Em uma modalidade particular, a primeira válvula automática 1 e segunda válvula automática 3 são Válvulas de purga (BDV).[00034] The first automatic valve 1 and the second automatic valve 3 preferably are full flow valves, i.e. valves whose opening is as large as the section of line 2. Such full flow valves include, for example, valves port valves, also called full bore ball valves. A full port valve has an oversized ball so the hole in the ball is the same size as the line, which results in less friction loss. In a particular embodiment, the first automatic valve 1 and the second automatic valve 3 are Bleed Valves (BDV).

[00035] De acordo com a etapa (2) do processo da invenção, a primeira válvula automática 1 é aberta de forma que o gás G1 e G2 entre em contato na pressão P1 dentro da linha 2. De maneira a evitar qualquer perda de pressão na linha 2, a primeira válvula automática 1 está completamente aberta. Já que eles estão na mesma pressão P1, neste ponto o gás G1 e o gás G2 substancialmente não formam qualquer mistura gasosa.[00035] According to step (2) of the process of the invention, the first automatic valve 1 is opened so that the gas G1 and G2 come into contact at pressure P1 inside line 2. In order to avoid any pressure loss in line 2, the first automatic valve 1 is fully open. Since they are at the same pressure as P1, at this point the G1 gas and the G2 gas do not substantially form any gas mixture.

[00036] Então, de acordo com a etapa (3) do processo da invenção, a segunda válvula automática 3 é aberta de forma que o fluxo de gás G1 e G2 através da linha 2 e o orifício de restrição 4. Por “orifício de restrição”, se quer dizer qualquer dispositivo perfurado que permite o controle da taxa de fluxo do gás G1 e a despressurização do gás G1. Tipicamente, o orifício de restrição 4 é uma placa perfurada, isto é uma placa perfurada com múltiplos orifícios. Em uma modalidade, o orifício de restrição 4 é dimensionado para permitir um tempo de despressurização de cerca de 15 minutos a partir de P1 para P2, como é necessário por API 521 (Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems).[00036] Then, according to step (3) of the process of the invention, the second automatic valve 3 is opened so that the gas flow G1 and G2 through the line 2 and the restriction orifice 4. By "orifice of restriction” means any perforated device that allows control of the flow rate of the G1 gas and the depressurization of the G1 gas. Typically, the restriction hole 4 is a perforated plate, i.e. a perforated plate with multiple holes. In one embodiment, restriction port 4 is sized to allow a depressurization time of about 15 minutes from P1 to P2 as required by API 521 (Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems).

[00037] Como é bem conhecido pelos peritos na técnica, a despressurização de um gás em geral leva a uma diminuição da temperatura do gás. Antes de alcançar o orifício de restrição 4, o gás G1 escoa através da linha 2 e é aquecido por troca térmica com a linha 2. As dimensões e os materiais da linha 2 são ajustados de forma que a temperatura do gás G1 no orifício de restrição 4 é aumentada para um ponto onde o gás G1 não está sob as condições de pressão e de temperatura que pode levar à cristalização do dióxido de carbono durante a despressurização. O cálculo das dimensões necessárias da linha 2 pode ser feito usando um software de simulação, tal como o programa BlowDown de Imperial College (M.A. Haque, S.M. Richardson, G. Saville: Process Safety and Environmental Protection, Vol 70, 3-17, 1992).[00037] As is well known to those skilled in the art, depressurization of a gas in general leads to a decrease in the temperature of the gas. Before reaching restriction orifice 4, the G1 gas flows through line 2 and is heated by heat exchange with line 2. The dimensions and materials of line 2 are adjusted so that the temperature of the G1 gas in the restriction orifice 4 is increased to a point where the G1 gas is not under pressure and temperature conditions that can lead to crystallization of carbon dioxide during depressurization. Calculation of the required dimensions of line 2 can be done using simulation software such as the Imperial College BlowDown program (MA Haque, SM Richardson, G. Saville: Process Safety and Environmental Protection, Vol 70, 3-17, 1992 ).

[00038] O cálculo de dimensão da linha 2 é feito a partir de vários parâmetros, incluindo o volume do gás G1 contido na capacidade 6, a temperatura do ar circundante à linha 2 (tipicamente maior ou igual a 15 °C), a temperatura e a pressão do gás G1 na entrada da linha 2 (tipicamente a partir de -60 °C a -40 °C e a partir de 3 a 40 MPa (30 até 40 bar) e o material da linha 2.[00038] The dimension calculation for line 2 is made from several parameters, including the volume of the G1 gas contained in capacity 6, the temperature of the air surrounding line 2 (typically greater than or equal to 15 °C), the temperature and the pressure of the G1 gas at the inlet to line 2 (typically from -60 °C to -40 °C and from 3 to 40 MPa (30 to 40 bar) and the material from line 2.

[00039] A linha 2 é uma linha convencional usada nas unidades de produção de gás. Tipicamente, a linha 2 é feita de aço inoxidável, mas qualquer outro material capaz de acumular calor em contato com o ar circundante pode ser usado.[00039] Line 2 is a conventional line used in gas production units. Typically, Line 2 is made of stainless steel, but any other material capable of accumulating heat in contact with the surrounding air can be used.

[00040] Em uma modalidade, o gás G1 está contido em uma coluna de separação criogênica em que o peso é de a partir de 40 m até 50 m e o diâmetro é de 4 m a 6 m incluindo um tambor de refluxo. Contém a partir de 10 a 30 % em mol do dióxido de carbono, e está em uma pressão P1 a partir de 3 a 4 MPa (30 a 40 bar) e em uma temperatura a partir de -60 °C a -40 °C. De acordo com esta modalidade: - o comprimento da linha 2 entre a primeira válvula automática 1 e a segunda válvula automática 3 pode ser de a 10 m a 300 m, em particular de 35 m, 100 m a 250 m e, mais particularmente a partir de 150 m a 200 m, - o diâmetro da linha 2 pode ser a partir de 0,05 m a 1 m, em particular a partir de 0,1 m a 0,9 m, mais particularmente a partir de 0,2 m a 0,8 m, - a linha 2 pode ser feita de aço inoxidável.[00040] In one embodiment, the G1 gas is contained in a cryogenic separation column in which the weight is from 40 m up to 50 m and the diameter is 4 m to 6 m including a reflux drum. It contains from 10 to 30% by mol of carbon dioxide, and is at a pressure P1 from 3 to 4 MPa (30 to 40 bar) and at a temperature from -60 °C to -40 °C . According to this modality: - the length of the line 2 between the first automatic valve 1 and the second automatic valve 3 can be from 10 m to 300 m, in particular from 35 m, 100 m to 250 m, more particularly from 150 m m to 200 m, - the diameter of line 2 can be from 0.05 m to 1 m, in particular from 0.1 m to 0.9 m, more particularly from 0.2 m to 0.8 m, - line 2 can be made of stainless steel.

[00041] Como um exemplo: - Gás G1 está contido em uma coluna de separação criogênica de 45 m de altura e 4,6 m de diâmetro com um tambor de refluxo de 9 m de altura e 2,5 m de diâmetro, - P1 é de 3,6 MPa (36 bar), - Temperatura da cabeça da coluna: -54 °C - Diâmetro da linha 2: 51 cm, - Se a temperatura do ar que cerca a linha 2 é de 20 °C, o comprimento necessário da linha 2 para evitar a cristalização de CO2 durante a despressurização do gás G1 a pressão atmosférica é de 44 m. - Se a temperatura do ar que cerca a linha 2 é de 0 °C, o comprimento necessário da linha 2 para evitar a cristalização de CO2 durante a despressurização do gás G1 a pressão atmosférica é de 62 m.[00041] As an example: - Gas G1 is contained in a cryogenic separation column 45 m high and 4.6 m in diameter with a reflux drum 9 m high and 2.5 m in diameter, - P1 is 3.6 MPa (36 bar), - Column head temperature: -54 °C - Diameter of row 2: 51 cm, - If the air temperature surrounding row 2 is 20 °C, the length required from line 2 to avoid CO2 crystallization during depressurization of G1 gas, atmospheric pressure is 44 m. - If the temperature of the air surrounding line 2 is 0 °C, the necessary length of line 2 to avoid CO2 crystallization during the depressurization of gas G1 at atmospheric pressure is 62 m.

[00042] Apenas como uma medida de precaução, o sistema de despressurização da invenção pode compreender adicionalmente um separador gás/líquido/sólido 5 para coletar qualquer cristal ou líquido que pode se formar durante os primeiros minutos de uma despressurização do gás apesar da linha 2. Para tal fim, o separador gás/líquido/sólido 5 preferivelmente está conectado a jusante do orifício de restrição 4 na sua vizinhança. O separador gás/líquido/sólido 5 pode ser qualquer vaso capaz de separar gás de sólidos e líquidos. Se a cristalização do CO2 acontece a jusante de um dispositivo de despressurização 4 apesar da linha 2, os cristais estarão se acumulando no separador gás/líquido/sólido 5. A distância mínima será mantida entre orifício de restrição 4 e o separador gás/líquido/sólido 5 ou o orifício de restrição 4 podem ser posicionados de maneira direta na entrada ou dentro do separador gás/líquido/sólido 5. O separador gás/líquido/sólido 5 pode ser conectado de maneira direta com a segunda válvula automática 3. O separador gás/líquido/sólido 5 é projetado para evitar qualquer cristal de CO2 que possa ser transportado através da linha a jusante.[00042] Just as a precautionary measure, the depressurization system of the invention may further comprise a gas/liquid/solid separator 5 to collect any crystal or liquid that may form during the first minutes of a gas depressurization despite line 2 To that end, the gas/liquid/solid separator 5 is preferably connected downstream of the restriction orifice 4 in its vicinity. The gas/liquid/solid separator 5 can be any vessel capable of separating gas from solids and liquids. If CO2 crystallization happens downstream of a depressurization device 4 despite line 2, the crystals will be accumulating in the gas/liquid/solid separator 5. The minimum distance will be maintained between restriction hole 4 and the gas/liquid/separator. solid 5 or restriction orifice 4 can be positioned directly at the inlet or inside the gas/liquid/solid separator 5. The gas/liquid/solid separator 5 can be directly connected with the second automatic valve 3. The separator gas/liquid/solid 5 is designed to avoid any CO2 crystals that might be transported through the downstream line.

[00043] O gás G1 que sai do sistema de despressurização está na pressão P2.[00043] The G1 gas leaving the depressurization system is at pressure P2.

[00044] A pressão P2 é menor do que P1. Em uma modalidade, P2 é desde a pressão atmosférica até 1 MPa (10 bar), mais particularmente a partir de pressão atmosférica até 0,5 MPa (5 bar).[00044] P2 pressure is less than P1. In one embodiment, P2 is from atmospheric pressure to 1 MPa (10 bar), more particularly from atmospheric pressure to 0.5 MPa (5 bar).

[00045] Em uma modalidade, o sistema de despressurização está conectado com um dispositivo de dispersão 7 através do orifício de restrição 4 ou do separador gás/líquido/sólido 5 se for aplicável.[00045] In one embodiment, the depressurization system is connected with a dispersion device 7 through the restriction port 4 or the gas/liquid/solid separator 5 if applicable.

[00046] Em uma modalidade, o dispositivo de dispersão 7 é um ventilador ou um alargamento.[00046] In one embodiment, the dispersing device 7 is a fan or a flare.

[00047] É claro que o processo da invenção pode ser combinado com outros meios tais como o aquecimento da linha de despressurização 2, por exemplo, se a temperatura do ar que cerca a linha 2 não é grande o suficiente para garantir o aquecimento suficiente do gás G1 para evitar a cristalização do dióxido de carbono, ou por um revestimento da linha para reduzir adicionalmente o risco de adesão de cristais na linha.[00047] It is clear that the process of the invention can be combined with other means such as heating the depressurization line 2, for example, if the temperature of the air surrounding line 2 is not large enough to ensure sufficient heating of the G1 gas to prevent carbon dioxide crystallization, or by a line coating to further reduce the risk of crystals adhering to the line.

[00048] Um segundo objetivo da presente invenção é um sistema de despressurização para implementar o processo de despressurização da invenção como foi descrito acima, compreendendo (em referência à Figura 2) uma primeira válvula automática 1 conectada com uma linha 2, em particular com um comprimento de pelo menos 10 m, a dita linha 2 que está conectada com uma segunda válvula automática 3, a dita segunda válvula automática 3 que está conectada com um orifício de restrição 4.[00048] A second object of the present invention is a depressurization system for implementing the depressurization process of the invention as described above, comprising (referring to Figure 2) a first automatic valve 1 connected with a line 2, in particular with a length of at least 10 m, said line 2 being connected with a second automatic valve 3, said second automatic valve 3 being connected with a restriction orifice 4.

[00049] A primeira válvula automática 1, a linha 2, a segunda válvula automática 3 e o orifício de restrição 4 são como é descrito anteriormente.[00049] The first automatic valve 1, the line 2, the second automatic valve 3 and the restriction port 4 are as described above.

[00050] Em uma modalidade, a primeira válvula automática 1 é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00050] In one embodiment, the first automatic valve 1 is a full gate valve, such as a bleed valve.

[00051] Em uma modalidade, a segunda válvula automática 3 é uma válvula de porta completa, tal como uma válvula de purga.[00051] In one embodiment, the second automatic valve 3 is a full gate valve, such as a purge valve.

[00052] Em uma modalidade, o orifício de restrição 4 é uma placa perfurada.[00052] In one embodiment, the restriction hole 4 is a perforated plate.

[00053] Como foi explicado anteriormente, as dimensões e os materiais da linha 2 são ajustados de forma que a temperatura do gás G1 no orifício de restrição 4 é aumentada até um ponto onde o gás G1 não está abaixo das condições de temperatura e de pressão que podem levar à cristalização do dióxido de carbono durante a despressurização.[00053] As explained above, the dimensions and materials of line 2 are adjusted so that the temperature of the G1 gas in the restriction orifice 4 is increased to a point where the G1 gas is not below the temperature and pressure conditions which can lead to the crystallization of carbon dioxide during depressurization.

[00054] Em uma modalidade, o comprimento da linha 2 é de a partir de 35 m a 300 m, em particular a partir de 100 m a 250 m, mais particularmente a partir de 150 m a 200 m, em particular quando a linha 2 é feita de aço inoxidável.[00054] In one embodiment, the length of line 2 is from 35 m to 300 m, in particular from 100 m to 250 m, more particularly from 150 m to 200 m, in particular when line 2 is made stainless steel.

[00055] Em uma modalidade, o sistema de despressurização pode compreender adicionalmente um separador gás/líquido/sólido 5 conectado a jusante o orifício de restrição 4 na sua vizinhança.[00055] In one embodiment, the depressurization system can additionally comprise a gas/liquid/solid separator 5 connected downstream the restriction orifice 4 in its vicinity.

Claims

1. Process for depressurizing a G1 gas from a P1 pressure to P2 pressure, said G1 gas comprising freezeable species and which is contained in a capacity (6), said process characterized by the fact that it comprises the following steps: - providing said capacity (6) with a depressurization system that can be fed with said gas G1, said depressurization system comprising in the flow direction a first automatic valve (1) in the closed position, a line (2) comprising a G2 gas free of congealable species at a pressure P1, a second automatic valve (3) in the closed position, and a restriction orifice (4), - open the first automatic valve (1) so that G1 and G2 gas enters contact at pressure P1, - open the second automatic valve (3) so that gas G1 and G2 flows through the restriction orifice (4), thus recovering the gas G1 in which the pressure is reduced to a pressure P2.

2. Process according to claim 1, characterized in that the first automatic valve (1) is a complete gate valve, such as a purge valve.

3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the second automatic valve (3) is a complete gate valve, such as a purge valve.

4. Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the restriction hole (4) is a perforated plate.

5. Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the freezeable species of the G1 gas include carbon dioxide.

6. Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the G1 gas originates from a production unit.

7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the G2 gas is an inert gas, such as nitrogen.

8. Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the length of the line (2) is at least 10 m, in particular from 35 m to 300 m, more particularly from 100 m m to 250 m, even more particularly from 150 m to 200 m.

9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the depressurization system is connected with a dispersion device (7), in particular a fan or an enlargement.

10. Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that P2 is from atmospheric pressure up to 1 MPa (10 bar).

11. Depressurization system to implement the process, as defined in any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a first automatic valve (1) connected with a line (2), said line (2) being connected with a second automatic valve (3), said second automatic valve (3) being connected with a restriction orifice (4).

12. Depressurization system according to claim 11, characterized in that the first automatic valve (1) is a complete gate valve, such as a purge valve.

13. Depressurization system according to claim 11 or 12, characterized in that the second automatic valve (3) is a complete gate valve, such as a purge valve.

14. Depressurization system according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the restriction hole (4) is a perforated plate.

15. Depressurization system according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the length of the line (2) is at least 10 m, in particular from 35 m to 300 m, more particularly from from 100 m to 250 m, even more particularly from 150 to 200 m.