FR2909570A1 - Procede de production d'hydrogene a partir d'un gaz riche en hydrogene - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de production d'hydrogène à partir d'un gaz riche en hydrogène, dans lequel on utilise N adsorbeurs, qui suivent chacun en décalage un cycle où se succèdent des phases d'adsorption, de régénération, d'élution et de repressurisation et dans lequel on recycle au moins une partie du ou des flux sortant du ou des adsorbeurs en phase de régénération, en comprimant ladite partie recyclée jusqu'à la haute pression du cycle et en alimentant au moins un des adsorbeurs en phase d'adsorption par ladite partie recyclée. La phase de régénération comprend une sous-étape de dépressurisation comportant une sous-étape de dépressurisation à co-courant avec équilibrage partiel. Le ratio d'équilibrage Neq est compris entre 1,8InPHP - 3,5 et 0,6InPHP -1,8, PHP représentant la valeur de la pression haute du cycle.
Description
1 La présente invention concerne un procédé de production d'hydrogène à
partir d'un gaz de charge riche en hydrogène. Il est connu d'utiliser des unités de purification d'hydrogène répondant au double objectif de purification d'un flux gazeux riche en hydrogène présentant une pression élevée et de récupération additionnelle d'hydrogène dans un ou plusieurs flux à basse pression. Ces unités peuvent mettre en oeuvre des membranes ou des procédés d'adsorption modulés en pression ("pressure swing adsorption" en anglais ou PSA). Un de ces procédés a notamment été décrit dans la demande W003/070358 : il consiste en un cycle d'adsorption dans lequel on réalise, durant l'étape de dépressurisation, un équilibrage partiel de pressions entre au moins un adsorbeur en début de dépressurisation à co-courant et au moins un adsorbeur en étape de repressurisation, jusqu'à amener la pression dudit adsorbeur en début de dépressurisation à co-courant à une pression d'équilibrage partiel strictement inférieure à la pression haute du cycle. Or, il a été observé que dans le cas de pression d'adsorption très élevée, l'équilibrage partiel peut s'avérer insuffisant pour atteindre les performances (rendement en hydrogène, capacité d'adsorption, coût de compression) optimales. Le but de la présente invention est de proposer un moyen de déterminer les conditions de l'étape d'équilibrage du procédé d'adsorption en fonction des pressions hautes et basses du cycle de manière à répondre au problème précédent, notamment un moyen d'évaluer les nombre d'équilibrages optimal du procédé d'adsorption en fonction desdites pressions.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé de production d'hydrogène à partir d'un mélange d'alimentation principal riche en hydrogène, dans lequel on utilise N adsorbeurs, avec N supérieur ou égal à un, qui suivent chacun en décalage un cycle où se succèdent : - une phase d'adsorption sensiblement à une haute pression du cycle produisant un flux de production, - une phase de régénération, laquelle phase de régénération comprend une sous-étape de dépressurisation jusqu'à une pression basse du cycle comportant une sous-étape de dépressurisation à co-courant, - une étape d'élution à la pression basse du cycle et - une étape de repressurisation jusqu'à la pression haute du cycle, dans lequel on réalise, durant l'étape de dépressurisation : 2909570 2 - au moins une sous-étape d'équilibrage partiel de pressions entre au moins un adsorbeur en étape de dépressurisation à co-courant et au moins un adsorbeur en étape de repressurisation, jusqu'à amener la pression dudit adsorbeur en dépressurisation à co-courant à une pression d'équilibrage partiel strictement 5 inférieure à la pression haute du cycle, et - au moins une sous-étape dans laquelle on envoie le ou les flux sortant du ou des adsorbeurs en dépressurisation à co-courant à l'adsorbeur ou aux adsorbeurs en étape d'élution, et dans lequel on recycle au moins une partie du ou des flux sortant du ou des 10 adsorbeurs en phase de régénération, en comprimant ladite partie recyclée jusqu'à la haute pression du cycle et en alimentant au moins un des adsorbeurs en phase d'adsorption par ladite partie recyclée, caractérisé en ce que le ratio d'équilibrage Neq est compris entre 1,81nPHP - 3,5 et 0,61nPHP -1,8, PHP représentant la valeur de la pression haute du cycle, exprimée en bar, 15 et Neq étant défini par la formule : L Qi dans laquelle N représente le nombre de Qi max sous-étapes d'équilibrages partiels mises en oeuvre dans le procédé, Qi représente la quantité de gaz effectivement échangée entre l'adsorbeur en dépressurisation à cocourant et l'adsorbeur en étape de repressurisation au cours de cette sous-étape d'équilibrage partiel i et Qi max la quantité maximale de gaz échangeable entre 20 l'adsorbeur en dépressurisation à co-courant et l'adsorbeur en étape de repressurisation au cours de cette sous-étape d'équilibrage partiel i, lorsque ces deux adsorbeurs sont mis en contact et isolés de toute autre entrée ou sortie gazeuse. Dans le texte, on entend par : - "équilibrage total de pressions" : tout équilibrage i pour lequel Qi = Qi max, et 25 - "équilibrage partiel de pressions" : tout équilibrage i pour lequel Qi < Qi max, - " mélange d'alimentation principal riche en hydrogène" : un mélange gazeux comprenant au moins 60 % en volume d'hydrogène. Selon l'invention, le cycle présente durant l'étape de dépressurisation, au moins un équilibrage partiel de pressions entre au moins un adsorbeur de dépressurisation à co-30 courant et au moins un adsorbeur en étape de repressurisation. En fonction de la valeur des pressions haute (PpH) et basse (PpB) du cycle, l'invention permet de déterminer le ratio d'équilibrages partiels et donc la quantité de gaz à échanger entre un adsorbeur en dépressurisation à co-courant et les adsorbeurs en étape de repressurisation correspondant au cours de chacun de ces équilibrages concernés.
2909570 3 Selon l'invention, un équilibrage partiel entre au moins un adsorbeur de dépressurisation à co-courant et au moins un adsorbeur en étape de repressurisation couvre trois types d'équilibrage : - la sous-étape de dépressurisation à co-courant qui ne transmet, au cours de cette sous- 5 étape, qu'une partie Qi de la quantité maximale Qi max de gaz transférable à l'adsorbeur en étape de repressurisation du fait de l'arrêt de l'étape d'équilibrage avant équilibrage des pressions entre adsorbeurs, - la sous-étape de dépressurisation à co-courant qui ne transmet, au cours de cette sous-étape, qu'une partie Qi de la quantité maximale Qi max de gaz transférable à l'adsorbeur 10 en étape de repressurisation du fait de l'introduction dans l'adsorbeur en étape de repressurisation d'une partie du flux de production, - la sous-étape de dépressurisation à co-courant qui ne transmet, au cours de cette sous-étape, qu'une partie Qi de la quantité maximale Qi max de gaz transférable à l'adsorbeur en étape de repressurisation du fait de l'envoi d'une partie de ce gaz transférable vers au 15 moins une étape d'élution. Selon l'invention, un autre type d'équilibrage partiel peut être une combinaison d'au moins deux de ces trois types d'équilibrages partiels. De préférence, le procédé est mis en oeuvre selon au moins l'une des variantes suivantes combinées ou non : on réalise, durant l'étape de dépressurisation, au moins deux équilibrages partiels; 20 - durant l'étape de dépressurisation, la première sous-étape est une sous-étape d'équilibrage partiel; - la première sous-étape de dépressurisation est une sous-étape d'équilibrage partiel dans laquelle on introduit dans l'adsorbeur en étape de repressurisation la totalité du flux issu de l'adsorbeur en étape de dépressurisation à co-courant et une partie du flux de 25 production; - il comprend une sous-étape d'équilibrage partiel dans laquelle le flux issu de l'adsorbeur en étape de dépressurisation est introduit en partie dans un adsorbeur en étape de repressurisation et en partie dans un adsorbeur en étape d'élution; - il comprend au moins deux sous-étapes d'élution et l'étape de dépressurisation 30 comprend une sous-étape dans laquelle le flux issu de l'adsorbeur en étape de dépressurisation est divisé pour être introduit dans au moins deux adsorbeurs en sous étapes d'élution; - on réalise, durant l'étape de dépressurisation, au moins un équilibrage partiel et un équilibrage total; 35 - il comprend au moins une étape de recycle d'une partie au moins des flux sortant du ou des adsorbeurs en phase de régénération en comprimant ladite partie recyclée jusqu'à la 2909570 4 haute pression du cycle et en alimentant au moins un des adsorbeurs en phase d'adsorption par ladite partie recyclée; - si la pression basse PPB est inférieure ou égale à 2 bars, alors, de préférence, le ratio d'équilibrage Neq est plus proche de la valeur de 1,81nPHP - 3,5 que de la valeur de 5 0,61nPHP-1,8, PHP; - si la pression basse PPB est supérieure ou égale à 6 bars, alors de préférence, le ratio d'équilibrage Neq est plus proche de la valeur de 0,61nPHP -1,8, PHP que de la valeur de 1,81nPHP - 3,5.
10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 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 : - la figure 1 est une vue schématique d'une unité PSA, - la figure 2 est un diagramme illustrant le procédé de l'invention mis en oeuvre à l'aide de 15 l'unité de la figure 1. Dans ce qui suit, les termes "entrée" et "sortie" désignent les extrémités d'entrée et de sortie d'un adsorbeur en phase d'adsorption ; l'expression "co-courant" désigne le sens de circulation du gaz dans l'adsorbeur pendant cette phase d'adsorption, et 20 l'expression "contre-courant" désigne le sens inverse de circulation. Sur la figure 1 est représentée une unité 1 de production d'hydrogène à partir d'un gaz riche en hydrogène, par exemple implantée dans une raffinerie pétrolière. L'unité 1 est adaptée pour produire, à partir du gaz d'alimentation acheminé par une ligne 2, un flux d'hydrogène de haute pureté (de teneur en hydrogène généralement supérieure à 99 25 % en volume) via une ligne de production 3, tout en évacuant un flux de gaz résiduaire par une ligne d'évacuation 4 destinée à être raccordée à un réseau d'évacuation, couramment implanté dans les raffineries pétrolières. L'unité 1 comporte un appareil 5 d'épuration par adsorption, pourvu d'une ligne de recyclage 6. Cette ligne de recyclage est dotée, d'amont en aval, d'une capacité de mélange 7 et d'un appareil de compression 30 8, par exemple un compresseur. L'appareil d'épuration 5 comporte sept adsorbeurs R1 à R7, comportant chacun un matériau adsorbant adapté pour fixer par adsorption les impuretés contenues dans le mélange d'alimentation. Différents types de matériaux adsorbants sont envisageables, tels que des charbons activés, des gels de silice et/ou du tamis moléculaire. L'appareil d'épuration 5 est de type PSA. Il comporte à cet effet des 35 conduites, des vannes et des moyens de commande non représentés, adaptés pour faire suivre à chaque adsorbeur R1 à R7 un cycle de période T, qui est constitué de sept 2909570 5 temps de phase de sensiblement même durée, et dont un premier exemple est représenté sur la figure 2. En considérant que le cycle représenté s'applique depuis l'instant t = 0 à t = T à l'adsorbeur R7, le fonctionnement de l'adsorbeur R6 s'en déduit par décalage dans le temps de T/7, celui de l'adsorbeur R5 par décalage dans le temps 5 de 2T/7 et ainsi de suite jusqu'à celui de l'adsorbeur R1 obtenu par décalage dans le temps de 6T/7. Par dualité temps de phase/adsorbeur, cela revient à considérer que, sur la figure 2, l'adsorbeur R7 suit le premier temps de phase représenté entre les instants t = 0 et t = T/7, l'adsorbeur R6 suit le deuxième temps de phase représenté entre les instants t = T/7 et t = 2T/7, et ainsi de suite jusqu'à l'adsorbeur R1 qui suit le septième 10 temps de phase représenté entre les instants t = 6T/7 et t = T. Sur la figure 2, où les temps t sont portés en abscisses et les pressions absolues P en ordonnées, les traits orientés par des flèches indiquent les mouvements et destinations des courants gazeux, et, en outre, le sens de circulation dans les adsorbeurs R1 à R7 : lorsqu'une flèche est dans le sens des ordonnées croissantes (vers le haut du 15 diagramme), le courant est dit à co-courant dans l'adsorbeur. Si la flèche dirigée vers le haut est située au-dessous du trait indiquant la pression dans l'adsorbeur, le courant pénètre dans l'adsorbeur par l'extrémité d'entrée de cet adsorbeur ; si la flèche, dirigée vers le haut, est située au-dessus du trait indiquant la pression, le courant sort de l'adsorbeur par l'extrémité de sortie de l'adsorbeur, les extrémités d'entrée et de sortie 20 étant respectivement celles du gaz à traiter et du gaz soutiré en production ; lorsqu'une flèche est dans le sens des ordonnées décroissantes (vers le bas du diagramme), le courant est dit à contre-courant dans l'adsorbeur. Si la flèche dirigée vers le bas est située au-dessous du trait indiquant la pression de l'adsorbeur, le courant sort de l'adsorbeur par l'extrémité d'entrée de cet adsorbeur ; si la flèche dirigée vers le bas est 25 située au-dessus du trait indiquant la pression, le courant pénètre dans l'adsorbeur par l'extrémité de sortie de cet adsorbeur, les extrémités d'entrée et de sortie étant toujours celles du gaz à traiter et du gaz soutiré en production. L'extrémité d'entrée des adsorbeurs est leur extrémité inférieure. Ainsi, par exemple pour l'adsorbeur R7, le cycle comporte une phase d'adsorption 30 de t = 0 à t = 2T/7 et une phase de régénération de t = 2T/7 à t = T. Plus précisément, la phase d'adsorption comporte : - de t = 0 à t = T/7, une première étape de traitement du gaz d'alimentation durant laquelle l'hydrogène impur à traiter arrive à l'entrée de l'adsorbeur par la ligne 2 à une haute pression d'adsorption, notée PH sur le cycle. Un flux d'hydrogène sensiblement pur 35 est alors soutiré en tête, sous la même pression, et alimente en partie la ligne de 2909570 6 production 3, le reste étant envoyé à un autre adsorbeur en cours d'étape de repressurisation décrite plus loin ; - de t = T/7 à t = 2T/7, une deuxième étape de traitement d'un gaz issu de la ligne de recyclage 6, formé par le refoulement du compresseur 8, qui porte ce gaz à la pression 5 d'adsorption PH. De la même façon qu'à l'étape précédente, une partie du flux d'hydrogène sensiblement pur soutiré en tête constitue le flux de production en 3, le reste étant envoyé à l'adsorbeur en cours d'étape de repressuration cité ci-dessus. La phase de régénération comporte, de t = 2T/7 à t = 4T/7, une étape de dépressurisation comprenant : 10 - de t = 2T/7 à t = ti, ti étant supérieur à 2T/7 et inférieur à 3T/7, une sous-étape de dépressurisation à co-courant, au cours de laquelle la sortie de l'adsorbeur R3 est reliée à celle de l'adsorbeur R7 en fin d'étape de repressurisation décrite plus loin ; le flux sortant de l'adsorbeur R3, dit premier flux de dépressurisation, est complété par une partie du flux de production 3 avant de représsuriser l'adsorbeur R7 selon un équilibrage 15 partiel, - de t1 à t2, t2 étant supérieur à ti et inférieur à 3T/7, une sous-étape de dépressurisation à co-courant, au cours de laquelle le flux sortant à co-courant de l'adsorbeur R3, dit deuxième flux de dépressurisation, est décomprimé et envoyé en partie à la sortie de l'adsorbeur R5 en étape d'élution et en partie à la sortie de l'adsorbeur R6 également en 20 étape d'élution ; - de t2 à t = 3T/7, une sous-étape de dépressurisation à co-courant, au cours de laquelle le flux sortant de l'adsorbeur R3, dit troisième flux de dépressurisation, est envoyé à l'adsorbeur R6 en début d'étape de repressurisation et à l'adsorbeur R5 en étape d'élution ; 25 - de 3T/7 à t3, t3 étant supérieur à 3T/7 et inférieur à 4T/7, une sous-étape de dépressurisation à co-courant, au cours de laquelle le flux sortant à co-courant de l'adsorbeur R4, dit quatrième flux de dépressurisation, est décomprimé et envoyé en partie à la sortie de l'adsorbeur R5 en étape d'élution et en partie à la sortie de l'adsorbeur R6 également en étape d'élution ; 30 de t3 à 4T/7, une sous-étape de dépressurisation à contre-courant durant laquelle le flux sortant de l'adsorbeur R4 est envoyé à la ligne d'évacuation 4. Cette sous-étape se poursuit jusqu'à la basse pression du cycle, notée PB et pouvant prendre une valeur comprise entre 1,6 bar et 10 bars, préférentiellement 6 bars. La phase de régénération comporte ensuite, de t = 4T/7 à t = t7, t7 étant supérieur 35 à 4T/7 et inférieur à 6T/7 une étape d'élution durant laquelle le matériau adsorbant est 2909570 7 balayé par un gaz d'élution afin de désorber la quasi-totalité des impuretés précédemment adsorbées. Cette étape d'élution comprend : - de t = 4T/6 à t = t4, une sous-étape d'élution vers évacuation, durant laquelle l'adsorbeur est purgé à contre-courant au moyen d'une partie du quatrième flux de 5 dépressurisation de l'adsorbeur R4, en évacuant un gaz résiduaire sous la basse pression PB dans la ligne 4, et - de t4 à t5, une sous-étape d'élution vers recyclage, durant laquelle l'adsorbeur est également purgé à contre-courant au moyen d'une partie du deuxième flux de dépressurisation de l'adsorbeur R3, en formant un gaz de recyclage sous la basse 10 pression PB, envoyé à l'entrée de la ligne 6, et - de t5 à 5T/7, une sous-étape d'élution vers recyclage, durant laquelle l'adsorbeur est également purgé à contre-courant au moyen d'une partie du troisième flux de dépressurisation de l'adsorbeur R3, en formant un gaz de recyclage sous la basse pression PB, envoyé à l'entrée de la ligne 6, 15 - de 5T/7 à t6, une sous-étape d'élution vers recyclage, durant laquelle l'adsorbeur est également purgé à contre-courant au moyen d'une partie du quatrième flux de dépressurisation de l'adsorbeur R4, en formant un gaz de recyclage sous la basse pression PB, envoyé à l'entrée de la ligne 6, - de t6 à t7, une sous-étape d'élution vers recyclage, durant laquelle l'adsorbeur est 20 également purgé à contre-courant au moyen d'une partie du deuxième flux de dépressurisation de l'adsorbeur R3, en formant un gaz de recyclage sous la basse pression PB, envoyé à l'entrée de la ligne 6. Ainsi, à partir de t4, la ligne 6 reçoit un gaz plus riche en hydrogène que le gaz envoyé à la ligne de résiduaire 4, ce qui revient à ne recycler que les flux, issus à contre- 25 courant des adsorbeurs en phase de régénération, les plus riches en hydrogène, les impuretés ayant être principalement désorbées en fin de dépressurisation à contre-courant et en début d'élution. Selon le volume gazeux souhaité en entrée de la ligne de recyclage 6, les durées des intervalles [t3 ; t4] et [t4 ; 6T/7] peuvent être modifiés. Une fois le gaz de la ligne 6 homogénéisé par la capacité de mélange 7 et 30 comprimé depuis la basse pression PB jusqu'à la haute pression PH du cycle par le compresseur 8, il forme le gaz d'alimentation de l'adsorbeur en seconde étape de traitement (de T/7 à 2T/7 comme décrit ci-dessus). En reprenant la description du cycle de la figure 2, la phase de régénération comporte enfin, de t7 à T, une étape de repressurisation à contre-courant, comprenant : 2909570 8 - de t7 à 6T/7, une sous-étape de repressurisation à contre-courant, au cours de laquelle l'adsorbeur est R6 est recomprimé au moyen d'une partie du troisième flux de dépressurisation de l'adsorbeur R3, - de 6T/7 à t8, t8 étant supérieur à 6T/7 et inférieur à T, une sous-étape de 5 repressurisation à contre-courant, au cours de laquelle l'adsorbeur est R7 est recomprimé au moyen premier flux de dépressurisation de l'adsorbeur R3 et par une partie du flux de production 3, - de t8 à t9, t9 étant supérieur à t8 et inférieur à T, une sous-étape de repressurisation à contre-courant, au cours de laquelle l'adsorbeur est R7 est recomprimé au moyen d'une 10 partie du flux de production 3, - de t9 à T, une sous-étape de repressurisation à contre-courant, au cours de laquelle l'adsorbeur est R7 est recomprimé au moyen d'une partie du flux de production 3. Le gaz d'alimentation secondaire véhiculé par la ligne 6 est plus pauvre en hydrogène que le gaz d'alimentation principal véhiculé par la ligne 2, et ces deux gaz 15 d'alimentation forment une dissymétrie, en terme de teneur en hydrogène, pour l'alimentation successive de chaque adsorbeur en phase d'adsorption. Cette dissymétrie permet d'atteindre une productivité plus élevée que celle d'un appareil PSA à flux d'alimentation unique. De plus, ce gain est d'autant plus élevé que le flux recyclé, issu d'adsorbeurs de l'appareil 5, est important du fait d'une augmentation de cette 20 dissymétrie par baisse de la teneur en hydrogène du second gaz d'alimentation. Ainsi, au lieu d'avoir dans le cas de l'art antérieur une détérioration de la productivité lorsqu'on augmente la quantité de gaz de recycle pour augmenter le rendement hydrogène d'un appareil PSA, on observe un maintien de cette productivité.
25 Par la mise en oeuvre de l'invention, il est possible de mettre en oeuvre un procédé PSA du type décrit dans la demande W003/070358 à une pression d'adsorption très élevée, typiquement supérieure à 25 bars présentant des performances optimales en termes de rendement en hydrogène, de capacité d'adsorption et de coût de compression.
30 EXEMPLE Le procédé de la figure 2 est mis en oeuvre avec une pression haute de cycle PHP de 35 bars et une pression basse de cycle PBP de 3,5 bar absolus. Selon l'invention, le ratio d'équilibrage Neq doit donc être compris entre 2,9 et 0,33. Ce procédé comptant deux étapes d'équilibrage partiel e, et e2, la relation suivante sur le ratio d'équilibrage doit 35 donc être respectée : 2909570 9 0,33 < Qel + Qez < 2,9 Qel max Qe2 max La pression basse PHB = 3,5 bar absolus étant de valeur intermédiaire, il est préférable de prendre une valeur intermédiaire de l'ordre de 1,6 pour le ratio d'équilibrage Neq égal à Qel + Qe2 Qel max Qe2 max 5 Il est en général préféré d'avoir un Qel le plus grand possible et d'ajuster Qe2 pour réaliser la somme recherchée. Pour la sous-étape d'équilibrage partiel el, Qel est proche de Qel max puisque durant [2T/7 ù t1] la totalité du flux de l'adsorbeur R3 va dans l'adsorbeur R7 et une partie du flux de production 3 complète le volume de l'adsorbeur R7. On fixe donc la valeur de Qel à 0,9. Qel max 10 Par conséquent, nous arrivons à la relation : 0,9+ LeL = 1,6, ce qui revient Qe2 max alors à Qe2 = 0,7, d'où la connaissance de Qe2, quantité de gaz à transférer que l'on Qe2 max ajuste en contrôlant, en fin d'étape du deuxième équilibrage partiel e2, les pressions de l'adsorbeur amont en dépressurisation et de l'adsorbeur aval en repressurisation. Dans le cas d'un équilibrage partiel avec alimentation de l'élution, la quantité de gaz envoyé à 15 l'élution s'en déduit alors. Ce calcul permet l'obtention d'un PSA hydrogène économiquement intéressant du fait d'une combinaison optimale du rendement hydrogène et de l'investissement en PSA et en compresseur. 20
Claims (10)
1. Procédé de production d'hydrogène à partir d'un mélange d'alimentation principal riche en hydrogène, dans lequel on utilise N adsorbeurs, avec N supérieur ou égal à un, qui suivent chacun en décalage un cycle où se succèdent : - une phase d'adsorption sensiblement à une haute pression du cycle produisant un flux de production 3, - une phase de régénération, laquelle phase de régénération comprend une sous-étape de dépressurisation jusqu'à une pression basse du cycle comportant une sous-étape de dépressurisation à co-courant, - une étape d'élution à la pression basse PBP du cycle et - une étape de repressurisation jusqu'à la pression haute PHP du cycle, dans lequel on réalise, durant l'étape de dépressurisation : - au moins une sous-étape d'équilibrage partiel de pressions entre au moins un adsorbeur en étape de dépressurisation à co-courant et au moins un adsorbeur en étape de repressurisation, jusqu'à amener la pression dudit adsorbeur en dépressurisation à co-courant à une pression d'équilibrage partiel strictement inférieure à la pression haute du cycle, et - au moins une sous-étape dans laquelle on envoie le ou les flux sortant du ou des adsorbeurs en dépressurisation à co-courant à l'adsorbeur ou aux adsorbeurs en étape d'élution, et dans lequel on recycle au moins une partie du ou des flux sortant du ou des adsorbeurs en phase de régénération, en comprimant ladite partie recyclée jusqu'à la haute pression du cycle et en alimentant au moins un des adsorbeurs en phase d'adsorption par ladite partie recyclée, caractérisé en ce que le ratio d'équilibrage Neq est compris entre 1,81nPHP - 3,5 et 0,61nPHP -1,8, PHP représentant la valeur de la pression haute du cycle, exprimée en bar, et Neq étant défini par la formule : L Qi dans laquelle N représente le nombre de Qi max sous-étapes d'équilibrages partiels mises en oeuvre dans le procédé, Qi représente la quantité de gaz effectivement échangée entre l'adsorbeur en dépressurisation à cocourant et l'adsorbeur en étape de repressurisation au cours de cette sous-étape d'équilibrage partiel i et Qi max la quantité maximale de gaz échangeable entre l'adsorbeur en dépressurisation à co-courant et l'adsorbeur en étape de repressurisation au cours de cette sous-étape d'équilibrage partiel i lorsque ces deux adsorbeurs sont mis en contact et isolés de toute autre entrée ou sortie gazeuse. 2909570 11
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise, durant l'étape de dépressurisation, au moins deux équilibrages partiels. 5
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, durant l'étape de dépressurisation, la première sous-étape est une sous-étape d'équilibrage partiel.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la première sous-étape de dépressurisation est une sous-étape d'équilibrage partiel dans laquelle on introduit dans 10 l'adsorbeur en étape de repressurisation la totalité du flux issu de l'adsorbeur en étape de dépressurisation à co-courant et une partie du flux de production 3.
5. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend une sous-étape d'équilibrage partiel dans laquelle le flux issu de l'adsorbeur en étape de 15 dépressurisation est introduit en partie dans un adsorbeur en étape de repressurisation et en partie dans un adsorbeur en étape d'élution.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux sous-étapes d'élution et en ce que l'étape de dépressurisation comprend 20 une sous-étape dans laquelle le flux issu de l'adsorbeur en étape de dépressurisation est divisé pour être introduit dans au moins deux adsorbeurs en sous étapes d'élution.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise, durant l'étape de dépressurisation au moins un équilibrage partiel et un équilibrage total. 25
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de recycle d'une partie au moins des flux sortant du ou des adsorbeurs en phase de régénération en comprimant ladite partie recyclée jusqu'à la haute pression du cycle et en alimentant au moins un des adsorbeurs en phase 30 d'adsorption par ladite partie recyclée.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression basse PBP est inférieure ou égale à 2 bars et le ratio d'équilibrage Neq est plus proche de la valeur de 1,81nPHP - 3,5 que de la valeur de 0,61nPHP -1,8, PHP. 35 2909570 12
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pression basse PBP est supérieure ou égale à 6 bars et le ratio d'équilibrage Neq est plus proche de la valeur de 0,61nPHP -1,8, PHP que de la valeur de 1,81nPHP - 3,5.
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