WO2011042640A1 - Procede de traitement d'un effluent gazeux par solidification partielle d'un fluide intermediaire et installation de traitement associee - Google Patents

Procede de traitement d'un effluent gazeux par solidification partielle d'un fluide intermediaire et installation de traitement associee Download PDF

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WO2011042640A1
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separation tank
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partially
tank
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Paul Risi
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    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
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    • F25J2280/30—Control of a discontinuous or intermittent ("batch") process
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    • F25J2280/40—Control of freezing of components

Definitions

  • the present invention relates to a method of treating a gaseous effluent advantageously from a gas liquefaction plant.
  • This process applies in particular to effluents from liquefaction sets of natural gas located on land or on floating liquefaction facilities of the "FLNG" type.
  • FPSO Floating Production Storage and Off-loading
  • Natural gas extracted from the soil is an important source of valuable fuel.
  • the crude natural gas from the deposit is usually purified to extract carbon dioxide, sulfur compounds and water that may be present. Separation steps are then carried out to form a gaseous stream rich in methane and to extract the ethane, and the C 3 + hydrocarbons, to valorise them separately.
  • the gas stream rich in methane is then sent to a liquefaction train, to be fully liquefied.
  • the formed LNG stream is then expanded to atmospheric pressure before being transported to the place of use for example by a LNG tanker.
  • a hot or cold torch is used to burn the oil residues.
  • the flaring of an effluent containing hydrocarbons leads to the production of greenhouse gases, especially during the start-up phases of the liquefaction plant.
  • WO 96/21 121 discloses a method of treating an effluent from a gas tank in which the tank is rinsed with nitrogen.
  • the effluent obtained is subjected to a heat exchange with static liquid nitrogen contained in a liquid nitrogen tank.
  • Such a method does not effectively treat a large amount of gaseous effluent from a gas liquefaction plant.
  • An object of the invention is therefore to obtain a method of treating a gaseous effluent from a gas liquefaction facility that is efficient and economical and minimizes releases harmful to the environment.
  • the subject of the invention is a method of treatment of the type comprising the following steps:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in any combination (s) technically possible (s):
  • the partially solidified intermediate fluid is formed at least in part by condensation and partial solidification of the gaseous effluent to be treated;
  • the partial solidification of the intermediate fluid is carried out by non-contact heat exchange between the intermediate fluid and the liquid nitrogen;
  • the partial solidification is carried out by direct contact between the intermediate fluid and the liquid nitrogen;
  • the gaseous effluent enters in heat exchange relation with the partially solidified intermediate fluid, without contact with the partially solidified intermediate fluid;
  • the evacuation step comprises conveying the treated gaseous effluent to a torch so as to subject it to combustion.
  • the subject of the invention is also an installation for treating a gaseous effluent for treating a gaseous effluent, advantageously coming from a gas liquefaction plant, characterized in that it comprises: means for partially solidifying an intermediate fluid by thermal exchange with liquid nitrogen to form a partially solidified intermediate fluid;
  • At least one separation tank for the gaseous phase and the condensate for the gaseous phase and the condensate
  • the installation according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or according to any combination (s) technically possible (s):
  • the means for partial solidification of the intermediate fluid comprise heat exchange means without contact between the intermediate fluid and the liquid nitrogen;
  • the means for partial solidification of the intermediate fluid comprise means for bringing the intermediate fluid into direct contact with liquid nitrogen.
  • a first separation tank for collecting the partially solidified intermediate fluid, the first separation tank being provided with means for evacuating the gaseous phase during the collection of the partially solidified intermediate fluid,
  • the second separation tank being able to collect the partially solidified intermediate fluid during the melting of the solid present in the partially solidified intermediate fluid contained in the first separation tank
  • melting means for melting the solid present in the partially solidified intermediate fluid contained in the second separation tank said melting means being adapted to be activated during collection of the partially solidified intermediate fluid in the first separation tank
  • FIG. 1 is a block diagram of a liquefied natural gas production assembly comprising a treatment plant according to the invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing a first processing installation for implementing a first processing method according to the invention
  • FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 of a second processing installation for implementing a second treatment method according to the invention.
  • FIG. 4 is a view similar to Figure 2 of a third processing installation for the implementation of a third treatment method according to the invention.
  • FIG. 1 A first liquefied gas production unit 12 according to the invention from a feed gas 14 is shown in FIG.
  • the feed gas 14 is advantageously natural gas extracted from the soil at a pressure higher than atmospheric pressure and the liquefied gas is advantageously liquefied natural gas obtained at a temperature below -140 ° C and at atmospheric pressure.
  • Natural gas contains nitrogen and hydrocarbons. Liquefied natural gas contains more than 50 mol% of methane.
  • the production assembly 10 is for example a set floating on a body of water, such as a sea, an ocean, or a lake. It is carried by a ship 16 to constitute an installation type "FLNG".
  • the production assembly 10 comprises a liquefaction plant 18 producing, starting from the feed gas 14, a stream of liquefied gas 12, and at least one gaseous effluent 20.
  • the production assembly 10 further comprises a first treatment plant 22 of the gaseous effluent 20.
  • the liquefaction plant 18 comprises, from upstream to downstream, a natural gas stream processing unit 14, a unit 26 for separating the natural gas stream treated to form a natural gas stream. a gas stream rich in methane and low in C 3 + hydrocarbons, a methane-rich stream liquefaction unit 28 and a C 2 + hydrocarbon fractionation unit 27.
  • the plant may also include a nitrogen removal unit 29.
  • the treatment unit 24 is able to treat the natural gas stream 14 to reduce its content of carbon dioxide, sulfur compounds and water, in order to prevent these compounds from disturbing the liquefaction in the liquefaction unit 28. .
  • the separation unit 26 is able to produce, from the stream of purified natural gas obtained at the outlet of the unit 24, a gaseous stream rich in methane, and to recover the C 3 + compounds resulting from the separation for value them.
  • the liquefaction unit 28 is adapted to liquefy the methane-rich stream to produce, after expansion at atmospheric pressure, the stream of liquefied natural gas 12.
  • the stream 12 is intended to be unloaded on transport ships to be transported to the place of use.
  • the liquefaction plant 18 produces at least one gaseous effluent whose composition varies substantially depending on its source.
  • the discharged gas forming the effluent comes either from the treatment unit 24 or from the separation unit 26 and its composition will be a treated gas rich in Ci and C 2 .
  • the nitrogen content of the effluent depends on the feed gas, for example a molar nitrogen content between 1% and 10%, advantageously less than 5%, and a molar content of hydrocarbons advantageously greater than 95%. .
  • the effluent can come, depending on the location of the failure:
  • the effluent will have a composition substantially close to the feed gas
  • the effluent will have a composition of a treated gas rich in C1 and C2; the nitrogen content of the gaseous effluent depends on the feed gas, for example a molar nitrogen content between 1% and 10%, advantageously less than 5%, and a hydrocarbon molar content advantageously greater than 95%,
  • the effluent will have either a composition of a treated gas rich in C1 and C2 - the nitrogen content of the gaseous effluent depends on the feed gas, for example a molar content in nitrogen between 1% and 10%, advantageously less than 5%, and a hydrocarbon mole content advantageously greater than 95% - a composition of a refrigerant, which can be composed for example - according to the liquefaction process used - by at least 99% propane or by a mixture C1, C2, C3, C4 and nitrogen constituting the "mixed refrigerant" - typically containing 2 to 15% nitrogen and 85% to 98% hydrocarbons - or at least 95% methane, or at least 99% ethylene, or a refrigerant with at least 80% nitrogen.
  • a composition of a treated gas rich in C1 and C2 - the nitrogen content of the gaseous effluent depends on the feed gas, for example a molar content in nitrogen between 1% and 10%, advantageously less than
  • the gaseous effluent will have a composition of a treated gas rich in C 2 + ; the nitrogen content of the gaseous effluent will be almost zero, advantageously less than 0.1%, and a molar content of hydrocarbons advantageously greater than 99.9%,
  • the gaseous effluent will have a composition rich in nitrogen, between 20% and 90%, preferably greater than 40% .
  • the gaseous effluent will have a composition similar to that of LNG, but richer in nitrogen, between 1% and 50%, advantageously less than 30%.
  • the condensation device 30 comprises a tank 34 for forming a partially solidified intermediate fluid, a first assembly 36 for putting the intermediate fluid in heat exchange relation with liquid nitrogen, and a second set 38 of heat exchange connection of the partially solidified intermediate fluid with the effluent to be treated.
  • the condensation device 30 further comprises a set 40 for heating the partially solidified intermediate fluid.
  • the tank 34 also constitutes a separation tank of the effluent partially condensed by the intermediate fluid, to obtain a liquid condensate and a gaseous phase which will be mainly incondensable gases such as nitrogen for example.
  • the condensation device 30 further comprises an assembly 40 for evacuating the gaseous phase from the tank 34 and an assembly 42 for discharging liquid from the tank 34.
  • the intermediate fluid is formed at least in part by condensates resulting from the gaseous effluent 20 from the liquefaction plant 18, and by pieces of solid resulting from the solidification partial condensation of these condensates by thermal contact with liquid nitrogen.
  • the tank 34 is formed by a column 44 provided with internal guide plates 45 to increase the residence time.
  • the height of the column 44 is for example greater than 8 meters.
  • Column 44 is provided with an internal pressure sensor 46 and a liquid level sensor 48.
  • the second assembly 38 of heat exchange connection is disposed in the tank 34. It comprises a nozzle diffuser 50 placed in the vicinity of the bottom of the tank 34 in the interior volume defined by the tank 34.
  • the nozzle diffuser 50 is connected to the liquefaction plant 18 via a line 52 for supplying raw gaseous effluent to the tank 34.
  • the first heat exchange connection assembly 36 comprises a nitrogen circulation pipe 54 connected upstream and downstream to a liquid nitrogen tank 56 present in the liquefaction plant 18.
  • the circulation duct 54 comprises an upstream portion 58 for supplying liquid nitrogen, an intermediate heat exchange part 60 arranged projecting in the tank 34 to connect the direct and non-contact heat exchange, the liquid nitrogen from the upstream portion 58 with the intermediate fluid and a downstream portion 62 for discharging nitrogen gas to the reservoir 56, the reservoir 56 being for example integrated in a refrigeration cycle.
  • thermally exchanging fluids are located on either side of a wall conducting the heat, without the interposition of an intermediate fluid.
  • the reservoir 56 is connected to a network 64 for distributing or storing nitrogen gas or a vent.
  • the heating unit 40 comprises a pipe 66 for supplying a treated gas from the liquefaction plant 18.
  • a pipe 66 for supplying a treated gas from the liquefaction plant 18.
  • an electric heater as heating means.
  • the feed pipe 66 comprises an intermediate portion 68 projecting into the tank 34 to connect the non-contact heat exchange of the treated gas from the liquefaction plant 18 with the partially solidified intermediate fluid contained in the tank 34.
  • the supply line 66 comprises a downstream portion 70 connected to a tank 72 of liquefied natural gas.
  • the gas phase evacuation assembly 40 comprises a head pipe 74 connected to the head of the tank 34, and, downstream of the head pipe 74, a gas phase evacuation pipe 76 towards the torch 32, a gas phase evacuation line 78 to a carbon dioxide discharge 80, and a gas phase evacuation line 82 to a reprocessing unit 84.
  • the assembly 40 further comprises a first valve dispenser 85 adapted to directing the gaseous phase discharged through the head pipe 74 selectively to one of the lines 76, 78 or 82.
  • the liquid discharge assembly 42 includes a foot pipe 86, and downstream of the foot pipe 86, an evacuation pipe 88 to the LNG storage 72, a pipe 90 for evacuating the liquid phase to a pipe. refrigeration system 92, and a liquid phase discharge pipe 91 to the treatment unit 84.
  • the exhaust assembly 42 further comprises a second valve distributor 94, adapted to selectively send the liquid contained in the pipe foot 86 to one of the lines 88, 90 or 91.
  • This process comprises a liquefaction phase of the natural gas stream 14 to form a stream of liquefied natural gas 12 and a raw gaseous effluent 20, and a treatment phase of the gaseous effluent 20 in the installation 22.
  • the stream of natural gas 14 from the reservoir is first introduced into the treatment unit 24 to lower its content of water, sulfur compounds, and carbon dioxide.
  • the treated natural gas stream is then introduced into the separation unit 26 to form a gas stream rich in methane and at least one stream rich in C 2 + hydrocarbons.
  • the gas stream rich in methane is then introduced into the liquefaction unit 28 to produce the LNG stream 12 after passing through the liquefaction train.
  • the raw gaseous effluent extracted from the liquefaction plant 18 is then conveyed to the treatment plant 22 through the supply line 52.
  • the tank 34 is filled with a liquid refrigerant fluid formed by a liquid hydrocarbon present in the raw effluent, such as liquid methane.
  • a liquid refrigerant fluid formed by a liquid hydrocarbon present in the raw effluent, such as liquid methane.
  • the liquid present in the tank 34 extends above the nozzle diffuser 50.
  • Liquid nitrogen from the tank 56 is then circulated in the circulation line 54 and flows through the upstream portion 58 to the intermediate portion 60 located in the tank 34.
  • the circulating liquid nitrogen is placed in heat exchange relation with the liquid refrigerant present in the tank 34, without contact therewith.
  • the liquid nitrogen evaporates and provides a cooling thermal power to the liquid coolant present in the tank 34. This causes the partial solidification of the liquid coolant to form the partially solidified refrigerant fluid, which has a suspension of solid pieces in liquid.
  • the raw gaseous effluent from the supply line 52 is then introduced into the nozzle diffuser 50 and forms bubbles that rise in the partially solidified refrigerant fluid present in the tank 34.
  • the gaseous effluent is placed in heat exchange relationship in contact with the partially solidified refrigerant fluid present in the tank 34, which causes the partial condensation of this effluent to form a gaseous phase and at least one liquid condensate.
  • the gaseous phase is collected at the head of the tank 34 and the liquid condensate mixes with the refrigerant fluid to form a part of this fluid.
  • the gaseous phase is then progressively discharged from the tank 34 via the head pipe 74 and the valve distributor 86.
  • This gaseous phase then forms a treated gaseous effluent which is sent selectively by the valve distributor 85 to the torch 32 through the discharge line 76, to the carbon dioxide discharge 80 through the discharge line 78 or to a reprocessing unit 84 through the discharge line 82.
  • At least 60 mol% of the raw gaseous effluent is condensed in the tank 34 to form the refrigerant fluid.
  • the hydrocarbon content present in the treated gaseous effluent is less than 5 mol%.
  • the treated gaseous effluent from the tank 34 contains mainly nitrogen, for example a molar amount greater than 90 mol% of nitrogen.
  • valve dispenser 94 opens the foot pipe 86 and discharges a portion of the liquid contained in the tank 34 selectively to the refrigeration system 92 through line 90, to LNG storage 72 through line 88, or to a reprocessing unit through line 91.
  • treated gas can be injected through the supply line 66 to pass into the intermediate section 68 and heat by contactless heat exchange, the partially solidified refrigerant present in the tank 34. This causes partial liquefaction of the treated gas and its selective delivery to the refrigeration system 92 or to the LNG storage 72 or to a reprocessing unit through the pipe 91.
  • the amount of solid present in the partially solidified intermediate fluid is, for example, greater than 40 mol% and advantageously greater than 80 mol%.
  • the nature of the refrigerant contained in the tank 34 may be different from methane.
  • the nature of the refrigerant contained in the tank 34 is chosen according to the composition of the effluent to be condensed. For example, it could be isobutane if the effluent to be condensed is rich in methane.
  • condensation devices 34 may be arranged in series with coolants of different types in each of the tanks 34 arranged in series.
  • a second gaseous effluent treatment plant 100 is shown in FIG.
  • the tank 34 contains an intermediate fluid 35 which is not formed based on the raw gaseous effluent 20 from the installation 18. This intermediate fluid does not come into contact with the gaseous effluent to be treated.
  • the assembly 38 for connecting the heat exchange of the gaseous effluent with the intermediate fluid 35 is formed by a heat exchanger 102 disposed projecting in the tank 34.
  • the exchanger 102 is suitable for placing in exchange relation direct thermal effluent circulating in the exchanger 102 with the intermediate fluid 35, without contact between these fluids.
  • the second installation 100 comprises, downstream of the tank 34, a separator 104 separate from the tank 34, able to collect the partially condensed effluent from the heat exchanger 102.
  • the separator 104 is connected to the heat exchanger 102 through a partially condensed effluent discharge line 106.
  • the separator 104 is further connected to the refrigeration system 92 and the reprocessing unit 84 via a liquid discharge line 108.
  • the discharge pipe 108 may be provided at its upstream end with a pump
  • the conduit 108 separates into two branches 1 12A, 1 12B respectively connected to the refrigeration system 92 and the reprocessing unit 84.
  • the installation 100 further comprises, downstream of the separator 104, an auxiliary tank 1 16 containing a partially solidified auxiliary refrigerant fluid 1 17 and an auxiliary separator 1 18 disposed downstream of the auxiliary tank 1 16.
  • a gas phase evacuation pipe 120 is stitched on the separator 104 to collect the gas phase resulting from the partially condensed effluent.
  • the auxiliary tank 1 16 comprises an auxiliary heat exchanger 122 to enable the heat exchange connection without contact between the gas phase from the discharge pipe 120 and the auxiliary refrigerant.
  • the installation 100 further comprises a discharge line 124 of the partially condensed gas phase in the auxiliary heat exchanger 122 to the auxiliary separator 1 18.
  • the head pipe 74 is stitched on the auxiliary separator 1 18 and is connected to the evacuation pipe 76 to the torch 32 via the first valve distributor 85.
  • the foot pipe 86 is stitched into the auxiliary separator January 18 to collect the liquid phase collected in this auxiliary separator. As in the first installation 22, the foot pipe 86 is selectively connected to the reprocessing unit 84, the refrigeration system 92 or the liquefied natural gas storage 72 via the second valve distributor 94.
  • the liquid nitrogen nitrogen circulation line 54 comprises an auxiliary section 60 disposed projecting in the auxiliary tank 34.
  • This auxiliary section 60 makes it possible to place in a heat exchange relation the cooling fluid 55 coming from the cycle of cooling. refrigeration 56 with the auxiliary refrigerant 35 to partially solidify.
  • the installation comprises an auxiliary line 127 of liquid nitrogen circulation 128 which comprises an auxiliary section 130 disposed projecting in the auxiliary tank 1 16, upstream of the intermediate section 60.
  • This auxiliary section 130 makes it possible to place in relation heat exchange liquid nitrogen from an auxiliary tank 126 of liquid nitrogen with the auxiliary refrigerant to partially solidify.
  • the intermediate fluid is formed by a partially solidified liquid, suitable for condensing the C 4 + hydrocarbons.
  • This fluid is for example a hydrocarbon such as n-butane.
  • the auxiliary refrigerant fluid 17 is formed by a partially solidified liquid capable of at least partially condensing the C 1 -C 3 hydrocarbons.
  • This auxiliary refrigerant fluid is advantageously ethylene or isobutane.
  • liquid nitrogen is circulated from the tank 56 through the circulation line 54.
  • the liquid nitrogen from the upstream section 58 passes into the intermediate portion 60 to cool the intermediate fluid 35 and partially solidify it.
  • liquid nitrogen is circulated from the reservoir 126 to cool the auxiliary fluid 1 17 and partially solidify it.
  • the tanks 34, 1 16 respectively contain intermediate fluid 35 and auxiliary refrigerant 1 17 present in the form of a liquid-solid equilibrium each at a given temperature.
  • the temperature difference between the fluids 35, 1 17 present in the tanks 34, 1 16 is for example greater than 20 ° C.
  • the raw gaseous effluent from the liquefaction plant 18 is then conveyed through the supply line 52 to the heat exchanger 102.
  • This gaseous effluent then enters in heat exchange relation with the intermediate fluid present in the the tank 34 to partially condense. It then forms a gaseous phase and a liquid phase which flow into the separator 104 through the discharge line 106.
  • the liquid phase advantageously contains more than 50 mol% of the C 4 + hydrocarbons present in the raw gaseous effluent, whereas the gaseous phase contains more than 50 mol% of the C 1 -C 3 hydrocarbons present in the gaseous effluent. gross.
  • the pump 1 10 is then activated to evacuate the liquid phase present in the separator 104, which is rich in C 4 + hydrocarbons, selectively towards the distillation system. refrigeration 92 or to the reprocessing unit 84 through the pipe 108 and the branches 1 12A, 1 12B.
  • the gaseous phase separated in the separator 104 is taken by the discharge pipe 120 to be brought to the auxiliary heat exchanger 122 present in the auxiliary tank 1 16.
  • the gaseous phase then enters into a heat exchange relationship without contact with the auxiliary refrigerant fluid 1 17 present in the vessel 1 16 and partially condenses.
  • the partially condensed gaseous phase is then discharged through the auxiliary discharge line 124 to the auxiliary separator 1 18.
  • the treated gaseous effluent is discharged through the head pipe 74 and the distributor 86 to the discharge pipe 76 to the torch 32.
  • This effluent has a hydrocarbon content of less than 10 mol%.
  • the liquid condensate is discharged through the discharge line 86 and the distributor 94 to be sent selectively to the LNG storage 72, to the refrigeration system 92 or to the reprocessing unit 84.
  • FIG. 4 A third installation 220 for treating a gaseous effluent from a gas liquefaction plant 18 is illustrated in FIG. 4.
  • the installation 220 comprises a first tank 222A and a second tank 222B for contacting the raw effluent with a partially solidified intermediate fluid, an assembly 224 for selectively feeding the first tank 222A and the second tank 222B respectively in crude effluent and liquid nitrogen to form the partially solidified refrigerant fluid, an assembly 226 for selective heating of the tanks 222A, 222B, and a discharge discharge assembly 228 from the tanks 222A, 222B.
  • the third installation further comprises a unit 230 for controlling the valves of the assemblies 224, 226, 228.
  • Each tank 222A, 222B is formed by a closed container defining an interior volume 232A, 232B.
  • the interior volume 232A, 232B is provided with static or dynamic mixing means. These mixing means are formed for example by plates 234 or baffles to promote mass transfer between the various fluids introduced into the interior volume 232A, 232B.
  • the supply assembly 224 comprises a pipe 52 for supplying raw effluent which separates into a first conduit 236A for supplying raw effluent from the reactor.
  • Each of the conduits 236A, 236B is provided with a respective control valve 238A, 238B connected to the control unit 230.
  • the feed assembly 224 further comprises a liquid nitrogen feed pipe 240 from the liquid nitrogen source 50 of the plant 18. This pipe 240 separates into a liquid nitrogen supply line 242A. the first tank 222A and a line 242B liquid nitrogen supply of the second tank 222B.
  • the lines 242A, 242B and 236A, 236B meet respectively before their introduction into the tank 222A, 222B and then separate again before opening into the tank.
  • the convergence between the lines 242A, and 236A on the one hand and 242B, 236B on the other hand constitutes means for forming a partially solidified intermediate fluid.
  • Each of the lines 242A, 242B is provided with a control valve 244A,
  • the reheat assembly 226 includes a supply line 246 of a reheat gas that separates into a first supply section 248A of the first tank 222A and a second supply section 248B of the second tank 222B.
  • the supply sections 248A, 248B have a respective portion 250A,
  • Each supply section 248A, 248B is provided with a control valve 252A, 252B. After passing through the respective tanks 222A, 222B, the sections 248A, 248B are returned to a liquefied natural gas storage 254.
  • the discharge assembly 228 includes, for each vessel 222A, 222B, a liquid discharge line which connects the root of the vessel 222A, 222B to a refrigeration unit 258 or a reprocessing unit 260.
  • Each conduit 256A, 256B is provided with a control valve 258A, 258B connected to the control unit 230.
  • the discharge assembly 228 further includes, for each vessel 222A, 222B, a head pipe 260A, 260B and a selective distributor 262A, 262B associated with each head pipe 260A, 260B.
  • Each head pipe 260A connects the head of a tank 222A, 222B to the associated manifold 262A, 262B.
  • the distributor 262A, 262B is controlled by the control unit 230.
  • Each distributor 262A, 262B is adapted to selectively send the gas discharged through the head line 260A, 260B to the torch 32, to a nitrogen delivery device 264, or to a reprocessing unit 266.
  • the operation of the third treatment facility 220 according to the invention during a treatment phase is as follows.
  • control unit 230 controls the valves 238A, 238B present on the raw effluent supply lines 236A, 236B to direct the raw effluent exclusively to the first tank 222A.
  • control unit 230 controls the valves 244A, 244B to direct the liquid coolant flow exclusively to the first tank 222A through the liquid nitrogen feed line 242A and the valve 244A.
  • the liquid nitrogen and the raw effluent are mixed by contact, which causes the partial condensation of the compounds contained in the effluent and the partial solidification of these compounds to form pieces of solid.
  • the liquid condensate and the solid pieces, forming the partially solidified intermediate fluid, are collected in the bottom of the tank 222A.
  • the liquid condensate is collected in the intermediate fluid.
  • valve 252A present on the treated gas supply section 248A is closed.
  • the distributor 262A is then piloted to evacuate the gas coming from the tank 222A towards the torch 32.
  • the control unit 230 controls the valves 238A, 238B present on the lines feeding raw effluent 236A, 236B to direct the raw effluent exclusively to the second tank 222B.
  • control unit 230 controls the valves 244A, 244B to direct the flow of liquid nitrogen exclusively to the second tank 222B through the liquid nitrogen feed line 242B and the valve 244B.
  • the nitrogen can be vaporized and evacuated from the tank 222A
  • valve 252A present on the heating gas supply section 248A of the first tank 222A is open to circulate heating gas in this section.
  • the heating gas then passes into the portion 250A projecting into the interior volume 232A and warms the contents of the first tank 222A previously filled with solid residues.
  • the dispenser 262A is driven to send the evaporated gas that escapes through the conduit 262A to the gas reprocessing unit 266.
  • the first step can be performed again as previously described.
  • the first tank 222A and the second tank 222B operating in parallel, the raw effluent can be treated continuously.
  • the second tank 222B regenerates, whereas when the first tank 222A regenerates, the second tank 222B collects the gaseous effluent and processes it.
  • the treatment plant according to the invention is disposed in an industrial assembly capable of generating gaseous effluents such as, for example, an oil refinery, a gas or oil production site.
  • the gaseous effluent intended to be conveyed to the atmosphere can be formed directly by all of the gaseous phase from the separation vessel or alternatively by a part of this gaseous phase.
  • the gas phase issuing from the separation tank may be subjected to a heat exchange with an auxiliary cooling fluid to undergo partial condensation and separation in order to obtain the effluent. gas intended to be conveyed to the atmosphere.

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Abstract

Procédé de traitement d'un effluent gazeux comprenant la solidification partielle d'un fluide intermédiaire par échange thermique avec de l'azote liquide pour former un fluide intermédiaire partiellement solidifié. Le procédé en outre comprend un échange thermique entre 1 ' effluent gazeux et le fluide intermédiaire partiellement solidifié pour obtenir un effluent gazeux partiellement condensé comprenant une phase gazeuse et un condensât. Le procédé comporte la séparation de la phase gazeuse et du condensât dans au moins une cuve de séparation (34), et l'évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve de séparation (34) pour former un effluent gazeux traité destiné à être convoyé vers l'atmosphère.

Description

Procédé de traitement d'un effluent gazeux par solidification partielle d'un fluide intermédiaire et installation de traitement associée.
La présente invention concerne un procédé de traitement d'un effluent gazeux avantageusement issu d'une installation de liquéfaction de gaz.
Ce procédé s'applique notamment aux effluents issus des ensembles de liquéfaction de gaz naturel situés à terre ou sur des installations flottantes de liquéfaction de type « FLNG ».
Ces installations sont un type particulier d'installations flottantes de production, de stockage et de déchargement de gaz, désignées par l'acronyme anglais « FPSO » (« Floating Production Storage and Off-loading »).
Le gaz naturel extrait du sol constitue une source importante de combustible pouvant être valorisé. Pour transporter le gaz naturel sous forme gazeuse depuis son lieu de production vers son lieu d'exploitation, il est connu d'utiliser des pipelines.
Toutefois, dans de nombreux cas, notamment lorsque le lieu de production est situé dans une étendue d'eau, il est plus simple et plus économique de transporter le gaz naturel sous forme liquéfiée afin de diminuer son volume pendant le transport et de faciliter son stockage et sa manipulation.
Pour procéder à la liquéfaction, le gaz naturel brut issu du gisement est généralement purifié pour extraire le dioxyde de carbone, les composés soufrés et l'eau pouvant s'y trouver. Des étapes de séparation sont ensuite mises en œuvre pour former un courant gazeux riche en méthane et extraire l'éthane, et les hydrocarbures en C3 +, pour les valoriser séparément.
Le courant gazeux riche en méthane est alors envoyé vers un train de liquéfaction, pour y être totalement liquéfié. Le courant de GNL formé est ensuite détendu jusqu'à la pression atmosphérique avant d'être transporté jusqu'au lieu d'utilisation par exemple par un navire méthanier.
D'une manière connue, les étapes successives de purification du gaz naturel, de formation du courant gazeux riche en méthane, de liquéfaction et de détente engendrent des effluents gazeux qui, selon les sources sont riches en azote, tout en comportant une faible fraction d'hydrocarbures, ou riches en hydrocarbures tout en comportant une faible fraction d'azote pendant les phases de démarrage de l'installation, d'ajustement et de contrôle de la pression opératoire par exemple. Autant que possible, ce type d'effluent est utilisé comme combustible dans l'installation. Toutefois, dans certains cas, l'effluent doit finalement être rejeté à l'atmosphère.
Avant d'être rejeté, une torche chaude ou froide est utilisée pour brûler les résidus d'hydrocarbures. La mise à la torche d'un effluent contenant des hydrocarbures conduit à la production de gaz à effet de serre, notamment lors des phases de démarrage de l'installation de liquéfaction.
En outre, les résidus d'hydrocarbures ainsi brûlés ne peuvent pas être valorisés dans l'installation, ce qui diminue l'efficacité économique globale du procédé.
WO 96/21 121 décrit un procédé de traitement d'un effluent issu d'un réservoir de gaz dans lequel le réservoir est rincé à l'aide d'azote. L'effluent obtenu est soumis à un échange thermique avec de l'azote liquide statique contenu dans un réservoir d'azote liquide. Un tel procédé ne permet cependant pas de traiter efficacement une grande quantité d'effluent gazeux issu d'une installation de liquéfaction de gaz.
Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé de traitement d'un effluent gazeux issu d'une installation de liquéfaction de gaz qui est efficace et économique et qui minimise les rejets nuisibles pour l'environnement.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de traitement du type comprenant les étapes suivantes :
- solidification partielle d'un fluide intermédiaire par échange thermique avec de l'azote liquide pour former un fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- échange thermique entre l'effluent gazeux et le fluide intermédiaire partiellement solidifié pour obtenir un effluent gazeux partiellement condensé comprenant une phase gazeuse et un condensât ;
- séparation de la phase gazeuse et du condensât dans au moins une cuve de séparation ;
- évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve de séparation pour former un effluent gazeux traité destiné à être convoyé vers l'atmosphère.
Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- le fluide intermédiaire partiellement solidifié est formé au moins en partie par condensation et solidification partielle de l'effluent gazeux à traiter ;
- la solidification partielle du fluide intermédiaire est effectuée par échange thermique sans contact entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide ;
- la solidification partielle est effectuée par contact direct entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide ;
-il comprend les étapes suivantes : - collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans une première cuve de séparation, l'étape d'évacuation de la phase gazeuse étant réalisée à partir de la première cuve de séparation lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié, puis,
- fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation ; et
- évacuation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié, hors de la première cuve de séparation ;
-il comprend les étapes suivantes :
- lors de la fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation, collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans une deuxième cuve de séparation, l'étape d'évacuation de la phase gazeuse étant réalisée à partir de la deuxième cuve de séparation lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation ;
- lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation, fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la deuxième cuve de séparation et évacuation hors de la deuxième cuve de séparation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation ;
- l'effluent gazeux entre en relation d'échange thermique avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié, sans contact avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
-il comprend les étapes suivantes :
- solidification partielle d'un fluide intermédiaire auxiliaire, distinct du fluide intermédiaire,
- mise en relation d'échange thermique entre la phase gazeuse issue de la cuve de séparation avec le fluide intermédiaire auxiliaire, en aval de la cuve de séparation pour condenser partiellement la phase gazeuse,
- convoyage de la phase gazeuse partiellement condensée vers une cuve de séparation auxiliaire,
- récupération de l'effluent gazeux traité à partir de la cuve de séparation auxiliaire ;
- l'étape d'évacuation comprend le convoyage de l'effluent gazeux traité vers une torche pour le soumettre à une combustion.
L'invention a également pour objet une installation de traitement d'un effluent gazeux de traitement d'un effluent gazeux, provenant avantageusement d'une installation de liquéfaction de gaz, caractérisée en ce qu'elle comprend : - des moyens de solidification partielle d'un fluide intermédiaire par échange thermique avec de l'azote liquide pour former un fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- des moyens d'échange thermique entre l'effluent gazeux et le fluide intermédiaire partiellement solidifié pour obtenir un effluent gazeux partiellement condensé comprenant une phase gazeuse et un condensât ;
- au moins une cuve de séparation de la phase gazeuse et du condensât ;
- des moyens d'évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve de séparation pour former un effluent gazeux traité destiné à être convoyé vers l'atmosphère.
L'installation selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- les moyens de solidification partielle du fluide intermédiaire comprennent des moyens d'échange thermique sans contact entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide ;
- les moyens de solidification partielle du fluide intermédiaire comprennent des moyens de mise en contact direct du fluide intermédiaire avec de l'azote liquide.
- elle comprend :
- une première cuve de séparation pour collecter le fluide intermédiaire partiellement solidifié, la première cuve de séparation étant munie de moyens d'évacuation de la phase gazeuse lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié,
- des moyens de fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la première cuve de séparation ; et
- des moyens d'évacuation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié hors de la première cuve de séparation;
-elle comprend :
- une deuxième cuve de séparation distincte de la première cuve de séparation, la deuxième cuve de séparation étant propre à collecter le fluide intermédiaire partiellement solidifié lors de la fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la première cuve de séparation,
- des moyens d'évacuation de la phase gazeuse à partir de la deuxième cuve de séparation propres à évacuer la phase gazeuse lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation;
- des moyens de fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la deuxième cuve de séparation, lesdits moyens de fusion étant propres à être activés lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation, et
- des moyens d'évacuation hors de la deuxième cuve de séparation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- elle comprend des moyens de mise en relation d'échange thermique de l'effluent gazeux avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié, sans contact avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié,
-elle comprend :
- des moyens de solidification partielle d'un fluide d'intermédiaire auxiliaire, distinct du fluide intermédiaire,
- des moyens de mise en relation d'échange thermique de la phase gazeuse issue de la cuve de séparation avec le fluide intermédiaire auxiliaire, disposés en aval de la cuve de séparation pour condenser partiellement la phase gazeuse issue de la cuve de séparation,
- une cuve de séparation auxiliaire,
- des moyens de convoyage de la phase gazeuse partiellement condensée vers la cuve de séparation auxiliaire,
- des moyens de récupération de l'effluent gazeux traité à partir de la cuve de séparation auxiliaire.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est un schéma synoptique d'un ensemble de production de gaz naturel liquéfié comprenant une installation de traitement selon l'invention ;
- la Figure 2 est un schéma synoptique représentant une première installation de traitement pour la mise en œuvre d'un premier procédé de traitement selon l'invention ;
- la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 2 d'une deuxième installation de traitement pour la mise en œuvre d'un deuxième procédé de traitement selon l'invention ; et
- la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 2 d'une troisième installation de traitement pour la mise en œuvre d'un troisième procédé de traitement selon l'invention.
Dans tout ce qui suit, sauf si le contraire est indiqué, les pourcentages sont des pourcentages molaires et les pressions s'entendent en bars absolus.
En outre, un même numéro de référence désigne généralement une conduite convoyant un fluide et le fluide circulant dans cette conduite. Un premier ensemble 10 de production de gaz liquéfié 12 selon l'invention à partir d'un gaz de charge 14 est représenté sur la Figure 1 .
Le gaz de charge 14 est avantageusement du gaz naturel extrait du sol à une pression supérieure à la pression atmosphérique et le gaz liquéfié est avantageusement du gaz naturel liquéfié obtenu à une température inférieure à -l ôO 'C et à pression atmosphérique.
Le gaz naturel contient de l'azote et des hydrocarbures. Le gaz naturel liquéfié contient plus de 50% en moles de méthane.
L'ensemble de production 10 est par exemple un ensemble flottant sur une étendue d'eau, telle qu'une mer, un océan, ou un lac. Il est porté par un navire 16 pour constituer une installation de type « FLNG ».
Comme illustré par la Figure 1 , l'ensemble de production 10 comprend une installation de liquéfaction 18 produisant, à partir du gaz de charge 14, un courant de gaz liquéfié 12, et au moins un effluent gazeux 20. L'ensemble de production 10 comprend en outre une première installation de traitement 22 de l'effluent gazeux 20.
Comme illustré de manière schématique sur la Figure 1 , l'installation de liquéfaction 18 comprend, d'amont en aval, une unité 24 de traitement du courant de gaz naturel 14, une unité 26 de séparation du courant de gaz naturel traité pour former un courant gazeux riche en méthane et pauvre en hydrocarbures en C3 +, une unité 28 de liquéfaction du courant riche en méthane et une unité 27 de fractionnement des hydrocarbures en C2 +. L'installation peut comprendre également une unité 29 d'élimination d'azote.
L'unité de traitement 24 est apte à traiter le courant de gaz naturel 14 pour diminuer sa teneur en dioxyde de carbone, en composés soufrés et en eau, afin d'empêcher que ces composés ne perturbent la liquéfaction dans l'unité de liquéfaction 28.
L'unité de séparation 26 est propre à produire, à partir du courant de gaz naturel purifié obtenu à la sortie de l'unité 24, un courant gazeux riche en méthane, et à récupérer les composés en C3 + issus de la séparation pour les valoriser.
L'unité de liquéfaction 28 est propre à liquéfier le courant riche en méthane pour produire, après détente à la pression atmosphérique, le courant de gaz naturel liquéfié 12.
Elle comprend un train de liquéfaction.
Le courant 12 est destiné à être déchargé sur des navires de transport pour être transporté jusqu'au lieu d'utilisation.
L'installation de liquéfaction 18 produit au moins un effluent gazeux dont la composition varie sensiblement selon sa provenance. En particulier, pendant le démarrage, le gaz déchargé formant l'effluent provient soit de l'unité de traitement 24, soit de l'unité de séparation 26 et sa composition sera un gaz traité riche en Ci et C2. Dans les deux cas, la teneur en azote de l'effluent dépend du gaz de charge, par exemple une teneur molaire en azote entre 1 % et 10%, avantageusement inférieure à 5%, et une teneur molaire en hydrocarbures avantageusement supérieure à 95%.
Suite à une défaillance d'un équipement ou d'une boucle de contrôle, l'effluent peut provenir, selon la localisation de la défaillance :
- de l'unité 24 de traitement, dans ce cas l'effluent aura une composition sensiblement proche au gaz de charge,
- de l'unité 26 de séparation, dans ce cas l'effluent aura une composition d'un gaz traité riche en C1 et C2 ; la teneur en azote de l'effluent gazeux dépend du gaz de charge, par exemple une teneur molaire en azote entre 1 % et 10%, avantageusement inférieure à 5%, et une teneur molaire en hydrocarbures avantageusement supérieure à 95%,
- de l'unité 28 de liquéfaction, dans ce cas l'effluent aura soit une composition d'un gaz traité riche en C1 et C2 - la teneur en azote de l'effluent gazeux dépend du gaz de charge, par exemple une teneur molaire en azote entre 1 % et 10%, avantageusement inférieure à 5%, et une teneur molaire en hydrocarbures avantageusement supérieure à 95% - soit une composition d'un réfrigérant, qui peut être composé par exemple - selon le procédé de liquéfaction utilisé - par au moins 99% propane ou par un mélange C1 , C2 , C3 , C4 et azote constituant le « mixed réfrigérant » - contenant typiquement 2 à 15% d'azote et 85% à 98% d'hydrocarbures - , ou encore par au moins 95% de méthane, ou encore par au moins 99% d'éthylène, ou par un réfrigérant avec au moins 80% d'azote.
- de l'unité 26 de fractionnement, dans ce cas l'effluent gazeux aura une composition d'un gaz traité riche en C2 + ; la teneur en azote de l'effluent gazeux sera quasiment nulle, avantageusement inférieure à 0,1 %, et une teneur molaire en hydrocarbures avantageusement supérieure à 99,9%,
- éventuellement de l'unité 29 d'élimination d'azote (détente finale du GNL avant stockage) si présente, dans ce cas l'effluent gazeux aura une composition riche en azote, entre 20% et 90%, avantageusement supérieure à 40%.
- du navire ou d'une unité de stockage intermédiaire pendant le chargement du GNL (fluide 12), dans ce cas l'effluent gazeux aura une composition similaire à celle du GNL, mais plus riche en azote, entre 1 % et 50%, avantageusement inférieure à 30%.
En référence à la figure 2, le dispositif de condensation 30 comporte une cuve 34 de formation d'un fluide intermédiaire partiellement solidifié, un premier ensemble 36 de mise en relation d'échange thermique du fluide intermédiaire avec de l'azote liquide, et un deuxième ensemble 38 de mise en relation d'échange thermique du fluide intermédiaire partiellement solidifié avec l'effluent à traiter.
Le dispositif de condensation 30 comprend en outre un ensemble 40 de réchauffage du fluide intermédiaire partiellement solidifié.
Dans cet exemple, la cuve 34 constitue également une cuve de séparation de l'effluent partiellement condensé par le fluide intermédiaire, pour obtenir un condensât liquide et une phase gazeuse qui sera principalement des gaz incondensables tel que de l'azote par exemple. Le dispositif de condensation 30 comporte en outre un ensemble 40 d'évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve 34 et un ensemble 42 d'évacuation de liquide hors de la cuve 34.
Dans cet exemple, et comme on le verra plus bas, le fluide intermédiaire est formé au moins en partie par des condensais résultant de l'effluent gazeux 20 issus de l'installation de liquéfaction 18, et par des morceaux de solide résultant de la solidification partielle de ces condensais par contact thermique avec de l'azote liquide.
La cuve 34 est formée par une colonne 44 munie de plateaux internes 45 de guidage pour augmenter le temps de séjour.
La hauteur de la colonne 44 est par exemple supérieure à 8 mètres. La colonne 44 est munie d'un capteur 46 de pression interne et d'un capteur 48 de niveau de liquide.
Le deuxième ensemble 38 de mise en relation d'échange thermique est disposé dans la cuve 34. Il comprend un diffuseur à buses 50 placé au voisinage du fond de la cuve 34 dans le volume intérieur défini par la cuve 34. Le diffuseur à buses 50 est raccordé à l'installation de liquéfaction 18 par une conduite 52 d'amenée d'effluent gazeux brut dans la cuve 34.
Le premier ensemble 36 de mise en relation d'échange thermique comprend une conduite 54 de circulation d'azote raccordée en amont et en aval à un réservoir d'azote liquide 56 présent dans l'installation de liquéfaction 18.
La conduite de circulation 54 comporte une partie amont 58 d'amenée d'azote liquide, une partie intermédiaire d'échange thermique 60 disposée en saillie dans la cuve 34 pour mettre en relation l'échange thermique direct et sans contact, l'azote liquide provenant de la partie amont 58 avec le fluide intermédiaire et une partie aval 62 d'évacuation d'azote gazeux vers le réservoir 56, le réservoir 56 étant par exemple intégré dans un cycle de réfrigération.
Par « échange thermique direct », on entend que les fluides qui échangent thermiquement sont situés de part et d'autre d'une paroi conduisant la chaleur, sans interposition d'un fluide intermédiaire. Le réservoir 56 est raccordé à un réseau 64 de distribution ou de stockage d'appoint d'azote gazeux ou à un évent.
L'ensemble 40 de réchauffage comprend une conduite 66 d'amenée d'un gaz traité issu de l'installation de liquéfaction 18. Alternativement, il pourrait être envisagé d'utiliser une résistance électrique comme moyen de chauffage.
La conduite d'amenée 66 comprend une partie intermédiaire 68 faisant saillie dans la cuve 34 pour mettre en relation l'échange thermique sans contact du gaz traité issu de l'installation de liquéfaction 18 avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la cuve 34. La conduite d'amenée 66 comporte une partie aval 70 raccordée à un réservoir 72 de gaz naturel liquéfié.
L'ensemble 40 d'évacuation de phase gazeuse comprend une conduite de tête 74 raccordée sur la tête de la cuve 34, et, en aval de la conduite de tête 74, une conduite 76 d'évacuation de phase gazeuse vers la torche 32, une conduite 78 d'évacuation de phase gazeuse vers une décharge à dioxyde de carbone 80, et une conduite 82 d'évacuation de phase gazeuse vers une unité de retraitement 84. L'ensemble 40 comprend en outre un premier distributeur 85 à vannes propre à diriger la phase gazeuse évacuée à travers la conduite de tête 74 sélectivement vers l'une des conduites 76, 78 ou 82.
L'ensemble 42 d'évacuation de liquide comporte une conduite de pied 86, et en aval de la conduite de pied 86, une conduite 88 d'évacuation vers le stockage de GNL 72, une conduite 90 d'évacuation de phase liquide vers un système de réfrigération 92, et une conduite 91 d'évacuation de phase liquide vers l'unité de traitement 84. L'ensemble d'évacuation 42 comporte en outre un deuxième distributeur à vannes 94, propre à envoyer sélectivement le liquide contenu dans la conduite de pied 86 vers l'une des conduites 88, 90 ou 91 .
Un premier procédé de fonctionnement de l'ensemble de production 10 selon l'invention va maintenant être décrit.
Ce procédé comprend une phase de liquéfaction du courant de gaz naturel 14 pour former un courant de gaz naturel liquéfié 12 et un effluent gazeux brut 20, et une phase de traitement de l'effluent gazeux 20 dans l'installation 22.
Dans la phase de liquéfaction, le courant de gaz naturel 14 issu du gisement est tout d'abord introduit dans l'unité de traitement 24 pour abaisser sa teneur en eau, en composés soufrés, et en dioxyde de carbone.
Le courant de gaz naturel traité est ensuite introduit dans l'unité de séparation 26 pour former un courant gazeux riche en méthane et au moins un courant riche en hydrocarbures en C2 +. Le courant gazeux riche en méthane est alors introduit dans l'unité de liquéfaction 28 pour produire le courant de GNL 12 après passage dans le train de liquéfaction.
L'effluent gazeux 20 brut extrait de l'installation de liquéfaction 18 est alors convoyé jusqu'à l'installation de traitement 22 à travers la conduite d'amenée 52.
Initialement, la cuve 34 est remplie à l'aide d'un fluide réfrigérant liquide formé par un hydrocarbure liquide présent dans l'effluent brut, tel que du méthane liquide. Le liquide présent dans la cuve 34 s'étend au-dessus du diffuseur à buses 50.
De l'azote liquide issu du réservoir 56 est alors mis en circulation dans la conduite de circulation 54 et s'écoule à travers la partie amont 58 jusqu'à la partie intermédiaire 60 située dans la cuve 34.
L'azote liquide en circulation est placé en relation d'échange thermique avec le fluide réfrigérant liquide présent dans la cuve 34, sans contact avec celui-ci. L'azote liquide s'évapore et fournit une puissance thermique de refroidissement au fluide réfrigérant liquide présent dans la cuve 34. Ceci provoque la solidification partielle du fluide réfrigérant liquide pour former le fluide réfrigérant partiellement solidifié, qui compte une suspension de morceaux de solide dans un liquide. Pour éviter la solidification du fluide réfrigérant liquide en un bloc volumineux autour de la partie intermédiaire 60, il peut être avantageux de prévoir une inversion du sens de circulation dans la partie intermédiaire 60 afin de permettre de détacher les morceaux de solides éventuellement formés autour de la conduite
L'effluent brut gazeux provenant de la conduite d'amenée 52 est alors introduit dans le diffuseur à buses 50 et forme des bulles qui remontent dans le fluide réfrigérant partiellement solidifié présent dans la cuve 34.
L'effluent gazeux est placé en relation d'échange thermique au contact du fluide réfrigérant partiellement solidifié présent dans la cuve 34, ce qui provoque la condensation partielle de cet effluent pour former une phase gazeuse et au moins un condensât liquide.
La phase gazeuse est collectée à la tête de la cuve 34 et le condensât liquide se mélange avec le fluide réfrigérant pour former une partie de ce fluide.
La phase gazeuse est ensuite évacuée progressivement hors de la cuve 34 par l'intermédiaire de la conduite de tête 74 et du distributeur à vannes 86. Cette phase gazeuse forme alors un effluent gazeux traité qui est envoyé sélectivement par le distributeur à vannes 85 vers la torche 32 à travers la conduite d'évacuation 76, vers la décharge à dioxyde de carbone 80 à travers la conduite d'évacuation 78 ou vers une unité de retraitement 84 à travers la conduite d'évacuation 82. Au moins 60% molaire de l'effluent gazeux brut est condensé dans la cuve 34 pour former le fluide réfrigérant. La teneur en hydrocarbures présente dans l'effluent gazeux traité est inférieure à 5% molaire. L'effluent gazeux traité issu de la cuve 34 contient principalement de l'azote, par exemple une quantité molaire supérieure à 90 % molaire d'azote.
Par ailleurs, lorsque le niveau de liquide, tel que mesuré par le capteur de niveau 48, augmente au-delà d'une valeur donnée, le distributeur à vannes 94 ouvre la conduite de pied 86 et évacue une partie du liquide contenu dans la cuve 34 sélectivement vers le système de réfrigération 92 à travers la conduite 90, vers un stockage de GNL 72 à travers la conduite 88, ou vers une unité de retraitement à travers la conduite 91 .
Pour contrôler la quantité de solide présent dans la cuve 34, du gaz traité peut être injecté à travers la conduite d'amenée 66 pour passer dans le tronçon intermédiaire 68 et réchauffer par échange thermique sans contact, le fluide réfrigérant partiellement solidifié présent dans la cuve 34. Ceci provoque la liquéfaction partielle du gaz traité et son envoi sélectivement vers le système de réfrigération 92 ou vers le stockage de GNL 72 ou vers une unité de retraitement à travers la conduite 91 .
Avant le contact avec l'effluent gazeux brut, la quantité de solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié est par exemple supérieure à 40% en moles et avantageusement supérieure à 80% en moles.
Plusieurs alternatives de réalisation pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la nature du fluide réfrigérant contenu dans la cuve 34 peut être différente du méthane. La nature du fluide réfrigérant contenu dans la cuve 34 est choisie en fonction de la composition de l'effluent à condenser. Par exemple, il pourrait s'agir d'isobutane si l'effluent à condenser est riche en méthane.
Selon encore une variante de réalisation, plusieurs dispositifs de condensation 34 peuvent être disposés en série avec des fluides réfrigérant de natures différentes dans chacune des cuves 34 disposées en série.
Une deuxième installation 100 de traitement d'effluent gazeux est représentée sur la figure 3.
A la différence de la première installation 22, la cuve 34 contient un fluide intermédiaire 35 qui n'est pas formé à base de l'effluent gazeux brut 20 issu de l'installation 18. Ce fluide intermédiaire n'entre pas en contact avec l'effluent gazeux à traiter.
A cet effet, l'ensemble 38 de mise en relation de l'échange thermique de l'effluent gazeux avec le fluide intermédiaire 35 est formé par un échangeur thermique 102 disposé en saillie dans la cuve 34. L'échangeur 102 est propre à placer en relation d'échange thermique direct l'effluent circulant dans l'échangeur 102 avec le fluide intermédiaire 35, sans contact entre ces fluides.
De même, la deuxième installation 100 comprend, en aval de la cuve 34, un séparateur 104 distinct de la cuve 34, propre à recueillir l'effluent partiellement condensé issu de l'échangeur thermique 102.
Le séparateur 104 est raccordé à l'échangeur thermique 102 par une conduite 106 de décharge d'effluent partiellement condensé. Le séparateur 104 est en outre raccordé au système de réfrigération 92 et à l'unité de retraitement 84 par l'intermédiaire d'une conduite de décharge de liquide 108
La conduite de décharge 108 peut être munie à son extrémité amont d'une pompe
1 10 placée dans le séparateur 104. La conduite 108 se sépare en deux branches 1 12A, 1 12B raccordées respectivement au système de réfrigération 92 et à l'unité de retraitement 84.
Dans cet exemple, l'installation 100 comporte en outre, en aval du séparateur 104, une cuve auxiliaire 1 16 contenant un fluide réfrigérant auxiliaire partiellement solidifié 1 17 et un séparateur auxiliaire 1 18 disposé en aval de la cuve auxiliaire 1 16.
Une conduite 120 d'évacuation de phase gazeuse est piquée sur le séparateur 104 pour recueillir la phase gazeuse issue de l'effluent partiellement condensé.
La cuve auxiliaire 1 16 comporte un échangeur thermique auxiliaire 122 pour permettre la mise en relation d'échange thermique sans contact entre la phase gazeuse issue de la conduite d'évacuation 120 et le fluide réfrigérant auxiliaire.
L'installation 100 comprend en outre une conduite de décharge 124 de la phase gazeuse partiellement condensée dans l'échangeur thermique auxiliaire 122 vers le séparateur auxiliaire 1 18.
La conduite de tête 74 est piquée sur le séparateur auxiliaire 1 18 et est raccordée à la conduite d'évacuation 76 vers la torche 32 via le premier distributeur à vannes 85.
La conduite de pied 86 est piquée dans le séparateur auxiliaire 1 18 pour recueillir la phase liquide collectée dans ce séparateur auxiliaire. Comme dans la première installation 22, la conduite de pied 86 est raccordée sélectivement à l'unité de retraitement 84, au système de réfrigération 92 ou au stockage de gaz naturel liquéfié 72 par l'intermédiaire du deuxième distributeur à vannes 94.
En outre, la conduite de circulation d'azote 54 d'azote liquide comprend un tronçon auxiliaire 60 disposé en saillie dans la cuve auxiliaire 34. Ce tronçon auxiliaire 60 permet de placer en relation d'échange thermique le fluide réfrigérant 55 provenant du cycle de réfrigération 56 avec le fluide réfrigérant auxiliaire 35 pour le solidifier partiellement. En outre, l'installation comprend une conduite auxiliaire 127 de circulation d'azote liquide 128 qui comporte un tronçon auxiliaire 130 disposé en saillie dans la cuve auxiliaire 1 16, en amont du tronçon intermédiaire 60. Ce tronçon auxiliaire 130 permet de placer en relation d'échange thermique de l'azote liquide provenant d'un réservoir auxiliaire 126 d'azote liquide avec le fluide réfrigérant auxiliaire pour le solidifier partiellement.
Le fluide intermédiaire est formé par un liquide partiellement solidifié, propre à condenser les hydrocarbures en C4 +. Ce fluide est par exemple un hydrocarbure tel que le n-butane.
Le fluide réfrigérant auxiliaire 1 17 est formé par un liquide partiellement solidifié propre à condenser au moins partiellement les hydrocarbures en Ci à C3. Ce fluide réfrigérant auxiliaire est avantageusement de l'éthylène ou de l'isobutane.
La mise en œuvre du deuxième procédé de traitement selon l'invention, à l'aide de la deuxième installation 100 va maintenant être décrite.
Initialement, de l'azote liquide est mis en circulation à partir du réservoir 56 à travers la conduite de circulation 54. L'azote liquide provenant du tronçon amont 58 passe dans la partie intermédiaire 60 pour refroidir le fluide intermédiaire 35 et le solidifier partiellement.
De façon analogue, l'azote liquide est mis en circulation à partir du réservoir 126 pour refroidir le fluide auxiliaire 1 17 et le solidifier partiellement.
Ainsi, les cuves 34, 1 16 contiennent respectivement du fluide intermédiaire 35 et du fluide réfrigérant auxiliaire 1 17 présents sous forme d'un équilibre liquide-solide chacun à une température donnée. La différence de température entre les fluides 35, 1 17 présents dans les cuves 34, 1 16 est par exemple supérieure à 20 °C.
L'effluent gazeux brut issu de l'installation de liquéfaction 18 est alors convoyé à travers la conduite d'amenée 52 jusqu'à l'échangeur thermique 102. Cet effluent gazeux entre alors en relation d'échange thermique avec le fluide intermédiaire présent dans la cuve 34 pour se condenser partiellement. Il forme alors une phase gazeuse et une phase liquide qui se déversent dans le séparateur 104 à travers la conduite de décharge 106.
La phase liquide contient avantageusement plus de 50% en moles des hydrocarbures en C4 + présents dans l'effluent gazeux brut, alors que la phase gazeuse contient plus de 50% en moles des hydrocarbures en Ci à C3 présents dans l'effluent gazeux brut.
La pompe 1 10 est alors activée pour évacuer la phase liquide présente dans le séparateur 104, riche en hydrocarbures en C4 + sélectivement vers le système de réfrigération 92 ou vers l'unité de retraitement 84 à travers la conduite 108 et les branches 1 12A, 1 12B.
La phase gazeuse séparée dans le séparateur 104 est prélevée par la conduite d'évacuation 120 pour être amenée jusqu'à l'échangeur thermique auxiliaire 122 présent dans la cuve auxiliaire 1 16.
La phase gazeuse entre alors en relation d'échange thermique sans contact avec le fluide réfrigérant auxiliaire 1 17 présent dans la cuve 1 16 et se condense partiellement.
La phase gazeuse partiellement condensée est ensuite évacuée à travers la conduite de décharge auxiliaire 124 jusqu'au séparateur auxiliaire 1 18.
La phase gazeuse partiellement condensée recueillie dans le séparateur auxiliaire
1 18 se sépare en un effluent gazeux traité et en un condensât liquide.
L'effluent gazeux traité est évacué à travers la conduite de tête 74 et le distributeur 86 jusqu'à la conduite d'évacuation 76 vers la torche 32. Cet effluent présente une teneur en hydrocarbures inférieure à 10 % molaire.
II subit alors une combustion dans la torche 32.
Le condensât liquide est déchargé à travers la conduite de décharge 86 et le distributeur 94 pour être envoyé sélectivement vers le stockage de GNL 72, vers le système de réfrigération 92 ou vers l'unité de retraitement 84.
Une troisième installation 220 de traitement d'un effluent gazeux issu d'une installation 18 de liquéfaction de gaz est illustrée par la Figure 4.
Comme illustré par cette figure, l'installation 220 comprend une première cuve 222A et une deuxième cuve 222B de mise en contact de l'effluent brut avec un fluide intermédiaire partiellement solidifié, un ensemble 224 d'alimentation sélective de la première cuve 222A et de la deuxième cuve 222B respectivement en effluent brut et en azote liquide pour former le fluide réfrigérant partiellement solidifié, un ensemble 226 de réchauffage sélectif des cuves 222A, 222B, et un ensemble 228 de décharge des fluides issus des cuves 222A, 222B.
La troisième installation comprend en outre une unité 230 de commande des vannes des ensembles 224, 226, 228.
Chaque cuve 222A, 222B est formée par un récipient fermé délimitant un volume intérieur 232A, 232B. Le volume intérieur 232A, 232B est muni de moyens de mélange statique ou dynamique. Ces moyens de mélange sont formés par exemple par des plaques 234 ou des chicanes pour favoriser le transfert de masse entre les différents fluides introduits dans le volume intérieur 232A, 232B.
L'ensemble d'alimentation 224 comprend une conduite 52 d'amenée d'effluent brut qui se sépare en une première conduite 236A d'alimentation en effluent brut de la première cuve 222A et en une deuxième conduite 236B d'alimentation en effluent brut de la deuxième cuve 222B. Chacune des conduites 236A, 236B est munie d'une vanne de commande respective 238A, 238B raccordée à l'unité de commande 230.
L'ensemble d'alimentation 224 comprend en outre une conduite 240 d'alimentation en azote liquide provenant de la source 50 d'azote liquide de l'installation 18. Cette conduite 240 se sépare en une conduite 242A d'alimentation en azote liquide de la première cuve 222A et en une conduite 242B d'alimentation en azote liquide de la deuxième cuve 222B.
Les conduites 242A, 242B et 236A, 236B se rejoignent respectivement avant leur introduction dans la cuve 222A, 222B, puis se séparent à nouveau avant de déboucher dans la cuve.
La convergence entre les conduites 242A, et 236A d'une part et 242B, 236B d'autre part, constitue des moyens de formation d'un fluide intermédiaire partiellement solidifié.
Chacune des conduites 242A, 242B est munie d'une vanne de contrôle 244A,
244B pilotée par l'unité 230.
L'ensemble de réchauffage 226 comprend une conduite d'amenée 246 d'un gaz de réchauffage qui se sépare en un premier tronçon d'alimentation 248A de la première cuve 222A et en un deuxième tronçon d'alimentation 248B de la deuxième cuve 222B.
Les tronçons d'alimentation 248A, 248B présentent une partie respective 250A,
250B disposée dans le volume intérieur 232A, 232B de chaque cuve 222A, 222B pour permettre un échange thermique direct entre le contenu du volume 232A, 232B et le gaz circulant dans le tronçon d'alimentation 248A, 248B.
Chaque tronçon d'alimentation 248A, 248B est muni d'une vanne de commande 252A, 252B. Après leur passage dans les cuves respectives 222A, 222B, les tronçons 248A, 248B sont renvoyés vers un stockage de gaz naturel liquéfié 254.
L'ensemble de décharge 228 comporte, pour chaque cuve 222A, 222B, une conduite d'évacuation de liquide qui raccorde le pied de la cuve 222A, 222B à une unité de réfrigération 258 ou à une unité de retraitement 260. Chaque conduite 256A, 256B est munie d'une vanne de commande 258A, 258B raccordée à l'unité de commande 230.
L'ensemble de décharge 228 comprend en outre, pour chaque cuve 222A, 222B, une conduite 260A, 260B de tête et un distributeur sélectif 262A, 262B associé à chaque conduite de tête 260A, 260B.
Chaque conduite de tête 260A raccorde la tête d'une cuve 222A, 222B au distributeur 262A, 262B associé.
Le distributeur 262A, 262B est piloté par l'unité de commande 230. Chaque distributeur 262A, 262B est propre à envoyer sélectivement le gaz déchargé par la conduite de tête 260A, 260B vers la torche 32, vers un dispositif de distribution d'azote 264, ou vers une unité de retraitement 266.
Le fonctionnement de la troisième installation 220 de traitement selon l'invention lors d'une phase de traitement est le suivant.
Dans une première étape de collecte dans la première cuve 222A, l'unité de commande 230 pilote les vannes 238A, 238B présentes sur les conduites d'alimentation en effluent brut 236A, 236B pour diriger l'effluent brut exclusivement vers la première cuve 222A.
De même, l'unité de commande 230 commande les valves 244A, 244B pour diriger le flux de fluide réfrigérant liquide exclusivement vers la première cuve 222A à travers la conduite 242A d'alimentation en azote liquide et la valve 244A.
L'azote liquide et l'effluent brut se mélangent par contact, ce qui provoque la condensation partielle des composés contenus dans l'effluent et la solidification partielle de ces composés pour former des morceaux de solide.
Le condensât liquide et les morceaux de solide, formant le fluide intermédiaire partiellement solidifié, sont collectés dans le fond de la cuve 222A.
Dans la cuve 222A, l'effluent gazeux et le fluide réfrigérant partiellement solidifié échangent thermiquement par contact et se séparent en une phase gazeuse et un condensât liquide. Le condensât liquide est collecté dans le fluide intermédiaire.
Dans cette première étape, la vanne 252A présente sur le tronçon 248A d'alimentation en gaz traité est fermée.
Le distributeur 262A est alors piloté pour évacuer le gaz issu de la cuve 222A vers la torche 32.
Puis, dans une deuxième étape de régénération de la première cuve 222A, lorsque le niveau de solide et de liquide récupéré dans la première cuve 222A atteint une valeur donnée, l'unité de commande 230 pilote les vannes 238A, 238B présentes sur les conduites d'alimentation en effluent brut 236A, 236B pour diriger l'effluent brut exclusivement vers la deuxième cuve 222B.
De même, l'unité de commande 230 commande les valves 244A, 244B pour diriger le flux d'azote liquide exclusivement vers la deuxième cuve 222B à travers la conduite 242B d'alimentation en azote liquide et la valve 244B.
Ceci provoque la formation de condensât liquide et de morceaux de solide à partir de l'effluent brut qui sont collectés dans la deuxième cuve 222B comme décrit précédemment. Simultanément, l'azote liquide excédentaire présent sur le fond de la cuve 222A est transféré dans la cuve 222B sous l'effet de la pression qui augmente dans la cuve 222A à cause de la vaporisation engendrée par rentrée de chaleur.
Si la quantité d'azote présente dans la cuve 222A est trop importante, l'azote peut être vaporisé et évacué de la cuve 222A
Ensuite, la vanne 252A présente sur le tronçon 248A d'alimentation en gaz de réchauffage de la première cuve 222A est ouverte pour faire circuler du gaz de réchauffage dans ce tronçon. Le gaz de réchauffage passe alors dans la partie 250A en saillie dans le volume intérieur 232A et réchauffe le contenu de la première cuve 222A préalablement remplie de résidus solides.
Le réchauffage des résidus solides produit du liquide qui est évacué par ouverture de la vanne 258A à travers la conduite de décharge 256A jusqu'à l'unité de retraitement des liquides.
De même, le distributeur 262A est piloté pour envoyer le gaz évaporé qui s'échappe à travers la conduite 262A vers l'unité de retraitement des gaz 266.
Lorsque la première cuve 222A est sensiblement vide de liquide et de solide, la première étape peut être effectuée à nouveau comme décrit précédemment.
La première cuve 222A et la deuxième cuve 222B fonctionnant en parallèle, l'effluent brut peut être traité en continu. En effet, lorsque la première cuve 222A collecte l'effluent gazeux et le traite, la deuxième cuve 222B se régénère, alors que lorsque la première cuve 222A se régénère, la deuxième cuve 222B collecte l'effluent gazeux et le traite.
Dans une variante, l'installation de traitement selon l'invention est disposée dans un ensemble industriel susceptible de générer des effluents gazeux tel que par exemple une raffinerie de pétrole, un site de production de gaz ou d'huile.
Il résulte directement et sans ambiguïté de ce qui précède que l'effluent gazeux destiné à être convoyé vers l'atmosphère peut être formé directement par la totalité de la phase gazeuse issue de la cuve de séparation ou alternativement par une partie de cette phase gazeuse. En particulier, dans le mode de réalisation de la Figure 3, la phase gazeuse issue de la cuve de séparation peut être soumise à un échange thermique avec un fluide réfrigérant auxiliaire pour subir une condensation partielle et une séparation en vue d'obtenir l'effluent gazeux destiné à être convoyé vers l'atmosphère.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Procédé de traitement d'un effluent gazeux, du type comprenant les étapes suivantes :
- solidification partielle d'un fluide intermédiaire par échange thermique avec de l'azote liquide pour former un fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- échange thermique entre l'effluent gazeux et le fluide intermédiaire partiellement solidifié pour obtenir un effluent gazeux partiellement condensé comprenant une phase gazeuse et un condensât ;
- séparation de la phase gazeuse et du condensât dans au moins une cuve de séparation (34 ; 104, 1 18 ; 222A, 222B) ;
- évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve de séparation (34 ; 104, 1 18 ; 222A, 222B) pour former un effluent gazeux traité destiné à être convoyé vers l'atmosphère.
2. - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le fluide intermédiaire partiellement solidifié est formé au moins en partie par condensation et solidification partielle de l'effluent gazeux à traiter.
3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solidification partielle du fluide intermédiaire est effectuée par échange thermique sans contact entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide.
4.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solidification partielle est effectuée par contact direct entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide.
5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans une première cuve (222A) de séparation, l'étape d'évacuation de la phase gazeuse étant réalisée à partir de la première cuve de séparation (222A) lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié, puis,
- fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation (222A) ; et
- évacuation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié, hors de la première cuve de séparation (222A).
6. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- lors de la fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation (222A), collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans une deuxième cuve de séparation (222B), l'étape d'évacuation de la phase gazeuse étant réalisée à partir de la deuxième cuve de séparation (222B) lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation (222B) ;
- lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation (222A), fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la deuxième cuve de séparation (222B) et évacuation hors de la deuxième cuve de séparation (222B) du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation (222B).
7. - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'effluent gazeux entre en relation d'échange thermique avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié, sans contact avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié.
8. - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- solidification partielle d'un fluide intermédiaire auxiliaire, distinct du fluide intermédiaire,
- mise en relation d'échange thermique entre la phase gazeuse issue de la cuve de séparation (104) avec le fluide intermédiaire auxiliaire, en aval de la cuve de séparation (104) pour condenser partiellement la phase gazeuse,
- convoyage de la phase gazeuse partiellement condensée vers une cuve de séparation auxiliaire (1 18),
- récupération de l'effluent gazeux traité à partir de la cuve de séparation auxiliaire
(1 18).
9. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié est supérieure à 40% en moles, avantageusement supérieure à 80% en moles.
10. - Installation (22 ; 100 ; 220) de traitement d'un effluent gazeux, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une cuve contenant un fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- les moyens de solidification partielle d'un fluide intermédiaire par échange thermique avec de l'azote liquide pour former le fluide intermédiaire partiellement solidifié ;
- des moyens (50 ; 102 ; 234A ; 234B) d'échange thermique entre l'effluent gazeux et le fluide intermédiaire partiellement solidifié pour obtenir un effluent gazeux partiellement condensé comprenant une phase gazeuse et un condensât ;
- au moins une cuve (34 ; 104 ; 1 18 ; 222A ; 222B) de séparation de la phase gazeuse et du condensât ; - des moyens d'évacuation de la phase gazeuse hors de la cuve de séparation (34 ; 104 ; 1 18 ; 222A ; 222B) pour former un effluent gazeux traité destiné à être convoyé vers l'atmosphère.
1 1 . - Installation (22 ; 100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de solidification partielle du fluide intermédiaire comprennent des moyens (60 ;
130) d'échange thermique sans contact entre le fluide intermédiaire et l'azote liquide.
12. - Installation (220) selon la revendication 10, caractérisé en ce que des moyens de solidification partielle du fluide intermédiaire comprennent des moyens de mise en contact direct du fluide intermédiaire avec de l'azote liquide.
13.- Installation (220) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'elle comprend :
- une première cuve (222A) de séparation pour collecter le fluide intermédiaire partiellement solidifié, la première cuve de séparation étant munie de moyens (260A) d'évacuation de la phase gazeuse lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié,
- des moyens (250A) de fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la première cuve de séparation (222A) ; et
- des moyens (256A) d'évacuation du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié hors de la première cuve de séparation (222A).
14.- Installation (220) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'elle comprend :
- une deuxième cuve (222B) de séparation distincte de la première cuve de séparation (222A), la deuxième cuve de séparation (222B) étant propre à collecter le fluide intermédiaire partiellement solidifié lors de la fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la première cuve de séparation (222A) ,
- des moyens (260B) d'évacuation de la phase gazeuse à partir de la deuxième cuve de séparation (222B) propres à évacuer la phase gazeuse lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la deuxième cuve de séparation (222B) ;
- des moyens (250B) de fusion du solide présent dans le fluide intermédiaire partiellement solidifié contenu dans la deuxième cuve de séparation (222B), lesdits moyens de fusion (250B) étant propres à être activés lors de la collecte du fluide intermédiaire partiellement solidifié dans la première cuve de séparation (222A), et
- des moyens (256B) d'évacuation hors de la deuxième cuve de séparation (222B) du liquide obtenu après fusion du fluide intermédiaire partiellement solidifié
15.- Installation (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens (102) de mise en relation d'échange thermique de l'effluent gazeux avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié, sans contact avec le fluide intermédiaire partiellement solidifié.
16.- Installation (100) selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'elle comprend :
- des moyens de solidification partielle d'un fluide d'intermédiaire auxiliaire, distinct du fluide intermédiaire,
- des moyens (22) de mise en relation d'échange thermique de la phase gazeuse issue de la cuve de séparation (104) avec le fluide intermédiaire auxiliaire, disposés en aval de la cuve de séparation (104) pour condenser partiellement la phase gazeuse issue de la cuve de séparation (104),
- une cuve (1 18) de séparation auxiliaire,
- des moyens (124) de convoyage de la phase gazeuse partiellement condensée vers la cuve de séparation auxiliaire (1 18),
- des moyens (74) de récupération de l'effluent gazeux traité à partir de la cuve de séparation auxiliaire (1 18).
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