EP3065847A1 - Unite et procede de purification de c02 par adsorption - Google Patents

Unite et procede de purification de c02 par adsorption

Info

Publication number
EP3065847A1
EP3065847A1 EP14806024.7A EP14806024A EP3065847A1 EP 3065847 A1 EP3065847 A1 EP 3065847A1 EP 14806024 A EP14806024 A EP 14806024A EP 3065847 A1 EP3065847 A1 EP 3065847A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
hydrogen
depleted
methane
carbon monoxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14806024.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick Le Bot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Publication of EP3065847A1 publication Critical patent/EP3065847A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0266—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0223—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0261—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40009—Controlling pressure or temperature swing adsorption using sensors or gas analysers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B01D2259/40054—Recycled product or process gas treated before its reuse
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/80—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using membrane, i.e. including a permeation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/80—Separating impurities from carbon dioxide, e.g. H2O or water-soluble contaminants
    • F25J2220/82—Separating low boiling, i.e. more volatile components, e.g. He, H2, CO, Air gases, CH4
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to a unit and a process for purifying CO2.
  • a CO2-rich gas contains at least 35 mol% of carbon dioxide, or even at least 65 mol% of carbon dioxide on a dry basis.
  • the gaseous mixture preferably contains at least 2000 ppm of hydrogen. It can also contain at least 2000 ppm of carbon monoxide and / or at least 2000 ppm of methane.
  • a CO2 purification unit processes a CO2-rich feed gas, purifies certain undesirable constituents for food application, and liquefies it by vaporizing a refrigerant, usually ammonia.
  • This waste gas is generally used as regeneration gas for an adsorption purification system (dryer) located upstream of the final distillation column.
  • the regeneration gas enriched in these constituents, enters the flammability range when brought into contact with the air, having served for the regeneration of the system. treatment.
  • the waste gas can not be recycled into the feed gas because the recycling does not evacuate the constituents and thus accumulates the flammable constituents.
  • this configuration penalizes the net production of the unit, by an amount equal to the flow rate necessary for the regeneration, namely of the order of 5 to 6%.
  • US-A-4952223 discloses a separation apparatus upstream of an adsorption unit and downstream of a distillation column to modify the composition of the regeneration gas.
  • the feed rate does not contain hydrogen and the regeneration flow rate is not sent to the air and / or is not depleted of hydrogen.
  • WO07 / 126972 also discloses a separation apparatus, which is a phase separator, upstream of an adsorption unit and downstream of a distillation column but the composition values given in Table 1 do not correspond to the figure, since the gas phase separator must deplete CO2 while the table shows the opposite. The teaching of this document is therefore not clear.
  • a unit for purifying CO2 from a gas rich in CO 2 containing at least 35 mol% of CO2, hydrogen and water and at least one or two of the following impurities: carbon monoxide and methane, comprising:
  • At least one purification system capable of operating with an adsorption step at a pressure substantially equal to P and with a regeneration at a pressure below P to purify the gas at the first pressure from the at least one compressor to produce a purified gas at least in water
  • a column system comprising at least one distillation column capable of operating at a pressure substantially equal to P of the purified gas to produce a CO2-enriched liquid which is depleted of hydrogen and optionally of carbon monoxide and / or methane, and gas enriched hydrogen and / optionally carbon monoxide and / or methane and depleted in carbon dioxide,
  • the unit comprises a first conduit for supplying the hydrogen enriched gas and optionally carbon monoxide and / or methane and carbon dioxide depleted from the column system to the separation apparatus, a second conduit connected to the separation apparatus for returning a gas depleted of hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane, the second pipe being connected to the purification system by the adsorption to send a regeneration gas constituted by at least one part of the hydrogen-depleted gas and possibly carbon monoxide and / or methane alone either at least a part of the gas depleted of hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane mixed with another gas, and the purification system comprising means for sending to air the regeneration gas used for regeneration.
  • the separation apparatus is a permeation apparatus.
  • composition of the gas depleted of hydrogen and possibly CO generated by the separation apparatus is not included in the flammability range in air.
  • the column system is disposed within an insulated enclosure and the separation apparatus is outside any isolated enclosure.
  • the unit comprises means for heating the carbon dioxide depleted gas upstream of the separation apparatus.
  • the means for heating the gas allow a heat exchange between the gas and ammonia and / or the CO 2 -rich gas at the first pressure.
  • the unit comprises means for detecting the content of the gas enriched in hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane and depleted in carbon dioxide sent to the separation apparatus
  • the unit comprises a means for detecting the content of the gas depleted of hydrogen and optionally of carbon monoxide detection means previously described is connected to a means for closing the gas line depleted in hydrogen and possibly in carbon monoxide
  • distillation in a column system comprising at least one distillation column under pressure substantially equal to P purified gas to produce a liquid enriched in CO2 and depleted of hydrogen and / or carbon monoxide and / or methane and a gas enriched with hydrogen and / or carbon monoxide and / or methane and depleted of carbon dioxide iv) a separation step in a separating apparatus
  • the carbon dioxide depleted gas is fed from the column system to the separation apparatus, the separation apparatus produces a gas depleted of hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane, sends the hydrogen-depleted gas and possibly carbon monoxide and / or methane, optionally mixed with another gas, to the adsorption purification system to serve as a regeneration gas, and the regeneration gas used for the regeneration is sent , in the air, at least punctually.
  • the hydrogen content of the regeneration gas at the inlet of the purification system being below a threshold corresponding to the flammability range in the air a portion of the regeneration gas used is a flow rate of gaseous carbon dioxide, which can be derived from the liquid produced from the column system.
  • the carbon dioxide flow rate is mixed with the hydrogen-depleted gas and optionally carbon monoxide and / or methane produced by the separation apparatus to produce the regeneration gas.
  • a threshold for example the limits of flammability in the air
  • the gas enriched in hydrogen and possibly carbon monoxide and / or methane and depleted of carbon dioxide sent to the separation apparatus is flammable in the air
  • the gas enriched in hydrogen and possibly in carbon monoxide and / or in methane and depleted in carbon dioxide sent to the separation apparatus contains at least 5% of hydrogen, or even at least 10% of hydrogen
  • the gas depleted of hydrogen and possibly carbon monoxide and / or methane from the separation apparatus is flammable in the air
  • the hydrogen-depleted gas line and possibly carbon monoxide are closed if the hydrogen content of the hydrogen-depleted gas is above a threshold
  • the other gas is opened if the hydrogen content of the hydrogen-depleted gas is above a threshold
  • a CO2 rich gas 1 containing at least 35% CO2, water, 10 OOOppm H2, 2000 ppm CO and 2000 ppm CH 4 must be separated to produce an enriched liquid carbon dioxide.
  • the gas is compressed to 20 bar in a compressor 3 to produce a compressed gas 3.
  • the compressed gas 3 is purified to 20 bar in a purification unit 5 which operates by adsorption.
  • the water purified gas 6 is cooled (not shown) and sent for distillation in a column system 7 comprising at least one distillation column.
  • the system produces a carbon dioxide-enriched, carbon monoxide, hydrogen and methane-depleted liquid containing at least 55% carbon dioxide, which is stored in a 1 1 storage and is sent as a product to a carrier. customer.
  • the column system 7 also produces a gas 24 enriched in hydrogen, carbon monoxide and methane and depleted in carbon dioxide.
  • the gas 24 contains 15% hydrogen, 3% methane and 3% carbon monoxide.
  • the gas 24 contains at least 5% hydrogen, preferably at least 10% hydrogen.
  • the purpose of the proposed invention is to minimize the losses associated with flammable compounds in the following manner:
  • a separation apparatus 13 separating CO2 from H 2 , CO and methane, for example an HF membrane separates the waste gas 24. Under the effect of the pressure difference between the waste gas 24 (about 20 bar a) and the pressure part of the flammable compounds are permeated and the membrane provides:
  • the complement 12 of regeneration gas will be taken from the product storage 1 1.
  • the separating apparatus 13 which may be a permeation apparatus, will be able to treat the residual gas 24 at low temperature (at the outlet of the column system): the efficiency is low but the system is easy to implement and minimizes the implantation. transport of flammable gas.
  • the separating apparatus 13 and the column system 7 are inside a single insulated enclosure.
  • the column system 7 may be disposed within an isolated chamber while the separation apparatus 13 is outside any isolated enclosure.
  • the separation apparatus 13 which may be a permeation apparatus, may treat the residual gas 24 at room temperature or higher, after reheating against a refrigerant (NH3, gas 1 or 4, etc.).
  • a refrigerant NH3, gas 1 or 4, etc.
  • the effectiveness of the permeation is good.
  • the gas 20, 16 serves as a regeneration gas for the purification apparatus 5 and is then released to the atmosphere as gas 18.
  • the gas 22 is non-flammable. It will be appreciated that the essential is that the gas 16, 20 be non-flammable. It is therefore possible that the gas 22 is flammable and that mixing it with the gas 12 makes it non-flammable.
  • the content of hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane is detected, either
  • gas enriched in hydrogen and possibly carbon monoxide and / or methane and depleted in carbon dioxide 24 of the column system is either ii) gas depleted of hydrogen and optionally carbon monoxide and / or methane 22 produced by the separation apparatus.
  • the gas content (s) 22, 24 or one of these gases exceeds (s) the limits of the flammability in the air, in some cases, the gas depleted in hydrogen and possibly in monoxide is not used. of carbon and / or methane produced by the separation apparatus as a regeneration gas.
  • the gas 12 not mixed with the gas 22 can be used as a regeneration gas 16.
  • gaseous carbon dioxide is mixed. 12 with the gas depleted of hydrogen and / or carbon monoxide and / or methane 22 produced by the separation apparatus 13 to serve as a regeneration gas 16.
  • Carbon dioxide in both cases, does not necessarily come from the storage 1 1 but can come from an external source. Similarly another gas can replace the gas 16.
  • the unit may comprise at least one means for detecting the content or contents of the gases 22 and / or 24 connected to a means for closing the gas line 22 and / or a means for opening the gas line 12.
  • Gas 6 feed gas after drying in the purification system contains: 98.5% CO 2, 1% (10,000 ppm) methane, 0.2% (2000 ppm) H2, 0.2% (2000 ppm) CO, and 0.1% inert (N2 + 02)
  • Gas 24 contains 78% CO2, 15% H2, 3% CO, 3% CH4, and 1% inert (N2 + O2)
  • the gas 22 contains 93% CO 3, 5% H2 and 1.5% CH 4

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Un gaz appauvri en dioxyde de carbone (24) produit par distillation est séparé pour produire un gaz appauvri en hydrogène (22) et le gaz appauvri en hydrogène sert comme gaz de régénération d'un système de purification par adsorption en amont de la distillation,la composition du gaz de régénération (16) à l'entrée du système de purification n'étant pas comprise dans le domaine d'inflammabilité dans l'air.

Description

UNITE ET PROCEDE DE PURIFICATION DE C02 PAR ADSORPTION
La présente invention est relative à une unité et à un procédé de purification de CO2.
En particulier, elle concerne une unité de purification d'un mélange gazeux riche en CO2, contenant de l'hydrogène et de l'eau ainsi qu'éventuellement du monoxyde de carbone et/ou du méthane.
Un gaz riche en CO2 contient au moins 35% mol de dioxyde de carbone, voire au moins 65% mol de dioxyde de carbone sur base sèche.
Le mélange gazeux contient préférablement au moins 2000 ppm d'hydrogène. Il peut aussi contenir au moins 2000 ppm de monoxyde de carbone et/ou au moins 2000ppm de méthane.
Toutes puretés mentionnées dans ce document sont des puretés molaires.
Dans un exemple, une unité de purification de CO2 traite un gaz d'alimentation riche en CO2, l'épure de certains constituants indésirables pour une application alimentaire, et le liquéfie par vaporisation d'un fluide frigorigène, généralement de l'ammoniac.
Parmi les impuretés présentes dans le gaz d'alimentation, certains constituants sont plus volatils que le CO2, et sont donc éliminés lors de la distillation finale dans un gaz résiduaire.
Ce gaz résiduaire sert généralement de gaz de régénération pour un système d'épuration par adsorption (sécheur) situé en amont de la colonne de distillation finale.
Lorsque ces constituants volatils sont principalement H2 et CO (voire CH ), le gaz de régénération, enrichi en ces constituants, entre dans le domaine d'inflammabilité lorsque mis en contact avec l'air, ayant servi à la régénération du système d'épuration.
Dans ce cas, le gaz résiduaire ne peut être recyclé dans le gaz d'alimentation car le recyclage n'évacue pas les constituants et donc accumule les constituants inflammables.
On pourrait envisager de mettre à l'air ce gaz résiduaire, sans l'utiliser pour la régénération pour éviter les risques et les surcoûts (classification ATEX) liés à l'utilisation d'un gaz inflammable. La régénération s'effectuerait alors en utilisant du CO2 pur en provenance du stockage de production de liquide, et constitué du gaz qui se forme naturellement au-dessus de la surface du liquide ou sinon, de liquide vaporisé à dessein.
Dans les deux cas, cette configuration pénalise la production nette de l'unité, d'un montant égal au débit nécessaire à la régénération, soit de l'ordre de 5 à 6%.
US-A-4952223 décrit un appareil de séparation en amont d'une unité d'adsorption et en aval d'une colonne de distillation pour modifier la composition du gaz de régénération. Le débit d'alimentation ne contient pas d'hydrogène et le débit de régénération n'est pas envoyé l'air et/ou n'est pas appauvri en hydrogène.
WO07/126972 décrit également un appareil de séparation, qui est un séparateur de phases, en amont d'une unité d'adsorption et en aval d'une colonne de distillation mais les valeurs de composition donnée dans le tableau 1 ne correspondent pas à la figure, puisque le gaz du séparateur de phase doit s'appauvrir en CO2 alors que le tableau montre le contraire. L'enseignement de ce document n'est donc pas clair.
Selon un objet de l'invention, il est prévu une unité de purification de CO2 à partir d'un gaz riche en CO2 contenant au moins 35% mol de CO2, de l'hydrogène et de l'eau ainsi qu'au moins une, voire deux, des impuretés suivantes : monoxyde de carbone et méthane, comprenant :
i) au moins un compresseur pour comprimer le gaz riche en CO2 jusqu'à une première pression P,
ii) au moins un système de purification capable de fonctionner avec une étape d'adsorption à une pression sensiblement égale à P et avec une régénération à une pression inférieure à P pour épurer le gaz à la première pression provenant du au moins un compresseur pour produire un gaz épuré au moins en eau,
iii) un système de colonnes comprenant au moins une colonne de distillation capable de fonctionner sous une pression sensiblement égale à P du gaz épuré pour produire un liquide enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et un gaz enrichi en hydrogène et/ éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone,
iv) un appareil de séparation
caractérisé en ce que l'unité comprend une première conduite pour envoyer le gaz enrichi en hydrogène et éventuellement monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone du système de colonnes vers l'appareil de séparation, une deuxième conduite reliée à l'appareil de séparation pour renvoyer un gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, la deuxième conduite étant reliée au système de purification par l'adsorption pour y envoyer un gaz de régénération constitué par soit au moins une partie du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane seul soit au moins une partie du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane mélangé avec un autre gaz, et le système de purification comprenant des moyens pour envoyer à l'air le gaz de régénération ayant servi à la régénération.
Selon d'autres objets facultatifs :
l'appareil de séparation est un appareil de perméation.
la composition du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en CO généré par l'appareil de séparation n'est pas comprise dans le domaine d'inflammabilité dans l'air.
le système de colonnes est disposé à l'intérieur d'une enceinte isolée et l'appareil de séparation se trouve en dehors de toute enceinte isolée.
l'unité comprend des moyens pour chauffer le gaz appauvri en dioxyde de carbone en amont de l'appareil de séparation.
les moyens pour chauffer le gaz permettent un échange de chaleur entre le gaz et de l'ammoniac et/ou le gaz riche en CO2 à la première pression.
l'unité comprend un moyen de détection de la teneur du gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone envoyé à l'appareil de séparation
l'unité comprend un moyen de détection de la teneur du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone un moyen de détection précédemment décrit est relié à un moyen pour fermer la conduite du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone
un moyen de détection précédemment décrit est relié à un moyen pour ouvrir la conduite de l'autre gaz
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de purification de CO2 à partir d'un gaz riche en CO2 contenant au moins 35% mol de CO2, de l'hydrogène de l'eau ainsi qu'éventuellement au moins une, voire deux, des impuretés suivantes : monoxyde de carbone et méthane, comprenant au moins les étapes suivantes :
i) la compression du gaz riche en CO2 jusqu'à une première pression P pour produire un gaz riche en CO2 comprimé
ii) l'épuration du gaz riche en CO2 comprimé dans au moins un système de purification par adsorption à une pression sensiblement égale à P et régénération à une pression inférieure à P pour produire un gaz riche en CO2 épuré en eau
iii) distillation dans un système de colonnes comprenant au moins une colonne de distillation sous pression sensiblement égale à P du gaz épuré pour produire un liquide enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone et/ou en méthane et un gaz enrichi en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone iv) une étape de séparation dans un appareil de séparation
caractérisé en ce que l'on envoie le gaz appauvri en dioxyde de carbone du système de colonnes vers l'appareil de séparation, l'appareil de séparation produit un gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, on envoie le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, éventuellement mélangé avec un autre gaz, au système de purification par adsorption pour servir de gaz de régénération, et on envoie le gaz de régénération ayant servi à la régénération, à l'air, au moins ponctuellement.
Selon d'autres aspects facultatifs de l'invention :
la teneur en hydrogène du gaz de régénération à l'entrée du système de purification étant en dessous d'un seuil correspondant au domaine d'inflammabilité dans l'air on utilise pour constituer une partie du gaz de régénération un débit de dioxyde de carbone gazeux, pouvant être dérivé du liquide produit du système de colonnes.
on mélange le débit de dioxyde de carbone avec le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation pour produire le gaz de régénération.
on détecte la teneur en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, soit :
i) du gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone du système de colonnes soit
ii) du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation
et si la ou les teneurs dépasse(nt) un seuil donne, par exemple les limites de l'inflammabilité dans l'air, on n'utilise pas le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation ou on mélange du dioxyde de carbone gazeux avec le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement u en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation pour servir de gaz de régénération.
le gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone envoyé à l'appareil de séparation est inflammable dans l'air
le gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone envoyé à l'appareil de séparation contient au moins 5% d'hydrogène, voire au moins 10% d'hydrogène
le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane provenant de l'appareil de séparation est inflammable dans l'air
on détecte de la teneur du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone ,
6 on ferme la conduite du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone si la teneur en hydrogène du gaz appauvri en hydrogène est au-dessus d'un seuil
on ouvre la conduite de l'autre gaz si la teneur en hydrogène du gaz appauvri en hydrogène est au-dessus d'un seuil
L'invention sera décrite en plus de détail en se référant à la figure.
Un gaz 1 riche en CO2 contenant au moins 35% de CO2, de l'eau, 10 OOOppm H2, 2000ppm CO et 2000 ppm CH4 doit être séparé pour produire un liquide enrichi en dioxyde de carbone. Le gaz est comprimé jusqu'à 20 bars a dans un compresseur 3 pour produire un gaz comprimé 3. Le gaz comprimé 3 est épuré à 20 bars a dans une unité d'épuration 5 qui opère par adsorption. Le gaz 6 épuré en eau est refroidi (non-illustré) et envoyé à la distillation dans un système de colonnes 7 comprenant au moins une colonne de distillation. Le système produit un liquide enrichi en dioxyde de carbone et appauvri en monoxyde de carbone, en hydrogène et en méthane, contenant au moins 55% de dioxyde de carbone, 8 qui est stocké dans un stockage 1 1 et est envoyé comme produit 10 à un client.
Le système de colonnes 7 produit également un gaz 24 enrichi en hydrogène, monoxyde de carbone et méthane et appauvri en dioxyde de carbone. Le gaz 24 contient 15% d'hydrogène, 3% de méthane et 3% de monoxyde de carbone. Le gaz 24 contient au moins 5% d'hydrogène, de préférence au moins 10% d'hydrogène.
L'invention proposée à pour but de minimiser les pertes liées aux composés inflammables de a façon suivante :
Un appareil de séparation 13 séparant le CO2 du H2, CO et méthane, par exemple une membrane HF sépare le gaz résiduaire 24. Sous l'effet de la différence de pression entre le gaz résiduaire 24 (environ 20 bars a) et la pression atmosphérique, une partie des composés inflammables sont soumises à perméation et la membrane permet d'obtenir :
- un flux de gaz 22 sous pression appauvri en H2 et CO, devenu non- inflammable, et donc propre à être utilisé pour la régénération.
un flux de gaz 14 à basse pression enrichi en H2 et CO, inflammable et mis à l'air ou à la torche. Le complément 12 de gaz de régénération sera prélevé sur le stockage de produit 1 1 .
L'appareil de séparation 13, pouvant être un appareil de perméation, pourra traiter le gaz résiduel 24 à basse température (en sortie du système de colonnes) : l'efficacité est faible mais le système est facile à implanter d'implantation et minimise le transport de gaz inflammable. De préférence l'appareil de séparation 13 et le système de colonnes 7 sont à l'intérieur d'une même enceinte isolée. Or le système de colonnes 7 peut être disposé à l'intérieur d'une enceinte isolée alors que l'appareil de séparation 13 se trouve en dehors de toute enceinte isolée.
L'appareil de séparation 13, pouvant être un appareil de perméation, pourra traiter le gaz résiduel 24 à température ambiante ou supérieure, après réchauffage contre un fluide frigorigène (NH3, gaz 1 ou 4, etc). L'efficacité de la perméation est bonne. Pour une température de perméation de 40°C, on obtient 75% de récupération de CO2 dans le produit quand le gaz 1 contient moins que 5% d'hydrogène. Or ceci suppose de transporter le gaz inflammable 24, ce qui entraîne des coûts.
Il est possible de mesurer la teneur en monoxyde de carbone et/ou en hydrogène et/ou en méthane du gaz 6, 24, 22 ou 16 et de modifier la quantité de dioxyde de carbone 12 mélangé avec le gaz 22 en fonction de la ou les teneurs observées. Plus le gaz est riche en monoxyde de carbone et/ou en hydrogène et/ou en méthane, plus il faut rajouter du dioxyde de carbone au gaz de régénération pour éviter de rejeter à l'atmosphère un gaz explosif.
Le gaz 20, 16 sert de gaz de régénération pour l'appareil d'épuration 5 et est ensuite rejeté à l'atmosphère comme gaz 18.
Dans cet exemple, le gaz 22 est non-inflammable. Il sera apprécié que l'essentiel est que le gaz 16, 20 soit non-inflammable. Il est donc possible que le gaz 22 soit inflammable et que le fait de le mélanger avec le gaz 12 le rend non-inflammable.
Selon une variante de l'invention on détecte la teneur en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, soit
i) du gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone 24 du système de colonnes soit o ii) du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane 22 produit par l'appareil de séparation.
Si la ou les teneurs des gaz 22, 24 ou d'un de ces gaz dépasse(nt) les limites de l'inflammabilité dans l'air, dans certains cas, on n'utilise pas le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation comme gaz de régénération.
Dans ce cas, en fonction du ou des teneurs, on peut utiliser le gaz 12 non-mélangé avec le gaz 22 comme gaz de régénération 16. Dans d'autres cas, en fonction du ou des teneurs, on mélange du dioxyde de carbone gazeux 12 avec le gaz appauvri en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone et/ou en méthane 22 produit par l'appareil de séparation 13 pour servir de gaz de régénération 16.
Le dioxyde de carbone, dans les deux cas, ne provient pas forcément du stockage 1 1 mais peut provenir d'une source externe. De même un autre gaz peut remplacer le gaz 16.
L'unité peut comprendre au moins un moyen de détection de la teneur ou des teneurs des gaz 22 et/ou 24 relié(s) à un moyen pour fermer la conduite du gaz 22 et/ou à un moyen pour ouvrir la conduite du gaz 12. Exemple :
Le gaz 6 (gaz d'alimentation après séchage dans le système de purification) contient : 98.5% C02, 1 % (10 000 ppm) méthane, 0.2% (2000 ppm) H2, 0.2% (2000 ppm) CO, et 0.1 % inertes (N2+02)
Le gaz 24 contient 78% CO2, 15% H2, 3% CO, 3% CH4, et 1 % inertes (N2+O2)
Le gaz 22 contient 93% C03, 5% H2 et 1 .5% CH4
Après dilution avec CO2 pur 12, le gaz 20, 16 contient 96.7% CO2 2.5% H2 et 0.8% CH4

Claims

Revendications
1 . Unité de purification de CO2 à partir d'un gaz riche en CO2 contenant au moins 35% mol de CO2, de l'hydrogène et de l'eau, ainsi qu'éventuellement au moins une, voire deux, des impuretés suivantes : monoxyde de carbone et méthane, comprenant :
i) au moins un compresseur (3) pour comprimer le gaz riche en CO2 (1 ) jusqu'à une première pression P,
ii) au moins un système de purification capable de fonctionner avec une étape d' adsorption (5) à une pression sensiblement égale à P et avec une régénération à une pression inférieure à P pour épurer le gaz à la première pression (4) provenant du au moins un compresseur pour produire un gaz épuré au moins en eau (6),
iii) un système de colonnes (7) comprenant au moins une colonne de distillation capable de fonctionner sous une pression sensiblement égale à P du gaz épuré pour produire un liquide enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane (8) et un gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone (24),
iv) un appareil de séparation (13)
caractérisé en ce que l'unité comprend une première conduite pour envoyer le gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone du système de colonnes vers l'appareil de séparation, une deuxième conduite reliée à l'appareil de séparation pour sortir un gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane (22), la deuxième conduite étant reliée au système de purification par l'adsorption pour y envoyer un gaz de régénération (16) constitué par soit au moins une partie du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane seul (22) soit au moins une partie du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane mélangé avec un autre gaz (12), le système de purification comprenant des moyens pour envoyer à l'air le gaz de régénération ayant servi à la régénération (18) .
2. Unité selon la revendication 1 dans lequel l'appareil de séparation est un appareil de perméation (13).
3. Unité selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la composition du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en CO et/ou en méthane (22) généré par l'appareil de séparation (13) n'est pas comprise dans le domaine d'inflammabilité dans l'air.
4. Unité selon l'une des revendications précédentes dans lequel le système de colonnes (7) est disposé à l'intérieur d'une enceinte isolée et l'appareil de séparation (13) se trouve en dehors de toute enceinte isolée.
5. Unité selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens pour chauffer le gaz appauvri en dioxyde de carbone (24) en amont de l'appareil de séparation (13).
6. Unité selon la revendication 5 dans laquelle les moyens pour chauffer le gaz (24) permettent un échange de chaleur entre le gaz et de l'ammoniac et/ou le gaz riche en CO2 à la première pression (4).
7. Procédé de purification de CO2 à partir d'un gaz riche en CO2 contenant au moins 35% mol de CO2, de Hhydrogène et de l'eau ainsi qu'éventuellement au moins une des voire les deux, impuretés suivantes : monoxyde de carbone et méthane, comprenant au moins les étapes suivantes : i) la compression du gaz riche en CO2 (1 ) jusqu'à une première pression P pour produire un gaz riche en CO2 comprimé (4)
ii) l'épuration du gaz riche en CO2 comprimé dans au moins un système de purification par adsorption (5) à une pression sensiblement égale à P et régénération à une pression inférieure à P pour produire un gaz riche en CO2 épuré en eau (6)
iii) distillation dans un système de colonnes (7) comprenant au moins une colonne de distillation sous pression sensiblement égale à P du gaz épuré pour produire un liquide enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone et/ou en méthane (8) et un gaz enrichi en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone
iv) une étape de séparation dans un appareil de séparation (13) caractérisé en ce que l'on envoie le gaz appauvri en dioxyde de carbone (24) du système de colonnes vers l'appareil de séparation, l'appareil de séparation produit un gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane (22), , on envoie le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, éventuellement mélangé avec un autre gaz (12), au système de purification par adsorption pour servir de gaz de régénération, et on envoie le gaz de régénération ayant servi à la régénération, (18) à l'air, au moins ponctuellement.
8. Procédé selon l'a revendication 7 dans lequel la teneur en hydrogène du gaz de régénération (16) à l'entrée du système de purification étant en dessous d'un seuil correspondant au domaine d'inflammabilité dans l'air.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8 dans lequel on utilise pour constituer une partie du gaz de régénération (16) un débit de dioxyde de carbone gazeux(12) , pouvant être dérivé du liquide (8) produit du système de colonnes.
10. Procédé selon les revendications 7 , 8 ou 9 dans lequel on mélange le débit de dioxyde de carbone (12) avec le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane (22) produit par l'appareil de séparation pour produire le gaz de régénération (16,20).
1 1 . Procédé selon la revendication 7,8,9 ou 10 dans lequel on détecte la teneur en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane, soit
i) du gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone (24) du système de colonnes soit ii) du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane (22) produit par l'appareil de séparation
et si la ou les teneurs dépasse(nt) un seuil ou des seuils correspondant aux limites de l'inflammabilité dans l'air, on n'utilise pas le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation comme gaz de régénération ou on mélange du dioxyde de carbone gazeux (12) avec le gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane produit par l'appareil de séparation pour servir de gaz de régénération.
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 1 1 dans lequel le gaz enrichi en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone et/ou en méthane et appauvri en dioxyde de carbone (24) envoyé à l'appareil de séparation (13) contient au moins 5% d'hydrogène, voire au moins 10% d'hydrogène.
13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12 dans lequel on détecte de la teneur du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone.
14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13 dans lequel on ferme la conduite du gaz appauvri en hydrogène et éventuellement en monoxyde de carbone (22) si la teneur en hydrogène du gaz appauvri en hydrogène est au- dessus d'un seuil.
15. Procédé selon l'une des revendications 7 à 14 dans lequel on ouvre la conduite de l'autre gaz (12) si la teneur en hydrogène du gaz appauvri en hydrogène (22) est au-dessus d'un seuil.
EP14806024.7A 2013-11-06 2014-11-06 Unite et procede de purification de c02 par adsorption Withdrawn EP3065847A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1360870A FR3012751B1 (fr) 2013-11-06 2013-11-06 Unite et procede de purification de co2
PCT/FR2014/052842 WO2015067902A1 (fr) 2013-11-06 2014-11-06 Unite et procede de purification de c02 par adsorption

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3065847A1 true EP3065847A1 (fr) 2016-09-14

Family

ID=49817082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14806024.7A Withdrawn EP3065847A1 (fr) 2013-11-06 2014-11-06 Unite et procede de purification de c02 par adsorption

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160265840A1 (fr)
EP (1) EP3065847A1 (fr)
CN (1) CN105705217A (fr)
FR (1) FR3012751B1 (fr)
WO (1) WO2015067902A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108261882A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 黄肖辉 一种空气净化剂

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117446803B (zh) * 2023-12-26 2024-04-26 大连华邦化学有限公司 二氧化碳纯化系统及纯化方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952223A (en) * 1989-08-21 1990-08-28 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
US7666251B2 (en) * 2006-04-03 2010-02-23 Praxair Technology, Inc. Carbon dioxide purification method
KR20090069192A (ko) * 2006-10-17 2009-06-29 캐논 가부시끼가이샤 배출연료의 희석기구 및 배출연료의 희석기구를 가진 연료전지시스템
US8012446B1 (en) * 2010-07-08 2011-09-06 Air Products And Chemicals, Inc. Recycle TSA regen gas to boiler for oxyfuel operations
US20120291482A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Air Liquide Large Industries U.S. Lp Process For Recovering Hydrogen And Carbon Dioxide
CN202185250U (zh) * 2011-07-21 2012-04-11 上海启元空分技术发展股份有限公司 一种空分设备纯化系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015067902A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108261882A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 黄肖辉 一种空气净化剂

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015067902A1 (fr) 2015-05-14
US20160265840A1 (en) 2016-09-15
FR3012751B1 (fr) 2017-05-05
CN105705217A (zh) 2016-06-22
FR3012751A1 (fr) 2015-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3009566C (fr) Procede de production de biomethane par epuration de biogaz issu d'installations de stockage de dechets non-dangereux (isdnd) et installation pour la mise en oeuvre du procede
FR3075659B1 (fr) Procede de production d'un courant de gaz naturel a partir d'un courant de biogaz.
CA3024382C (fr) Procede de separation cryogenique d'un debit d'alimentation contenant du methane et des gaz de l'air, installation pour la production de bio methane par epuration de biogaz issus d'installations de stockage de dechets non-dangereux (isdnd) mettant en oeuvre le procede
EP1044715A1 (fr) Equipement médical de concentration/liquéfaction d'oxygène utilisable en oxygènothérapie
EP1890961A2 (fr) Procede pour la production simultanee d'hydrogene et de monoxyde de carbone
FR2872890A1 (fr) Procede integre d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
WO2016174317A1 (fr) Production d'hélium à partir d'un courant gazeux contenant de l'hydrogène
WO2014001672A1 (fr) Procédé et installation pour la production combinée de gaz de synthèse d'ammoniac et de dioxyde de carbone
EP3727648B1 (fr) Procédé de distillation d'un courant gazeux contenant de l'oxygène
WO2015067902A1 (fr) Unite et procede de purification de c02 par adsorption
EP3488165B1 (fr) Procédé de séparation d'un gaz de synthèse
WO2012038637A1 (fr) Procede et installation de purification d'un flux gazeux
US8226744B2 (en) Repressurization of a VSA treating a gas mixture comprising a fuel
EP0359629A1 (fr) Procédé et installation de production simultanée d'hydrogène et de monoxyde de carbone
WO2012107667A2 (fr) Procede et appareil de separation cryogenique d'un debit riche en methane
EP1097903B1 (fr) Procédé et installation pour la production d'hydrogène pur à partir d'un gaz contenant de l'hélium
WO2018087500A1 (fr) Intégration d'un procédé de liquéfaction de gaz naturel dans un procédé de production de gaz de synthèse
WO2018087497A1 (fr) Procédé de liquéfaction de gaz naturel combiné à une production de gaz de synthèse
WO2018087499A1 (fr) Mise en œuvre de la vapeur d'un procédé de production de gaz de synthèse pour réchauffer des vapeurs de gaz naturel
FR3120232A3 (fr) Procédé d’ultra-purification d’une fraction de l’hydrogène issu d’un PSA H2
TW202116400A (zh) 用於製造至少含有一氧化碳之產品氣流的方法及設備
EP3727650A1 (fr) Procédé de limitation de la concentration d'oxygène contenu dans un courant de biométhane
WO2019020917A1 (fr) Méthode de purification de gaz naturel mettant en œuvre un économiseur

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160606

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B01D 53/22 20060101ALI20180215BHEP

Ipc: C01B 32/50 20170101ALI20180215BHEP

Ipc: B01D 53/047 20060101ALI20180215BHEP

Ipc: B01D 53/26 20060101ALI20180215BHEP

Ipc: F25J 3/02 20060101ALI20180215BHEP

Ipc: B01D 53/00 20060101AFI20180215BHEP

Ipc: F25J 1/00 20060101ALI20180215BHEP

18W Application withdrawn

Effective date: 20180226