CA2521078A1 - Procede de production de liquides hydrocarbones mettant en oeuvre un procede fischer-tropsch - Google Patents

Procede de production de liquides hydrocarbones mettant en oeuvre un procede fischer-tropsch Download PDF

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hydrogen
carbon
separation
stream
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Paul Wentink
Denis Cieutat
Guillaume De Souza
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon

Abstract

L'invention concerne un procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquid es hydrocarbonés dans lequel le procédé Fischer-Tropsch est mis en oeuvre. Le procédé Fischer-Tropsch produit des liquides hydrocarbonés et un gaz résiduaire comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au plus 6, du dioxyde de carbone et éventuellement de l'azote. Selon l'invention, ce gaz résiduaire e st soumis à un procédé de séparation produisant au moins un flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogèn e et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, au moins un flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et au moins un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.

Description

Procédé de production de liquides hydrocarbonés mettant en oeuvre un procédé
Fischer-Tropsch La présente invention concerne un nouveau procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés mettant en ouvre un des procédés connus pour la génération de gaz de synthèse, ainsi que le procédé Fischer-Tropsch et notamment une étape particulière de traitement du gaz résiduaire issu du procédé
Fischer-Tropsch.
II est connu de convertir des composés hydrocarbonés gazeux ou solides de base en produits hydrocarbonés liquides valorisables dans l'industrie pétrochimique, en raffineries ou dans le secteur des transports. En effet, certains gisements importants de gaz naturel se situent dans des lieux isolés et éloignés de toute zone de consommation ; ils peuvent alors étre exploités par la mise en place d'usines de conversion dites "gaz en liquide" ou "gas to liquid" en anglais (GtL) sur un site proche de ces sources de gaz naturel. La transformation des gaz en liquides permet un transport plus aisé des hydrocarbures. Ce type de conversion GtL se fait habituellement par transformation des composés hydrocarbonés gazeux ou solides de base en un gaz de synthèse comprenant majoritairement H~
et CO
(par oxydation partielle à l'aide d'un gaz oxydant et/ou réaction avec de la vapeur d'eau ou du CO~), puis traitement de ce gaz de synthèse selon le procédé Fischer-Tropsch pour obtenir un produit qui, après condensation, conduit aux produits hydrocarbonés liquides désirés. Lors de cette condensation, un gaz résiduaire est produit. Ce gaz résiduaire contient des produits hydrocarbonés de faibles poids moléculaire et des gaz n'ayant pas réagi. En conséquence, il est généralement utilisé comme carburant dans un des procédés de l'unité GtL, par exemple dans une turbine à gaz ou une chambre de combustion associée à une turbine à vapeur ou dans une turbine de détente associée à
un compresseur de l'unité GtL. Cependant, la quantité de gaz résiduaire à
brûler dépasse souvent largement la demande de l'unité GtL en carburant. En outre, le gaz résiduaire comprend également du CO2, qui diminue l'efficacité de la combustion des produïts hydrocarbonés et qui est relargué dans l'atmosphère, ce qui est contraire au respect des normes environnementales. Enfin, le gaz résiduaire comprend généralement des quantités de H~ et CO non converties : il n'est donc pas économique de les brûler.
Compte-tenu des contraintes environnementales relatives au CO~, il a été
proposé
de traiter le gaz résiduaire pour en éliminer le CO~. US 5,621,155 décrit par exemple un procédé dans lequel une partie du gaz résiduaire du procédé Fischer-Tropsch est traité
de manière à en éliminer le dioxyde de carbone et est ensuite recyclé dans l'étape du
2 procédé Fischer-Tropsch. Toutefois, l'autre partie du gaz résiduaire contenant Ha et CO
est toujours brûlé, ce qui n'est pas économique. En outre, du CO2 est toujours relargué.
VVO 01/60i~3 décrit également un procédé dans lequel le gaz résiduaire du procédé Fischer-Tropsch est traité pour en éliminer le CO~. Le gaz résiduaire présentant une teneur en CO~ abaissée est utilisé comme carburant en divers endroits de l'unité.
US 6,306,917 décrit un procédé dans lequel le dioxyde de carbone est éliminé
du gaz résiduaire issu du procédé Fischer-Tropsch. Ce document décrit également le traitement du gaz résiduaire pour en récupérer l'hydrogéna à l'aide d'une membrane et le recyclage de cet hydrogéna dans le réacteur Fischer-Tropsch. Le composé CO est lui envoyé à la combustion.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés mettant en oeuvre le procédé Fischer-Tropsch dans lequel le gaz résiduaire de ce procédé Fischer-Tropsch est traité de manière à
permettre d'éviter la perte économique de Ha et CO par simple combustion.
Un autre but est de proposer un procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés mettant en oeuvre le procédé Fischer-Tropsch dans lequel le gaz résiduaire est traité de manière à permettre à la fois d'éviter la perte économique de H~ et CO par simple combustion et de réduire fortement le relargage atmosphérique du CO~
par recyclage des chaines carbonées.
L'invention a l'avantage de s'adapter à tous les types de gaz résiduaires. En outre, elle permet la réutilisation dans le procédé GtL des hydrocarbures, qui sont contenus dans le gaz résiduaire. L'invention présente l'avantage majeur d'assurer la fonction de redistribuer les différents composés du gaz résiduaire en plusieurs flux gazeux utilisables à différentes étapes du procédé général de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés dans lequel le procédé Fischer-Tropsch est mis en osuvre, ledit procédé produisant des liquides hydrocarbonés et un gaz résiduaire comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au plus 6, et dans lequel le gaz résiduaire est soumis à un procédé de séparation produisant - au moins un flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogéna et du monoxyde de carbone esfi d'au moins 60 %, - au moins un flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et
3 - au moins un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitronfi à la lecture de la description qui va suivre. Des formes et des modes de réalisation de l'invention sont donnés à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par les dessins joints dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des schémas d'une unité GtL intégrant un procédé
Fischer-Tropsch selon l'art antérieur, - la figure 3 est un schéma du procédé selon l'invention.
L'invention concerne donc un procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés dans lequel le procédé Fischer-Tropsch est mis en pauvre, ledit procédé produisant des liquides hydrocarbonés et un gaz résiduaire comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au plus 6, et dans lequel le gaz résiduaire est soumis à un procédé de séparation produisant - au moins un flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, - au moins un flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et - au moins un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.
L'invention concerne tout type de procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés mettant en oeuvre le procédé Fischer-Tropsch.
Généralement ces gaz hydrocarbonés sont issus d'une réaction de production d'un gaz de synthèse hydrocarboné (par exemple par oxydation partielle à l'aide d'un gaz oxydant et de vapeur d'eau). Ce gaz de synthèse comprend de l'hydrogène et du CO. II est habituellement issu d'une unité de préparation d'un gaz de synthèse à partïr de gaz naturel ou d'un gaz associé ou de charbon. Selon le procédé de l'invention, ce gaz de synthèse est soumïs à
une réaction de Fischer-Tropsch par mise en contact avec un catalyseur favorisant cette réaction.
Au cours de la réaction de Fischer-Tropsch, l'hydrogène et le CO sont convertis en composés hydrocarbonés de longueur de chaine variable selon la réaction suivante CO + (1+m/2n) Hz ~ (1/n)C"H~, + HzO
Du COz est égalemenfi produit au cours de cette réaction ; par exemple, par les réactions parallèles suivantes :
CO + HzO ~ COz + Hz
4 2 CO ~ CO~ + C
A la sortie du réacteur mettant en oeuvre le procédé Fischer-Tropsch, la température des produits est généralement abaissée d'une température de l'ordre de 130°C à une température de l'ordre de 90 à 60°C si bien que l'on obtient d'une part un condensai, majoritairement composé d'eau et des liquides hydrocarbonés présentant un nombre de carbone supérieur à 4, et d'autre part, un gaz résiduaire comprenant au moins de l'hydrogéna, du monoxyde de carbone, des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au plus 6, du dioxyde de carbone et en outre généralement de l'azote.
La présente invention concerne le traitement de ce gaz résiduaire obtenu.
Selon le procédé de l'invention, ce gaz résiduaire est soumis à un procédé de séparation produisant - au moins un flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, - au moins un flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et - au moins un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2. Selon l'invention, le niveau de récupération d'un composé dans un des flux gazeux issus du procédé
de séparation correspond à la quantité volumique ou molaire dudit composé présent dans le gaz résiduaire que l'on sépare dudit gaz résiduaire et que l'on produit dans ledit flux gazeux issu du procédé de séparation par rapport à la quantité volumique ou molaire totale de ce composé présente dans le gaz résiduaire. Dans le cas du flux gazeux dont le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, la condition de récupération de 60 % s'applique à la fois au composé au CO par rapport à la quantité
de CO présente initialement dans le gaz résiduaire et au composé H2 par rapport à la quantité de Ha présente initialement dans le gaz résiduaire. Selon l'invention, on entend par "flux gazeux comprenant majoritairement un composé", un flux gazeux dont la concentration en ce composé est supérieure à 50 % en volume. Selon l'invention, le procédé de séparation visant à traiter le gaz résiduaire est avantageusement un procédé
d'adsorption modulée en pression (ou procédé de séparation PSA ("Pressure Swing Adsorption" en anglais)). Ce procédé de séparation PSA est mis en oeuvre à
l'aide d'une unité de séparation PSA permettant d'obtenir au moins les trois flux gazeux principaux - au moins le premier flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone d'au moins 60 %, - au moins le deuxième flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et - au moins le troisième flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2. En général, pour le premier flux, le niveau récupération du monoxyde du carbone est moins élevé
que le niveau de récupération de l'hydrogéna (le niveau de récupération est d'environ 60 à 75 °/~
5 pour le monoxyde du carbone et d'environ 75 à 85 % pour l'hydrogène) tandis que le niveau de récupération du méthane reste de l'ordre de 55 à 65 % et le niveau de récupération du GON reste inférieur à 1 °/~. Le niveau de récupération du GO~ dans le second flux est supérieur à 40 °/~, de préférence supérieur à 50 °/~. Le troisième flux est un flux complémentaire, il peut donc présenter un niveau de récupératïon du C~2 d'au plus 60 %, de préférence d'au plus 50 %. Le deuxième flux gazeux peut comprendre du méthane.
Le procédé de séparation peut également permettre de produire au moins un flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène. Selon une première variante du procédé selon l'invention, la même unité de séparation PSA du procédé de séparatïon visant à traiter le gaz résiduaire peut également permettre de produire au moins un flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène. Ce flux peut présenter une concentration en hydrogène supérieure à 98 % en volume. Selon une alternative à cette première variante du procédé selon l'invention, le procédé de séparation visant à traiter le gaz résiduaire peut mettre en oeuvre une deuxième unité de séparation PSA
destinée à
produire au moins un flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène. Ce flux peut présenter une concentration en hydrogène supérieure à 98 % en volume.
Le gaz résiduaire peut également comprendre au moins de l'azote et le procédé
de séparation du gaz résiduaire peut produire au moins un flux gazeux comprenant au moins de l'azote. Généralement, ce flux gazeux comprenant de l'azote correspond au flux gazeux comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.
De préférence, chaque adsorbeur de l'unité de séparation PSA est composé d'au moins trois lits d'adsorbants, - le premier lit étant composé d'alumine, - le deuxième lit étant composé d'un gel de silice, et - le troisiéme lit étant composé d'au moins un adsorbant choisi parmi soit les zéolithes ou les tamis moléculaires carbonés, de tailles de pores moyens compris entre 3,4 et 5 A et de préférence compris entre 3,7 efi 4,4 A, soit un titano-silicate de tailles de pores moyens compris entre 3,4 et 5 A, et préférentiellement entre 3,7 et 4~,4 ~,.
En fonction des différents cycles de pression, le procédé de séparation PSA
permet d'obtenir successivement
6 PCT/FR2004/050141 - un flux gazeux sous pression haute comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogéna et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 °/~, puis - un flux gazeux p~ur lequel le niveau de récupération du dioxyde de carb~ne est d'au moins 40 %, puis - un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.
L'alumine permet d'éliminer l'eau présente dans le gaz résiduaire ainsi que les composé hydrocarbonés présentant un nombre de carbones supérieur ou égal à 5.
Le gel de silice permet d'adsorber les composés hydrocarbonés et notamment les composés hydrocarbonés présentant un nombre de carbones d'au moins 3. De préférence, le gel de silice utilisé présente une concentration en alumine (AI2O3) inférieure à 1 %
en poids. Par contre, l'alumine et le gel de silice laissent passer H2, CO et CH4, et C02 et N2 s'ils sont présents dans le gaz résiduaire. Les zéolithes ou les tamis moléculaires carbonés de tailles de pores telles que définies précédemment permettent d'adsorber le dioxyde de carbone, voire partiellement l'azote. Le choix d'un titano-silicate en lieu et place du troisième lit de zéolithe ou de tamis moléculaire carboné permet aussi d'assurer l'arrêt du CO~. L'ordre des trois lits d'adsorbants est de préférence le suivant, selon le sens de circulation du gaz résiduaire dans l'adsorbeur : premier lit, puis deuxième lit, puis troisième lit.
Selon la première variante de l'invention, chaque adsorbeur de l'unité de séparation PSA peut comprendre également un quatrième lit d'adsorbant selon le sens de circulation du gaz résiduaire dans l'adsorbeur ; ce quatrième lit peut étre une zéolithe ou un charbon actif si le troisième lit est un tamis moléculaire carboné. Si l'alternative à
la première variante du procédé selon l'invention est mise en oeuvre, l'adsorbeur de la deuxième unité
de séparation PSA produisant au moins un flux gazeux relativement pur en hydrogène (concentration en hydrogène supérieure à 98 % en volume) est composé d'un lit d'adsorbant comprenant au moins un charbon actif. II est alors introduit dans cette deuxième unité d'adsorption au moins une partie du premier flux issu de la première unité
d'adsorption.
Chaque adsorbeur de l'unité de séparation PSA peut également comprendre un quatrième ou cinquième lit comprenant au moins un titano-silicate ou une zéolithe ; ceci permet l'arrêt, au moins partiel, de l'azote. De préférence, le titano-silicate et la zéolithe présenfient une taille de pores moyens d'environ 3,7 A, soit préférentiellement entre 3,5 et 3,9 A ; ils sont de préférence échangés au lithium, au sodium, au potassium ou au calcium ou sont une combinaison de ces éléments. La sfiructure de la zéolithe esfi de
7 préférence choisie parmi les structures suivantes : LTA, CHA, AFT, AEI-AIPO18, KFI, AWW, SAS, PAU, RHO.
Selon un premier mode, en aval du traitement du gaz résiduaire, le flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 °/~ issu du procédé de séparation peut âtre traité
par une unifié cryogénique de manière à produire :
soit, selon une première version - au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, et - au moins un flux comprenant majoritairement du méthane, soit, selon une seconde version - au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène, - au moins un flux comprenant majoritairement du monoxyde de carbone, et - au moins un flux comprenant essentiellement du méthane.
Par "flux comprenant essentiellement" un composé, on entend un flux comprenant au moins 85 % en volume du composé, et préférentiellement au moins 95 %.
Ainsi, selon la première version, on peut employer après décarbonatation et refroidissement du flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 % une colonne de séparation des phases liquides condensées des phases vapeur ; la phase vapeur étant essentiellement composée d'hydrogène et de CO tandis que la phase condensée est majoritairement composée de méthane. Selon la seconde version, on peut employer après décarbonatation et refroidissement à au moins -150°C du flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, une colonne de lavage au méthane pour absorber le CO et produire : en tête de colonne, en phase vapeur un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène, et en bas de colonne, une phase condensée contenant essentiellement du méthane et du CO, qui est envoyée à une colonne de distillation CO/hydrocarbures pour générer : en tête, un flux comprenant majoritairement du CO, et en bas, un flux comprenant essentiellement du méthane.
Selon un deuxième mode, en aval du traitement du gaz résiduaire, le flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 % issu du procédé de séparation peut égalemenfi âtre traité par un procédé PSA aval de manière à produire - au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène, et - au moins un flux comprenant majoritairement du monoxyde de carbone et du méthane.
8 Les différents gaz issus du procédé de séparation du gaz résiduaire peuvent erre ensuite valorisés à divers endroits de l'unité GtL. Ainsi, au moins une partie du flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 % issu du procédé de séparation du gaz résiduaire peul être utilisé comme gaz réactif dans une unité de préparation d'un gaz de synthèse comprenant H~ et CO, s'il y en a une, et/ou comme gaz réactif dans le procédé
Fischer-Tropsch. De méme, au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2 issu du procédé de séparation du gaz résiduaire peut âtre utilisé comme carburant et/ou comme gaz réactif dans la génération de gaz de synthèse. Au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène issu du procédé de séparation du gaz résiduaire peut âtre utilisé pour des procédés d'hydrocraquage, tel que celui qui permet de traiter les liquides hydrocarbonés présentant un nombre de carbone supérieur à 4 et issus du procédé Fischer-Tropsch. Enfin, au moins une partie du flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 % issu du procédé de séparation du gaz résiduaire peut âtre utilisé comme gaz réactif dans une unité de préparation d'un gaz de synthèse comprenant H~ et CO, s'il y en a une, ou comme gaz réactif dans le procédé Fischer-Tropsch. Ce dernier cas est utile lorsque le catalyseur Fischer-Tropsch produit du COZ à partir de CO ; la réaction peut alors âtre équilibrée et la surproduction de COZ évitée. L'élimination du méthane de certains flux permet d'éviter son accumulation lors du recyclage de ces flux, notamment dans le flux qui est recyclé dans le procédé Fischer-Tropsch.
La figure 1 illustre un procédé selon l'art antérieur dans un site de production type GtL. Un gaz de base (1 ) est traité dans une unité de préparation d'un gaz de synthèse (A) pour fournir un gaz de synthèse (2) contenant de l'hydrogène et du CO. Ce gaz de synthèse (2) est introduit dans une unité Fischer-Tropsch (B) où il est soumis à une réaction de Fischer-Tropsch puis à une condensation par exemple dans un ballon de décantation. Les produits issus de l'unité Fischer-Tropsch sont - le condensat (3) issu de la condensation qui comprend surtout de l'eau. Ce condensat est évacué du site de production GtL.
- des composés hydrocarbonés liquides (4) présentant un nombre de carbones supérieur à 4. Ces composés sont généralement soumis à un traitement (C) permettant de couper leurs longues chaines et d'obtenir des longueurs de chaine d'au moins 6 carbones, par exemple à l'aide d'hydrogène. Les composés hydrocarbonés présentant un nombre de carbones inférieur (8) sont utilisés comme carburant dans une unité de génération d'électricité (D).
9 - un gaz résiduaire (5) comprenant un mélange de Ha, CO, C~2 et d'hydrocarbures légers, présenfiant un nombre de carbones d'au plus 6, qui peut êfire soit en partie (6) réintroduit dans le réacfieur Fischer-Tropsch, soifi en partie (~) utilisé
comme carburanfi dans une unifié de génération d'électricité (D) ou de production de vapeur.
La figure 2 reprend le procédé mis en ouvre sur la figure 1 à la différence duquel le gaz résiduaire (5) est traité par une unité (E) d'élimination du C~~. Le C~2 récupéré (9) est injecté dans l'unifié de production de gaz de synthése (A).
La figure 3 illusfire le procédé selon l'invention. A la différence des procédés de l'art anfiérieur décrits sur les figures 1 et 2, le gaz résiduaire (5) comprenant un mélange de H~, CO, C~a et d'hydrocarbures légers, présentant un nombre de carbones d'au plus 6, est traité au moins en partie (10) par un procédé de séparation (F) conduisant à
- un gaz (11 ) comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbones d'au moins 2, qui peut en partie (11 a) être réintroduit dans la génération de gaz de synthèse (A), soit en partie (11 b) utilisé comme carburant dans une unité
de génération d'électricité (D), - un gaz (12) comprenant majoritairement de l'hydrogène. Ce gaz (12) peut être utilisé au cours du traitement (C) pour couper les chaïnes des composés hydrocarbonés liquides (4) issus du procédé Fischer-Tropsch.
- un gaz (13) comprenant de l'hydrogène et du monoxyde de carbone avec un taux de récupération d'au moins 60 % et du méthane, qui est réintroduit dans le réacteur Fischer Tropsch (B), et - un gaz (14) comprenant du CO~ avec un niveau de récupération du dioxyde de carbone d'au moins 40 %, qui est introduit dans l'unité de préparation du gaz de synthèse (A).

Claims (19)

1. Procédé de conversion de gaz hydrocarbonés en liquides hydrocarbonés dans lequel le procédé Fischer-Tropsch est mis en oeuvre, ledit procédé produisant des liquides hydrocarbonés et un gaz résiduaire comprenant au moins de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au plus 6, caractérisé en ce que le gaz résiduaire est soumis à un procédé de séparation produisant:
- au moins un flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %, - au moins un flux gazeux pour lequel le niveau de récupération du dioxyde de carbone est d'au moins 40 %, et - au moins un flux gazeux complémentaire comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé de séparation met en oeuvre une unité de séparation PSA.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de séparation PSA
produit en outre au moins un flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le procédé de séparation du gaz résiduaire met en oeuvre une deuxième unité de séparation PSA produisant au moins un flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogène.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz résiduaire comprend au moins de l'azote et en ce que le procédé de séparation du gaz résiduaire produit au moins un flux gazeux comprenant de l'azote.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque adsorbeur de l'unité de séparation PSA est composé d'au moins trois lits d'adsorbants, - le premier lit étant composé d'alumine, - le deuxième lit étant composé d'un gel de silice, et - le troisième lit étant composé d'au moins un adsorbant choisi parmi soit les zéolithes ou les tamis moléculaires carbonés, de tailles de pores moyens compris entre 3,4 et 5 .ANG. et de préférence compris entre 3,7 et 4,4 .ANG., soit un titano-silicate de tailles de pores moyens compris entre 3,4 et 5 .ANG., et préférentiellement entre 3,7 et 4,4 A.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ordre des trois lits d'adsorbants est le suivant, selon le sens de circulation du gaz résiduaire dans l'adsorbeur : premier lit, puis deuxième lit, puis troisième lit.
8. Procédé selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que chaque adsorbeur de l'unité de séparation PSA comprend un quatrième lift d'adsorbant selon le sens de circulation du gaz résiduaire dans l'adsorbeur choisi parmi une zéolithe ou un charbon actif si le troisième lit est un tamis moléculaire carboné.
9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'adsorbeur de la deuxième unité de séparation PSA produisant au moins un flux gazeux relativement pur en hydrogène est composé d'un lit d'adsorbant comprenant au moins un charbon actif.
10. Procédé selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que chaque adsorbeur comprend un quatrième ou cinquième lit comprenant au moins un titano-silicate ou une zéolithe.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en aval du traitement du gaz résiduaire, le flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins issu du procédé de séparation est traité par une unité cryogénique de manière à
produire :
- au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, et - au moins un flux comprenant majoritairement du méthane.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, en aval du traitement du gaz résiduaire, le flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %
issu du procédé de séparation est traité par une unité cryogénique de manière à
produire :
- au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogène, - au moins un flux comprenant majoritairement du monoxyde de carbone, et - au moins un flux comprenant essentiellement du méthane.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, en aval du traitement du gaz résiduaire, le flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 %
issu du procédé de séparation est traité par un procédé PSA aval de manière à
produire - au moins un flux comprenant essentiellement de l'hydrogéne, et - au moins un flux comprenant majoritairement du monoxyde de carbone et du méthane.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 % issu du procédé de séparation du gaz résiduaire est utilisé comme gaz réactif dans un procédé de synthèse d'un gaz comprenant H2 et CO.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant du méthane et pour lequel le niveau de récupération de l'hydrogène et du monoxyde de carbone est d'au moins 60 % issu du procédé de séparation du gaz résiduaire est utilisé comme gaz réactif dans le procédé
Fischer-Tropsch.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2 issu du procédé de séparation du gaz résiduaire est utilisé comme carburant.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement des hydrocarbures présentant un nombre de carbone d'au moins 2 issu du procédé de séparation du gaz résiduaire est utilisé comme gaz réactif dans la génération de gaz de synthèse.
18. Procédé selon l'une des revendications 3, 4, 12 ou 13, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement de l'hydrogéne issu du procédé de séparation du gaz résiduaire est utilisé pour des procédés d'hydrocraquage.
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux gazeux comprenant majoritairement du dioxyde de carbone issu du procédé
de séparation du gai résiduaire est utilisé comme gaz réactif dans un procédé
de synthèse de gaz comprenant H2 et CO.
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