IT201600081328A1 - RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION - Google Patents

RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION

Info

Publication number
IT201600081328A1
IT201600081328A1 IT102016000081328A IT201600081328A IT201600081328A1 IT 201600081328 A1 IT201600081328 A1 IT 201600081328A1 IT 102016000081328 A IT102016000081328 A IT 102016000081328A IT 201600081328 A IT201600081328 A IT 201600081328A IT 201600081328 A1 IT201600081328 A1 IT 201600081328A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
flow
process according
carbon dioxide
synthesis gas
separation
Prior art date
Application number
IT102016000081328A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Andrea Zambianco
Massimiliano Sala
Guido Capone
Rinaldis Salvatore De
Alessandro Lepore
Original Assignee
Saipem Spa
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 Saipem Spa filed Critical Saipem Spa
Priority to IT102016000081328A priority Critical patent/IT201600081328A1/en
Priority to PCT/IB2017/054721 priority patent/WO2018025197A1/en
Publication of IT201600081328A1 publication Critical patent/IT201600081328A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002Removal of contaminants
    • C10K1/003Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/002Separation 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0475Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/146At least two purification steps in series
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Description

"RECUPERO DI ANIDRIDE CARBONICA DA GAS DI SINTESI IN "RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN

IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI AMMONIACA PER MEZZO DI INSTALLATIONS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF

SEPARAZIONE GRAVIMETRICA" GRAVIMETRIC SEPARATION "

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione trova applicazione nel campo della sintesi di ammoniaca e urea. The present invention finds application in the field of ammonia and urea synthesis.

Stato della tecnica State of the art

Il complesso processo di produzione di gas di sintesi comprende in generale una sezione di reforming dalla quale si ottiene una miscela di idrogeno, anidride carbonica, monossido di carbonio, acqua e metano. The complex synthesis gas production process generally comprises a reforming section from which a mixture of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, water and methane is obtained.

Possono essere presenti inoltre: azoto, argon, elio ed altri elementi o composti inerti incondensabili. There may also be: nitrogen, argon, helium and other non-condensable inert elements or compounds.

Il processo comprende in seguito una sezione shift, nella quale il monossido di carbonio è fatto reagire con acqua dando anidride carbonica ed idrogeno: The process then includes a shift section, in which the carbon monoxide is reacted with water giving carbon dioxide and hydrogen:

Come mostrato in figura 1, nei processi ammoniaca-urea noti l'anidride carbonica è solitamente separata dal gas di sintesi mediante lavaggi con opportuni solventi tramite un meccanismo di assorbimento fisico o chimico-fisico dell'anidride carbonica (sezione " conventional CO2removai") ; il solvente è in seguito opportunamente rigenerato. As shown in Figure 1, in known ammonia-urea processes, carbon dioxide is usually separated from the synthesis gas by washing with suitable solvents by means of a physical or chemical-physical absorption mechanism of carbon dioxide ("conventional CO2removai" section); the solvent is then suitably regenerated.

L'anidride carbonica ed il monossido di carbonio residui vengono eliminati successivamente mediante metanazione (" methanation & compression" ) o mediante lavaggio criogenico con azoto (" purification and compression") , così da poter ottenere la miscela di idrogeno e azoto nel giusto rapporto per la sintesi di ammoniaca (" ammonia synloop" ) . The residual carbon dioxide and carbon monoxide are subsequently eliminated by methanation ("methanation & compression") or by cryogenic washing with nitrogen ("purification and compression"), so as to obtain the mixture of hydrogen and nitrogen in the right ratio for the synthesis of ammonia ("ammonia synloop").

L'anidride carbonica recuperata viene invece compressa in una sezione successiva per poter raggiungere la pressione adatta per il processo di sintesi dell'urea ("urea plant") . The recovered carbon dioxide is instead compressed in a subsequent section in order to reach the pressure suitable for the urea synthesis process ("urea plant").

La " conventional CO2removai" non è esente da inconvenienti. In primo luogo, presenta un elevato costo energetico dovuto alla rigenerazione del solvente. The "conventional CO2removai" is not without drawbacks. Firstly, it has a high energy cost due to solvent regeneration.

Inoltre, l'anidride carbonica è recuperata ad una pressione bassa, che richiede quindi una fase di compressione per poter raggiungere i circa 140-200 bar necessari per l'impiego nella sintesi di urea. Furthermore, the carbon dioxide is recovered at a low pressure, which therefore requires a compression phase to be able to reach the approximately 140-200 bar necessary for use in the synthesis of urea.

In aggiunta, l'uso di un solvente per la separazione dell'anidride carbonica presenta altri svantaggi, tra cui: In addition, the use of a solvent for carbon dioxide separation has other disadvantages, including:

la degradazione in caso di eccessiva temperatura di esercizio della sezione; degradation in case of excessive operating temperature of the section;

la precipitazione in caso di basse temperature di esercizio con conseguente rischio di intasamento di linee, valvole, scambiatori; precipitation in the event of low operating temperatures with the consequent risk of clogging of lines, valves, exchangers;

la formazione di schiume in presenza di particelle solide e/o in caso di eccessiva temperatura di esercizio, con conseguente rischio di trascinamenti di solvente a valle e fermate d'impianto; the formation of foams in the presence of solid particles and / or in case of excessive operating temperature, with the consequent risk of solvent entrainment downstream and plant shutdowns;

un aggravio dei costi operativi per il reintegro di eventuali perdite; an increase in operating costs for the reintegration of any losses;

la difficoltà nello smaltimento del solvente in caso di perdite e/o sostituzione. the difficulty in disposing of the solvent in case of leakage and / or replacement.

Oltre a ciò, gli impianti con tecnologia convenzionale sono poco adattabili alle eventuali necessità di aumentare le capacità operative a causa di limitazioni della sezione di compressione di anidride carbonica e syngas. In addition to this, plants with conventional technology are not very adaptable to the possible need to increase operational capacities due to limitations of the carbon dioxide and syngas compression section.

Riassunto dell'invenzione Summary of the invention

Gli inventori della presente domanda di brevetto hanno pertanto sviluppato un processo che consente la separazione gravimetrica ed il recupero dell'anidride carbonica da gas di sintesi (syngas) in impianti per la produzione di ammoniaca sfruttando le proprietà dell'anidride carbonica in fase supercritica. Tale separazione è vantaggiosamente condotta in un opportuno dispositivo per la separazione gravimetrica (o per gravità). Il processo, il dispositivo separatore ed un impianto comprendente tale dispositivo consentono di superare gli inconvenienti dei processi, dei dispositivi e degli impianti noti nell'arte. The inventors of the present patent application have therefore developed a process that allows the gravimetric separation and recovery of carbon dioxide from synthesis gas (syngas) in plants for the production of ammonia by exploiting the properties of carbon dioxide in the supercritical phase. This separation is advantageously carried out in a suitable device for gravimetric (or gravity) separation. The process, the separator device and a plant comprising this device allow to overcome the drawbacks of the processes, devices and plants known in the art.

Oggetto dell'invenzione Object of the invention

In un primo oggetto la presente invenzione descrive un processo per la separazione ed il recupero di anidride carbonica da gas di sintesi ( syngas ) in impianti per la produzione di ammoniaca. In a first object, the present invention describes a process for the separation and recovery of carbon dioxide from synthesis gas (syngas) in plants for the production of ammonia.

In un secondo oggetto, è descritto un dispositivo per la separazione dell'anidride carbonica da gas di sintesi ( syngas ) in impianti per la produzione di ammoniaca. In a second object, a device for the separation of carbon dioxide from synthesis gas (syngas) in plants for the production of ammonia is described.

Rappresenta un ulteriore oggetto della presente invenzione un impianto per la produzione di ammoniaca e urea che comprende il dispositivo separatore dell'anidride carbonica. A further object of the present invention is a plant for the production of ammonia and urea which comprises the carbon dioxide separator device.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

La figura 1 rappresenta uno schema del processo secondo l'arte nota; Figure 1 represents a diagram of the process according to the known art;

la figura 2 rappresenta uno schema del processo secondo una forma realizzativa dell'invenzione; figure 2 represents a scheme of the process according to an embodiment of the invention;

la figura 3 rappresenta più in dettaglio il processo dell'invenzione; Figure 3 represents the process of the invention in more detail;

la figura 4 rappresenta uno schema del processo secondo una forma realizzativa alternativa dell'invenzione ( revamp ing) ; figure 4 represents a scheme of the process according to an alternative embodiment of the invention (revamping);

la figura 5 rappresenta una forma realizzativa alternativa dell'invenzione; figure 5 represents an alternative embodiment of the invention;

la figura 6 è una vista in pianta con alcune parti trasparenti per chiarezza, di un dispositivo separatore, in accordo con una forma di realizzazione dell'invenzione; figure 6 is a plan view with some parts transparent for clarity, of a separator device, according to an embodiment of the invention;

le figure 7 e 8 sono viste in sezione schematizzata realizzata secondo un piano di taglio passante per la direzione longitudinale X-X indicata in figura 6, di un dispositivo separatore in accordo con una forma di realizzazione; Figures 7 and 8 are schematic sectional views made according to a cutting plane passing through the longitudinal direction X-X indicated in Figure 6, of a separator device according to an embodiment;

la figura 9 è una vista in sezione schematizzata di un dettaglio di un dispositivo separatore, in accordo con una forma di realizzazione, in cui è mostrato schematicamente il comportamento dei flussi di uscita; figure 9 is a schematic sectional view of a detail of a separator device, according to an embodiment, in which the behavior of the output flows is schematically shown;

la figura 10 è una vista in sezione di un dispositivo separatore, realizzata secondo il piano di taglio indicato dalle frecce V-V in figura 8; Figure 10 is a sectional view of a separator device, made according to the cutting plane indicated by the arrows V-V in Figure 8;

la figura 11 è uno schema di un impianto, in accordo con una forma di realizzazione, comprendente alcuni dispositivi separatori. Figure 11 is a diagram of a plant, according to an embodiment, comprising some separator devices.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Detailed description of the invention

Nella presente descrizione, se non diversamente indicato, i valori di pressione si intendono in unità di misura "bar g" (anche dove solo indicato "bar"). In the present description, unless otherwise indicated, the pressure values are intended in units of measurement "bar g" (even where only "bar" is indicated).

Secondo un primo oggetto, la presente invenzione descrive un processo per la separazione ed il recupero di anidride carbonica dal gas di sintesi ( syngas ) in impianti per la sintesi di ammoniaca . According to a first object, the present invention describes a process for the separation and recovery of carbon dioxide from synthesis gas (syngas) in plants for the synthesis of ammonia.

Come mostrato in figura 2, il processo della presente invenzione per la separazione dell'anidride carbonica compresa in un flusso di gas di sintesi ( syngas ) proveniente dalle sezioni di shift e reforming in impianti per la produzione di ammoniaca (flusso di gas di sintesi ( syngas) iniziale), comprende le fasi di: As shown in Figure 2, the process of the present invention for the separation of carbon dioxide included in a flow of synthesis gas (syngas) coming from the shift and reforming sections in plants for the production of ammonia (synthesis gas flow ( syngas) initial), includes the phases of:

1) operare una separazione gravimetrica di detti gas; e 1) carry out a gravimetric separation of said gases; And

2) recuperare separatamente un flusso prevalente di anidride carbonica (C02) ed un flusso prevalente di gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) , 2) separately recover a prevalent flow of carbon dioxide (C02) and a prevalent flow of synthesis gas purified from C02 (purified syngas),

caratterizzato dal fatto che nel flusso di gas di sintesi ( syngas ) iniziale almeno l'anidride carbonica è in fase supercritica. characterized in that in the initial synthesis gas (syngas) flow at least carbon dioxide is in the supercritical phase.

Con il termine flusso "prevalente" si fa riferimento al fatto che i due flussi separati di CO2e di purified syngas possono contenere una quota parte rispettivamente di CO2e purified syngas maggiore della relativa quota parte presente nella miscela di gas di sintesi ( syngas ) iniziale (in pratica, perché non si è ottenuta una separazione al 100%). The term "prevailing" flow refers to the fact that the two separate flows of CO2e of purified syngas may contain a share of CO2e purified syngas respectively greater than the relative share present in the initial synthesis gas mixture (syngas) (in practice, because 100% separation was not achieved).

Secondo la presente invenzione, i due flussi sono successivamente impiegati: According to the present invention, the two flows are successively used:

- il flusso di anidride carbonica (CO2) in un processo per la sintesi di urea; - the flow of carbon dioxide (CO2) in a process for the synthesis of urea;

- il flusso di gas di sintesi purificato ( purified syngas ) in un processo per la produzione di ammoniaca. - the flow of purified syngas in a process for the production of ammonia.

Per gli scopi della presente invenzione, un flusso di gas di sintesi proveniente dalle sezioni di shift e reforming ( syngas ) è un flusso che comprende preferibilmente uno più degli elementi o dei composti scelti nel gruppo che comprende: idrogeno, monossido di carbonio, metano, acqua e anidride carbonica. For the purposes of the present invention, a flow of synthesis gas coming from the shift and reforming sections (syngas) is a flow which preferably comprises one or more of the elements or compounds selected from the group which includes: hydrogen, carbon monoxide, methane, water and carbon dioxide.

In un aspetto dell'invenzione, possono inoltre essere presenti uno o più degli elementi o dei componenti scelti nel gruppo che comprende: azoto, argon ed elio, ed altri inerti incondensabili. In one aspect of the invention, one or more of the elements or components selected from the group including: nitrogen, argon and helium, and other non-condensable aggregates may also be present.

Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, prima della fase di separazione gravimetrica, il gas di sintesi ( syngas ) è sottoposto ad una fase di pre-trattamento ottenendo un syngas secco. According to a preferred aspect of the present invention, before the gravimetric separation step, the synthesis gas (syngas) is subjected to a pre-treatment step obtaining a dry syngas.

Con il termine "secco" si intende che il gas di sintesi ( syngas ) ottenuto è sostanzialmente privo di acqua oppure può contenere acqua in minime tracce, in modo tale da non compromettere gli stadi successivi. The term "dry" means that the synthesis gas (syngas) obtained is substantially free of water or may contain water in minimal traces, so as not to compromise the subsequent stages.

Secondo un aspetto preferito, tale fase di pre-trattamento comprende una fase di deidratazione. According to a preferred aspect, this pre-treatment step comprises a dehydration step.

In un altro aspetto preferito, prima dell'impiego in un processo per la sintesi di ammoniaca, il flusso di gas di sintesi purificato ( purified syngas) è sottoposto ad una fase di ulteriore purificazione per l'eliminazione dell'anidride carbonica, ed eventualmente del monossido di carbonio, residui. In another preferred aspect, before being used in a process for the synthesis of ammonia, the purified syngas flow is subjected to a further purification step for the elimination of carbon dioxide, and possibly of the carbon monoxide, residues.

Secondo un aspetto particolare dell'invenzione, tale purificazione comprende una fase di metanazione. According to a particular aspect of the invention, this purification comprises a methanation step.

Alternativamente alla metanazione, può essere condotta una fase di purificazione mediante lavaggio criogenico ad azoto liquido, secondo le modalità meglio dettagliate nel prosieguo della descrizione. As an alternative to methanation, a purification step can be carried out by cryogenic washing with liquid nitrogen, according to the methods more detailed in the rest of the description.

Inoltre, prima dell'invio al processo di sintesi dell'ammoniaca, potrebbe essere necessario eseguire una fase di espansione. Also, before being sent to the ammonia synthesis process, it may be necessary to perform an expansion step.

In un aspetto preferito, la presente invenzione descrive un processo secondo quanto rappresentato nella figura 3. In a preferred aspect, the present invention describes a process as shown in Figure 3.

In particolare, tale processo per la separazione dei gas compresi in un flusso di gas di sintesi ( syngas ) 301 proveniente dalle sezioni di shift e reforming in impianti per la produzione di ammoniaca, comprende le fasi di: In particular, this process for the separation of the gases included in a flow of synthesis gas (syngas) 301 coming from the shift and reforming sections in plants for the production of ammonia, includes the steps of:

1) operare una separazione gravimetrica di detti gas; e 2) recuperare separatamente un flusso prevalente di anidride carbonica 320 ed un flusso di gas di sintesi purificato (da C02) 310. 1) carry out a gravimetric separation of said gases; and 2) separately recovering a prevalent stream of carbon dioxide 320 and a stream of purified synthesis gas (from C02) 310.

Il flusso di gas ( syngas ) 301 proveniente dalle sezioni di shift e reforming è un flusso che comprende preferibilmente uno o più degli elementi o dei composti scelti nel gruppo che comprende: idrogeno, monossido di carbonio, metano, acqua e anidride carbonica. The gas flow (syngas) 301 coming from the shift and reforming sections is a flow which preferably comprises one or more of the elements or compounds selected from the group which includes: hydrogen, carbon monoxide, methane, water and carbon dioxide.

In un aspetto dell'invenzione, possono inoltre essere presenti uno o più degli elementi o dei componenti scelti nel gruppo che comprende: azoto, argon ed elio, ed altri inerti incondensabili. In one aspect of the invention, one or more of the elements or components selected from the group including: nitrogen, argon and helium, and other non-condensable aggregates may also be present.

In un aspetto preferito, prima di essere sottoposto alla fase 1) di separazione gravimetrica, il flusso 301 è sottoposto ad una fase di pre-trattamento così da ottenere un flusso 302 di gas secco. In a preferred aspect, before undergoing gravimetric separation step 1), the flow 301 is subjected to a pre-treatment step so as to obtain a dry gas flow 302.

In un aspetto preferito dell'invenzione, tale fase è una fase di deidratazione (DEHYD). In a preferred aspect of the invention, this step is a dehydration step (DEHYD).

Eventualmente nella fase di pre-trattamento, prima della fase di deidratazione a), il flusso 301 può inoltre essere sottoposto ad una fase a') di compressione (in figura 4 indicata con LPC1). Optionally in the pre-treatment step, before the dehydration step a), the flow 301 can also be subjected to a compression step a ') (in Figure 4 indicated with LPC1).

Preferibilmente, la compressione è operata fino alla pressione di circa 50-60 bar. Preferably, the compression is carried out up to a pressure of about 50-60 bar.

Dopo la compressione (LPC1), il flusso 302 è trattato in uno scambiatore di calore (HEX1) e raffreddato alla temperatura di circa 20-50°C. After compression (LPC1), flux 302 is treated in a heat exchanger (HEX1) and cooled to a temperature of about 20-50 ° C.

In un aspetto preferito, il flusso 302 ottenuto dalla fase di deidratazione, è sottoposto ad una fase a'') di ulteriore compressione (LPC2). In a preferred aspect, the flow 302 obtained from the dehydration step is subjected to a step a '') of further compression (LPC2).

Prima della fase 1) di separazione gravimetrica, il flusso 302 può essere eventualmente raffreddato (HEX2); preferibilmente, tale flusso 302 è portato alla temperatura di 20-50°C. Before the gravimetric separation step 1), the flow 302 can optionally be cooled (HEX2); preferably, this flow 302 is brought to a temperature of 20-50 ° C.

Per gli scopi della presente invenzione, le fasi di pre-trattamento, che cioè precedono la fase di separazione gravimetrica, hanno lo scopo di portare almeno l'anidride carbonica contenuta nella miscela di gas di sintesi ( syngas ) iniziale, allo stato supercritico. For the purposes of the present invention, the pre-treatment steps, ie preceding the gravimetric separation step, have the purpose of bringing at least the carbon dioxide contained in the initial synthesis gas mixture (syngas) to the supercritical state.

Con riferimento alla figura 3, in un aspetto preferito dell'invenzione, la fase 1) di separazione gravimetrica del gas di sintesi ( syngas) può comprendere una fase la) di separazione gravimetrica (LPS) condotta a pressione intermedia. With reference to Figure 3, in a preferred aspect of the invention, the phase 1) of gravimetric separation of the synthesis gas (syngas) can comprise a phase la) of gravimetric separation (LPS) carried out at intermediate pressure.

Preferibilmente, tale fase la) è condotta alla pressione di circa 90-400 bar e, preferibilmente, di 100-200 bar. Preferably, this step la) is carried out at a pressure of about 90-400 bar and, preferably, of 100-200 bar.

Dalla prima fase di separazione gravimetrica a pressione intermedia (LPS) si ottengono due flussi: un flusso di testa 310 ricco in gas di sintesi purificati da CO2( purified syngas) ed un flusso di fondo 320 ricco di anidride carbonica (CO2). From the first phase of gravimetric separation at intermediate pressure (LPS) two flows are obtained: a head flow 310 rich in synthesis gas purified from CO2 (purified syngas) and a bottom flow 320 rich in carbon dioxide (CO2).

Secondo una forma realizzativa dell'invenzione, il flusso di testa 310, è sottoposto ad una fase lb) di separazione gravimetrica, condotta ad alta pressione (HPS2). According to an embodiment of the invention, the head stream 310 is subjected to a gravimetric separation step 1b), conducted at high pressure (HPS2).

Tale fase è condotta preferibilmente alla pressione di circa 90-400 bar e, preferibilmente, di circa 200-300 bar. This phase is preferably carried out at a pressure of about 90-400 bar and, preferably, of about 200-300 bar.

Secondo la presente invenzione, dalla fase lb) sono ottenuti due flussi: un flusso di testa 330 ricco di gas di sintesi purificati da C02( purified syngas) ed un flusso di fondo 340 ricco di anidride carbonica (CO2). According to the present invention, two streams are obtained from step 1b): a top stream 330 rich in synthesis gas purified from C02 (purified syngas) and a bottom stream 340 rich in carbon dioxide (CO2).

In un aspetto preferito della presente invenzione, fra le due fasi di separazione gravimetrica LPS e HPS2, può essere condotta una fase di compressione HPC1 del flusso di testa 310. In a preferred aspect of the present invention, between the two gravimetric separation steps LPS and HPS2, an HPC1 compression step of the head stream 310 can be carried out.

Preferibilmente, tale compressione è operata fino alla pressione di circa 90-400 bar e, più preferibilmente, di circa 200-300 bar. Preferably, this compression is operated up to a pressure of about 90-400 bar and, more preferably, of about 200-300 bar.

Prima della fase di separazione gravimetrica ad elevata pressione (HPS2) e dopo la fase di compressione (HPC1) può essere condotta una fase di raffreddamento (HEX3) del flusso di testa 310, per portarlo alla temperatura compresa fra circa -50°C e 50°C. Before the gravimetric separation phase at high pressure (HPS2) and after the compression phase (HPC1), a cooling phase (HEX3) of the head stream 310 can be carried out, to bring it to the temperature between about -50 ° C and 50 ° ° C.

Il flusso di testa 330 ottenuto dalla fase di separazione gravimetrica ad elevata pressione (HPS2), può essere quindi impiegato in una fase 3) di preparazione dell'ammoniaca. The overhead stream 330 obtained from the high pressure gravimetric separation step (HPS2), can therefore be used in a step 3) of preparing ammonia.

In un aspetto preferito dell'invenzione, prima di essere impiegato in un processo per la sintesi di ammoniaca, il flusso di testa 330, può essere sottoposto ad una o più, e preferibilmente a tutte, le fasi di: In a preferred aspect of the invention, before being used in a process for the synthesis of ammonia, the overhead stream 330 can be subjected to one or more, and preferably all, the steps of:

3a) riscaldamento (nello scambiatore HEX5), 3a) heating (in the HEX5 exchanger),

3b) purificazione dall'anidride carbonica e dal monossido di carbonio per metanazione HPM, 3b) purification from carbon dioxide and carbon monoxide by HPM methanation,

3c) raffreddamento (nello scambiatore HEX5). 3c) cooling (in the HEX5 exchanger).

In un aspetto particolare dell'invenzione, le fasi 3a), 3b) e 3c) qui sopra sono precedute da una fase di espansione EX1, e necessario alla luce della pressione operativa del separatore HPS1. In a particular aspect of the invention, the above steps 3a), 3b) and 3c) are preceded by an expansion step EX1, and necessary in view of the operating pressure of the separator HPS1.

In particolare, il flusso di testa 330 impiegato nel processo per la sintesi di ammoniaca è preferibilmente espanso così da raggiungere la pressione di lavoro del reattore di sintesi. In particular, the overhead stream 330 used in the ammonia synthesis process is preferably expanded so as to reach the working pressure of the synthesis reactor.

In un aspetto preferito, tale pressione è di circa 120-240 bar. Per quanto riguarda la fase 3a), invece, il flusso di testa 330 è preferibilmente riscaldato alla temperatura di circa 250-350°C. In a preferred aspect, this pressure is about 120-240 bar. As regards step 3a), on the other hand, the overhead stream 330 is preferably heated to a temperature of about 250-350 ° C.

La fase 3b), invece, è preferibilmente condotta ad elevata pressione e, preferibilmente, alla pressione di lavoro del reattore di sintesi, che, in un aspetto preferito, è di circa 120-240 bar. Phase 3b), on the other hand, is preferably carried out at high pressure and, preferably, at the working pressure of the synthesis reactor, which, in a preferred aspect, is about 120-240 bar.

Preferibilmente, dalla fase 3b) di metanazione si ottiene un flusso di gas di sintesi 390 con un contenuto di anidride carbonica e di monossido di carbonio inferiore a 10 ppm. Preferably, from the methanation step 3b) a synthesis gas flow 390 with a carbon dioxide and carbon monoxide content lower than 10 ppm is obtained.

Come sopra descritto, tale flusso 390 può essere quindi sottoposto ad una fase di raffreddamento (nello scambiatore HEX5). As described above, this flow 390 can then be subjected to a cooling phase (in the HEX5 exchanger).

Come sopra descritto, dalla fase la) di separazione gravimetrica a pressione intermedia (LPS) si ottiene anche un flusso di fondo 320 ricco in anidride carbonica (C02). As described above, a bottom flow 320 rich in carbon dioxide (C02) is also obtained from step la) of intermediate pressure gravimetric separation (LPS).

Per gli scopi del processo della presente invenzione, tale flusso 320 è sottoposto ad un'ulteriore fase di separazione gravimetrica HPS1. For the purposes of the process of the present invention, this stream 320 is subjected to a further gravimetric separation step HPS1.

In particolare, tale fase è condotta ad elevata pressione e, preferibilmente, alla pressione di circa 90-400 bar e, più preferibilmente, di circa 200-300 bar. In particular, this phase is carried out at high pressure and, preferably, at a pressure of about 90-400 bar and, more preferably, of about 200-300 bar.

Da tale fase HPS1 è ottenuto un flusso di testa 350 ricco in gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) ed un flusso di fondo 360 ricco in anidride carbonica (CO2). From this HPS1 phase, a top flow 350 rich in synthesis gas purified from C02 (purified syngas) and a bottom flow 360 rich in carbon dioxide (CO2) are obtained.

In un aspetto preferito della presente invenzione, fra le due fasi di separazione gravimetrica LPS e HPS1 può essere condotta una fase di compressione HPC2 del flusso di fondo 320. In a preferred aspect of the present invention, between the two gravimetric separation steps LPS and HPS1, an HPC2 compression step of the bottom flow 320 can be carried out.

Preferibilmente, tale compressione è operata fino alla pressione di circa 90-400 bar e, più preferibilmente, di circa 200-300 bar. Preferably, this compression is operated up to a pressure of about 90-400 bar and, more preferably, of about 200-300 bar.

Prima della fase di separazione gravimetrica HPS1 e dopo la fase di compressione HPC2 può essere condotta una fase di raffreddamento (HEX4) del flusso di fondo 320 per portarlo ad una temperatura di circa -50°C - 50°C. Before the HPS1 gravimetric separation phase and after the HPC2 compression phase, a cooling phase (HEX4) of the bottom flow 320 can be carried out to bring it to a temperature of about -50 ° C - 50 ° C.

In un aspetto particolarmente preferito dell'invenzione, il flusso di testa 350 può essere impiegato in una fase 3) di preparazione di ammoniaca. In a particularly preferred aspect of the invention, the overhead stream 350 can be employed in an ammonia preparation step 3).

In un aspetto ancor più preferito, il flusso di testa 350 è impiegato per la preparazione di ammoniaca insieme al flusso di testa 330 ottenuto dalla fase lb) di separazione gravimetrica a pressione elevata (HPS2). In an even more preferred aspect, the overhead stream 350 is employed for the preparation of ammonia together with the overhead stream 330 obtained from the high pressure gravimetric separation step 1b) (HPS2).

In particolare, a tale scopo, il flusso di testa 350, insieme al flusso di testa 330, origina un flusso di gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) 370, che viene sottoposto alle fasi 3a), 3b), 3c), eventualmente precedute dalla fase di espansione EX1, come qui sopra descritto. In particular, for this purpose, the head flow 350, together with the head flow 330, gives rise to a flow of synthesis gas purified from C02 (purified syngas) 370, which is subjected to steps 3a), 3b), 3c), possibly preceded by the expansion phase EX1, as described above.

Per quanto riguarda il flusso di fondo 360 ricco di C02(C02) ottenuto dalla fase di separazione gravimetrica a pressione elevata (HPS1), in un aspetto preferito della presente invenzione, questo è impiegato in una fase 4) di preparazione dell'urea. As regards the C02 (C02) rich bottom flow 360 obtained from the high pressure gravimetric separation step (HPS1), in a preferred aspect of the present invention, this is employed in a urea preparation step 4).

Come sopra descritto, dalla separazione gravimetrica ad elevata pressione (HPS2) è ottenuto anche un flusso di fondo 340 ricco di anidride carbonica (CO2). As described above, a bottom flow 340 rich in carbon dioxide (CO2) is also obtained from the gravimetric separation at high pressure (HPS2).

In un aspetto particolarmente preferito dell'invenzione, il flusso di fondo 340 può essere impiegato nella fase 4) di preparazione dell'urea. In a particularly preferred aspect of the invention, the bottom flux 340 can be employed in step 4) of preparing the urea.

A tale proposito, il flusso di fondo 340 ottenuto dalla fase di separazione gravimetrica a pressione elevata HPS2, insieme al flusso di fondo 360 ottenuto dalla fase di separazione gravimetrica a pressione elevata HPS1, originano un flusso di fondo 380 di anidride carbonica (C02) che viene impiegata per la preparazione dell'urea. In this regard, the bottom flow 340 obtained from the high pressure gravimetric separation step HPS2, together with the bottom flow 360 obtained from the high pressure gravimetric separation step HPS1, give rise to a bottom flow 380 of carbon dioxide (C02) which it is used for the preparation of urea.

In una forma realizzativa preferita, prima di essere impiegato per la preparazione dell'urea, il flusso di fondo 360, eventualmente comprendente il flusso di fondo 340 (originando quindi il flusso 380), è sottoposto ad una fase di: In a preferred embodiment, before being used for the preparation of urea, the bottom flow 360, possibly comprising the bottom flow 340 (thus originating the flow 380), is subjected to a step of:

4a) riscaldamento HEX6. 4a) HEX6 heating.

Più in particolare, nella fase 4a) l'anidride carbonica è riscaldata ad una temperatura di circa 90-150°C. More specifically, in step 4a) the carbon dioxide is heated to a temperature of about 90-150 ° C.

In un aspetto particolare dell'invenzione, prima della fase 4a) l'anidride carbonica può essere sottoposta ad una fase di espansione (EX2). In a particular aspect of the invention, before step 4a) the carbon dioxide can be subjected to an expansion step (EX2).

Preferibilmente, tale espansione porta ad una pressione di circa 140-200 bar. Preferably, this expansion leads to a pressure of about 140-200 bar.

Secondo una forma realizzativa particolare del processo della presente invenzione, non mostrata nelle figure, può essere attuato il riciclo di uno o di entrambi i seguenti flussi: According to a particular embodiment of the process of the present invention, not shown in the figures, the recycling of one or both of the following flows can be carried out:

- il flusso di fondo 340 ottenuto dalla separazione gravimetrica ad elevata pressione HPS2 comprendente prevalentemente C02; - the bottom flow 340 obtained from the gravimetric separation at high pressure HPS2 comprising mainly C02;

- il flusso di testa 350 ottenuto dalla separazione gravimetrica ad elevata pressione HPS1 comprendente prevalentemente gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) . - the overhead flow 350 obtained from the gravimetric separation at high pressure HPS1 mainly comprising synthesis gas purified from C02 (purified syngas).

In particolare, l'uno o entrambi i flussi 340,350 possono essere riciclati alla fase di separazione gravimetrica a pressione intermedia (LPS), eventualmente dopo aver subito uno o più delle fasi di pre-trattamento sopra indicate. In particular, one or both of the streams 340,350 can be recycled to the intermediate pressure gravimetric separation step (LPS), possibly after having undergone one or more of the pre-treatment steps indicated above.

Vantaggiosamente, il processo della presente invenzione può essere impiegato anche per il cosiddetto revamping di impianti "tradizionali" già esistenti per la sintesi di ammoniaca, in cui si opera la separazione di C02mediante lavaggio con solvente. Advantageously, the process of the present invention can also be used for the so-called revamping of already existing "traditional" plants for the synthesis of ammonia, in which the CO2 separation is carried out by washing with a solvent.

Un impianto classico che comprende il recupero dell'anidride carbonica dai gas di sintesi ( syngas) dell'ammoniaca può essere quindi convertito per sfruttare la tecnologia messa a disposizione dalla presente invenzione. A classic plant which includes the recovery of carbon dioxide from ammonia synthesis gases (syngas) can therefore be converted to exploit the technology made available by the present invention.

A tale proposito, come mostrato in figura 4, un processo tradizionale per la sintesi di ammoniaca comprendente (unità esistenti): In this regard, as shown in figure 4, a traditional process for the synthesis of ammonia comprising (existing units):

una sezione di reforming e shift, dalla quale si ottiene un flusso 300 gas di sintesi ( syngas ) ; a reforming and shift section, from which a flow of 300 synthesis gas (syngas) is obtained;

- una fase di rimozione dell'anidride carbonica mediante lavaggio con opportuni solventi ottenendo un flusso di anidride carbonica 600 ed un flusso di gas di sintesi purificato 400; - una fase di impiego dell'anidride carbonica così separata 600 in un processo per la sintesi di urea, eventualmente dopo opportuna compressione; - a step of removing carbon dioxide by washing with suitable solvents obtaining a stream of carbon dioxide 600 and a stream of purified synthesis gas 400; - a phase of use of the carbon dioxide thus separated 600 in a process for the synthesis of urea, possibly after suitable compression;

- una fase di ulteriore purificazione del gas di sintesi 400, ottenendo un flusso di gas di sintesi ulteriormente purificato 500; - a further purification step of the synthesis gas 400, obtaining a further purified synthesis gas stream 500;

- una fase di impiego di detto gas di sintesi ulteriormente purificato 500 in un processo per la sintesi di ammoniaca, può essere modificato in modo tale che almeno una porzione 300a del gas di sintesi ( syngas ) ottenuto dalla sezione di reforming e shift sia sottoposta ad una fase di rimozione dell'anidride carbonica mediante separazione gravimetrica, secondo il processo sopra descritto, cioè sfruttando le proprietà dell'anidride carbonica in fase supercritica. - a step of use of said further purified synthesis gas 500 in a process for the synthesis of ammonia, can be modified in such a way that at least a portion 300a of the synthesis gas (syngas) obtained from the reforming and shift section is subjected to a phase of removal of carbon dioxide by gravimetric separation, according to the process described above, ie exploiting the properties of carbon dioxide in the supercritical phase.

Secondo un aspetto preferito, il flusso di gas di sintesi ( syngas) 300 sottoposto a separazione comprende uno più degli elementi o dei composti scelti nel gruppo che comprende: idrogeno, monossido di carbonio, metano, acqua e anidride carbonica. According to a preferred aspect, the synthesis gas (syngas) stream 300 subjected to separation comprises one or more of the elements or compounds selected from the group which includes: hydrogen, carbon monoxide, methane, water and carbon dioxide.

In un aspetto ancor più preferito dell'invenzione, possono inoltre essere presenti uno o più degli elementi o dei componenti scelti nel gruppo che comprende: azoto, argon ed elio, ed altri inerti incondensabili. In an even more preferred aspect of the invention, one or more of the elements or components selected from the group comprising: nitrogen, argon and helium, and other non-condensable aggregates may also be present.

Per quanto concerne, invece, la fase di ulteriore purificazione del flusso 400, questa è preferibilmente condotta mediante metanazione, con la quale viene rimossa l'anidride carbonica C02ed eventualmente anche il monossido di carbonio. As regards, on the other hand, the step of further purification of the flow 400, this is preferably carried out by means of methanation, with which the carbon dioxide C02 and possibly also the carbon monoxide are removed.

Alternativamente, può essere operata una purificazione mediante lavaggio criogenico ad azoto liquido, secondo le modalità qui a seguito descritte. Alternatively, a purification can be carried out by cryogenic washing with liquid nitrogen, according to the methods described below.

Dalla fase di separazione gravimetrica, si ottiene quindi un flusso di anidride carbonica purificato 900 ed un flusso di gas di sintesi ( syngas ) purificato 1000. From the gravimetric separation step, a purified stream of carbon dioxide 900 and a stream of purified synthesis gas (syngas) 1000 are thus obtained.

Per quanto concerne il flusso 900, questo è inviato al processo di preparazione dell'urea. As far as flow 900 is concerned, this is sent to the urea preparation process.

In un aspetto preferito dell'invenzione, tale flusso 900 può essere inviato al processo di sintesi dell'urea insieme al flusso 600 ottenuto dal recupero dell'anidride carbonica mediante lavaggio con solvente e successiva compressione. In a preferred aspect of the invention, this flow 900 can be sent to the urea synthesis process together with the flow 600 obtained from the recovery of carbon dioxide by washing with a solvent and subsequent compression.

Per quanto concerne, invece, il flusso di gas di sintesi purificato 1000, questo è inviato ad un processo per la preparazione dell'ammoniaca. As regards, instead, the purified synthesis gas flow 1000, this is sent to a process for the preparation of ammonia.

In un aspetto preferito dell'invenzione, prima di essere inviato alla preparazione di ammoniaca, il flusso 1000 può essere sottoposto ad una fase di purificazione ad elevata pressione, dando un flusso di gas di sintesi ulteriormente purificato 700. In a preferred aspect of the invention, before being sent to the ammonia preparation, the stream 1000 can be subjected to a high pressure purification step, giving a further purified synthesis gas stream 700.

Secondo aspetti preferiti della presente invenzione, uno o più delle fasi del processo secondo la forma realizzativa qui sopra descritta come revamping, può essere attuata secondo le modalità sotto riportate. According to preferred aspects of the present invention, one or more of the process steps according to the embodiment described above as revamping, can be carried out according to the methods reported below.

Ad esempio: For example:

- la fase di rimozione gravimetrica dell'anidride carbonica può comprendere una o più delle fasi di separazione gravimetrica a pressione intermedia LPS o a pressione elevata HPS1 e/o HPS2; - la fase di deidratazione della porzione 300a di gas di sintesi provenienti dalle fasi di reforming e shift può essere preceduta da una fase di compressione LPC1 ed eventualmente di raffreddamento HEX1; - the gravimetric removal step of the carbon dioxide can comprise one or more of the intermediate pressure gravimetric separation steps LPS or high pressure HPS1 and / or HPS2; - the dehydration step of the portion 300a of synthesis gas coming from the reforming and shift steps can be preceded by a LPC1 compression and possibly HEX1 cooling step;

- la fase di deidratazione della porzione 300a del gas di sintesi provenienti dalle fasi di reforming e shift può essere seguita da una fase di compressione LPC2 ed eventualmente di raffreddamento HEX2; - the dehydration step of the portion 300a of the synthesis gas coming from the reforming and shift steps can be followed by a LPC2 compression and possibly HEX2 cooling step;

- prima di tale fase di separazione gravimetrica a pressione elevata HPS1 può essere condotta una fase di compressione HPC2 seguita eventualmente da una fase di raffreddamento HEX4; - before this high pressure gravimetric separation step HPS1, an HPC2 compression step can be carried out, possibly followed by a HEX4 cooling step;

- prima di tale fase di separazione gravimetrica a pressione elevata HPS2 può essere condotta una fase di compressione HPC1 seguita eventualmente da una fase di raffreddamento HEX3; - before this high pressure gravimetric separation step HPS2 a compression step HPC1 can be carried out, possibly followed by a cooling step HEX3;

- prima di tale fase di purificazione può essere condotta una fase di espansione EX1 ed eventualmente una fase di riscaldamento HEX5; - before this purification step, an expansion step EX1 and possibly a heating step HEX5 can be carried out;

- dopo tale fase di purificazione può essere eventualmente condotta una fase di raffreddamento HEX5; - after this purification step, a HEX5 cooling step can optionally be carried out;

- dopo tale fase di separazione gravimetrica a pressione elevata HPS1 può essere condotta una fase di espansione EX2 ed una fase di raffreddamento HEX6; - after this high pressure gravimetric separation step HPS1, an expansion step EX2 and a cooling step HEX6 can be carried out;

- operare uno o più dei ricicli sopra descritti. - operate one or more of the recycles described above.

Secondo una forma realizzativa alternativa della presente invenzione mostrata in figura 5, nel processo sopra descritto la fase di purificazione del flusso di gas purificato da C02( purified syngas) può essere condotta mediante lavaggio criogenico ad azoto liquido. According to an alternative embodiment of the present invention shown in Figure 5, in the process described above the purification step of the gas stream purified from C02 (purified syngas) can be carried out by cryogenic washing with liquid nitrogen.

In tal caso, il flusso di testa 330 purificato da C02(puri fi f ed syngas) passa attraverso uno o più setacci molecolari (HMPS) per la rimozione dell'anidride carbonica. In this case, the overhead stream 330 purified from C02 (puri fi f and syngas) passes through one or more molecular sieves (HMPS) for the removal of carbon dioxide.

In una fase successiva il gas è sottoposto a lavaggio con azoto liquido nella sezione HP LIN allo scopo di rimuovere il monossido di carbonio, il metano e gli eventuali altri inerti incondensabili. In a subsequent phase the gas is subjected to washing with liquid nitrogen in the HP LIN section in order to remove carbon monoxide, methane and any other non-condensable aggregates.

E' ottenuta in questo modo una miscela di idrogeno e di azoto nel rapporto stechiometrico corretto e/o adatto alla preparazione di ammoniaca del reattore di sintesi. In this way a mixture of hydrogen and nitrogen is obtained in the correct stoichiometric ratio and / or suitable for the preparation of ammonia in the synthesis reactor.

In accordo con un ulteriore oggetto dell'invenzione e in particolare con riferimento alla figura 6, è descritto un dispositivo separatore 10 di una miscela di fluidi che può essere impiegato per gli scopi del processo sopra descritto. In accordance with a further object of the invention and in particular with reference to Figure 6, a separator device 10 of a mixture of fluids which can be used for the purposes of the process described above is described.

Anzi, in un aspetto ancor più preferito dell'invenzione, il processo, e più in dettaglio le fasi di separazione gravimetrica a pressione intermedia (LPS) e a pressione elevata (HPS1 e HPS2) sono condotte in un separatore come quello qui sotto descritto. Indeed, in an even more preferred aspect of the invention, the process, and more in detail, the intermediate pressure (LPS) and high pressure (HPS1 and HPS2) gravimetric separation steps are carried out in a separator such as the one described below.

Come sopra indicato, nelle condizioni operative di pressione e/o di temperatura del processo di separazione gravimetrica, almeno l'anidride carbonica, ed eventualmente uno o più degli altri fluidi compresi nella miscela di gas di sintesi ( syngas ) è allo stato supercritico. As indicated above, in the operating conditions of pressure and / or temperature of the gravimetric separation process, at least carbon dioxide and possibly one or more of the other fluids included in the synthesis gas mixture (syngas) is in the supercritical state.

Inoltre, non si può escludere che in determinate condizioni operative di pressione e/o di temperatura, all'interno del separatore uno o più dei fluidi della miscela sia allo stato liquido. Furthermore, it cannot be ruled out that under certain operating conditions of pressure and / or temperature, inside the separator one or more of the fluids of the mixture is in the liquid state.

In particolare, la miscela oggetto della separazione gravimetrica all'interno del dispositivo separatore 10 è la miscela di gas di sintesi ( syngas) sopra descritta. In particular, the mixture object of the gravimetric separation inside the separator device 10 is the synthesis gas mixture (syngas) described above.

Pertanto, tale miscela comprende preferibilmente idrogeno, monossido di carbonio, metano, acqua e anidride carbonica. Therefore, such a mixture preferably comprises hydrogen, carbon monoxide, methane, water and carbon dioxide.

In un aspetto preferito, possono inoltre essere presenti anche azoto, argon ed altri inerti incondensabili. In a preferred aspect, nitrogen, argon and other non-condensable aggregates may also be present.

La separazione dei componenti della miscela di gas di sintesi ( syngas ) è una separazione per gravità o separazione gravimetrica che sfrutta quindi la diversa densità dei componenti della miscela. The separation of the components of the synthesis gas mixture (syngas) is a separation by gravity or gravimetric separation which therefore exploits the different density of the components of the mixture.

In particolare, viene sfruttata la differenza di densità fra l'anidride carbonica supercritica e gli altri componenti della miscela. In particular, the difference in density between supercritical carbon dioxide and the other components of the mixture is exploited.

In particolare, nelle condizioni operative la densità dell'anidride carbonica di è maggiore della densità dn di ciascuno degli altri componenti della miscela di gas di sintesi ( syngas ) (dl>dn). In particular, in the operating conditions the carbon dioxide density di is greater than the density dn of each of the other components of the synthesis gas mixture (syngas) (dl> dn).

Secondo la presente invenzione, il dispositivo separatore 10 comprende almeno un involucro 11. According to the present invention, the separator device 10 comprises at least one casing 11.

Si definisce una direzione longitudinale X-X coincidente o parallela all'asse di sviluppo longitudinale di detto involucro 11. Preferibilmente, detta direzione longitudinale X-X è sostanzialmente parallela alla direzione orizzontale. In accordo con una forma preferita di realizzazione, detta direzione longitudinale X-X è sostanzialmente perpendicolare alla direzione dell'accelerazione di gravità "G". In accordo con una forma di realizzazione, detta direzione longitudinale è sub-orizzontale. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 è orientato sostanzialmente orizzontalmente o sub-orizzontalmente. A longitudinal direction X-X coinciding or parallel to the longitudinal development axis of said casing 11 is defined. Preferably, said longitudinal direction X-X is substantially parallel to the horizontal direction. In accordance with a preferred embodiment, said longitudinal direction X-X is substantially perpendicular to the direction of acceleration due to gravity "G". According to an embodiment, said longitudinal direction is sub-horizontal. According to an embodiment, said casing 11 is oriented substantially horizontally or sub-horizontally.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 può essere realizzato in un pezzo unico oppure in pezzi separati e, ad esempio, può comprendere teste flangiate. According to an embodiment, said casing 11 can be made in a single piece or in separate pieces and, for example, can comprise flanged heads.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detto involucro 11 è un recipiente in pressione, ad esempio è adatto a contenere fluidi ad una pressione maggiore rispetto alla pressione esterna all'involucro 11 stesso. In accordo con una forma preferita di realizzazione, detto involucro è impermeabile ai fluidi. In accordance with a preferred embodiment, said casing 11 is a pressure vessel, for example it is suitable for containing fluids at a pressure higher than the pressure external to the casing 11 itself. In accordance with a preferred embodiment, said casing is impermeable to fluids.

Detto involucro 11 comprende almeno un bordo d'ingresso 12 che delimita almeno un'apertura d'ingresso 13, adatta a ricevere un flusso in ingresso 100 in detto dispositivo separatore 10. Said casing 11 comprises at least one inlet edge 12 which delimits at least one inlet opening 13, suitable for receiving an inlet flow 100 in said separator device 10.

Per gli scopi della presente invenzione, tale flusso in ingresso 100 è rappresentato dalla miscela di gas di sintesi ( syngas ) qui sopra descritta da sottoporre a separazione. For the purposes of the present invention, this inlet flow 100 is represented by the synthesis gas mixture (syngas) described above to be subjected to separation.

L'involucro 11 del dispositivo delimita almeno parzialmente almeno una camera di separazione 18, adatta a venire percorsa da un flusso in transito 105 avente una velocità di avanzamento Vx. In accordo con una forma di realizzazione, detto flusso in transito 105 percorre detta camera di separazione 18 dall'apertura di ingresso all'apertura di uscita. The casing 11 of the device at least partially delimits at least one separation chamber 18, suitable for being traversed by a flow in transit 105 having a speed of advancement Vx. According to an embodiment, said transit flow 105 passes through said separation chamber 18 from the inlet opening to the outlet opening.

Nella presente descrizione il percorso del flusso di transito 105 definisce quindi una porzione "a monte", cioè più prossima all'apertura di ingresso, ed una porzione "a valle" cioè più prossime alle aperture di uscita del dispositivo separatore 10. In the present description, the path of the transit flow 105 therefore defines an "upstream" portion, ie closer to the inlet opening, and a "downstream" portion, ie closer to the outlet openings of the separator device 10.

Detto involucro 11 comprende almeno una prima superficie 19 ed almeno una seconda superficie 20, affacciate a detta camera di separazione 18, in cui detta seconda superficie 20 è posta inferiormente rispetto a detta prima superficie 19. Said casing 11 comprises at least a first surface 19 and at least a second surface 20, facing said separation chamber 18, in which said second surface 20 is located below with respect to said first surface 19.

Pertanto, l'anidride carbonica avente detta densità di si dirige verso detta prima superficie 20, mentre gli altri componenti della miscela di gas di sintesi ( syngas ) ciascuno avente detta densità dn si dirigono verso detta seconda superficie 19. Therefore, the carbon dioxide having said density dn goes towards said first surface 20, while the other components of the synthesis gas mixture (syngas) each having said density dn go towards said second surface 19.

In accordo con una forma di realizzazione, detta prima superficie 19 comprende una prima linea 119 e detta seconda superficie 20 comprende una seconda linea 120, in cui la seconda linea 120 è posta inferiormente rispetto alla prima linea 119. In questo modo, quando il dispositivo separatore 10 è così orientato, il fluido con densità dn minore di di tenderà ad accumularsi verso la linea 119 mentre l'anidride carbonica tenderà ad accumularsi verso la linea 120. According to an embodiment, said first surface 19 comprises a first line 119 and said second surface 20 comprises a second line 120, in which the second line 120 is placed below the first line 119. In this way, when the device separator 10 is thus oriented, the fluid with density dn lower than di will tend to accumulate towards line 119 while carbon dioxide will tend to accumulate towards line 120.

In accordo con una forma di realizzazione, si definisce una distanza utile "h" pari alla distanza tra detta prima linea 119 e detta seconda linea 120. Quando la forma dell'involucro 11 del dispositivo separatore 10 è cilindrica, e detto dispositivo separatore 10 è orientato sostanzialmente orizzontale, detta distanza h è pari al diametro interno dell'involucro 11 del dispositivo separatore 10. In accordance with an embodiment, a useful distance "h" is defined equal to the distance between said first line 119 and said second line 120. When the shape of the casing 11 of the separator device 10 is cylindrical, and said separator device 10 is oriented substantially horizontal, said distance h is equal to the internal diameter of the casing 11 of the separator device 10.

Detta prima superficie 19 comprende almeno un primo bordo d'uscita 14 che delimita almeno una prima apertura d'uscita 15, adatta a fornire un primo flusso in uscita 103 dal dispositivo separatore 10. Detta seconda superficie 20 comprende almeno un secondo bordo d'uscita 16 che delimita almeno una seconda apertura d'uscita 17, adatta a fornire un secondo flusso di uscita 104 dal dispositivo separatore 10. Said first surface 19 comprises at least a first trailing edge 14 which defines at least a first exit opening 15, suitable for supplying a first outflow 103 from the separator device 10. Said second surface 20 comprises at least a second trailing edge 16 which delimits at least a second outlet opening 17, suitable for supplying a second outlet flow 104 from the separator device 10.

Per gli scopi della presente invenzione, detto primo flusso di uscita 103 è rappresentato dai gas di sintesi purificato da CO2( purified syngas) , mentre detto secondo flusso di uscita 104 è rappresentato dall'anidride carbonica (CO2). For the purposes of the present invention, said first outlet stream 103 is represented by the synthesis gas purified from CO2 (purified syngas), while said second outlet stream 104 is represented by carbon dioxide (CO2).

Detta camera di separazione 18 comprende almeno una prima porzione d'uscita 23 che sfocia in detta prima apertura d'uscita 15 ed almeno una seconda porzione d'uscita 24 che sfocia in detta seconda apertura d'uscita 17. Said separation chamber 18 comprises at least a first outlet portion 23 that opens into said first outlet opening 15 and at least a second outlet portion 24 that opens into said second outlet opening 17.

Vantaggiosamente, detto dispositivo separatore 10 comprende elementi di separazione fluidica 30, 31, 32, adatti ad influenzare il flusso in transito 105. Detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 delimitano almeno parzialmente dei canali 22 per il passaggio del fluido in transito 105 in detta camera di separazione 18. Detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono impermeabili ai fluidi. Preferibilmente, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono realizzati in materiale metallico . Advantageously, said separator device 10 comprises fluidic separation elements 30, 31, 32, suitable for influencing the transit flow 105. Said fluidic separation elements 30, 31, 32 at least partially delimit channels 22 for the passage of the fluid in transit 105 in said separation chamber 18. Said fluidic separation elements 30, 31, 32 are impermeable to fluids. Preferably, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are made of metallic material.

Con ulteriore vantaggio, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono adatti ad influenzare il flusso in transito 105 in modo che almeno una porzione del flusso in transito 105 in detti canali 22 sia un flusso sostanzialmente laminare. Con la terminologia "sostanzialmente laminare" si intende indicare la ridotta presenza, e preferibilmente l'assenza, di fenomeni turbolenti nel flusso in transito 105 all'interno di detta camera di separazione 18. Preferibilmente, il flusso in transito 105 all'interno di detti canali 22 è sostanzialmente laminare e più preferibilmente è laminare. With a further advantage, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are suitable for influencing the flow in transit 105 so that at least a portion of the flow in transit 105 in said channels 22 is a substantially laminar flow. With the terminology "substantially laminar" is meant to indicate the reduced presence, and preferably the absence, of turbulent phenomena in the flow in transit 105 inside said separation chamber 18. Preferably, the flow in transit 105 inside said channels 22 is substantially laminar and more preferably it is laminar.

In questo modo, l'anidride carbonica avente densità di si dirige verso detta seconda apertura d'uscita 17 determinando detto secondo flusso in uscita 104 che comprende una quota parte del resto della miscela minore della quota parte compresa in detto flusso in ingresso 100. Al contempo, il resto della miscela di gas di sintesi purificato dalla C02( purified syngas) si dirige verso detta prima apertura d'uscita 15 determinando detto primo flusso in uscita 103 che comprende una quota parte di anidride carbonica minore della quota parte compresa in detto flusso in ingresso 100. In this way, carbon dioxide having a density of is directed towards said second outlet opening 17 determining said second outlet flow 104 which comprises a portion of the rest of the mixture which is less than the portion included in said inlet flow 100. Al at the same time, the rest of the mixture of synthesis gas purified from C02 (purified syngas) goes towards said first outlet opening 15 determining said first outlet flow 103 which comprises a portion of carbon dioxide less than the portion included in said flow inbound 100.

Vantaggiosamente, il dispositivo separatore 10 è adatto ad essere impiegato per qualunque quota parte di anidride carbonica compresa nella miscela di gas di sintesi ( syngas ) del flusso in ingresso 100. Advantageously, the separator device 10 is suitable to be used for any portion of carbon dioxide included in the synthesis gas mixture (syngas) of the inlet stream 100.

In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 hanno un orientamento verticale o subverticale. Preferibilmente, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono orientati verticalmente. Preferibilmente, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono tra loro sostanzialmente paralleli. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 have a vertical or sub-vertical orientation. Preferably, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are vertically oriented. Preferably, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are substantially parallel to each other.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono inadatti ad assolvere una funzione strutturale. In altre parole, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono inadatti a fungere da rinforzo strutturale per detto involucro 11. Pertanto, in un aspetto dell'invenzione, detti elementi 30, 31, 32 non hanno funzione strutturale. Secondo un aspetto alternativo dell'invenzione, invece, detti uno o più elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 hanno una funzione strutturale. In accordance with a preferred embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are unsuitable to perform a structural function. In other words, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are unsuitable to act as structural reinforcement for said casing 11. Therefore, in one aspect of the invention, said elements 30, 31, 32 have no structural function. According to an alternative aspect of the invention, however, said one or more fluidic separation elements 30, 31, 32 have a structural function.

Detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 delimitano almeno parzialmente dei canali 22, per cui si definisce una apertura di canale y-y come la minima distanza tra due elementi di separazione fluidica 30, 31, 32. Si definisce inoltre una dimensione sostanzialmente verticale di canale z-z, orientata trasversalmente a detta apertura di canale y-y. In accordo con una forma di realizzazione, detta dimensione sostanzialmente verticale di canale z-z è diretta verticalmente ed è parallela alla direzione dell'accelerazione di gravità "G". Preferibilmente, detta dimensione sostanzialmente verticale z-z di canale è maggiore di detta apertura di canale y-y. Said fluidic separation elements 30, 31, 32 at least partially delimit channels 22, whereby a channel opening y-y is defined as the minimum distance between two fluidic separation elements 30, 31, 32. A substantially vertical dimension of channel z-z, oriented transversely to said channel opening y-y. According to an embodiment, said substantially vertical dimension of channel z-z is directed vertically and is parallel to the direction of the acceleration of gravity "G". Preferably, said substantially vertical dimension z-z of channel is greater than said opening of channel y-y.

Riducendo l'apertura di canale y-y di detti canali 22 si permette di massimizzare la velocità del fluido, pur rimanendo in campo laminare. Un esperto del ramo apprezzerà che in regime sostanzialmente laminare sono evitati fenomeni turbolenti del fluido in transito 105, incrementando l'efficienza di separazione. Questo migliora l'uniformità della distribuzione della velocità di avanzamento Vx del flusso in transito 105. Il regime di flusso laminare lungo l'asse X-X del dispositivo separatore 10 consente di minimizzare l'interferenza della velocità Vx del flusso 105 con la velocità di separazione. Un esperto del ramo apprezzerà che, diversamente, l'insorgere di fenomeni turbolenti provocherebbe rimescolamenti causati dalla presenza di componenti della velocità del flusso 105 paralleli alla velocità di separazione (ovvero ortogonali alla direzione longitudinale X-X) con conseguente riduzione dell'efficienza di separazione a parità di tempi di permanenza nel dispositivo separatore 10. By reducing the opening of channel y-y of said channels 22, it is possible to maximize the speed of the fluid, while remaining in the laminar field. One skilled in the art will appreciate that in a substantially laminar regime turbulent phenomena of the fluid in transit 105 are avoided, increasing the separation efficiency. This improves the uniformity of the distribution of the forward speed Vx of the passing flow 105. The laminar flow regime along the X-X axis of the separator device 10 allows to minimize the interference of the speed Vx of the flow 105 with the separation speed. A person skilled in the art will appreciate that, otherwise, the onset of turbulent phenomena would cause mixing caused by the presence of components of the flow velocity 105 parallel to the separation speed (i.e. orthogonal to the longitudinal direction X-X) with consequent reduction of the separation efficiency for the same of residence times in the separator device 10.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, detti elementi di separazione fluidica 30, 31 ,32 sono tra loro paralleli ed equispaziati. In questo modo, detta apertura di canale y-y è sostanzialmente costante. In accordance with a preferred embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are parallel to each other and equally spaced. In this way, said y-y channel opening is substantially constant.

In accordo con una forma di realizzazione, detti canali 22 sono in comunicazione fluidica con detta prima porzione d'uscita 23 e detta seconda porzione di uscita 24. According to an embodiment, said channels 22 are in fluid communication with said first outlet portion 23 and said second outlet portion 24.

In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 si estendono in direzione longitudinale X-X lungo l'intera camera di separazione 18. In questo modo, detti canali 22 si estendono in direzione longitudinale X-X lungo l'intera camera di separazione 18. In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 si estendono tra detta prima superficie 19 e detta seconda superficie 20. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 extend in the longitudinal direction X-X along the entire separation chamber 18. In this way, said channels 22 extend in the longitudinal direction X-X along the entire separation chamber 18. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 extend between said first surface 19 and said second surface 20.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detta camera di separazione 18 comprende una porzione prossimale di camera di separazione 39 ed una porzione distale di camera di separazione 38, in cui detta porzione distale di camera di separazione 38 è posta a valle di detta porzione prossimale di camera di separazione 39, ed in cui detta porzione distale di camera di separazione 38 comprende un maggior numero di elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 rispetto a detta porzione prossimale di camera di separazione 39. In accordo con una forma di realizzazione, detta porzione distale di camera di separazione 38 comprende circa il doppio del numero di elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 rispetto a detta porzione prossimale di camera di separazione 39. In accordo con una forma di realizzazione, detta porzione distale di camera di separazione 38 comprende il doppio o il doppio numero meno uno di elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 rispetto a detta porzione prossimale di camera di separazione 39. L'aumentare del numero di elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 in prossimità delle uscite del dispositivo separatore 10 consente di minimizzare il propagarsi di eventuali turbolenze indotte dalle aperture d'uscita 15 e 17, dove il primo flusso d'uscita 103 ed il secondo flusso di uscita 104 devono sostanzialmente accelerare e cambiare direzione. In accordance with a preferred embodiment, said separation chamber 18 comprises a proximal portion of separation chamber 39 and a distal portion of separation chamber 38, in which said distal portion of separation chamber 38 is located downstream of said portion separation chamber 39, and wherein said distal portion of separation chamber 38 comprises a greater number of fluidic separation elements 30, 31, 32 than said proximal portion of separation chamber 39. In accordance with an embodiment , said distal portion of separation chamber 38 comprises approximately twice the number of fluidic separation elements 30, 31, 32 with respect to said proximal portion of separation chamber 39. According to one embodiment, said distal portion of separation chamber separation 38 comprises double or double number minus one of fluidic separation elements 30, 31, 32 with respect to said proximate portion the separation chamber le 39. The increase in the number of fluidic separation elements 30, 31, 32 near the outlets of the separator device 10 allows to minimize the propagation of any turbulence induced by the outlet openings 15 and 17, where the first outlet stream 103 and second outlet stream 104 must substantially accelerate and change direction.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detti canali 22 si infittiscono in prossimità delle porzioni di uscita 23 e 24. In altre parole, detti canali 22 aumentano in numero, riducendo così la distanza tra due elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 adiacenti. In questo modo, detti canali 22 aumentano in numero risultando in una diminuita apertura di canale y-y laddove ci si aspetta una maggiore fonte di turbolenza indotta dall'accelerazione del fluido in uscita dal dispositivo separatore 10, fluido che deve modificare la propria velocità sia in direzione sia in intensità. La turbolenza deve essere ridotta per evitare rimescolamenti fra il primo flusso d'uscita 103 ed il secondo flusso di uscita 104. In accordance with a preferred embodiment, said channels 22 thicken near the outlet portions 23 and 24. In other words, said channels 22 increase in number, thus reducing the distance between two fluidic separation elements 30, 31, 32 adjacent. In this way, said channels 22 increase in number resulting in a decreased opening of channel y-y where a greater source of turbulence is expected, induced by the acceleration of the fluid leaving the separator device 10, a fluid which must change its speed both in the direction both in intensity. The turbulence must be reduced to avoid mixing between the first outlet stream 103 and the second outlet stream 104.

In accordo con una forma di realizzazione, detti canali 22 sono delimitati da detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32, da almeno una porzione di detta prima superficie 19 e da almeno una porzione di detta seconda superficie 20. In altre parole, le pareti di ciascun canale 22 comprendono porzioni di detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32, almeno una porzione di detta prima superficie 19 ed almeno una porzione di detta seconda superficie 20. In questo modo è aumentata l'efficienza di separazione. According to an embodiment, said channels 22 are delimited by said fluidic separation elements 30, 31, 32, by at least a portion of said first surface 19 and by at least a portion of said second surface 20. In other words, the walls of each channel 22 comprise portions of said fluidic separation elements 30, 31, 32, at least a portion of said first surface 19 and at least a portion of said second surface 20. In this way the separation efficiency is increased.

In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 hanno prevalente estensione lungo la direzione longitudinale X-X e lungo la direzione dell'accelerazione di gravità "G". In questo modo è aumentata l'efficienza di separazione. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 have a prevalent extension along the longitudinal direction X-X and along the direction of acceleration due to gravity "G". In this way the separation efficiency is increased.

In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 comprendono almeno un fascio di setti 31, 32. In accordo con una forma di realizzazione, detti setti 31, 32 sono sotto forma di lamelle aventi prevalente estensione lungo la direzione longitudinale X-X e lungo la direzione dell'accelerazione di gravità "G". In accordo con una forma di realizzazione, detti setti 31, 32 sono sostanzialmente paralleli tra loro. In accordo con una forma di realizzazione, detto almeno un fascio di setti 31, 32 comprende primi setti 31 e secondi setti 32, in cui detti primi setti 31 hanno estensione lungo la direzione dell'accelerazione di gravità "G" maggiore rispetto a detti secondi setti 32. In accordo con una forma di realizzazione, detto almeno un fascio di setti 31, 32 comprende primi setti 31 e secondi setti 32, in cui detti primi setti 31 hanno estensione lungo la direzione longitudinale X-X maggiore rispetto a detti secondi setti 32. In accordo con una forma di realizzazione, detto almeno un fascio di setti 31, 32 comprende detti primi setti 31 disposti alternati rispetto a detti secondi setti 32. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 comprise at least one bundle of septa 31, 32. According to an embodiment, said septa 31, 32 are in the form of lamellae having a prevalent long extension the longitudinal direction X-X and along the direction of acceleration due to gravity "G". According to an embodiment, said septa 31, 32 are substantially parallel to each other. According to an embodiment, said at least one bundle of baffles 31, 32 comprises first baffles 31 and second baffles 32, in which said first baffles 31 extend along the direction of the acceleration of gravity "G" greater than said second ones septa 32. In accordance with an embodiment, said at least one bundle of septa 31, 32 comprises first septa 31 and second septa 32, in which said first septa 31 have a greater extension along the longitudinal direction X-X than said second septa 32. In accordance with an embodiment, said at least one bundle of baffles 31, 32 comprises said first baffles 31 arranged alternately with respect to said second baffles 32.

In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono realizzati in pezzo unico con detto involucro 11. In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono realizzati sotto forma di almeno un inserto che viene inserito in detto involucro 11. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 viene calzato su detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are made in a single piece with said casing 11. According to an embodiment, said fluidic separation elements 30, 31, 32 are made in the form of at least one insert which is inserted into said casing 11. According to an embodiment, said casing 11 is fitted onto said fluidic separation elements 30, 31, 32.

In accordo con una forma di realizzazione, almeno una tra detta prima porzione d'uscita 23 e detta seconda porzione d'uscita 24 sono prive di elementi di separazione fluidica 30, 31, 32. In questo modo si favorisce la comunicazione fluidica tra detti canali 22 e dette prima e seconda aperture d'uscita 15, 17. In una forma di realizzazione preferita, il diametro di dette aperture d'uscita 15, 17 può essere inferiore al diametro del dispositivo separatore 10. In accordo con tale forma di realizzazione, almeno alcuni di detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 in corrispondenza delle porzioni d'uscita 23, 24 ed esternamente a tali porzioni 23 e 24 sono modellati ed eventualmente parzialmente eliminati onde consentire l'afflusso dei flussi in uscita 103 e 104 dalla periferia del separatore verso le aperture d'uscita 15, 17. In accordo con una forma di realizzazione, tra detta prima porzione d'uscita 23 e detta seconda porzione d'uscita 24 è presente almeno una porzione di detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32. According to an embodiment, at least one of said first outlet portion 23 and said second outlet portion 24 are devoid of fluidic separation elements 30, 31, 32. In this way, fluidic communication between said channels is favored. 22 and said first and second outlet openings 15, 17. In a preferred embodiment, the diameter of said outlet openings 15, 17 can be smaller than the diameter of the separator device 10. In accordance with this embodiment, at least some of said fluidic separation elements 30, 31, 32 in correspondence with the outlet portions 23, 24 and externally to these portions 23 and 24 are modeled and possibly partially eliminated in order to allow the flow of outgoing flows 103 and 104 from the periphery of the separator towards the outlet openings 15, 17. According to an embodiment, between said first outlet portion 23 and said second outlet portion 24 there is at least a portion of said el fluidic separation elements 30, 31, 32.

In questo modo, si permette di guidare il flusso verso le aperture d'uscita 15, 17 evitando turbolenze. In this way, it is possible to guide the flow towards the outlet openings 15, 17 avoiding turbulence.

In accordo con una forma di realizzazione, almeno uno tra detto primo flusso in uscita 103 e detto secondo flusso in uscita 104 ha una pressione di uscita sostanzialmente pari alla pressione del flusso in ingresso 100. Le perdite di carico sono infatti da considerarsi inferiori al 3% e più preferibilmente inferiori all'1%. In accordo con una forma di realizzazione, almeno uno tra detto primo flusso in uscita 103 e detto secondo flusso in uscita 104 ha una pressione di uscita sostanzialmente compresa tra circa il 90% e circa il 99,9% della pressione del flusso in ingresso 100, preferibilmente compresa tra circa il 95% e circa il 99,9%, più preferibilmente compresa tra circa il 97% e circa il 99,9%, ed ancora più preferibilmente compresa tra circa il 99% e circa il 99,9%. According to an embodiment, at least one of said first outlet flow 103 and said second outlet flow 104 has an outlet pressure substantially equal to the pressure of the inlet flow 100. The pressure drops are in fact to be considered lower than 3 % and more preferably less than 1%. According to an embodiment, at least one of said first outlet flow 103 and said second outlet flow 104 has an outlet pressure substantially comprised between about 90% and about 99.9% of the pressure of the inlet flow 100 , preferably between about 95% and about 99.9%, more preferably between about 97% and about 99.9%, and even more preferably between about 99% and about 99.9%.

L'efficienza di separazione è influenzata da vari fattori. Ad esempio, a parità di altre condizioni (ad esempio temperatura, pressione e tempo di permanenza del fluido in transito 105 all'interno della camera di separazione 18) maggiore è la velocità di avanzamento Vx e minore è l'efficienza di separazione, in quanto si favorisce l'insorgenza di fenomeni turbolenti. Ad esempio, a parità di altre condizioni, l'efficienza aumenta asintoticamente con l'aumentare del tempo di permanenza del flusso in transito 105 nel separatore 10. Ad esempio, a parità di altre condizioni, l'efficienza di separazione aumenta con l'aumentare della differenza tra le densità di e dn. Ad esempio, a parità di altre condizioni, l'efficienza di separazione aumenta con l'aumentare della pressione in quanto un aumento di pressione causa un aumento della differenza di densità tra l'anidride carbonica e gli altri componenti della miscela di gas purificati dalla C02( purified syngas) una diminuzione dei coefficienti di diffusività. Ad esempio, l'efficienza di separazione aumenta con la diminuzione della temperatura, in quanto ciò causa un aumento della differenza di densità tra l'anidride carbonica e gli altri componenti della miscela di gas purificati dalla C02( purified syngas ) , nonché una diminuzione dei coefficienti di diffusività. In particolare, per temperature inferiori alla temperatura critica dell'anidride carbonica, ad esempio 31,1°C per la C02pura, è probabile l'insorgere di una fase liquida in prossimità dell'apertura d'uscita 17, ovvero in corrispondenza della sezione dove si realizza una composizione tale da consentire la liquefazione della C02. Tale liquefazione può essere favorita da un apposito dispositivo termico 36 che raffredda il secondo flusso in uscita 104. The separation efficiency is influenced by various factors. For example, other conditions being equal (for example temperature, pressure and residence time of the fluid in transit 105 inside the separation chamber 18) the higher the feed speed Vx and the lower the separation efficiency, as the onset of turbulent phenomena is favored. For example, all other conditions being equal, the efficiency increases asymptotically with the increase in the residence time of the transit flow 105 in the separator 10. For example, all other conditions being equal, the separation efficiency increases with increasing of the difference between the densities of and dn. For example, all other conditions being equal, the separation efficiency increases with increasing pressure as an increase in pressure causes an increase in the density difference between carbon dioxide and the other components of the gas mixture purified by C02. (purified syngas) a decrease in the diffusivity coefficients. For example, the separation efficiency increases with decreasing temperature, as this causes an increase in the density difference between carbon dioxide and the other components of the gas mixture purified by C02 (purified syngas), as well as a decrease in the diffusivity coefficients. In particular, for temperatures below the critical temperature of carbon dioxide, for example 31.1 ° C for pure CO2, a liquid phase is likely to arise near the outlet opening 17, i.e. in correspondence with the section where a composition is obtained such as to allow the liquefaction of the C02. This liquefaction can be favored by a suitable thermal device 36 which cools the second outlet stream 104.

Ad esempio, minore è l'apertura dei canali y-y in una direzione trasversale alla direzione dell'accelerazione di gravità "G" e maggiore è l'efficienza di separazione, in quanto si favorisce il flusso in regime laminare a parità di velocità di avanzamento Vx, pressione, temperatura e composizione della miscela in ingresso 100. For example, the smaller the opening of the y-y channels in a direction transverse to the direction of acceleration due to gravity "G", the greater the separation efficiency, as the flow in laminar regime is favored at the same speed of advancement Vx , pressure, temperature and composition of the inlet mixture 100.

In accordo con una forma di realizzazione, detto primo bordo d'uscita 14 definisce una prima direzione d'uscita Ul-Ul sostanzialmente ortogonale alla sezione di detta prima apertura d'uscita 15 e detto secondo bordo d'uscita 16 definisce una seconda direzione d'uscita U2-U2 sostanzialmente ortogonale alla sezione di detta seconda apertura d'uscita 17. Almeno una porzione di detto primo flusso di uscita 103 è sostanzialmente diretto secondo detta prima direzione d'uscita Ul-Ul ed almeno una porzione di detto secondo flusso in uscita 104 è diretta sostanzialmente parallelamente a detta seconda direzione d'uscita U2-U2. According to an embodiment, said first trailing edge 14 defines a first exit direction Ul-Ul substantially orthogonal to the section of said first exit opening 15 and said second trailing edge 16 defines a second direction d outlet U2-U2 substantially orthogonal to the section of said second outlet opening 17. At least a portion of said first outlet flow 103 is substantially directed according to said first outlet direction Ul-Ul and at least a portion of said second flow in output 104 is directed substantially parallel to said second output direction U2-U2.

In accordo con una forma di realizzazione, detta prima direzione d'uscita Ul-Ul è sostanzialmente parallela a detta seconda direzione d'uscita U2-U2. In accordo con una forma di realizzazione, è prevista la possibilità di realizzare uscite con angoli inferiori a 90° rispetto alla direzione longitudinale X-X, vale a dire l'angolo tra la direzione longitudinale X-X e ciascuna delle direzioni d'uscita Ul-Ul e U2-U2 può essere inferiore a 90°. According to an embodiment, said first exit direction U1-U1 is substantially parallel to said second exit direction U2-U2. According to an embodiment, it is possible to realize outlets with angles lower than 90 ° with respect to the longitudinal direction X-X, i.e. the angle between the longitudinal direction X-X and each of the exit directions Ul-Ul and U2 -U2 can be less than 90 °.

Tali angoli possono essere scelti in modo da minimizzare la variazione di quantità di moto dei flussi in uscita 103 e 104. Such angles can be chosen in such a way as to minimize the variation in momentum of the output flows 103 and 104.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detta prima direzione d'uscita Ul-Ul è sostanzialmente parallela e non coincidente a detta seconda direzione d'uscita U2-U2, in modo che si definisca una distanza d'uscita "D" tra detta prima direzione d'uscita Ul-Ul o un suo prolungamento e detta seconda direzione d'uscita U2-U2. La previsione di detta distanza d'uscita "D" permette di minimizzare l'interferenza fluidica tra detto primo flusso d'uscita 103 e detto secondo flusso d'uscita 104, che potrebbe favorire l'insorgenza di fenomeni turbolenti (diminuendo l'efficienza di separazione). In accordance with a preferred embodiment, said first exit direction Ul-Ul is substantially parallel and not coincident with said second exit direction U2-U2, so that an exit distance "D" is defined between said first exit direction Ul-Ul or an extension thereof and said second exit direction U2-U2. The provision of said outlet distance "D" allows to minimize the fluidic interference between said first outlet flow 103 and said second outlet flow 104, which could favor the onset of turbulent phenomena (decreasing the efficiency of separation).

Per limitare l'insorgere della turbolenza nelle porzioni d'uscita 23, 24, si prevede di ridurre gradualmente le pareti di ciascun condotto d'uscita 37 in modo che assumano una forma tronco conica, mediante elementi riempitivi 35 come ad esempio materiale di riempimento. In questo modo il fluido in uscita potrà accelerare gradualmente. In order to limit the onset of turbulence in the outlet portions 23, 24, it is envisaged to gradually reduce the walls of each outlet duct 37 so that they assume a frusto-conical shape, by means of filling elements 35 such as filling material. In this way the outgoing fluid will gradually accelerate.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 comprende almeno un bordo di porzione d'ingresso 21, che si estende a valle di detto bordo di ingresso 12, e che delimita una apertura di porzione d'ingresso 28 più ampia di detta apertura d'ingresso 13. In altre parole, detto involucro 11 comprende una porzione d'ingresso 29 posta a valle di detto bordo d'ingresso 12. In questo modo, il flusso in ingresso 100 è sottoposto ad una variazione di sezione che lo rallenta. In accordance with an embodiment, said casing 11 comprises at least one leading edge 21, which extends downstream of said leading edge 12, and delimits an entry 28 opening wider than said opening inlet 13. In other words, said casing 11 comprises an inlet portion 29 located downstream of said inlet edge 12. In this way, the inlet flow 100 is subjected to a section variation which slows it down.

In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo separatore 10 comprende almeno un dispositivo statico 33, adatto a distribuire in modo uniforme la velocità di avanzamento Vx del flusso in transito 105. Preferibilmente, detto dispositivo statico 33 è adatto a distribuire in modo uniforme su almeno una porzione di una sezione fluidica ortogonale alla direzione longitudinale X-X la velocità di avanzamento Vx del flusso in transito 105. In questo modo, si permette di distribuire in modo uniforme la velocità di avanzamento del flusso in transito a fronte di una minima perdita di pressione o di carico. Questo favorisce il formarsi di un flusso sostanzialmente laminare nei canali 22 e permette di aumentare l'efficienza di separazione. Infatti, le perdite di carico del dispositivo separatore 10 sono quasi totalmente concentrate nel dispositivo statico 33 il cui funzionamento richiede perdite di carico molto ridotte. According to an embodiment, said separator device 10 comprises at least one static device 33, suitable for uniformly distributing the forward speed Vx of the passing flow 105. Preferably, said static device 33 is suitable for distributing uniformly on at least a portion of a fluidic section orthogonal to the longitudinal direction X-X the speed of advancement Vx of the flow in transit 105. In this way, it is possible to uniformly distribute the speed of advancement of the flow in transit in the face of a minimum loss of pressure or cargo. This favors the formation of a substantially laminar flow in the channels 22 and allows to increase the separation efficiency. In fact, the pressure drops of the separator device 10 are almost totally concentrated in the static device 33 whose operation requires very low pressure drops.

In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo statico 33 comprende almeno un setto poroso. In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo statico 33 comprende almeno un piatto forato o grigliato. According to an embodiment, said static device 33 comprises at least one porous septum. According to an embodiment, said static device 33 comprises at least one perforated or grilled plate.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro comprende elementi riempitivi 35 che influenzano la forma della camera di separazione 18. In questo modo, si permette di ottenere un flusso in transito 105 ottimizzato. In accordo con una forma di realizzazione, detti elementi riempitivi 35 comprendono almeno una tra detta prima superficie 19 e detta seconda superficie 20. According to an embodiment, said casing comprises filling elements 35 which influence the shape of the separation chamber 18. In this way, it is possible to obtain an optimized transit flow 105. According to an embodiment, said filling elements 35 comprise at least one between said first surface 19 and said second surface 20.

In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo di separazione 10 comprende almeno un membro trappola (non mostrato), adatto a recuperare componenti in fase liquida. According to an embodiment, said separation device 10 comprises at least one trap member (not shown), suitable for recovering components in the liquid phase.

Detto involucro 11 può essere variamente conformato. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 ha asse di sviluppo longitudinale sostanzialmente rettilineo. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 ha asse di sviluppo longitudinale curvo. In questo modo si permette di mantenere l'ingombro compatto, a fronte di un aumento dell'estensione longitudinale della camera di separazione 18. Oppure, a parità di estensione longitudinale della camera di separazione 18, si riduce l'ingombro del dispositivo separatore 10. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 ha una forma sostanzialmente cilindrica. In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 ha una forma prismatica. Said casing 11 can be variously shaped. In accordance with an embodiment, said casing 11 has a substantially rectilinear longitudinal axis. According to an embodiment, said casing 11 has a curved longitudinal development axis. In this way it is possible to maintain compact dimensions, in the face of an increase in the longitudinal extension of the separation chamber 18. Or, with the same longitudinal extension of the separation chamber 18, the overall dimensions of the separator device 10 are reduced. According to an embodiment, said casing 11 has a substantially cylindrical shape. According to an embodiment, said casing 11 has a prismatic shape.

In accordo con una forma di realizzazione vantaggiosa, detta direzione longitudinale X-X è sostanzialmente orizzontale e detti elementi di separazione fluidica 30, 31, 32 sono orientati verticalmente. In accordance with an advantageous embodiment, said longitudinal direction X-X is substantially horizontal and said fluidic separation elements 30, 31, 32 are oriented vertically.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 comprende almeno un condotto d'ingresso 25 che si estende a monte di detto bordo d'ingresso 12. According to an embodiment, said casing 11 comprises at least one inlet duct 25 which extends upstream of said inlet edge 12.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 comprende almeno un primo condotto d'uscita 27 che si estende a valle di detto secondo bordo d'uscita 16. Preferibilmente, detto primo condotto d'uscita 27 è attraversato da detto secondo flusso 104 in uscita rappresentato dall'anidride carbonica. According to an embodiment, said casing 11 comprises at least a first outlet duct 27 which extends downstream of said second outlet edge 16. Preferably, said first outlet duct 27 is crossed by said second flow 104 output represented by carbon dioxide.

In accordo con una forma di realizzazione, detto involucro 11 comprende almeno un secondo condotto d'uscita 26 che si estende a valle di detto primo bordo d'uscita 14. Preferibilmente, detto secondo condotto d'uscita 26 è attraversato da detto primo flusso in uscita 103 rappresentato dalla miscela di gas di sintesi purificato dall'anidride carbonica. In accordance with an embodiment, said casing 11 comprises at least a second outlet duct 26 which extends downstream of said first outlet edge 14. Preferably, said second outlet duct 26 is crossed by said first flow in output 103 represented by the mixture of synthesis gas purified from carbon dioxide.

In accordo con una forma di realizzazione, almeno uno tra detto secondo condotto d'uscita 26 e detto primo condotto d'uscita 27 comprende pareti di condotto d'uscita 37 aventi una forma sostanzialmente ad imbuto. In questo modo, restringono il lume del condotto d'uscita 26, 27 aumentando gradualmente le rispettive velocità e limitando così l'insorgere di turbolenze. In accordo con una forma di realizzazione, almeno uno tra detto primo condotto d'ingresso 25, detto secondo condotto d'uscita 26 e detto secondo condotto d'uscita 27 comprende almeno un elemento flangiato 34, adatto a collegarsi con un elemento fluidico, come ad esempio una tubazione 41, 42, 43, 44. In accordance with an embodiment, at least one of said second outlet duct 26 and said first outlet duct 27 comprises outlet duct walls 37 having a substantially funnel-like shape. In this way, they narrow the lumen of the outlet duct 26, 27 gradually increasing the respective speeds and thus limiting the onset of turbulence. According to an embodiment, at least one of said first inlet duct 25, said second outlet duct 26 and said second outlet duct 27 comprises at least one flanged element 34, suitable for connecting with a fluidic element, such as for example a pipe 41, 42, 43, 44.

In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo separatore 10 comprende un dispositivo termico 36, adatto ad influenzare la temperatura di almeno uno tra detto flusso in transito 105, detto flusso in ingresso 100, detto primo flusso in uscita 103 e detto secondo flusso in uscita 104. In accordo con una forma preferita di realizzazione, detto dispositivo termico 36 è adatto a raffreddare detto secondo flusso in uscita 104. In accordo con una forma di realizzazione, detto dispositivo termico 36 comprende una incamiciatura che abbraccia almeno una porzione di detto involucro 11. Detto dispositivo termico 36 può essere collocato sia all'interno della camera di separazione 18 sia all'esterno della camera di separazione 18. In accordance with an embodiment, said separator device 10 comprises a thermal device 36, suitable for influencing the temperature of at least one of said passing flow 105, said inlet flow 100, said first outflow 103 and said second inlet flow outlet 104. In accordance with a preferred embodiment, said thermal device 36 is suitable for cooling said second outlet flow 104. In accordance with one embodiment, said thermal device 36 comprises a jacket that embraces at least a portion of said casing 11. Said thermal device 36 can be located both inside the separation chamber 18 and outside the separation chamber 18.

Grazie alla previsione di un siffatto dispositivo separatore 10 si permette di ottenere un secondo flusso di uscita 104 comprendente anidride carbonica (C02) in fase supercritica o in fase liquida quando detto dispositivo separatore 10 è alimentato in ingresso con una miscela comprendente, appunto, anidride carbonica. Come sopra descritto, per gli scopi della presente invenzione, uno o più delle fasi di separazione gravimetrica LPS, HPS1 e HPS2 sopra descritti sono condotti nel dispositivo separatore 10 dell'invenzione. Thanks to the provision of such a separator device 10 it is possible to obtain a second outlet flow 104 comprising carbon dioxide (C02) in the supercritical phase or in the liquid phase when said separator device 10 is fed at the inlet with a mixture comprising, precisely, carbon dioxide . As described above, for the purposes of the present invention, one or more of the gravimetric separation steps LPS, HPS1 and HPS2 described above are carried out in the separator device 10 of the invention.

In un aspetto preferito, tutte e tre le fasi LPS, HPS1 e HPS2 sono condotte nel dispositivo separatore 10. In a preferred aspect, all three phases LPS, HPS1 and HPS2 are conducted in the separator device 10.

Più in dettaglio, ciascuna di dette fasi di separazione gravimetrica comprende le fasi di: More in detail, each of said gravimetric separation steps comprises the steps of:

A) iniettare la miscela di gas di sintesi ( syngas ) nel dispositivo separatore 10; A) injecting the synthesis gas mixture (syngas) into the separator device 10;

B) realizzare un flusso di detta miscela di gas di sintesi ( syngas) 100 all'interno di detto dispositivo 10; B) creating a flow of said mixture of synthesis gas (syngas) 100 inside said device 10;

C) raccogliere due flussi separati, di cui un primo flusso 103 comprendente prevalentemente una miscela di gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) ed un secondo flusso 104 comprendente C02. C) collecting two separate flows, of which a first flow 103 mainly comprising a mixture of synthesis gas purified from C02 (purified syngas) and a second flow 104 comprising C02.

Secondo un aspetto preferito, il flusso della miscela di gas di sintesi ( syngas ) iniettato nella fase A) comprende anidride carbonica in fase supercritica. According to a preferred aspect, the flow of the synthesis gas mixture (syngas) injected in phase A) comprises carbon dioxide in the supercritical phase.

Eventualmente, anche uno o più altri componenti di detta miscela di gas di sintesi ( syngas) può essere in fase supercritica. Optionally, one or more other components of said synthesis gas mixture (syngas) can also be in the supercritical phase.

Secondo un altro aspetto preferito, il flusso di detta miscela di gas di sintesi ( syngas ) realizzato nella fase B) è un flusso laminare e, ancora più preferibilmente, privo di turbolenze. According to another preferred aspect, the flow of said mixture of synthesis gas (syngas) carried out in phase B) is a laminar flow and, even more preferably, free from turbulence.

In accordo con un altro oggetto della presente invenzione, è descritto un impianto 40 (figura 11) comprendente almeno un dispositivo separatore 10, 10', 10'', 10''' secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte. In accordance with another object of the present invention, a plant 40 is described (Figure 11) comprising at least one separator device 10, 10 ', 10' ', 10' '' according to any of the previously described embodiments.

In accordo con una forma di realizzazione, detto impianto 40 è un impianto di purificazione e di separazione della C02dal gas di sintesi ( syngas). According to an embodiment, said plant 40 is a plant for purification and separation of CO2 from synthesis gas (syngas).

In accordo con una forma preferita di realizzazione, detto impianto 40 è un impianto di purificazione di gas di sintesi ( syngas ) e di separazione di anidride carbonica supercritica. In altre parole, detto impianto 40 purifica gas di sintesi ( syngas) ed al contempo separa anidride carbonica supercritica o liquida. In accordance with a preferred embodiment, said plant 40 is a synthesis gas (syngas) purification and supercritical carbon dioxide separation plant. In other words, said plant 40 purifies synthesis gas (syngas) and at the same time separates supercritical or liquid carbon dioxide.

In accordo con una forma di realizzazione, detto impianto comprende una pluralità di dispositivi separatori 10', 10'', 10''' tra loro in collegamento di fluido grazie ad almeno una tubazione di collegamento 41. In accordo con una forma di realizzazione, detto impianto 40 comprende almeno un separatore di primo stadio 10', o primo dispositivo separatore 10', ed almeno un separatore di secondo stadio 10'', 10'''. In accordo con una forma di realizzazione, detto almeno un separatore di secondo stadio 10'', 10''' comprende almeno un primo separatore di secondo stadio 10'', o secondo dispositivo separatore 10'', ed almeno un secondo separatore di secondo stadio 10''', o terzo dispositivo separatore 10" '. According to an embodiment, said plant comprises a plurality of separator devices 10 ', 10' ', 10' '' with each other in fluid connection thanks to at least one connecting pipe 41. According to an embodiment, said plant 40 comprises at least one first stage separator 10 ', or first separator device 10', and at least one second stage separator 10 '', 10 '' '. According to an embodiment, said at least one second stage separator 10 '', 10 '' 'comprises at least a first second stage separator 10' ', or second separator device 10' ', and at least a second second stage separator 10 '' 'stage, or 10' 'third separator device.

In accordo con una forma di realizzazione, detto impianto 40 comprende almeno una tubazione di ingresso 42, adatta a ricevere un flusso entrante 200 nell'impianto, in collegamento di fluido con detta prima apertura di ingresso 13 di almeno un dispositivo separatore 10, almeno una prima tubazione di uscita 43, adatta a fornire un primo flusso uscente 201 dall'impianto ed in collegamento di fluido con almeno una prima apertura d'uscita 15 di detto dispositivo separatore 10, ed una seconda tubazione di uscita 44, adatta a fornire un secondo flusso uscente 202 dall'impianto ed in collegamento di fluido con almeno una seconda apertura d'uscita 17 di detto dispositivo separatore 10. In accordance with an embodiment, said plant 40 comprises at least one inlet pipe 42, suitable for receiving a flow 200 entering the plant, in fluid connection with said first inlet opening 13 of at least one separator device 10, at least one first outlet pipe 43, suitable for supplying a first outgoing flow 201 from the plant and in fluid connection with at least a first outlet opening 15 of said separator device 10, and a second outlet pipe 44, suitable for supplying a second outgoing flow 202 from the plant and in fluid connection with at least a second outlet opening 17 of said separator device 10.

In accordo con una forma di realizzazione, almeno due dispositivi separatori 10', 10" , 10'" sono collegati fra loro in serie. La previsione di due o più dispositivi separatori 10', 10" , 10'" in serie permette di realizzare due o più stadi di separazione. In altre parole, si permette di realizzare una separazione multistadio. According to an embodiment, at least two separator devices 10 ', 10 ", 10'" are connected together in series. The provision of two or more separator devices 10 ', 10 ", 10'" in series allows to realize two or more separation stages. In other words, it allows to realize a multistage separation.

Vantaggiosamente, in un siffatto impianto le perdite di carico tra tubazione di ingresso 42 e ciascuna delle tubazioni di uscita 43, 44 sono molto più basse, se non trascurabili, rispetto a note soluzioni. Advantageously, in such a plant the pressure drops between the inlet pipe 42 and each of the outlet pipes 43, 44 are much lower, if not negligible, with respect to known solutions.

Per "collegamento in serie" si intende che il primo flusso in uscita 103 da una prima apertura d'uscita 15 di un primo dispositivo separatore 10', preferibilmente rappresentato da un flusso di gas di sintesi ( syngas ) purificato dalla CO2, è inviato ad un secondo dispositivo separatore 10'', in principio uguale al primo dispositivo separatore 10' ma di dimensioni non necessariamente uguali. Preferibilmente, tale flusso in uscita 103 da una prima apertura d'uscita 15 di un primo dispositivo separatore 10', rappresenta il flusso in ingresso 100'' di detto secondo dispositivo separatore 10''. Nel caso di tre o più dispositivi separatori in serie, il flusso di gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) in uscita da un dispositivo separatore rappresenta quindi il flusso in ingresso del dispositivo separatore successivo. In questo modo, si migliora il grado di purificazione del gas di sintesi ( syngas) dalla CO2. Infatti, il flusso di gas di sintesi ( syngas ) purificato in uscita dal primo dispositivo separatore 10' viene iniettato nel secondo dispositivo separatore 10'' che fornisce un flusso di gas di sintesi purificato da C02( purified syngas) ulteriormente purificato. By "connection in series" it is meant that the first outflow 103 from a first outlet 15 of a first separator device 10 ', preferably represented by a flow of synthesis gas (syngas) purified from CO2, is sent to a second separator device 10 '', in principle the same as the first separator device 10 'but not necessarily of the same size. Preferably, this outlet flow 103 from a first outlet opening 15 of a first separator device 10 'represents the inlet flow 100' 'of said second separator device 10' '. In the case of three or more separator devices in series, the flow of synthesis gas purified from C02 (purified syngas) leaving a separator device therefore represents the inlet flow of the subsequent separator device. In this way, the degree of purification of the synthesis gas (syngas) from CO2 is improved. In fact, the purified synthesis gas flow (syngas) leaving the first separator device 10 'is injected into the second separator device 10' 'which supplies a further purified C02 purified syngas synthesis gas flow.

Alternativamente, per "collegamento in serie" si intende che il secondo flusso in uscita 104' da una seconda apertura d'uscita 17 di un primo dispositivo separatore 10', preferibilmente rappresentato da un flusso di C02separata dal gas di sintesi, è inviato ad un separatore di secondo stadio 10 ' ' ' , in principio uguale al primo dispositivo separatore 10' ma di dimensioni non necessariamente uguali. Preferibilmente, tale secondo flusso in uscita 104' da una seconda apertura d'uscita 17 di un dispositivo separatore 10' rappresenta il flusso in ingresso nel dispositivo separatore successivo. Nel caso di tre o più dispositivi separatori 10', 10'', 10''' in serie, il flusso di C02separata in uscita da un separatore del primo stadio 10' rappresenta quindi il flusso in ingresso 100'',100''' dell'almeno un separatore del secondo stadio 10" , 10" '. Alternatively, by "connection in series" it is meant that the second outlet flow 104 'from a second outlet opening 17 of a first separator device 10', preferably represented by a flow of CO2 separated from the synthesis gas, is sent to a second stage separator 10 '' ', in principle the same as the first separator device 10' but not necessarily of the same size. Preferably, this second outflow 104 'from a second outlet 17 of a separator device 10' represents the inlet flow into the subsequent separator device. In the case of three or more 10 ', 10' ', 10' '' separator devices in series, the separated C02 flow leaving a first stage 10 'separator therefore represents the inlet flow 100' ', 100' '' of the at least one separator of the second stage 10 ", 10" '.

In questo modo: So:

- si migliora il grado di purificazione del gas di sintesi purificato ( purified syngas) ; infatti, il flusso di gas di sintesi ( syngas ) purificato in uscita dal primo dispositivo separatore 10', o separatore del primo stadio 10', viene iniettato nel primo separatore del secondo stadio 10" che fornisce un flusso di gas di sintesi (purified syngas ) ulteriormente purificato, da destinare al processo di preparazione dell'ammoniaca; - the degree of purification of the purified syngas is improved; in fact, the purified synthesis gas flow (syngas) leaving the first separator device 10 ', or separator of the first stage 10', is injected into the first separator of the second stage 10 "which provides a flow of purified syngas ) further purified, to be used in the ammonia preparation process;

- si migliora il grado di purificazione della CO2da destinare al processo di preparazione dell'urea. - the degree of CO2 purification to be used in the urea preparation process is improved.

In accordo con una forma di realizzazione, quando almeno due dispositivi separatori sono collegati in serie può risultare vantaggioso riciclare in ingresso al primo dispositivo separatore IO' il flusso d'uscita recuperato dal secondo dispositivo separatore 10'', posto in serie al primo. Tale configurazione è illustrata, ad esempio, in figura 11, in cui la combinazione di valvole di non ritorno 46 con le valvole di controllo 45 consente di gestire tre dispositivi separatori 10', 10'', 10''', passando da una configurazione in parallelo ad una configurazione in serie con possibilità di riciclo dei flussi in uscita dai separatori del secondo stadio 10'', 10''', che vengono re-iniettati in ingresso al separatore del primo stadio 10'. Preferibilmente, i flussi in uscita dai separatori del secondo stadio che vengono riciclati sono i flussi in uscita che ancora necessitano di ulteriore purificazione, ed in particolare il secondo flusso in uscita 104'' dal primo separatore del secondo stadio 10'' ed il primo flusso in uscita 103''' dal secondo separatore del secondo stadio 10'''. In accordance with an embodiment, when at least two separator devices are connected in series, it may be advantageous to recycle the output flow recovered from the second separator device 10 '', placed in series with the first, into the input of the first separator device 10 '. This configuration is illustrated, for example, in figure 11, in which the combination of non-return valves 46 with the control valves 45 allows to manage three separator devices 10 ', 10' ', 10' '', passing from a configuration in parallel to a series configuration with the possibility of recycling the flows exiting the separators of the second stage 10 '', 10 '' ', which are re-injected at the inlet of the separator of the first stage 10'. Preferably, the outgoing flows from the second stage separators that are recycled are the outgoing flows which still require further purification, and in particular the second outgoing flow 104 '' from the first separator of the second stage 10 '' and the first flow 103 '' 'from the second separator of the second stage 10' ''.

I flussi eventualmente riciclati avranno una pressione leggermente inferiore alla miscela in ingresso 100 del separatore 10' del primo stadio e quindi si può prevedere un compressore e/o booster (non rappresentato nelle figure) per recuperare le perdite di carico ed un sistema di regolazione della temperatura per raffreddare la mandata del booster. Any flows recycled will have a pressure slightly lower than the mixture inlet 100 of the separator 10 'of the first stage and therefore a compressor and / or booster (not shown in the figures) can be provided to recover the pressure drops and a system for regulating the temperature to cool the booster delivery.

La possibilità di passare da configurazione in serie a parallela incrementa la flessibilità di gestione dell'impianto di purificazione del gas di sintesi ( syngas ) e di recupero della C02. The possibility of switching from series to parallel configuration increases the flexibility of management of the synthesis gas (syngas) purification and C02 recovery plant.

In accordo con una forma di realizzazione, almeno due dispositivi separatori 10 sono collegati fra loro in parallelo. According to an embodiment, at least two separator devices 10 are connected to each other in parallel.

Per "collegamento in parallelo" si intende che una medesima tubazione di ingresso sia in collegamento con le aperture di ingresso 13 di almeno due dispositivi separatori 10. La previsione di almeno due dispositivi separatori 10 fra loro collegati in parallelo permette di aumentare il volume di fluido separato a parità di tempo, rispetto alla previsione di un unico dispositivo separatore 10. By "parallel connection" it is meant that the same inlet pipe is in connection with the inlet openings 13 of at least two separator devices 10. The provision of at least two separator devices 10 connected to each other in parallel allows the volume of fluid to be increased separated for the same time, with respect to the provision of a single separator device 10.

In accordo con una forma di realizzazione, detto impianto 40 comprende almeno una tubazione di retroazione 47, adatta a riportare almeno un flusso in uscita 103, 104 all'ingresso di almeno un dispositivo separatore 10 dello stadio di separazione precedente . According to an embodiment, said plant 40 comprises at least one feedback pipe 47, suitable for returning at least one outflow 103, 104 to the inlet of at least one separator device 10 of the previous separation stage.

In questo modo, aumenta l'efficienza globale di separazione. In accordo con una forma preferita di realizzazione, detto impianto 40 comprende una tubazione di retroazione 47 che riporta almeno una porzione del secondo flusso in uscita 104'' dal primo separatore del secondo stadio 10'' in ingresso al separatore del primo stadio 10', ed in cui detto impianto 40 comprende inoltre una tubazione di retroazione 47 che riporta almeno una porzione del primo flusso in uscita 103''' dal secondo separatore del secondo stadio 10''' in ingresso al separatore del primo stadio 10'. In this way, the overall separation efficiency increases. In accordance with a preferred embodiment, said plant 40 comprises a feedback pipe 47 which carries at least a portion of the second outflow 104 '' from the first separator of the second stage 10 '' to the inlet of the first stage 10 ', and in which said plant 40 further comprises a feedback pipe 47 which carries at least a portion of the first outlet flow 103 '' 'from the second separator of the second stage 10' '' to the inlet of the first stage separator 10 '.

In questo modo, aumenta l'efficienza globale di separazione. In accordo con una forma di realizzazione, almeno una tra detta tubazione di collegamento 41, detta tubazione di ingresso 42, detta prima tubazione di uscita 43, detta seconda tubazione di uscita 44 e detta tubazione di retroazione 47 comprende una valvola di non-ritorno 46. In this way, the overall separation efficiency increases. According to an embodiment, at least one of said connecting pipe 41, said inlet pipe 42, said first outlet pipe 43, said second outlet pipe 44 and said feedback pipe 47 comprises a non-return valve 46 .

In accordo con una forma di realizzazione, almeno una tra detta tubazione di collegamento 41, detta tubazione di ingresso 42, detta prima tubazione di uscita 43, detta seconda tubazione di uscita 44 e detta tubazione di retroazione 47 comprende una valvola di controllo 45, adatta a regolare la portata fluidica che fluisce nella tubazione 41, 42, 43, 44, 47. According to an embodiment, at least one of said connecting pipe 41, said inlet pipe 42, said first outlet pipe 43, said second outlet pipe 44 and said feedback pipe 47 comprises a control valve 45, suitable to regulate the fluid flow that flows in the pipe 41, 42, 43, 44, 47.

Si noti l'elevata flessibilità del separatore 10 al variare della composizione della miscela iniziale, specialmente con riferimento alla concentrazione di anidride carbonica, nonché dalla possibilità di modificare facilmente la configurazione dei separatori da parallelo a serie senza modifiche impiantistiche ma con semplici connessioni di tubi provvisti di valvole di controllo 45 e valvole di non ritorno 46 (vedi figura 11). Altre tecnologie note non consentono questa flessibilità. Note the high flexibility of the separator 10 when the composition of the initial mixture varies, especially with reference to the concentration of carbon dioxide, as well as the possibility of easily changing the configuration of the separators from parallel to series without system modifications but with simple connections of pipes provided of control valves 45 and non-return valves 46 (see figure 11). Other known technologies do not allow this flexibility.

Inoltre, le tecnologie già note necessitano di compressori aggiuntivi e di molta energia per ricomprimere la C02affinché questa possa essere riutilizzata in quanto la C02recuperata da tali tecnologie risulta sempre a pressione molto più bassa della pressione del flusso in ingresso. Furthermore, the technologies already known require additional compressors and a lot of energy to recompress the CO2 so that it can be reused since the CO2 recovered by these technologies is always at a much lower pressure than the pressure of the inlet flow.

Dalla descrizione sopra riportata risulteranno evidenti per il tecnico del settore i vantaggi offerti dalla presente invenzione. From the above description, the advantages offered by the present invention will be evident for the person skilled in the art.

A tale proposito, il processo descritto per la purificazione del gas di sintesi ( syngas ) dall'anidride carbonica permette un risparmio notevole in termini energetici, proprio grazie al fatto che viene evitato l'elevato costo energetico per la rigenerazione del solvente. In this regard, the process described for the purification of the synthesis gas (syngas) from carbon dioxide allows a considerable saving in terms of energy, thanks to the fact that the high energy cost for the regeneration of the solvent is avoided.

Da non sottovalutare, è anche il fatto che la separazione gravimetrica descritta porta al recupero di anidride carbonica in condizioni che ne consentono il pronto sfruttamento per la sintesi di urea; infatti non è necessario sottoporre l'anidride carbonica a bassa pressione, ad esempio recuperata da una separazione con opportuni solventi, ad una fase di compressione fino a circa 140-200 bar. Not to be underestimated is also the fact that the described gravimetric separation leads to the recovery of carbon dioxide in conditions that allow its ready exploitation for the synthesis of urea; in fact it is not necessary to subject carbon dioxide at low pressure, for example recovered from a separation with suitable solvents, to a compression phase up to about 140-200 bar.

D'altra parte, anche il gas di sintesi purificato potrà essere impiegato direttamente per la produzione di ammoniaca sfruttandone la pressione in uscita dalla fase di purificazione, senza che sia necessaria una successiva fase di compressione. On the other hand, the purified synthesis gas can also be used directly for the production of ammonia by exploiting the pressure at the outlet of the purification step, without the need for a subsequent compression step.

L'insieme degli aspetti sopra descritti, in particolare, porta ad una diminuzione dei costi operativi (OPEX). The set of aspects described above, in particular, leads to a decrease in operating costs (OPEX).

Verrà riconosciuto anche l'importante vantaggio legato alla grande flessibilità del processo secondo la presente invenzione, che consente di operare senza le limitazioni imposte dal dimensionamento di alcuni apparati e macchinari come, ad esempio, i turbo-compressori per anidride carbonica e gas di sintesi, nel momento in cui si rende necessario aumentare la capacità operativa dell'impianto. The important advantage linked to the great flexibility of the process according to the present invention will also be recognized, which allows to operate without the limitations imposed by the sizing of some apparatuses and machinery such as, for example, turbo-compressors for carbon dioxide and synthesis gas, when it becomes necessary to increase the operating capacity of the plant.

Infine, verrà riconosciuto il superamento delle problematiche legate all'uso di solvente (precipitazione, degradazione, formazione di schiume) nonché i costi associati all'eventuale reintegro e smaltimento del solvente stesso. Finally, the overcoming of the problems related to the use of solvent (precipitation, degradation, formation of foams) will be recognized, as well as the costs associated with the possible reintegration and disposal of the solvent itself.

Per quanto riguarda più nello specifico, invece, il dispositivo separatore descritto, questo consente di: As regards more specifically, however, the separator device described, this allows to:

- diminuire il consumo energetico del processo senza per questo diminuire l'efficienza di separazione; - decrease the energy consumption of the process without reducing the separation efficiency;

- di ottenere soddisfacenti efficienze di separazione a fronte di un ingombro compatto; - to obtain satisfactory separation efficiencies with a compact footprint;

- di ridurre i costi di gestione e la frequenza di interventi di manutenzione; - to reduce management costs and the frequency of maintenance interventions;

- si permette di ottenere soddisfacenti efficienze di separazione a fronte di tempi di permanenza della miscela gassosa e/o del fluido ridotti; - it is possible to obtain satisfactory separation efficiencies in the face of reduced residence times of the gaseous mixture and / or fluid;

- si fornisce un dispositivo separatore versatile e modulare, collegabile mediante tubazioni in varie configurazioni di un impianto di separazione. - a versatile and modular separator device is supplied, which can be connected by piping in various configurations of a separation plant.

Alle forme di realizzazione sopra descritte, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche, adattamenti e sostituzione di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. To the embodiments described above, a person skilled in the art, in order to satisfy contingent and specific needs, can make numerous modifications, adaptations and replace elements with other functionally equivalent ones, without however departing from the scope of the following claims.

ELENCO RIFERIMENTI LIST OF REFERENCES

10 Dispositivo separatore, o separatore 10 Separator device, or separator

11 Involucro 11 Casing

12 Bordo d'ingresso 12 Entrance edge

13 Apertura d'ingresso 13 Entrance opening

14 Primo bordo d'uscita 14 First trailing edge

15 Prima apertura d'uscita 15 First exit opening

16 Secondo bordo d'uscita 16 Second trailing edge

17 Seconda apertura d'uscita 17 Second exit opening

18 Camera di separazione 18 Separation chamber

19 Prima superficie 19 First surface

20 Seconda superficie 20 Second surface

21 Bordo di porzione d'ingresso 21 Edge of entrance portion

22 Canali 22 Channels

23 Prima porzione d'uscita 23 First portion of exit

24 Seconda porzione d'uscita 24 Second portion of exit

25 Condotto d'ingresso 25 Inlet duct

26 Primo condotto d'uscita 26 First exit duct

27 Secondo condotto d'uscita 27 Second exit duct

28 Apertura di porzione d'ingresso 28 Opening of the entrance portion

29 Porzione d'ingresso 29 Portion of entrance

30 Elementi di separazione fluidica 30 Elements of fluidic separation

31 Primi setti 31 First septa

32 Secondi setti 32 Seconds Septa

33 Dispositivo statico 33 Static device

34 Elemento flangiato 34 Flanged element

35 Elementi riempitivi 35 Filling elements

36 Dispositivo termico 36 Thermal device

37 Pareti di condotto d'uscita 37 Outlet duct walls

38 Porzione distale di camera di separazione 38 Distal portion of separation chamber

39 Porzione prossimale di camera di separazione 39 Proximal portion of the separation chamber

40 Impianto 40 Implant

41 Tubazione di collegamento 41 Connecting piping

42 Tubazione di ingresso 42 Inlet piping

43 Prima tubazione di uscita 43 First outlet pipe

44 Seconda tubazione di uscita 44 Second outlet pipe

45 Valvola di controllo 45 Control valve

46 Valvola di non-ritorno 46 Non-return valve

47 Tubazione di retroazione 47 Feedback piping

100 Flusso in ingresso 100 Flow in

100'' Flusso in ingresso nel primo separatore del secondo stadio 100''' Flusso in ingresso nel secondo separatore del secondo stadio 101 Primo componente 100 '' Inlet flow in the first separator of the second stage 100 '' 'Inlet flow in the second separator of the second stage 101 First component

102 Secondo componente 102 Second component

103 Primo flusso in uscita 103 First stream out

103'' Primo flusso in uscita dal primo separatore del secondo stadio 103''' Primo flusso in uscita dal secondo separatore del secondo stadio 104 Secondo flusso in uscita 103 '' First flow out of the first separator of the second stage 103 '' 'First flow out of the second separator of the second stage 104 Second flow out

104'' Secondo flusso in uscita dal primo separatore del secondo stadio 104''' Secondo flusso in uscita dal secondo separatore del secondo stadio 105 Flusso in transito 104 '' Second flow out of the first separator of the second stage 104 '' 'Second flow out of the second separator of the second stage 105 Flow in transit

119 Prima linea 119 First line

120 Seconda linea 120 Second line

200 Flusso entrante nell'impianto 200 Flow entering the plant

201 Primo flusso uscente dall'impianto 201 First flow leaving the plant

202 Secondo flusso uscente dall'impianto 202 Second flow outgoing from the plant

10' Separatore del primo stadio 10 'First stage separator

10'' Primo separatore del secondo stadio 10 '' First separator of the second stage

10''' Secondo separatore del secondo stadio 10 '' 'Second separator of the second stage

x-x Direzione longitudinale x-x Longitudinal direction

Vx Velocità di avanzamento Vx Speed of advancement

D Distanza d'uscita D Exit distance

h Distanza utile h Useful distance

G Direzione dell'accelerazione di gravità Ul-Ul Prima direzione d'uscita G Direction of acceleration due to gravity Ul-Ul First exit direction

U2-U2 Seconda direzione d'uscita U2-U2 Second exit direction

Claims (40)

RIVENDICAZIONI 1. Processo per la separazione dell'anidride carbonica da una miscela di gas di sintesi proveniente dalle sezioni di shift e reforming in impianti per la produzione di ammoniaca, comprendente le fasi di: 1) operare una separazione gravimetrica dei gas di detta miscela; 2) recuperare separatamente un flusso di anidride carbonica ed un flusso di gas di sintesi purificato dall'anidride carbonica, caratterizzato dal fatto che almeno l'anidride carbonica contenuta in detta miscela di gas di sintesi sottoposta a separazione gravimetrica è in fase supercritica. CLAIMS 1. Process for the separation of carbon dioxide from a synthesis gas mixture coming from the shift and reforming sections in plants for the production of ammonia, comprising the steps of: 1) carry out a gravimetric separation of the gases of said mixture; 2) separately recovering a stream of carbon dioxide and a stream of synthesis gas purified from carbon dioxide, characterized in that at least the carbon dioxide contained in said mixture of synthesis gas subjected to gravimetric separation is in the supercritical phase. 2. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detta miscela di gas di sintesi comprende uno più degli elementi e dei composti scelti nel gruppo che comprende: idrogeno, monossido di carbonio, metano, acqua e anidride carbonica. Process according to the preceding claim, wherein said synthesis gas mixture comprises one or more of the elements and compounds selected from the group which includes: hydrogen, carbon monoxide, methane, water and carbon dioxide. 3. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta miscela di gas di sintesi comprende ulteriormente uno più degli elementi e dei composti scelti nel gruppo che comprende: azoto, argon, elio ed altri inerti incondensabili. Process according to any one of the preceding claims, wherein said synthesis gas mixture further comprises one or more of the elements and compounds selected from the group which includes: nitrogen, argon, helium and other incondensable aggregates. 4. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui prima della fase 1) è condotta una fase di pre-trattamento di detta miscela di gas di sintesi ottenendo un flusso secco. 4. Process according to any one of the preceding claims, in which a pre-treatment step of said synthesis gas mixture is carried out before step 1), obtaining a dry flow. 5. Processo secondo la rivendicazione 4, in cui detta fase di pre-trattamento è una fase di deidratazione. 5. Process according to claim 4, wherein said pre-treatment step is a dehydration step. 6. Processo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la fase di pre-trattamento è preceduta da una fase di compressione, eventualmente seguita da una fase di raffreddamento. Process according to claim 4 or 5, in which the pre-treatment step is preceded by a compression step, possibly followed by a cooling step. 7. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detta fase di compressione è condotta fino alla pressione di circa 50-60 bar . 7. Process according to the preceding claim, in which said compression step is carried out up to a pressure of about 50-60 bar. 8. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la fase di pre-trattamento è seguita da un'ulteriore fase di compressione, eventualmente seguita da un'ulteriore fase di raffreddamento . Process according to any one of claims 4 to 7, in which the pre-treatment step is followed by a further compression step, possibly followed by a further cooling step. 9. Processo secondo la rivendicazione 6 o 8, in cui dette fasi di raffreddamento e di ulteriore raffreddamento sono condotte, indipendentemente l'una dall'altra, fino ad una temperatura di circa 20°C-50°C. 9. Process according to claim 6 or 8, in which said cooling and further cooling steps are carried out, independently of each other, up to a temperature of about 20 ° C-50 ° C. 10. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase 1) di separazione gravimetrica comprende una fase la) di separazione gravimetrica a pressione intermedia condotta alla pressione di circa 90-400 bar e preferibilmente di circa 100-200 bar, ottenendo un flusso di testa prevalentemente di gas di sintesi purificato dall'anidride carbonica (310) ed un flusso di fondo (320) prevalentemente di anidride carbonica . 10. Process according to any one of the preceding claims, wherein said gravimetric separation step 1) comprises an intermediate pressure gravimetric separation step la) carried out at a pressure of about 90-400 bar and preferably of about 100-200 bar, obtaining a overhead stream predominantly of synthesis gas purified from carbon dioxide (310) and a bottom stream (320) predominantly of carbon dioxide. 11. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto flusso di testa (310) è sottoposto ad una fase lb) di separazione gravimetrica HPS2 condotta alla pressione di circa 90-400 bar e preferibilmente di circa 200-300 bar, ottenendo un flusso di testa (330) prevalentemente di gas di sintesi purificato dall'anidride carbonica ed un flusso di fondo (340) prevalentemente di anidride carbonica. 11. Process according to the preceding claim, wherein said head flow (310) is subjected to a gravimetric separation step 1b) HPS2 carried out at a pressure of about 90-400 bar and preferably of about 200-300 bar, obtaining a flow of head (330) mainly of synthesis gas purified from carbon dioxide and a bottom flow (340) mainly of carbon dioxide. 12. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10 o 11, in cui dopo la fase la) e prima della fase lb) è condotta una fase di compressione (HPC1) del flusso di testa (310) alla pressione di circa 90-400 bar e preferibilmente di circa 200-300 bar. Process according to any one of claims 10 or 11, in which after step la) and before step 1b) a compression step (HPC1) of the head flow (310) is carried out at a pressure of about 90-400 bar and preferably of about 200-300 bar. 13. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui dopo la fase la) e prima della fase lb), e preferibilmente dopo la fase di compressione (HPC1) del flusso di testa (310), è condotta una fase di raffreddamento (HEX3) alla temperatura di circa -50°C - 50°C. 13. Process according to any one of claims 10 to 12, wherein after step la) and before step 1b), and preferably after the compression step (HPC1) of the overhead stream (310), a step of cooling (HEX3) at a temperature of about -50 ° C - 50 ° C. 14. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 10 a 13, in cui il flusso di testa (330) ottenuto dalla fase (HPS2), è impiegato in una fase 3) di preparazione di ammoniaca. Process according to any one of the preceding claims 10 to 13, wherein the overhead stream (330) obtained from the step (HPS2), is used in a step 3) of preparing ammonia. 15. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto flusso di testa (330), prima di essere impiegato in una fase 3) di preparazione di ammoniaca è sottoposto ad una o più delle fasi di: 3a) riscaldamento, 3b) purificazione dall'anidride carbonica e dal monossido di carbonio, 3c) raffreddamento. Process according to the preceding claim, wherein said overhead stream (330), before being used in an ammonia preparation step 3) is subjected to one or more of the steps of: 3a) heating, 3b) purification from carbon dioxide and carbon monoxide, 3c) cooling. 16. Processo secondo la rivendicazione 15 precedente in cui il flusso di testa 330 prima di essere sottoposto ad una o più delle fasi 3a), 3b), 3c) è sottoposto ad una fase di espansione (EX1) alla pressione di circa 120-240 bar. 16. Process according to claim 15 above in which the head stream 330 before being subjected to one or more of the phases 3a), 3b), 3c) is subjected to an expansion phase (EX1) at a pressure of about 120-240 bar. 17. Processo la rivendicazione 15 o 16, in cui nella fase 3a) il flusso di testa (330) impiegato è riscaldato fino ad una temperatura di circa 250-350°C. Process according to claim 15 or 16, wherein in step 3a) the overhead stream (330) employed is heated to a temperature of about 250-350 ° C. 18. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 17, in cui la fase 3b) è condotta ad una pressione di circa 120-240 bar. 18. Process according to any one of claims 15 to 17, in which step 3b) is carried out at a pressure of about 120-240 bar. 19. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 18, in cui dalla fase 3b) si ottiene un flusso di gas di sintesi purificato con un contenuto di anidride carbonica e di monossido di carbonio inferiore a circa 10 ppm. 19. Process according to any one of claims 15 to 18, wherein from step 3b) a stream of purified synthesis gas with a carbon dioxide and carbon monoxide content lower than about 10 ppm is obtained. 20. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 10 a 19, in cui il flusso di fondo (320) è sottoposto ad una fase di separazione gravimetrica a pressione elevata condotta alla pressione di circa 90-400 bar e preferibilmente di circa 200-300 bar, ottenendo un flusso di testa (350) prevalentemente di gas di sintesi purificato dall'anidride carbonica ed un flusso di fondo (360) prevalentemente di anidride carbonica. Process according to any one of the preceding claims 10 to 19, wherein the bottom flow (320) is subjected to a high pressure gravimetric separation step conducted at a pressure of about 90-400 bar and preferably about 200-300 bar, obtaining a top flow (350) mainly of synthesis gas purified from carbon dioxide and a bottom flow (360) mainly of carbon dioxide. 21. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto flusso di testa (350), eventualmente insieme al flusso di testa (330) originando così un flusso (370), è sottoposto alla fase 3) di preparazione dell'ammoniaca. 21. Process according to the preceding claim, wherein said overhead flow (350), possibly together with the overhead flow (330) thus originating a flow (370), is subjected to step 3) of preparing ammonia. 22. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui anche detto flusso di testa 350, insieme al flusso di testa 330 originando così un flusso 370, è sottoposto al processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 19. Process according to the preceding claim, wherein also said head flow 350, together with the head flow 330 thus originating a flow 370, is subjected to the process according to any one of claims 15 to 19. 23. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 10 a 22, in cui il flusso di fondo (360) è impiegato in una fase 4) di preparazione dell'urea. 23. Process according to any one of the preceding claims 10 to 22, wherein the bottom flow (360) is used in a step 4) of preparing the urea. 24. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 23, in cui prima della fase di separazione gravimetrica a pressione elevata (HPS1), il flusso di fondo (320) è sottoposto ad una fase di compressione (HPC2) alla pressione di circa 90-400 bar e preferibilmente di circa 200-300 bar. Process according to any one of claims 10 to 23, wherein prior to the high pressure gravimetric separation step (HPS1), the bottom stream (320) is subjected to a compression step (HPC2) at a pressure of about 90 -400 bar and preferably about 200-300 bar. 25. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 24, in cui dopo la fase di compressione (HPC2) e prima della fase di separazione (HPS1), è condotta una fase di raffreddamento (HEX4) alla temperatura di circa -50°C - 50°C. 25. Process according to any one of claims 10 to 24, in which after the compression step (HPC2) and before the separation step (HPS1), a cooling step (HEX4) is carried out at a temperature of about -50 ° C - 50 ° C. 26. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 25, in cui detto flusso di fondo (360) prima di essere impiegato nella fase 4) di preparazione dell'urea è sottoposto ad una fase 4a) di riscaldamento (HEX6). Process according to any one of claims 10 to 25, wherein said bottom flow (360) before being used in urea preparation step 4) is subjected to a heating step 4a) (HEX6). 27. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto flusso (360) è riscaldato ad una temperatura di circa 90-150°C. 27. Process according to the preceding claim, wherein said flow (360) is heated to a temperature of about 90-150 ° C. 28. Processo secondo la rivendicazione 26 o 27, in cui prima di detta fase 4a) il flusso (360) è sottoposto ad una fase di espansione (EX2), preferibilmente, ad una pressione di circa 140-200 bar. 28. Process according to claim 26 or 27, wherein before said step 4a) the flow (360) is subjected to an expansion step (EX2), preferably, at a pressure of about 140-200 bar. 29. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 11 a 28, in cui detto flusso di fondo (340), eventualmente insieme a detto flusso di fondo (360) originando un flusso (380) è impiegato nella fase 4) di preparazione dell'urea. 29. Process according to any one of the preceding claims 11 to 28, wherein said bottom flow (340), possibly together with said bottom flow (360) originating a flow (380), is used in step 4) of preparing the urea. 30. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto flusso di fondo (360), insieme al flusso di fondo (340) originando il flusso (380) è sottoposto al processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 26 a 28. Process according to the preceding claim, wherein said bottom flow (360), together with the bottom flow (340) originating the flow (380) is subjected to the process according to any one of claims 26 to 28. 31. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 30, in cui detta fase 3b) di purificazione è condotta mediante metanazione ad elevata pressione. 31. Process according to any one of claims 15 to 30, wherein said purification step 3b) is carried out by high pressure methanation. 32. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 31, in cui detta fase 3b) di purificazione è condotta mediante lavaggio criogenico ad azoto liquido. 32. Process according to any one of claims 15 to 31, in which said purification step 3b) is carried out by cryogenic washing with liquid nitrogen. 33. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detta fase di purificazione mediante lavaggio criogenico è preceduta da una fase di passaggio attraverso uno o più setacci molecolari (HMPS) per la rimozione dell'anidride carbonica. 33. Process according to the preceding claim, in which said purification step by cryogenic washing is preceded by a step of passage through one or more molecular sieves (HMPS) for the removal of carbon dioxide. 34. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è attuato il riciclo di uno o di entrambi i seguenti flussi: - il flusso di fondo (340) ottenuto dalla separazione gravimetrica ad elevata pressione (HPS2) comprendente prevalentemente CO2; - il flusso di testa (350) ottenuto dalla separazione gravimetrica ad elevata pressione (HPS1) comprendente prevalentemente gas di sintesi purificato da C02(purified syngas) , in cui detto riciclo di uno o entrambi i flussi (340,350) è operato alla fase di separazione gravimetrica a pressione intermedia (LPS). 34. Process according to any one of the preceding claims, in which the recycling of one or both of the following flows is carried out: - the bottom flow (340) obtained from the gravimetric separation at high pressure (HPS2) mainly comprising CO2; - the overhead flow (350) obtained by gravimetric separation at high pressure (HPS1) mainly comprising synthesis gas purified from C02 (purified syngas), wherein said recycling of one or both flows (340,350) is carried out at the intermediate pressure gravimetric separation step (LPS). 35. Processo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto uno o più riciclo è preceduto da una o più delle fasi di pre-trattamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 9. Process according to the preceding claim, wherein said one or more recycling is preceded by one or more of the pre-treatment steps according to any one of claims 4 to 9. 36. Processo per la preparazione di ammoniaca comprendente la fase di eseguire il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 36. A process for preparing ammonia comprising the step of carrying out the process according to any one of the preceding claims. 37. Processo per la preparazione di urea comprendente la fase di eseguire il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 36. 37. A process for preparing urea comprising the step of carrying out the process according to any one of the preceding claims 1 to 36. 38. Metodo per la conversione/modifica di un impianto tradizionale per la sintesi di ammoniaca comprendente: - una sezione di reforming e shift, dalla quale si ottiene un flusso (300) gas di sintesi ( syngas ) ; - una sezione di rimozione dell'anidride carbonica mediante lavaggio con opportuni solventi ottenendo un flusso di anidride carbonica (600) ed un flusso di gas di sintesi purificato (400); - una sezione di impiego dell'anidride carbonica così separata (600) in un processo per la sintesi di urea, eventualmente dopo opportuna compressione; - una sezione di ulteriore purificazione del gas di sintesi (400), ottenendo un flusso di gas di sintesi ulteriormente purificato (500); - una sezione di impiego di detto gas di sintesi ulteriormente purificato (500) in un processo per la sintesi di ammoniaca, comprendente la fase di modificare tale impianto in modo tale che: - almeno una porzione (300a) del gas di sintesi ( syngas ) ottenuto dalla sezione di reforming e shift sia sottoposta ad una fase di rimozione dell'anidride carbonica in fase supercritica mediante un processo di separazione gravimetrica. 38. Method for the conversion / modification of a traditional ammonia synthesis plant comprising: - a reforming and shift section, from which a flow (300) of synthesis gas (syngas) is obtained; - a carbon dioxide removal section by washing with suitable solvents obtaining a stream of carbon dioxide (600) and a stream of purified synthesis gas (400); - a section for the use of carbon dioxide thus separated (600) in a process for the synthesis of urea, possibly after suitable compression; - a further purification section of the synthesis gas (400), obtaining a further purified synthesis gas stream (500); - a section for the use of said further purified synthesis gas (500) in a process for the synthesis of ammonia, comprising the step of modifying this plant in such a way that: - at least a portion (300a) of the synthesis gas (syngas) obtained from the reforming and shift section is subjected to a carbon dioxide removal step in the supercritical phase by means of a gravimetric separation process. 39. Un impianto per la produzione di ammoniaca e/o di urea comprendente uno o più dispositivi per la separazione gravimetrica in fase supercritica dell'anidride carbonica da un flusso di gas di sintesi. 39. A plant for the production of ammonia and / or urea comprising one or more devices for the gravimetric separation in the supercritical phase of carbon dioxide from a stream of synthesis gas. 40. L'impianto secondo la rivendicazione precedente, in cui detto uno o più dispositivi per la separazione gravimetrica in fase supercritica dell'anidride carbonica da un flusso di gas di sintesi sono in collegamento di fluido fra di loro in serie o in parallelo.The plant according to the preceding claim, wherein said one or more devices for the gravimetric separation in the supercritical phase of carbon dioxide from a flow of synthesis gas are in fluid connection with each other in series or in parallel.
IT102016000081328A 2016-08-02 2016-08-02 RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION IT201600081328A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000081328A IT201600081328A1 (en) 2016-08-02 2016-08-02 RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION
PCT/IB2017/054721 WO2018025197A1 (en) 2016-08-02 2017-08-02 Recovery of carbon dioxide from synthesis gases in plants for the production of ammonia by gravimetric separation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000081328A IT201600081328A1 (en) 2016-08-02 2016-08-02 RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201600081328A1 true IT201600081328A1 (en) 2018-02-02

Family

ID=58159255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102016000081328A IT201600081328A1 (en) 2016-08-02 2016-08-02 RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION

Country Status (2)

Country Link
IT (1) IT201600081328A1 (en)
WO (1) WO2018025197A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110923027B (en) * 2019-12-19 2021-01-19 珠海巨涛海洋石油服务有限公司 Natural gas dehydration device
CN112961711B (en) * 2021-02-08 2021-11-26 赛鼎工程有限公司 System and method for preparing LNG (liquefied Natural gas) and coproducing methanol, liquid ammonia and hydrogen through coke oven gas purification

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008153379A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-18 Romico Hold A.V.V. Method and device for separating co2 from a flue gas or synthesis gas mixture from fossil and biomass-fuelled processes
EP2149769A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-03 BP Alternative Energy International Limited Separation of carbon dioxide and hydrogen
WO2010114362A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 Romico Hold A.V.V. Method for separating a medium mixture into fractions
WO2010130781A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for separating co2 from synthesis gas or flue gas
WO2012082531A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Uop Llc Production of carbon dioxide from synthesis gas
US20160068389A1 (en) * 2009-09-02 2016-03-10 Casale Sa Production of ammonia make-up syngas with cryogenic purification

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008153379A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-18 Romico Hold A.V.V. Method and device for separating co2 from a flue gas or synthesis gas mixture from fossil and biomass-fuelled processes
EP2149769A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-03 BP Alternative Energy International Limited Separation of carbon dioxide and hydrogen
WO2010114362A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 Romico Hold A.V.V. Method for separating a medium mixture into fractions
WO2010130781A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for separating co2 from synthesis gas or flue gas
US20160068389A1 (en) * 2009-09-02 2016-03-10 Casale Sa Production of ammonia make-up syngas with cryogenic purification
WO2012082531A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Uop Llc Production of carbon dioxide from synthesis gas

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018025197A1 (en) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10717039B2 (en) Inner surface features for co-current contractors
JP5655245B2 (en) Method and system for regenerating an amine-containing scrubbing solution obtained during gas purification
KR102587173B1 (en) Recovery method and related equipment for C2+ hydrocarbon stream from residual refinery gas
SE538348C2 (en) Plant comprising a membrane unit and a water scrubber unit for removing carbon dioxide from a gas
CA2646443A1 (en) Heat recovery gas absorption process
US8491712B2 (en) Dehydration systems and methods for removing water from a gas
WO2013136310A1 (en) Hydrocarbon gas treatment
US9545599B2 (en) Hybrid membrane system for gas streams with condensable hydrocarbons
IT201600081328A1 (en) RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM SYNTHESIS GAS IN PLANTS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA BY MEANS OF GRAVIMETRIC SEPARATION
RU2008144568A (en) METHOD AND INSTALLATION FOR LIQUIDING NATURAL GAS FLOW
BR112013023461B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR PURIFICATION OF A PRESSURIZED GAS CHAIN
CN102512962A (en) Multi-tube pass inorganic separating membrane module
WO2021023588A1 (en) Method for treating gas by absorption using thermally optimised hot flash solvent regeneration
RU70461U1 (en) INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT
US9028682B2 (en) System and method for H2S removal integrated with stinson process CO2 removal
EA021823B1 (en) Method and system of regenerating a solvent
BR102014012207A2 (en) PROCESS AND APPARATUS FOR THE TREATMENT OF GAS WASTE CONTAINING SULFUR FROM A SULFUR RECOVERY SYSTEM
CN107108244B (en) The device and method for producing ammonia and relevant remodeling method are purified for deep cooling
BR112018007423B1 (en) PROCESS FOR OBTAINING A SYNTHESIS GAS BY REFORMING A HYDROCARBIDE AND INCLUDING THE RECOVERY OF CARBON DIOXIDE AT HIGH TEMPERATURE
RU2016129514A (en) METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA
RU2010103702A (en) METHOD FOR SYNTHESIS AND METHOD FOR SYNTHESIS WITH METHOD OF HYDROGEN FROM BLOWING GAS SYNTHESIS CIRCUIT
RU2294429C2 (en) Method for gaseous hydrocarbon preparation for transportation
US7461521B2 (en) System unit for desorbing carbon dioxide from methanol
IT201600081329A1 (en) PROCESS, SEPARATOR AND PLANT FOR THE SEPARATION OF A GAS MIXTURE
US20180056230A1 (en) Process and apparatus for effective stripping of partly laden scrubbing medium in physical gas scrubbing operations