WO1996031432A1 - Procede et installation de recuperation de vapeurs de composes volatils (vcv) - Google Patents

Procede et installation de recuperation de vapeurs de composes volatils (vcv) Download PDF

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WO1996031432A1
WO1996031432A1 PCT/FR1996/000528 FR9600528W WO9631432A1 WO 1996031432 A1 WO1996031432 A1 WO 1996031432A1 FR 9600528 W FR9600528 W FR 9600528W WO 9631432 A1 WO9631432 A1 WO 9631432A1
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WO
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phase
gas
liquid
slaughter
vcv
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Application number
PCT/FR1996/000528
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English (en)
Inventor
Jean-Loup Bernard
Juliette Kopp
Xavier Duchamp
Original Assignee
Cos Ingenierie
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0476—Vapour recovery systems

Definitions

  • VCV VOLATILE COMPOUNDS
  • the field of the present invention relates to the problem generated by the storage and handling of liquid compounds having the characteristics of being volatile. More specifically, the present invention proceeds from the recovery of the vapors emitted by such volatile, organic or mineral compounds.
  • the present invention relates to a method and an installation for the recovery and recycling of vapors of volatile compounds (VCV), such as fuel vapors or solvents among others.
  • VCV volatile compounds
  • the emission of vapors by volatile compounds constitutes a real problem for the petroleum and chemical industry.
  • these volatile compounds give off vapors which accumulate and which saturate the free space of the container. This forms, in a way, a gas pocket which does not fail to escape at the opening of the container and during the removal of volatile compounds, in particular with a view to their transfer to another container. It is easy to see that such losses of volatile compounds, in the form of vapors, constitute serious damage, both economic and ecological.
  • fuels eg petrol, diesel, kerosene
  • organic solvents eg benzene, toluene, acetone, ether, alcohol, etc.
  • volatile mineral compounds eg HCl, NH 3 , SO 2 , SO 3 , .
  • the system according to GB patent No. 2 139 598 proposes to take the vapor produced in the liquid volatile compound storage tank and to store this vapor made of carrier gas and VCV in an auxiliary tank. This vapor is compressed and cooled at low temperature (- 20 oC). Such a system is too complex to be economical.
  • a first type of known technique relates to the thermal treatment of a gas charged with VCV. More precisely, the latter is subjected to cryogenation at the end of which the VCVs condense and can thus be easily separated from the carrier gas. This technique uses sophisticated equipment and therefore expensive. In addition, it is clear that the maintenance of such equipment is also a heavy financial burden. Finally, it turns out that this cryogenation / condensation technique does not benefit from an advantageous energy balance.
  • the second type of technique according to the prior art is based on the principle of adsorption / absorption on a solid / liquid support, respectively, of the VCVs.
  • adsorption on activated carbon involves two beds in the context of continuous operation. These two beds are, alternately, in adsorption and in regeneration using a washing solvent capable of extracting the VCVs from the adsorbent. This regeneration also requires reprocessing of the solvent. In any event, this technique generates annoying waste. Ultimately, this technique is therefore relatively cumbersome to implement. It is, moreover, relatively expensive, both in terms of initial investment and maintenance. It will also be noted that its efficiency is not constant over time and that its energy balance is not advantageous. Finally, adsorption on activated carbon also has the disadvantage of not allowing the recovery of a wide range of VCV since certain compounds are not adsorbable and of presenting the risk of explosion.
  • the gas loaded with VCV is brought into contact with a counter-current of washing oil (absorption liquid).
  • absorption liquid washing oil
  • the latter is regenerated by desorption or "stripping" using an appropriate gas, which is circulated against the current of the oil loaded with VCV.
  • the absorption oil can be, for example, diesel and the desorption gas, e. g. water vapor. This technique is not satisfactory as regards the recovery performance of VCV. It is therefore not profitable.
  • one of the essential objectives of the present invention is to provide a process for recovering VCVs contained in a gas phase, which is economical, easy to implement and efficient and which has a wide spectrum of application, especially as regards the variety of recoverable CVs.
  • Another essential objective of the invention is to provide a VCV recovery installation which is one of those likely to be used for the implementation of the process referred to above and which agrees with it, as regards the expected specifications. .
  • VCV Volatile Compounds
  • VCV at least partly, condensed, preferably by desorption using at least one gas allowing the washing of the slaughter solvent against the current, this gas preferably being at least partly constituted by the vents driven back at slaughter.
  • the present invention further relates to an installation for recovering vapors of volatile compounds (VCV) contained in a gas phase, said installation being capable of being used for the implementation, in particular, of the process referred to above.
  • This installation is characterized in that it essentially comprises:
  • ⁇ means for compressing the gas phase, in the presence of a liquid phase, said means being able to allow the transfer of at least part of the VCVs from the gas phase into the liquid phase, the latter being chosen in such a way that it is capable of trapping the transferred VCVs,
  • At least one unit for separating the compressed gas phase and the compressed liquid phase comprising, on the one hand, one or more conduits for conveying to the container the liquid phase having trapped the transferred VCVs and occurring, at the at least in part, condensed into liquid and, on the other hand, one or more pipes (s) for transferring the gas phase resulting from the separation to at least one other element of the installation,
  • VCV at least partially condensed, said means preferably being desorption means which, even more preferably, are of the type which wash the solvent using a gas counter-current, the latter being, advantageously, at least in part constituted by the slaughter vents.
  • FIG. 1 represents a general block diagram of such an installation.
  • the installation for recovering vapors of volatile compounds includes:
  • the collection of the gas phase is carried out by means of two collecting pipes 6 and 7 which end at the level of the compression means 2.
  • the pipe collector 6 is intended to convey the gaseous phase coming from a reservoir, a tank or any source of gas mixture containing VCVs.
  • the collecting duct 7 comes from the collection container 1. More precisely, the collecting duct 7 is connected to a degassing pot 8 connected to the container 1. Such a degassing pot 8 is intended to avoid bubbling phenomena inside the container 1.
  • the VCVs produced in this container 1 are found in a gaseous phase, which passes through the degassing pot 8 and the collecting duct 7 before arriving at the compression means 2.
  • This collection container 1 naturally includes a pipe 9 for recovering the VCVs contained in the treated gas phase. These recovered VCVs are present, at least in part, in condensed liquid form and, preferably, essentially in this liquid form.
  • This recovery line 9 crosses the degassing pot 8.
  • Another recovery line 9 'of condensed VCVs which are normally free of gas, which can therefore allow connection directly to the collection container 1, without passing through the degassing pot 8.
  • the collection container 1 also has an outlet conduit 10 which connects it to the compression means 2.
  • a supply pump 11, means for compression of liquid volatile compounds, is interposed on this outlet conduit 10.
  • the compression means 2 are preferably constituted by a device allowing the compression of the gas phase in the presence of a liquid (advantageously the CV at the origin of the VCV).
  • a liquid ring compressor preferably having a high compression ratio (e.g.> 2) has proved to be particularly suitable in the context of the installation according to the invention.
  • the liquid ring compressor selected is one of those able to perform isothermal or quasi-isothermal compression. This liquid ring compressor 2 thus ensures the circulation of the gas flows, characteristics of the method according to the invention.
  • the liquid ring compressor 2 has another inlet connected to a recycling line 12, partly (but partly only) of a gas phase comprising VCVs not recovered at the end of the installation or process.
  • the mixed liquid / compressed gas phase, obtained at the outlet of the liquid ring compressor 2, is intended to be taken over by the separation 3.
  • the separation unit 3 may include one or more separation chambers. In the present example, it is composed of a cell 3 1 constituting a first separation stage and of a chamber 3 2 forming a second separation stage.
  • the cell of the first stage 3 in which the pipe 13 opens, is arranged in the immediate vicinity of the compression means 2. More precisely still, this cell 3 ⁇ is an integral part of the liquid ring compressor 2, as explained above.
  • This first stage 3 has at least one outlet S 1 - in this case one - by which the separated liquid phase is capable of being evacuated from the cell 3, to the collection container 1 by means of a conveying conduit C 1 connected to the recovery pipe 9.
  • the cell 3 also includes at least one other outlet S 2 - in this case one - through which the gas phase, at least partially purified - ie freed of '' a part of the VCV - and mixed with the liquid phase, is capable of being transferred, via a second conveying conduit C 2 , to at least one other stage - in this case the second and last - separation 3 2 .
  • the latter comprises at least one outlet S 3 - in this case one - by which the separated liquid phase is capable of being evacuated up to the collection container 1, by means of a conveying conduit C 3 , which is extended by the recovery line 9 'described above.
  • Said chamber (second stage) 3 2 comprises at least one - in this case another - another outlet S 4 by which the gaseous phase - at least partially purified in VCV - is capable of being brought to the organ of slaughter 4 via a C 4 supply line.
  • the pipe C 4 coming from the upper outlet S 4 of the separation chamber 3 2 , is connected to the base of the slaughter column 4, at which the gas phase, separated and charged with VCV, is intended for spill out.
  • Said base further comprises a duct 15 for regenerating the slaughtering solvent, which connects this base to the head of the column for desorption by a gas ("stripping"), useful for the regeneration of the slaughtering solvent.
  • This circuit 15 is equipped with a module 16 for heating the solvent to be regenerated.
  • This module 16 is, advantageously, a heat exchanger, of any known and suitable type, for example a coil or a plate, the heat transfer fluid of which is preferably constituted by the mixed liquid / gas phase, emanating from the outlet S, of the first stage 3, of the separation unit 3.
  • the head of the slaughter column 4 is provided with at least one outlet - in this case one - for the gaseous vents purified in VCV after slaughter.
  • This outlet is preferably connected to the stripping column 5 via a conduit 16 which is equipped with a manual valve 17 and which is connected to the base of the column 5.
  • This preferred, but not limiting, method of the invention allows the use of purified slaughter vents as washing gas for desorption ("stripping").
  • the desorption gas is at least partially made up - preferably completely - by these purified VCV slaughter vents. These vents can also be discharged into the atmosphere through line 18.
  • the base of the stripping column 5 by a gas is connected to the head of the slaughter column by means of a pipe 19 intended to convey the washed and desorbed solvent to column 4 where it must play its role as an absorbent for non-condensed VCVs.
  • This pipe 19 is equipped with a pump 20 for circulating the washed solvent, as well as a means 21 for cooling said solvent.
  • This cooler can, for example, be of the air cooler type.
  • the stripping gas loaded with VCV is evacuated from the column by means of the pipe 12 connected to the head of the column 5.
  • This pipe 12 allows recycling of these desorption gases ("stripping") at the head of the installation, at the level of the compression means 2.
  • This connection is a preferred, but not compulsory, arrangement of the installation according to the invention.
  • the recommended recycling is at least partial.
  • the desorption aimed at regenerating the slaughter solvent can be carried out thermally in addition to or instead of the desorption by a gas ("stripping").
  • the method according to the invention can be implemented using an installation of the type described above.
  • the volatile compounds (CV) considered can be:
  • ⁇ organic preferably chosen from the group of light solvents and, better still, from the following products: hydrocarbons (eg petrol, diesel, kerosene), aromatics (in particular benzene, toluene), chlorinated solvents, ketones (in particular acetone) , alcohols (in particular methanol, ethanol), ethers and their mixtures,
  • ⁇ and / or minerals preferably chosen from the following compounds: HCl, Cl 2 , NH 3 , SO 2 , SO 3 , Br 2 .
  • vapors of such compounds which are capable of forming one of the components of a gas phase to be treated and which further comprises a carrier gas or a support gas, advantageously chosen from the following list: air, nitrogen, CO 2 , water vapor and their mixtures.
  • Such a gas phase is collected by the conduits 6 and 7 which take it to the compression means 2, which serve as the seat for the first step of the process, namely: compression of the gas phase in the presence of a liquid phase , so as to allow the transfer of at least part of the VCV from the gas phase into the liquid phase, the latter being chosen so that it is capable of trapping the transferred VCV.
  • the liquid phase is at least partly formed by the volatile compound (s) concerned in the liquid state and / or by a liquid or a mixture of liquids miscible with the CVs in the liquid state and, preferably, selected from the list of following compounds:
  • O hydrocarbons and preferably: gasolines, gas oils, kerosene, naphthas, aromatics, chlorinated solvents, ketones, alcohols, ethers or their mixtures;
  • the liquid phase is, e.g. constituted only by the CV (s) concerned.
  • step 1 consists of mixing the liquid phase and the gaseous phase comprising the VCVs and compressing them, simultaneously or not, in an isothermal or quasi-isothermal manner and, preferably, using at least one liquid ring compressor.
  • step 1 the compression of the gas phase / liquid phase mixture takes place up to compression values of between 0.2 and 2 MPa, preferably between 0.5 and 0.8 MPa, this pressure s '' more preferably still establishing around 0.7 MPa.
  • the gas phase can also consist of at least part of the gas for washing the slaughter solvent discharged during desorption and comprising VCVs. It is desirable, in accordance with the invention, that the recycling share is limited to an amount less than or equal to 50% by weight and, more preferably still, to 15% by weight.
  • the liquid phase, implemented in step 1, is conveyed from the collection container 1 to the liquid ring compressor 2, by means of the pipe 10 and the pump 11.
  • the compression causes the condensation of at least part of the VCVs which pass from the gas phase to the liquid phase, which is collected and transported to the collection container 1 by the conduits (C 1 , 9) and (C 3 , 9 ').
  • the step following compression is that of gas / liquid separation (2nd step).
  • This separation can take place according to a methodology involving one or more separation stages. It is indeed perfectly conceivable to separate at once and on a single site, but it is also possible to distribute the separation over two or more floors. In this case, two separation stages are provided.
  • the first stage is designed to start operating immediately after compression step 1, so as to separate at least part of the liquid phase, the rest of the liquid phase / gas phase mixture then being taken up by the second stage.
  • the two stages are materialized by cell 3, and chamber 3 2 .
  • the cooling is preferably carried out between the first and the second separation stage using the cooler 14, e. g. air cooler.
  • a gaseous phase emerges under pressure, freed only of part of the VCV and which is subjected to a slaughter by means of column 4.
  • the gas phase supply to be treated takes place at the base of column 4 in which a counter-current of slaughtering solvent is maintained which is injected under pressure at the head of the column.
  • This slaughter solvent is preferably selected from the following products: gas oils, alkylnaphthalenes advantageously dibutylnaphthalene, phthalic esters and mixtures of these products.
  • the slaughter solvent After being loaded with VCV and after having been discharged from column 4, the slaughter solvent is reheated.
  • the heating of the slaughtering solvent (charged with VCV, at least in part, condensed) occurs before its regeneration by gas desorption.
  • This reheating is preferably at least partly carried out using calories supplied by at least one of the fluids leaving step 2 of separation, namely, advantageously, a purified liquid phase, a gaseous phase mixture. / liquid phase or a gas phase.
  • the slaughter solvent loaded with VCV and warmed at the top of the stripping column 5 is brought in and a counter-current of a desorption gas is put in place, which penetrates at the base of the said stripping gas.
  • slaughter solvent freed from VCVs is then reinjected at the head of the slaughter column 4, by means of the pipe 19 and the pump 20.
  • the slaughter temperature correspond approximately to ambient temperature, it is possible to cool, if necessary, the regenerated slaughter solvent, by means of the cooler 21.
  • Such a process is particularly efficient, since it makes it possible to achieve recovery rates of VCV of the order of 99%.
  • a gaseous phase consisting of air saturated with gasoline vapor up to 33% by volume.
  • the treatment of this air by the process according to the invention made it possible to reduce the VCV content measured at the outlet of the stripping column to less than 1%.
  • the method and the installation make it possible, for example, to treat, in an almost isothermal manner (at the temperature of the loaded liquid) and at a pressure of 0.7 MPa absolute in the slaughter column 4, flow rates which can range from 150 to 1,500 Nm ⁇
  • the flow rates in the installation can be varied by a factor of 1 to 8. Thanks to appropriate recirculations, it is possible to work at constant flow, in the interests of maximum efficiency. It should also be noted that the installation is relatively compact.
  • Fig. 2 annexed shows an explanatory diagram of this test.
  • the liquid ring compressor 2 is supplied with air saturated with petrol, coming either from recycling or from the collection container 1. Furthermore, this compressor 2 is injected with petrol at a pressure of 0.7 MPa absolute.
  • the flow pressure is 0.75 MPa absolute.
  • the downward counter-flow of slaughter solvent having a pressure of 0.7 MPa absolute .
  • the air saturated with gasoline vapors discharged at the outlet of "stripping" is. sent to the compressor for recycling, under a pressure of 0.1 MPa absolute.
  • the 99% by weight pure air produced at the outlet of slaughter is partly reused for desorption under atmospheric pressure.
  • the slaughter solvent to be regenerated is enriched at the outlet of column 4 with 20% by volume of gasoline.
  • the diagram in fig. 2 appended shows the different flows S 1 to S 9 and S 11 to S 22 distributed at different places in the installation and corresponding to the different phases of the process. Different quantitative parameters of the reaction conditions were measured for each of these flows S 1 to S 9 and S 11 to S 22 .
  • Table 1 below presents the data obtained within the framework of this test.

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Abstract

La présente invention relève de la problématique générée par le stockage et la manipulation de composés liquides ayant pour caractéristiques d'être volatils, et plus précisément, de la récupératin des vapeurs émises par de tels composés volatils, organiques ou minéraux. Un objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé de récupération de Vapeurs de Composés Volatils contenues dans une phase gazeuse. Ce procédé consiste à comprimer la phase gazeuse (G) en présence d'un liquide (L), de manière à condenser G dans L, à séparer G de L, à recueillir L, à soumettre G à un abattage et à regénérer le solvant d'abattage par 'stripping'. L'invention a également pour objet une installation pour la mise en ÷uvre de ce procédé. Application: récupération de VCV dans des dépôts de carburants.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE RECUPERATION DE VAPEURS DE COMPOSES VOLATILS (VCV)
DOMAINE TECHNIQUE :
Le domaine de la présente invention relève de la problématique générée par le stockage et la manipulation de composés liquides ayant pour caractéristiques d'être volatils. Plus précisément, la présente invention procède de la récupération des vapeurs émises par de tels composés volatils, organiques ou minéraux.
Plus précisément encore, la présente invention a pour objet un procédé et une installation pour la récupération et le recyclage de vapeurs de composés volatils (VCV), telles que les vapeurs de carburants ou de solvants entre autres. C'est un fait établi que l'émission de vapeurs par les composés volatils constitue un réel problème pour l'industrie pétrolière et chimique. En effet, lorsqu'ils sont stockés dans des conteneurs à volume fixe, ces composés volatils dégagent des vapeurs qui s'accumulent et qui saturent l'espace libre du conteneur. Cela forme, en quelque sorte, une poche de gaz qui ne manque pas de s'échapper à l'ouverture du conteneur et lors du prélèvement des composés volatils, notamment en vue de leur transfert dans un autre conteneur. On conçoit aisément que de telles pertes de composés volatils, sous la forme de vapeurs, constituent un grave préjudice, à la fois économique et écologique. Cela concerne les dépôts pétroliers de carburants (e. g. essence, gazole, kérozène), les dépôts de solvants organiques (e. g. benzène, toluène, acétone, éther, alcool ...), les stockages de composés volatils minéraux (e. g. HCl, NH3, SO2, SO3, ...), ainsi que toutes les citernes de transport de tels composés volatils (CV).
S'agissant des répercussions néfastes de ces composés organo- volatils sur l'environnement, il est important de souligner que ces VCV font partie des principaux responsables de l'effet de serre. TECHNIQUE ANTERIEURE :
Pour tenter d'apporter une solution à ce grave problème, il a été proposé d'intervenir au niveau du stockage en fournissant des réservoirs à toit flottant, qui limitent la production de VCV. Mais une telle solution n'est pas pleinement satisfaisante, tout d'abord parce qu'elle est contraignante sur le plan de la sécurité (risques d'explosion). En outre, elle ne supprime pas totalement la volatilisation au sein du réservoir et ne permet évidemment pas d'éviter les pertes lors du transfert du CV.
Pour minimiser les pertes par volatilisation, le système selon le brevet GB nº 2 139 598 propose de prélever la vapeur produite dans le réservoir de stockage de composé volatil liquide et d'emmagasiner cette vapeur faite de gaz porteur et de VCV dans un réservoir auxiliaire. Cette vapeur est comprimée et refroidie à basse température (- 20 ºC). Un tel système est trop complexe pour être économique.
Un autre système, décrit dans le brevet FR-A-2 421 123, est fondé sur le principe de l'aspiration des vapeurs produites lors du transfert de comburant d'une pompe de station-service à un réservoir de véhicule. Ce système est d'application limitée. En particulier, il ne peut pas être mis en oeuvre lorsque les réservoirs sont à volume variable (e. g. à chapeau flottant), qui ne permettent pas une réinjection de vapeur à l'intérieur.
Au lieu de chercher à minimiser l'inéluctable vaporisation, une autre approche en cours dans l'art antérieur consiste à récupérer et à recycler les VCV dissipées dans une phase gazeuse constituant l'atmosphère ambiante du lieu de stockage, à savoir, le plus souvent, l'air.
On connaît ainsi plusieurs techniques de récupération de VCV, qui reposent sur des principes physiques de changement d'état et/ou d'absorption/adsorption sur liquides/solides.
Un premier type de technique connue relève du traitement thermique d'un gaz chargé en VCV. Plus précisément, ce dernier est soumis à une cryogénation à l'issue de laquelle les VCV se condensent et peuvent ainsi être aisément séparées du gaz vecteur. Cette technique met en oeuvre des équipements sophistiqués et donc coûteux. En outre, il est clair que la maintenance de tels équipements est elle aussi une lourde charge financière. Enfin, il s'avère que cette technique de cryogénation/condensation ne bénéficie pas d'un bilan énergétique avantageux.
Le deuxième type de technique selon l'art antérieur est basé sur le principe d'adsorption/absorption sur support solide/liquide, respectivement, des VCV.
S'agissant de l'adsorption sur support solide, on connaît bien l'adsorption sur charbon actif qui fait intervenir deux lits dans le cadre d'un fonctionnement en continu. Ces deux lits sont, alternativement, en adsorption et en régénération à l'aide d'un solvant de lavage apte à extraire les VCV de l'adsorbant. Cette régénération impose, également, un retraitement du solvant. En tout état de cause, cette technique génère des déchets gênants. En définitive, cette technique est donc relativement lourde à mettre en oeuvre. Elle est, de plus, relativement onéreuse, tant en ce qui concerne l'investissement initial que la maintenance. On notera, également, que son efficacité n'est pas constante dans le temps et que son bilan énergétique n'est pas avantageux. Enfin, l'adsorption sur charbon actif présente, également, l'inconvénient de ne pas permettre la récupération d'un large évantail de VCV car certains composés ne sont pas adsorbables et de présenter des risques d'explosion.
Il existe différentes variantes de l'absorption sur support liquide.
De manière classique, le gaz chargé en VCV est mis en contact avec un contre-courant d'huile de lavage (liquide d'absorption). Après transfert des VCV du gaz à l'huile, cette dernière est régénérée par désorption ou "stripping" à l'aide d'un gaz approprié, que l'on fait circuler à contre-courant de l'huile chargée en VCV. L'huile d'absorption peut être, par exemple, du gazole et le gaz de désorption, e. g. de la vapeur d'eau. Cette technique ne donne pas satisfaction quant aux performances de récupération de VCV. Elle n'est donc pas rentable.
Selon une variante, l'absorption sur liquidé e contre-courant, dénommée également abattage, est assortie d'une étape préalable de compression qui vise à enrichir, en VCV, le gaz qui en est chargé. Cet enrichissement doit être conduit audelà d'une limite supérieure explosive. Cela pose des problèmes de sécurité. En outre, cette variante est relativement coûteuse. Enfin, la réduction de la teneur en VCV n'est pas optimale, puisqu'il en reste classiquement 3-4 % dans les évents de ce procédé.
Lorsque la part de VCV dans le gaz porteur est supérieure à 40 % , il est d'usage de recourir à une variante qui combine les moyens d'extraction à l'aide de pièges solides et liquides. Il s'agit de la technique d'absorption I adsorption I absorption. Elle présente le lourd handicap de cumuler les inconvénients mentionnés supra des deux méthodes d'absorption/adsorption.
Une autre variante d'absorption est celle décrite dans la demande de brevet FR nº 93-02 213. La technique, divulgée par cette dernière, consiste en une récupération de VCV par compression adiabatique des vapeurs et lavage à contrecourant (abattage) à l'aide d'essence. Selon cette technique, on prévoit, de préférence, deux étages d'abattage. Pour une concentration en VCV de 30 % au départ, cette technique ne permet d'atteindre en final que 3 % de VCV dans les évents rejetés. Or, pour atteindre la norme de non pollution requise, il serait nécessaire de réduire ce taux jusqu'à 1 % au moins. Par ailleurs, étant donné l'élévation de température entraînée par la compression adiabatique, le gros volume d'essence nécessaire, pour réaliser l'abattage et pour refroidir, est un élément pénalisant pour cette technique. Un autre inconvénient est que l'essence du contrecourant se sature en air, d'où d'importants risques de bullage dans le réservoir de récupération.
Il ressort de cette revue de l'art antérieur, qu'aucune des propositions techniques connues n'apporte de solution technique convenable au problème des pertes de composés volatils par émission de vapeurs (VCV), notamment lors du transfert d'un CV d'un conteneur à un autre.
EXPOSE DE L'INVENTION
Dans ce contexte, l'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir un procédé de récupération de VCV contenues dans une phase gazeuse, qui soit économique, aisé à mettre en oeuvre et performant et qui possède un large spectre d'application, notamment quant à la variété des CV récupérables. Un autre objectif essentiel de l'invention est de founir une installation de récupération de VCV qui soit l'une de celles susceptibles d'être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé visé supra et qui concorde avec celui-ci, quant aux spécifications attendues.
Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, tout d'abord, un procédé de récupération de Vapeurs de Composés Volatils (ci-après désignés par VCV) contenues dans une phase gazeuse, caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement :
1 - à comprimer cette phase gazeuse en présence d'une phase liquide, de manière à permettre le transfert d'au moins une partie des VCV de la phase gazeuse dans la phase liquide, cette dernière étant choisie de telle sorte qu'elle soit apte à piéger les VCV transférées,
2 - à séparer la phase gazeuse de la phase liquide,
3 - à recueillir la phase liquide ayant piégé les VCV transférées et se présentant, au moins en partie, condensées en liquide,
4 - à soumettre la phase gazeuse, en partie épurée en VCV, à au moins un traitement d'abattage à l'aide d'un solvant dont la tension de vapeur à température d'utilisation est inférieure à celle des Composés Volatils et qui est apte à extraire, au moins partiellement, les VCV de la phase gazeuse,
5 - et, à régénérer par désorption, le solvant d'abattage chargé en
VCV, au moins en partie, condensées, de préférence par désorption à l'aide d'au moins un gaz permettant le lavage du solvant d'abattage à contre-courant, ce gaz étant, de préférence, au moins en partie constitué par les évents refoulés à l'abattage.
La présente invention a, par ailleurs, pour objet une installation de récupération de vapeurs de composés volatils (VCV) contenus dans une phase gazeuse, ladite installation étant susceptible d'être utilisée pour la mise en oeuvre, notamment, du procédé visé ci-dessus. Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte, essentiellement :
▲ au moins un conteneur de recueil des VCV récupérées et se présentant, au moins en partie, condensées sous forme liquide,
▲ des moyens de compression de la phase gazeuse, en présence d'une phase liquide, lesdits moyens étant aptes à permettre le transfert d'au moins une partie des VCV de la phase gazeuse dans la phase liquide, cette dernière étant choisie de telle sorte qu'elle soit apte à piéger les VCV transférées,
▲ au moins une unité de séparation de la phase gazeuse et de la phase liquide comprimées, cette unité comprenant, d'une part, un ou plusieurs conduits d'acheminement au conteneur de la phase liquide ayant piégé les VCV transférées et se présentant, au moins en partie, condensées en liquide et, d'autre part, une ou des canalisation(s) de transfert de la phase gazeuse issue de la séparation vers au moins un autre élément de l'installation,
▲ au moins un organe d'abattage de cette phase gazeuse, au moins en partie épurée en VCV, ledit organe d'abattage faisant intervenir un solvant dont la tension de vapeur à température d'utilisation est inférieure à celle des composés volatils (CV) et qui est apte à extraire, au moins partiellement, les VCV de la phase gazeuse,
▲ et des moyens de régénération du solvant d'abattage chargé en
VCV au moins en partie condensées, lesdits moyens étant, de préférence, des moyens de désorption qui, de manière plus préférée encore, sont du type de ceux procédant par lavage du solvant à l'aide d'un contre-courant de gaz, ce dernier étant, avantageusement, au moins en partie constitué par les évents d'abattage. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS :
La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, d'un exemple non limitatif d'un mode de réalisation de l'installation qu'elle concerne, en référence à la fig. 1 annexée qui représente un schéma général synoptique d'une telle installation.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION : L'exemple de réalisation, symbolisé par cette fig. 1, servira de support à la description du procédé.
Par ailleurs, la description qui suit fera bien ressortir tous les avantages et les variantes de réalisation et de mise en oeuvre du procédé et de l'installation selon l'invention.
L'installation de récupération de vapeurs de composés volatils, montrée sur la fig. 1, comprend :
- un conteneur 1 de recueil des VCV récupérées,
- des moyens de compression 2 de la phase gazeuse,
- une unité 3 de séparation phase gazeuse/phase liquide,
- un organe d'abattage 4 formé par une colonne,
- et des moyens de régénération 5 du solvant d'abattage, lesdits moyens étant eux aussi en l'espèce constitués par une colonne 2 de désorption par un gaz ("stripping").
La collecte de la phase gazeuse, formée par exemple par un mélange d'air et de vapeurs de composés volatils VCV, est effectuée par l'intermédiaire de deux conduits collecteurs 6 et 7 qui prennent fin au niveau des moyens de compression 2. Le conduit collecteur 6 est destiné à acheminer la phase gazeuse provenant d'un réservoir, d'une citerne ou d'une source quelconque de mélange gazeux contenant des VCV. Le conduit collecteur 7 provient du conteneur de recueil 1. Plus précisément, le conduit collecteur 7 est connecté à un pot de dégazage 8 relié au conteneur 1. Un tel pot de dégazage 8 a vocation à éviter les phénomènes de bullage à l'intérieur du conteneur 1. Ainsi, les VCV produites dans ce conteneur 1 se retrouvent dans une phase gazeuse, qui transite par le pot de dégazage 8 et le conduit collecteur 7 avant d'arriver aux moyens de compression 2.
Ce conteneur de recueil 1 comporte, naturellement, une canalisation 9 de récupération des VCV contenues dans la phase gazeuse traitée. Ces VCV récupérées se présentent, au moins en partie, sous forme liquide condensée et, de préférence, essentiellement sous cette forme liquide. Cette canalisation 9 de récupération traverse le pot de dégazage 8. Il est également prévu une autre canalisation de récupération 9' de VCV condensées qui sont normalement exemptes de gaz, ce qui peut donc permettre la connexion directement au conteneur de recueil 1, sans passer par le pot de dégazage 8.
Le conteneur de recueil 1 présente, également, un conduit de sortie 10 qui le relie aux moyens de compression 2. Une pompe d'alimentation 11, des moyens de compression en composés volatils liquides, est interposée sur ce conduit de sortie 10.
Conformément à l'invention, les moyens de compression 2 sont, de préférence, constitués par un dispositif permettant la compression de la phase gazeuse en présence d'un liquide (avantageusement le CV à l'origine des VCV). En pratique, un compresseur à anneau liquide ayant de préférence un taux de compression important (e.g. > 2) s'est avéré particulièrement approprié dans le cadre de l'installation selon l'invention. Le compresseur à anneau liquide sélectionné est un de ceux aptes à effectuer une compression isotherme ou quasi isotherme. Ce compresseur à anneau liquide 2 assure ainsi la circulation des flux gazeux, caractéristiques du procédé selon l'invention.
Outre les conduits 6, 7 de collecte de phase gazeuse et le conduit 10 d'amenée de phase liquide, le compresseur à anneau liquide 2 présente une autre entrée reliée à une canalisation de recyclage 12, d'une partie (mais d'une partie seulement) d'une phase gazeuse comprenant des VCV non récupérées en queue d'installation ou de procédé.
La phase mixte liquide/gazeuse comprimée, obtenue au sortir du compresseur à anneau liquide 2, est destinée à être prise en charge par l'unité de séparation 3.
L'unité de séparation 3 peut comprendre une ou plusieurs chambres de séparation. Dans le présente exemple, elle est composée d'une cellule 31 constituant un premier étage de séparation et d'une chambre 32 formant un deuxième étage de séparation.
Avantageusement, la cellule du premier étage 3,, dans laquelle débouche la canalisation 13, est disposée à proximité immédiate des moyens de compression 2. Plus précisément encore, cette cellule 3ι fait partie intégrante du compresseur à anneau liquide 2, comme expliqué supra. Ce premier étage 3, présente au moins une sortie S1 - en l'occurrence une - par laquelle la phase liquide séparée est susceptible d'être évacuée de la cellule 3, jusqu'au conteneur de recueil 1 par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement C1 relié à la canalisation de récupération 9. La cellule 3, comporte, également, au moins une autre sortie S2 - en l'occurrence une - par laquelle la phase gazeuse, au moins partiellement épurée - i. e. débarrassée d'une partie des VCV - et mélangée avec la phase liquide, est susceptible d'être transférée, par l'intermédiaire d'un second conduit d'acheminement C2, vers au moins un autre étage - en l'occurrence le deuxième et dernier - de séparation 32. Ce dernier comprend au moins une sortie S3 - en l'occurrence une - par laquelle la phase liquide séparée est susceptible d'être évacuée jusqu'au conteneur de recueil 1, par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement C3, qui se prolonge par la canalisation de récupération 9' décrite ci-dessus. Ladite chambre (deuxième étage) 32 comprend au moins une - en l'occurrence une - autre sortie S4 par laquelle la phase gazeuse - au moins partiellement épurée en VCV - est susceptible d'être amenée jusqu'à l'organe d'abattage 4 par l'intermédiaire d'une canalisation d'amenée C4..
Selon une disposition facultative, mais néanmoins avantageuse, de l'invention, il est prévu au moins un élément de condensation partielle du mélange phase gazeuse/phase liquide lors de son transfert entre le premier 3, et le deuxième 32 étage de séparation, cette condensation étant assurée par refroidissement.
Les chambres de séparation, ainsi que les colonnes 4, 5 d'abattage et de
"stripping" sont des éléments classiques de dispositifs de génie chimique. Il n'est donc pas utile de les décrire plus longuement et l'homme du métier sera parfaitement à même de choisir les équipements appropriés pour la mise en oeuvre de l'invention.
La canalisation C4, provenant de la sortie S4 supérieure de la chambre de séparation 32, est connectée à la base de la colonne d'abattage 4, au niveau de laquelle la phase gazeuse, séparée et chargée en VCV, est destinée à se déverser. Ladite base comporte, en outre, un conduit 15 de régénération du solvant d'abattage, qui relie cette base à la tête de colonne de désorption par un gaz ("stripping"), utile pour la régénération du solvant d'abattage. Ce circuit 15 est équipé d'un module 16 de réchauffement du solvant à régénérer. Ce module 16 est, avantageusement, un échangeur thermique, de tout type connu et approprié, par exemple un serpentin ou une plaque, dont le fluide caloporteur est, préférablement, constitué par la phase mixte liquide/gaz, émanant de la sortie S, du premier étage 3, de l'unité de séparation 3.
La tête de colonne d'abattage 4 est pourvue d'au moins une sortie - en l'occurrence une - pour les évents gazeux épurés en VCV après abattage. Cette sortie est, de préférence, reliée à la colonne de désorption ("stripping") 5 par l'intermédiaire d'un conduit 16 qui est équipé d'une vanne manuelle 17 et qui est branché à la base de la colonne 5. Cette modalité préférée, mais non limitative de l'invention, permet l'utilisation des évents d'abattage épurés à titre de gaz de lavage pour la désorption ("stripping"). Le gaz de désorption est au moins partiellement constitué - de préférence totalement - par ces évents d'abattage épurés en VCV. Ces évents peuvent, également, être rejetés dans l'atmosphère par la canalisation 18.
La base de la colonne de désorption 5 par un gaz ("stripping") est connectée à la tête de colonne d'abattage au moyen d'une canalisation 19 destinée à acheminer le solvant lavé et désorbé jusqu'à la colonne 4 où il doit jouer son rôle d'absorbant des VCV non condensées. Cette canalisation 19 est équipée d'une pompe 20 de mise en circulation du solvant lavé, ainsi que d'un moyen de refroidissement 21 dudit solvant. Ce refroidisseur peut, par exemple, être du type aéroréfrigérant.
Le gaz de désorption ("stripping") chargé en VCV est évacué hors de la colonne par l'intermédiaire de la canalisation 12 connectée à la tête de la colonne 5. Cette canalisation 12 permet un recyclage de ces gaz de désorption ("stripping") en tête d'installation, au niveau des moyens de compression 2. Cette connexion est une disposition préférée, mais non obligatoire, de l'installation selon l'invention. Le recyclage préconisé est au moins partiel.
Suivant une variante du procédé selon l'invention, la désorption visant à régénérer le solvant d'abattage, peut être effectuée par voie thermique en complément ou à la place de la désorption par un gaz ("stripping").
Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide d'une installation du type de celle décrite supra.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, les composés volatils (CV) considérés peuvent être :
▲ organiques, de préférence choisis dans le groupe des solvants légers et, mieux encore, parmi les produits suivants : hydrocarbures (e. g. essence, gazole, kérosène), aromatiques (en particulier benzène, toluène), solvants chlorés, cétones (en particulier acétone), alcools (en particulier méthanol, éthanol), éthers et leurs mélanges,
▲ et/ ou minéraux, de préférence choisis parmi les composés suivants : HCl, Cl2, NH3, SO2, SO3, Br2.
Ce sont les vapeurs de tels composés qui sont susceptibles de former l'une des composantes d'une phase gazeuse à traiter et qui comprend, en outre, un gaz porteur ou un gaz support, avantageusement choisi dans la liste suivantes : air, azote, CO2, vapeur d'eau et leurs mélanges.
Une telle phase gazeuse est collectée par les conduits 6 et 7 qui l'emmène jusqu'aux moyens de compression 2, qui servent de siège à la première étape du procédé, à savoir : compression de la phase gazeuse en présence d'une phase liquide, de manière à permettre le transfert d'au moins une partie des VCV de la phase gazeuse dans la phase liquide, cette dernière étant choisie de telle sorte qu'elle soit apte à piéger les VCV transférées.
De préférence, la phase liquide est au moins en partie formée par le (ou les) Composé(s) Volatil(s) concerné(s) à l'état liquide et/ou par un liquide ou un mélange de liquides miscibles avec les CV à l'état liquide et, de préférence, sélectionné dans la liste de composés suivants :
O les hydrocarbures et de préférence : les essences, les gazoles, les kérosènes, les naphtas, les aromatiques, les solvants chlorés, les cétones, les alcools, les éthers ou leur mélanges ;
O l'eau ;
O les huiles silicones ;
O les solutions minérales ;
O et leurs mélanges.
En pratique, la phase liquide est, e.g. constituée uniquement par le (ou les) CV concerné(s).
De manière privilégiée, l'étape 1 consiste à mélanger la phase liquide et la phase gazeuse comprenant les VCV et à les comprimer, simultanément ou non, de manière isotherme ou quasi isotherme et, de préférence, à l'aide d'au moins un compresseur à anneau liquide.
Lors de l'étape 1 , la compression du mélange phase gazeuse/phase liquide s'effectue jusqu'à des valeurs de compression comprises entre 0,2 et 2 MPa, de préférence entre 0,5 et 0,8 MPa, cette pression s'établissant plus préférentiellement encore autour de 0,7 MPa.
La phase gazeuse peut être également constituée par au moins une partie du gaz de lavage du solvant d'abattage refoulé à la désorption et comportant des VCV. Il est souhaitable, conformément à l'invention, que la part de recyclage soit limitée à une quantité inférieure ou égale à 50 % en poids et, plus préférentiellement encore, à 15 % en poids.
La phase liquide, mise en oeuvre à l'étape 1 , est acheminée du conteneur de recueil 1 au compresseur à anneau liquide 2, grâce à la canalisation 10 et à la pompe 11.
La compression provoque la condensation d'au moins une partie des VCV qui passent de la phase gazeuse à la phase liquide, laquelle est recueillie et transportée jusqu'au conteneur de recueil 1 par les conduits (C1, 9) et (C3, 9').
L'étape qui suit la compression est celle de séparation gaz/liquide (étape 2). Cette séparation peut se dérouler selon une méthodologie faisant intervenir un ou plusieurs étages de séparation. Il est en effet parfaitement envisageable de séparer en une seule fois et sur un seul site, mais on peut également répartir la séparation sur deux ou plusieurs étages. En l'occurence, il est prévu deux étages de séparation. Le premier étage est conçu pour entrer en fonction immédiatement après l'étape 1 de compression, de manière à séparer au moins une partie de la phase liquide, le reste du mélange phase liquide/phase gazeuse étant ensuite pris en charge par le deuxième étage.
Dans le présent exemple, les deux étages sont matérialisés par la cellule 3, et la chambre 32.
Dans les cas où la compression entraîne un échauffement du milieu liquide et/ou gaz et/ou liquide/gaz, il peut être intéressant de prévoir au moins un refroidissement, permettant la condensation partielle du mélange phase gazeuse/phase liquide avant, pendant ou après l'étape 2 de séparation. En pratique, le refroidissement s'effectue, de préférence, entre le premier et le deuxième étage de séparation à l'aide du refroidisseur 14, e. g. aériréfrigérant.
En tête de chambre de séparation 32, émerge sous pression une phase gazeuse débarrassée seulement d'une partie des VCV et que l'on soumet à un abattage au moyen de la colonne 4. L'alimentation en phase gazeuse à traiter s'effectue à la base de la colonne 4 dans laquelle on entretient un contre-courant de solvant d'abattage qui est injecté sous pression en tête de colonne. Ce solvant d'abattage est, de préférence, sélectionné parmi les produits suivants : les gazoles, les alkylnaphtalènes avantageusement le dibutylnaphtalène, les esters phtaliques et les mélanges de ces produits.
Après s'être chargé en VCV et après avoir été évacué de la colonne 4, le solvant d'abattage est réchauffé. Le réchauffage du solvant d'abattage (chargé en VCV, au moins en partie, condensées) intervient en préalable à sa régénération par désorption gazeuse. Ce réchauffage est, de préférence, au moins en partie réalisé à l'aide de calories fournies par au moins l'un des fluides sortants de l'étape 2 de séparation, à savoir, avantageusement, une phase liquide épurée, un mélange phase gazeuse/phase liquide ou une phase gazeuse. On amène ensuite le solvant d'abattage chargé en VCV et réchauffé en tête de colonne de désorption ("stripping") 5 et l'on met en place un contre-courant d'un gaz de désorption, qui pénètre à la base de ladite colonne 5 par l'intermédiaire du conduit 16, la vanne 17 ayant, à cette fin, été placée en position ouverte. Il a été vu supra que ce gaz de désorption par "stripping" est, de préférence, formé par les évents gazeux épurés en VCV provenant de la colonne d'abattage.
On réinjecte ensuite le solvant d'abattage débarrassé des VCV, en tête de colonne d'abattage 4, au moyen de la canalisation 19 et de la pompe 20.
Dans la mesure où il est préférable que la température d'abattage corresponde à peu près à la température ambiante, il est possible de refroidir, au besoin, le solvant d'abattage régénéré, grâce au refroidisseur 21.
A noter qu'il est toujours possible, au besoin, de procéder à un appoint en solvant d'abattage pour optimiser les performances de cette étape du procédé.
Un tel procédé est particulièrement performant, puisqu'il permet d'atteindre des taux de récupération de VCV de l'ordre de 99 % . A titre d'illustration, on peut mentionner le cas d'une phase gazeuse constituée par de l'air saturé en vapeur d'essence à hauteur de 33 % en volume. Le traitement de cet air par le procédé selon l'invention a permis de réduire à moins de 1 % la teneur en VCV mesurée en sortie de colonne de "stripping".
Parmi les autres avantages dont bénéficie l'invention, bn peut citer le coût raisonnable de l'installation, les frais de maintenance réduit, le bilan énergétique avantageux, la rentabilité d'exploitation et l'absence de déchets à retraiter.
Le procédé et l'installation permettent, par exemple, de traiter, de manière quasi isotherme (à température du liquide chargé) et à une pression de 0,7 MPa absolus dans la colonne d'abattage 4, des débits pouvant aller de 150 à 1 500 Nm\ On peut, par ailleurs, faire varier les débits dans l'installation d'un facteur 1 à 8. Grâce à des recirculations appropriées, il est possible de travailler à débit constant, dans un souci d'efficacité maximale. Il est également à noter que l'installation est relativement peu encombrante. POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE :
Il s'ensuit que le procédé et l'installation selon l'invention peuvent trouver de nombreuses applications dans le domaine de la récupération de VCV et, notamment, dans des dépôts et/ou des réservoirs de carburant, de préférence essence, gazole, kérosène ou de solvants organiques, notamment à l'occasion de transfert de ces CV d'un conteneur à un autre.
Pour compléter l'illustration du présent exposé, on a réalisé un essai pratique de récupération de vapeurs d'essence dans une phase gazeuse constituée d'air saturé en essence (jusqu'à 13 % en mole).
La fig. 2 annexée montre un schéma explicatif de cet essai.
Le compresseur à anneau liquide 2 est alimenté en air saturé en essence, provenant, soit du recyclage, soit du conteneur de recueil 1. On injecte, par ailleurs, dans ce compresseur 2, de l'essence sous une pression de 0,7 MPa absolu.
En sortie de compresseur, la pression du flux est de 0,75 MPa absolu.
Elle se maintient sensiblement à cette valeur dans l'unité de séparation et dans la colonne d'abattage, pour ce qui concerne le flux gazeux ascendant, le contre-flux descendant de solvant d'abattage, ayant une pression de 0,7 MPa absolu. L'air saturé en vapeurs d'essence refoulées en sortie de "stripping" est . acheminé vers le compresseur pour recyclage, sous une pression de 0, 1 MPa absolu. L'air pur à 99 % poids, produit en sortie d'abattage, est réutilisé en partie pour la désorption sous pression atmosphérique. Le solvant d'abattage à régénérer est enrichi en sortie de colonne 4 par 20 % en volume d'essence.
Le schéma de la fig. 2 annexée montre les différents flux S1 à S9 et S11 à S22 répartis à différents endroits de l'installation et correspondant aux différentes phases du procédé. Différents paramètres quantitatifs des conditions réactionnelles ont été mesurés pour chacun de ces flux S1 à S9 et S11 à S22.
Le tableau 1 ci-après présente les données obtenues dans le cadre de cet essai.
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001

Claims

REVENDICATIONS :
1 - Procédé de récupération de Vapeurs de Composés Volatils (ci-après désignés par VCV) contenues dans une phase gazeuse,
caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement :
1 - à comprimer cette phase gazeuse en présence d'une phase liquide, de manière à permettre le transfert d'au moins une partie des VCV de la phase gazeuse dans la phase liquide, cette dernière étant choisie de telle sorte qu'elle soit apte à piéger les VCV transférées,
2 - à séparer la phase gazeuse de la phase liquide,
3 - à recueillir la phase liquide ayant piégé les VCV transférées et se présentant, au moins en partie, condensées en liquide,
4 - à soumettre la phase gazeuse, en partie épurée en VCV, à au moins un traitement d'abattage à l'aide d'un solvant dont la tension de vapeur à température d'utilisation est inférieure à celle des Composés Volatils et qui est apte à extraire, au moins partiellement, les VCV de la phase gazeuse,
5 - et à régénérer par désorption, le solvant d'abattage chargé en
VCV, au moins en partie condensées, c'est-à-dire par lavage du solvant à contre-courant à l'aide d'un gaz, de préférence, au moins en partie, constitué par les évents refoulés à l'abattage.
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape 1 consiste à mélanger la phase liquide et la phase gazeuse comprenant les VCV et à les comprimer, simultanément ou non, de manière isotherme ou quasi isotherme et, de préférence, à l'aide d'au moins un compresseur à anneau liquide.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lors de l'étape 1 , on comprime le mélange phase gazeuse/phase liquide jusqu'à une pression comprise entre 0,2 et 2 MPa, de préférence entre 0,5 et 0,8 MPa et, plus préférentiellement encore, est de l'ordre de 0,7 MPa.
4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une condensation partielle du mélange phase gazeuse/phase liquide, avant, pendant ou après l'étape 2 de séparation, cette dernière se déroulant, selon une méthodologie faisant intervenir au moins un ou plusieurs étages de séparation.
5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu deux étages de séparation, le premier étage étant conçu pour entrer en fonction immédiatement après l'étape 1 de compression, de manière à séparer au moins une partie de la phase liquide, le reste du mélange phase liquide/phase gazeuse étant ensuite pris en charge par le deuxième étage et en ce que le reste du mélange phase liquide/phase gazeuse est refroidi lors de son transfert entre le premier et le deuxième étage de séparation.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réchauffe le solvant d'abattage chargé en VCV, au moins en partie condensées, en préalable à sa régénération par désorption, ce réchauffage étant, de préférence, au moins en partie réalisé à l'aide de calories fournies par au moins l'un des fluides sortants de l'étape 2 de séparation à savoir, avantageusement, une phase liquide épurée, un mélange phase gazeuse/phase liquide ou une phase gazeuse.
7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz de lavage du solvant d'abattage, refoulé à la désorption et comportant des VCV, est recyclé en tête de procédé avant compression, la part de recyclage étant, de préférence inférieure ou égale à 50 % poids et, plus préférentiellement encore, à 15 %.
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé : ▲ en ce que les composés volatils considérés sont :
⋄ organiques, de préférence choisis dans le groupe de solvants légers et, mieux encore, parmi les produits suivants :
hydrocarbures (en particulier essence, gazole, kérosène), aromatiques (en particulier benzène, toluène), solvants chlorés, cétones (en particulier acétone), alcools (en particulier méthanol, éthanol), éthers et leurs mélanges, ⋄ et/ou minéraux, de préférence choisis parmi les composés suivants : HCl, Cl2, NH3, SO2, SO3, Br2, ▲ en ce que la phase gazeuse comprend, l'air, l'azote, le CO2, la vapeur d'eau et leurs mélanges,
▲ et en ce que la phase liquide est au moins en partie formée par le (ou les) composé(s) volatil(s) concerné(s) à l'état liquide, et/ou par un liquide ou un mélange de liquides miscible avec les CV à l'état liquide et, de préférence, sélectionné dans la liste des composés suivants :
O les hydrocarbures et de préférence : les essences, les gazoles, les kérosènes, les naphtas, les aromatiques, les solvants chlorés, les cétones, les alcools, les éthers ou leur mélanges ;
O l'eau ;
O les huiles silicones ;
O les solutions minérales ;
O et leurs mélanges.
9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le solvant d'abattage est sélectionné parmi les produits suivants : les gazoles, les alkylnaphtalènes, avantageusement le dibutylnaphtalène, les esters phtaliques et les mélanges de ces produits.
10 - Installation de récupération de Vapeurs de Composés Volatils (VCV) contenues dans une phase gazeuse, ladite installation étant susceptible d'être utilisée pour la mise en oeuvre, notamment, du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisée en ce qu'elle comporte, essentiellement :
▲ au moins un conteneur (2) de recueil des VCV récupérées et se présentant, au moins en partie, condensées sous forme liquide,
▲ des moyens de compression (2) de la phase gazeuse, en présence d'une phase liquide, lesdits moyens (2) étant aptes à permettre le transfert d'au moins une partie des VCV de la phase gazeuse dans la phase liquide, cette dernière étant choisie de telle sorte qu'elle soit apte à piéger les VCV transférées,
▲ au moins une unité de séparation (3) de la phase gazeuse et de la phase liquide comprimées, cette unité (3) étant formée d'une ou plusieurs chambres et comprenant, d'une part, un ou plusieurs conduits (C1,9, C3, 9') d'acheminement au conteneur (2) de la phase liquide ayant piégé les VCV transférées et se présentant, au moins en partie, condensées en liquide et, d'autre part, une ou des canalisation(s) (C4) de transfert de la phase gazeuse issue de la séparation vers au moins un autre élément de l'installation, ▲ au moins un organe d'abattage (4) de cette phase gazeuse, au moins en partie épurée en VCV, ledit organe d'abattage faisant intervenir un solvant dont la tension de vapeur à température d'utilisation est inférieure à celle des composés volatils (CV) et qui est apte à extraire, au moins partiellement, les VCV de la phase gazeuse,
▲ et des moyens de régénération (5) du solvant d'abattage chargé en VCV au moins en partie condensées, lesdits moyens (5) étant, de préférence, des moyens de désorption qui, de manière plus préférée encore sont du type de ceux procédant par lavage du solvant à l'aide d'un contre-courant de gaz, ce dernier étant, avantageusement, au moins en partie constitué par les évents d'abattage.
11 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de compression sont constitués par au moins un compresseur (2) isotherme ou quasi isotherme, de préférence du type de ceux à anneau liquide.
12 - Installation selon la revendication 10 ou 11 , caractérisée :
▲ en ce que l'unité de séparation (3) est composée :
⋄ ddune cellule (3,) constituant un premier étage de séparation, avantageusement disposé à proximité immédiate des moyens de compression (2), ce premier étage (3,) présentant :
♤ au moins une sortie (S1) par laquelle la phase liquide séparée est susceptible d'être évacuée jusqu'au conteneur de recueil par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement (C1),
♤ et au moins une autre sortie (S2) par laquelle la phase gazeuse, au moins partiellement épurée et mélangée à de la phase liquide, est susceptible d'être transférée, par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement (C3), vers au moins un autre étage (de préférence deuxième et dernier) de séparation (32), comportant au moins une sortie (S,) par laquelle la phase liquide séparée est susceptible d'être évacuée jusqu'au conteneur de recueil (2) par l'intermédiaire d'un conduit d'acheminement (C3),
⋄ et au moins une autre sortie (S4) par laquelle la phase gazeuse séparée, au moins partiellement épurée, est susceptible d'être amenée jusqu'à l'organe d'abattage (4) par l'intermédiaire d'une canalisation d'amenée (C4), ▲ et en ce qu'il est, éventuellement, prévu au moins un élément de refroidissement du mélange phase gazeuse/phase liquide, lors de son transfert entre le premier (31) et le deuxième (32) étage de séparation.
13 - Installation selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne d'abattage (4) et une colonne (5) de désorption pour la régénération du solvant d'abattage :
→ la colonne d'abattage (4) comprenant au moins une sortie permettant l'évacuation du solvant chargé en VCV vers la colonne (5) de désorption, et une sortie pour les évents gazeux épurés en VCV, laquelle sortie est, de préférence, reliée à la colonne (5) de désorption, de manière à ce que ces évents épurés jouent au moins partiellement le rôle de gaz de lavage pour la désorption, des moyens de chauffage (16) du solvant d'abattage à régénérer étant avantageusement prévus entre la colonne (4) d'abattage et la colonne (5) de désorption,
→ la colonne (5) de désorption présentant, d'une part, une sortie pour ces refoulements gazeux chargés en VCV, cette sortie étant, de préférence, connectée aux moyens de compression (2), en vue de recycler, au moins en partie, les susdits refoulements gazeux et, d'autre part, une sortie communiquant avec la colonne d'abattage (4), de façon à permettre le retour du solvant régénéré dans cette colonne (4).
14 - Application du procédé et de l'installation selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la récupération de VCV dans des dépôts et/ou des réservoirs de carburant, de préférence essence, gazole, kérosène ou de solvants organiques, notamment à l'occasion du transfert de ces CV d'un conteneur à un autre.
PCT/FR1996/000528 1995-04-07 1996-04-05 Procede et installation de recuperation de vapeurs de composes volatils (vcv) WO1996031432A1 (fr)

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