WO2018078249A1 - Procede de separation cryogenique d'un melange d'hydrogene et de monoxyde de carbone - Google Patents

Procede de separation cryogenique d'un melange d'hydrogene et de monoxyde de carbone Download PDF

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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for the cryogenic separation of a mixture of hydrogen and carbon monoxide.
  • the mixture may also comprise nitrogen and / or methane and / or argon.
  • the production units for carbon monoxide and hydrogen can be separated into two parts:
  • cryogenic separation unit known as a cold box for the production of
  • the acid gas removal unit comprises a methanol wash process which requires a low pressure nitrogen gas flow as the stripping gas.
  • This nitrogen is generally produced by an apparatus for separating air, for example by cryogenic distillation, or is available at medium pressure and then is expanded in a valve before feeding the stripping column. It is known from US2009 / 0191113 to use a nitrogen flow rate as the gas sent to the bottom of a column fed at the top with methanol containing ammonia from a methanol washing unit. The nitrogen exits the ammonia-enriched column head and the tank methanol which is purified to ammonia can be returned to the washing unit.
  • the cryogenic separation unit generally comprises a CO compressor that provides the separation energy where part of the high pressure CO is cooled, condensed, then relaxed and vaporized in the exchange line before recompression in the CO cycle compressor.
  • the invention uses the expansion of the medium pressure nitrogen necessary to have the stripping gas at the right pressure in the cryogenic separation unit in order to reduce the compression energy of the CO cycle or to completely replace it.
  • the liquefied nitrogen is expanded in a Joule-Thomson valve, which makes it possible either to reduce the flow rate of the CO cycle, or to reduce the number of stages of the compressor CO or to replace it completely.
  • the scheme may also include the expansion of a portion of the medium pressure nitrogen in a flash turbine.
  • a process for the cryogenic separation of a mixture of hydrogen and carbon monoxide and optionally methane and / or nitrogen and / or argon in which:
  • the hydrogen-depleted liquid is sent at least partly at the head of a depletion column, operating at a pressure between 5 and 25 bar abs, after expansion in a valve,
  • the hydrogen-enriched gas is reheated in the heat exchanger, possibly without having been expanded or separated and possibly not recycled to the synthesis gas
  • a carbon monoxide enriched product is derived from at least a portion of the bottoms liquid of the depletion column and vii)
  • a nitrogen-rich gas flow is cooled in the heat exchanger by introducing it at the hot end thereof, leaving at least a portion of the cooled nitrogen-rich gas flow at the cold end thereof, and in at least a part of it, liquefies at least a portion of the nitrogen-rich gas flow, vaporizes less of a liquefied portion of Pau, is heated, the heating takes place at least partially in the heat exchanger before extracting at least a portion as a nitrogen-rich gaseous product and the nitrogen-rich gaseous product is fed to a stripping column as a stripping gas.
  • At least a portion of the liquefied nitrogen-rich gas is vaporized in the heat exchanger.
  • the gas rich in nitrogen and the gas rich in liquefied nitrogen are not separated by distillation.
  • the mixture contains methane and at least a portion of the bottoms liquid from the exhaustion column is sent to a separation column to produce a carbon monoxide enriched gas and a methane enriched liquid and at least a portion of the
  • the liquefied nitrogen is vaporized in a head condenser of the separation column.
  • the gaseous product rich in nitrogen is sent to the bottom of a column fed at the top by a flow containing methane! and ammonia, in order to produce ammonia-purified methanol at the bottom of the column,
  • the mixture is treated upstream of stage i) by the methanol washing process.
  • the mixture warms the tank of the exhaust column and, if necessary, the tank of the separation column upstream of the first phase separator.
  • the nitrogen gas comes from an air separation apparatus and / or a nitrogen gas line
  • the synthesis gas is separated in a single phase separator upstream of the exhaustion column
  • the depletion column is a column equipped with trays or packings
  • any other phase separator contains neither packings nor trays
  • the synthesis gas contains methane and a part of the liquid from the bottom of the exhaustion column is sent to a separation column to produce a gas enriched with carbon monoxide and a liquid enriched in methane,
  • the hydrogen enriched gas contains at least 20 mol% of carbon monoxide, or even at least 25 mol% of carbon monoxide.
  • the hydrogen enriched gas is fed as a feed gas to a methanol production unit.
  • the gas enriched with carbon monoxide is produced with a yield of at most 80%, or even at most 75%.
  • the method does not include a step of compressing a fluid except possibly the mixture upstream of step i).
  • the mixture warms the tank of the exhaust column and, if necessary, the tank of the separation column upstream of the first phase separator.
  • an apparatus for separating a mixture containing hydrogen, carbon monoxide and optionally methane and / or nitrogen and / or argon comprising heat exchanger, a first phase separator, a depletion column, means for sending the synthesis gas to cool in the heat exchanger, means for sending the partially condensed synthesis gas to the first phase separator to produce a hydrogen-enriched gas and a hydrogen-depleted liquid, means for removing the hydrogen-enriched gas from the apparatus after reheating in the heat exchanger and without having expanded, separated or recycled with the synthesis gas, means for sending the hydrogen depleted liquid at least partly to the top of the depletion column after expansion in a valve, means for removing a top gas from the depletion column of the apparatus after I'ttingur heating in heat and without having relaxes or separated, means for sending the at least a portion of the bottom liquid of the stripping column is at least partially vaporized in the heat exchanger and optionally heated to the hot end of the heat exchanger
  • the apparatus comprises:
  • the heat exchanger for vaporizing there, without means of pressurization between the tank of the column of exhaustion and the exchanger of heat.
  • a separation column for producing a gas enriched with carbon monoxide and a liquid enriched in methane
  • the tank of the exhaustion column contains a reboiler
  • the tank of the separation column contains a reboiler
  • the apparatus does not include a turbine.
  • a partial condensation step is followed by a depletion step in a column.
  • the synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide 1 as well as possibly methane and / or nitrogen and / or argon is purified in a purification unit 3 to remove water and / or methanol and / or carbon dioxide.
  • the formed gas is partially cooled in a heat exchanger E and then serves to heat the liquid 23 of the bottom reboiler 21 of the depletion column 13; The thus cooled gas is further cooled to the cold end of the heat exchanger E by partially condensing and is sent to a phase separator 9 where separation of the formed liquid and gas takes place.
  • a hydrogen-enriched gas 7 is withdrawn from the head of the phase separator and sent to a methanol production unit where carbon monoxide and hydrogen react by catalysis to form methanol or are sent for further purification in a methanol plant.
  • PSA type unit The hydrogen-depleted liquid 11 is expanded and sent to the top of the depletion column 13.
  • the gas 15 formed at the top of the depletion column 13 heats up in the exchanger E.
  • the liquid 17 is expanded in a valve and vaporizes in the heat exchanger E to form the product CO, without having been pressurized.
  • the process is kept cold by an open cycle in which nitrogen gas 71 from an air separation apparatus and / or pipe is cooled in the heat exchanger E.
  • Part 73 of the Nitrogen gas is optionally expanded to an intermediate temperature of the exchanger in a turbine 79 and returned thereto for heating.
  • the remainder 75 of the nitrogen gas cools to the cold end of the heat exchanger, is expanded to a lower temperature in the valve 77 and then reheated in the heat exchanger E, mixed with the flow rate 73
  • the heated nitrogen 84 exits at the hot end of the heat exchanger and is sent to either a methanol wash unit.
  • the tank liquid 17 of the depletion column 13 of FIG. 1, containing methane and carbon monoxide, is sent to a column Part of the tank liquid 17A is sent directly to the middle of the separation column 37 after expansion in a valve and the remainder 17B is cooled in the heat exchanger E after expansion and sent to a level intermediate of column 37.
  • a liquid rich in methane 42 is withdrawn from the tank of the column CO / CH4 37 and then is vaporized in the heat exchanger E.
  • the carbon monoxide 41 exits as a gaseous product from the top of the column CO / CH4 37 and warms up in heat exchanger E.
  • the separation column 37 includes a head condenser 85 where the overhead gas of the column 37 is condensed and where a portion of the cycle nitrogen vaporizes.
  • the process is held in cold by an open cycle in which nitrogen gas 71 from an air separation apparatus and / or pipe is cooled in the heat exchanger E.
  • Part 73 of the nitrogen gas is expanded to an intermediate temperature of the exchanger in a turbine 79 and returned to it to heat up.
  • the remainder of the nitrogen gas cools to the cold end of the heat exchanger, and is divided in half.
  • a portion 76 is expanded to a lower temperature in the valve 80 and then sent to the enclosure 39 around the condenser 85.
  • the other portion 78 is expanded in a valve 82.
  • the heated nitrogen 84 exits at the end heat exchanger and is sent to a stripping column to either a methanol wash unit.
  • a product of the distillation can be sent to the production of MEG (mono ethylene glycol), TDI / MDI (toluene diisocyanate and / or methylene diphenyl diisocyanate) or PC (Polycarbonates)
  • MEG mono ethylene glycol
  • MDI toluene diisocyanate and / or methylene diphenyl diisocyanate
  • PC Polycarbonates
  • FIG. 3 An alternative of Figure 2 illustrated in Figure 3 illustrates the case where all the nitrogen cooled to the cold end of the exchanger E is sent by the valve 80 to the chamber 39 to be vaporized by the condenser 85. formed nitrogen 78 is heated in the exchanger and is mixed with the nitrogen 73 from the turbine 79 to form the product.
  • a product of the distillation can be sent to the production of MEG (mono ethylene glycol), TDI / MDI (toluene di-isocyanate and / or methylene diphenyl di-isocyanate) or PC (Polycarbonates).
  • MEG mono ethylene glycol
  • MDI toluene di-isocyanate and / or methylene diphenyl di-isocyanate
  • PC Polycarbonates
  • the exhaustion column operates at between 5 and 25 bar abs.

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Abstract

Dans un procédé de séparation cryogénique d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, le mélange est refroidi dans un échangeur de chaleur (E) et puis séparé par condensation partielle avant d'être envoyé à une colonne d'épuisement, on refroidit un débit gazeux riche en azote (71) dans l'échangeur de chaleur, on sort au moins une partie du débit gazeux riche en azote refroidi au bout froid de celui-ci, on en détend au moins une partie, on liquéfie au moins une partie du débit gazeux riche en azote, on vaporise l'au moins une partie liquéfiée et on la réchauffe avant d'en extraire au moins une partie comme produit gazeux riche en azote (84).

Description

PROCEDE DE SEPARATION CRYOGENIQUE D'UN MELANGE D'HYDROGENE
ET DE MONOXYDE DE CARBONE La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de séparation cryogénique d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Le mélange peut également comprendre de l'azote et/ou du méthane et/ou de l'argon.
Les unités de production de monoxyde de carbone et d'hydrogène peuvent être séparées en deux parties :
- génération du gaz de synthèse (mélange contenant H2 et CO et au moins un des composants suivants CH4, C02 , Ar et N2 ). Parmi les diverses voies industrielles de production de gaz de synthèse, celle à base de gazéification de charbon semble se développer de plus en plus notamment dans les pays riches en dépôts de charbon comme la Chine. Le procédé d'oxydation partielle du gaz naturel peut s'avérer également intéressant pour la production de CO seul ou avec des rapports de production H2/CO faibles. Une autre voie est le reformage à la vapeur.
- purification du gaz de synthèse. On retrouve :
- une unité de lavage avec un solvant liquide pour éliminer la plus grande partie des gaz acides contenus dans le gaz de synthèse
- une unité d'épuration sur lit d'adsorbants.
- une unité de séparation par voie cryogénique dite boite froide pour la production de
CO.
Dans le cas où le gaz de synthèse est produit à partir d'une gazéification de charbon, généralement l'unité d'élimination des gaz acides comprend un procédé par lavage au méthanol qui nécessite un débit d'azote gazeux basse pression comme gaz de stripage. Cet azote est produit généralement par un appareil de séparation d'air, par exemple par distillation cryogénique, ou est disponible à moyenne pression puis est détendu dans une vanne avant d'alimenter la colonne de stripage. Il est connu de US2009/0191113 d'utiliser un débit d'azote comme gaz envoyé en cuve d'une colonne alimentée en tête par du méthanol contenant de l'ammoniac provenant d'une unité de lavage au méthanol. L'azote sort de la tête de la colonne enrichi en ammoniac et le méthanol de cuve qui est épuré en ammoniac peut être renvoyé à l'unité de lavage.
D'un autre coté, l'unité de séparation cryogénique comprend généralement un compresseur de CO qui apporte l'énergie de séparation où une partie du CO haute pression est refroidie, condensée, puis détendue et vaporisée dans la ligne d'échange avant recompression dans le compresseur de cycle CO.
Il est connu de EP-A-0677483 de séparer un gaz de synthèse dans un séparateur de phase et ensuite d'envoyer le liquide du séparateur de phases en têt d'une colonne d'épuisement. Le condenseur de tête de la colonne d'épuisement est refroidi par un circuit fermé d'azote gazeux.
L'invention utilise la détente de l'azote moyenne pression, nécessaire pour avoir le gaz de stripage à la bonne pression, dans l'unité de séparation cryogénique afin de réduire l'énergie de compression du cycle CO ou de le remplacer complètement.
L'azote liquéfié est détendu dans une vanne Joule -Thomson, ce qui permet soit de réduire le débit du cycle CO, soit de réduire le nombre d'étages du compresseur CO soit de le remplacer complètement.
Le schéma peut inclure également la détente d'une partie de l'azote moyenne pression dans une turbine de détente.
Selon un aspect de l'invention, il est prévu un procédé de séparation cryogénique d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone et éventuel lement du méthane et/ou de l'azote et/ou de l'argon dans lequel :
i) Le mélange est refroidi dans un éehangeur de chaleur en l'introduisant au bout chaud de celui-ci, partiellement condensé et envoyé à un premier séparateur de phases pour produire un gaz enrichi en hydrogène et un liquide appauvri en hydrogène,
ii) Le liquide appauvri en hydrogène est envoyé au moins en partie en tête d'une colonne d'épuisement, opérant à une pression entre 5 et 25 bar abs , après détente dans une vanne,
iii) Le gaz enrichi en hydrogène est réchauffé dans l'échangeur de chaleur, éventuellement sans avoir été détendu ou séparé et éventuellement n'est pas recyclé au gaz de synthèse
iv) Au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement se vaporise au moins partiellement dans l'échangeur de chaleur et éventuellement se réchauffe jusqu'au bout chaud de l'échangeur de chaleur pour former un gaz,
v) Le gaz de tête de la colonne d'épuisement est réchauffé dans l'échangeur de chaleur éventuellement sans avoir été détendu ou séparé et éventuellement n'est pas recyclé au gaz de synthèse,
vi) On dérive un produit enrichi en monoxyde de carbone d'au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement et vii) On refroidit un débit gazeux riche en azote dans l'échangeur de chaleur en l'introduisant au bout chaud de celui-ci, on sort au moins une partie du débit gazeux riche en azote refroidi au bout froid de celui-ci, on en détend au moins une partie, on liquéfie au moins une partie du débit gazeux riche en azote, on vaporise Pau moins une partie liquéfiée, on la réchauffe, le réchauffement ayant lieu au moins partiellement dans l'échangeur de chaleur avant d'en extraire au moins une partie comme produit gazeux riche en azote et on envoie le produit gazeux riche en azote à une colonne de stripage comme gaz de stripage.
Selon d'autres aspects facultatifs :
- on vaporise au moins une partie du gaz riche en azote liquéfié dans l'échangeur de chaleur.
- on détend une partie de l'azote gazeux refroidi dans l'échangeur de chaleur dans une turbine.
- le gaz riche en azote et le gaz riche en azote liquéfié ne sont pas séparés par distillation.
- le mélange contient du méthane et on envoie au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation pour produire un gaz enrichi en monoxyde de carbone et un liquide enrichi en méthane et au moins une partie de l'azote liquéfié se vaporise dans un condenseur de tête de la colonne de séparation.
- tout l'azote refroidi jusqu'au bout froid de l'échangeur se liquéfie et ensuite se vaporise dans le condenseur de tête.
- le produit gazeux riche en azote est envoyé en cuve d'une colonne alimentée en tête par un débit contenant du méthane! et de l'ammoniac, afin de produire en cuve de colonne du méthanol épuré en ammoniac,
- le mélange est traité en amont de l'étape i) par le procédé de lavage au méthanol. - le mélange réchauffe la cuve de la colonne d'épuisement et, le cas échéant, la cuve de la colonne de séparation en amont du premier séparateur de phases.
- L'hydrogène et le monoxyde de carbone sont des composants principaux du mélange
- l'azote gazeux provient d'un appareil de séparation d'air et/ou d'une canalisation d'azote gazeux
- on envoie tout le liquide de cuve de la colonne d'épuisement à l'échangeur de chaleur pour qu'il s'y vaporise, sans l'avoir pressurisé,
- le gaz de synthèse est séparé dans un seul séparateur de phases en amont de la colonne d'épuisement - la colonne d'épuisement est une colonne équipée de plateaux ou de garnissages
- le premier séparateur de phases et le cas échéant tout autre séparateur de phases ne contient ni garnissages ni plateaux
- le gaz de synthèse contient du méthane et on envoie une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation pour produire un gaz enrichi en monoxyde de carbone et un liquide enrichi en méthane,
- tout le gaz enrichi en monoxyde de carbone est réchauffé dans I'échangeur de chaleur pour servir comme produit.
- aucune partie du gaz enrichi en monoxyde de carbone n'est comprimée et renvoyée au procédé
- une partie du gaz enrichi en monoxyde de carbone est comprimée et renvoyée au procédé
- le gaz enrichi en hydrogène contient au moins 20% mol de monoxyde de carbone, voire au moins 25% mol de monoxyde de carbone.
- on envoie le gaz enrichi en hydrogène comme gaz d'alimentation à une unité de production de méthanol.
- on produit le gaz enrichi en monoxyde de carbone avec un rendement d'au plus 80%, voire d'au plus 75 %.
- le procédé ne comprend pas d'étape de compression d'un fluide à part éventuellement le mélange en amont de l'étape i).
- le mélange réchauffe la cuve de la colonne d'épuisement et, le cas échéant, la cuve de la colonne de séparation en amont du premier séparateur de phases.
Selon un autre aspect de l 'invention, il est prévu un appareil de séparation d'un mélange contenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et éventuellement du méthane et/ou de l'azote et/ou de l'argon comprenant un échangeur de chaleur, un premier séparateur de phases, une colonne d'épuisement, des moyens pour envoyer le gaz de synthèse se refroidir dans I'échangeur de chaleur, des moyens pour envoyer le gaz de synthèse partiellement condensé au premier séparateur de phases pour produire un gaz enrichi en hydrogène et un liquide appauvri en hydrogène ,des moyens pour sortir le gaz enrichi en hydrogène de l'appareil après réchauffage dans I'échangeur de chaleur et sans l'avoir détendu, séparé ou recyclé avec le gaz de synthèse, des moyens pour envoyer le liquide appauvri en hydrogène au moins en partie en tête de la colonne d'épuisement après détente dans une vanne, des moyens pour sortir un gaz de tête de le colonne d'épuisement de l'appareil après réchauffage dans I'échangeur de chaleur et sans l'avoir détend ni séparé, des moyens pour envoyer au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement se vaporiser au moins partiellement dans Péchangeur de chaleur et éventuellement se réchauffer jusqu'au bout chaud de Péchangeur de chaleur pour former un gaz, des moyens pour dériver un gaz enrichi en monoxyde de carbone d'au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement, des moyens pour envoyer de l'azote gazeux se refroidir dans Péchangeur de chaleur jusqu'au bout froid, des moyens pour réchauffer Pazote gazeux refroidi jusqu'au bout chaud dans Péchangeur de chaleur et des moyens pour envoyer Pazote réchauffé à une colonne de stripage pour servir comme gaz de stripage.
Selon d'autres aspects facultatifs, l'appareil comprend :
- des moyens pour envoyer tout le liquide de cuve de la colonne d'épuisement à
Péchangeur de chaleur pour qu'il s'y vaporise, sans moyen de pressurisation entre la cuve de la colonne d'épuisement et Péchangeur de chaleur.
- des moyens pour envoyer une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation pour produire un gaz enrich en monoxyde de carbone et un liquide enrichi en méthane.
- une colonne de séparation pour produire un gaz enrichi en monoxyde de carbone et un liquide enrichi en méthane
- des moyens pour envoyer tout le gaz enrichi en monoxyde de carbone est réchauffé dans Péchangeur de chaleur pour servir comme produit.
- des moyens pour envoyer le gaz enrichi en hydrogène comme gaz d'alimentation à une unité de production de méthanol.
- aucun moyen de compression d'un fluide à part éventuellement un compresseur de gaz de synthèse en amont de Péchangeur de chaleur.
- la cuve de la colonne d'épuisement contient un rebouilleur
- la cuve de la colonne de séparation contient un rebouilleur
- des moyens pour envoyer le gaz de synthèse au rebouilleur de la colonne d'épuisement et, le cas échéant, au rebouilleur de la colonne de séparation en amont du premier séparateur de phases.
Eventuellement l'appareil ne comprend pas de turbine.
L'invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures qui représentent des procédés selon l'invention.
Dans la Figure 1, une étape de condensation partielle est suivie d'une étape d'épuisement dans une colonne. Le gaz de synthèse contenant de l'hydrogène et du monoxyde de carbone 1 ainsi qu'éventuellement du méthane et./ou de l'azote et/ou de l'argon est épuré dans une unité d'épuration 3 pour enlever l'eau et/ou le méthanol et/ou le dioxyde de carbone. Le gaz formé 5 est refroidi partiellement dans un échangeur de chaleur E et ensuite sert à chauffer le liquide 23 du rebouilleur de cuve 21 de la colonne d'épuisement 13.; Le gaz ainsi refroidi se refroidit encore jusqu'au bout froid de l'échangeur de chaleur E en se condensant partiellement et est envoyé à un séparateur de phases 9 où s'effectue la séparation du liquide et du gaz formés.
Un gaz enrichi en hydrogène 7 est soutiré de la tête du séparateur de phases et envoyé à une unité de production de méthanol où le monoxyde de carbone et l'hydrogène réagissent par catalyse pour former le méthanol ou bien est envoyé pour une purification ultérieure dans une unité type PSA. Le liquide appauvri en hydrogène 11 est détendu et envoyé en tête de la colonne d'épuisement 13. Le gaz 15 formé en tête de colonne d'épuisement 13 se réchauffe dans l'échangeur E. Le liquide 17 est détendu dans une vanne et se vaporise dans l'échangeur de chaleur E pour former le CO produit, sans avoir été pressurisé.
Le procédé est tenu en froid par un cycle ouvert dans lequel de l'azote gazeux 71 provenant d'un appareil de séparation d'air et/ou d'une canalisation est refroidi dans l'échangeur de chaleur E. Une partie 73 de l'azote gazeux est éventuellement détendue à une température intermédiaire de l'échangeur dans une turbine 79 et renvoyée à celui-ci pour se réchauffer. Le reste 75 de l'azote gazeux se refroidit jusqu'au bout froid de l'échangeur de chaleur, est détendu à une température plus basse dans la vanne 77 et ensuite réchauffé dans l'échangeur de chaleur E, mélangé avec le débit détende 73. L'azote réchauffé 84 sort au bout chaud de l'échangeur de chaleur et est envoyé soit à une unité de lavage au méthanol.
Dans le cas où le gaz de synthèse contient du méthane, comme illustré à la Figure 2, le liquide de cuve 17 de la colonne d'épuisement 13 de la Figure 1, contenant du méthane et du monoxyde de carbone, est envoyé à une colonne de séparation CO/CH4 37. Une partie du liquide de cuve 17A est envoyé directement au milieu de la colonne de séparation 37 après détente dans une vanne et le reste 17B est refroidi dans l'échangeur de chaleur E après détente et envoyé à un niveau intermédiaire de la colonne 37.
Un liquide riche en méthane 42 est soutiré de la cuve de la colonne CO/CH4 37 et ensuite est vaporisé dans l'échangeur de chaleur E. Le monoxyde de carbone 41 sort comme produit gazeux de la tête de la colonne CO/CH4 37 et se réchauffe dans l'échangeur de chaleur E.
La colonne de séparation 37 comprend un condenseur de tête 85 où se condense le gaz de tête de la colonne 37 et où se vaporise une partie de l'azote de cycle. Le procédé est tenu en froid par un cycle ouvert dans lequel de l'azote gazeux 71 provenant d'un appareil de séparation d'air et/ou d'une canalisation est refroidi dans l'échangeur de chaleur E. Une partie 73 de l'azote gazeux est détendue à une température intermédiaire de l'échangeur dans une turbine 79 et renvoyée à celui-ci pour se réchauffer. Le reste 75 de l'azote gazeux se refroidit jusqu'au bout froid de l'échangeur de chaleur, et est divisé en deux. Une partie 76 est détendue à une température plus basse dans la vanne 80 et puis envoyé à l'enceinte 39 autour du condenseur 85. L'autre partie 78 est détendue dans une vanne 82. L'azote se vaporise dans l'enceinte pour former un gaz 83 qui rejoint l'azote détendu dans la vanne 82 et les deux débits sont mélangés pour se réchauffer dans l'échangeur de chaleur E et être mélangé avec l'azote détendu dans la turbine 79. L'azote réchauffé 84 sort au bout chaud de l'échangeur de chaleur et est envoyé à une colonne de stripage soit à une unité de lavage au méthanol.
Un produit de la distillation peut être envoyé à la production de MEG (mono éthylène glycol), TDI/MDI (toluène di-isocyanate et/ou de méthylène diphényle di- isocyanate) ou PC (Polycarbonates)
Une alternative de la Figure 2 illustrée dans la Figure 3 illustre le cas où tout l'azote refroidi jusqu'au bout froid de l'échangeur E est envoyé par la vanne 80 à l'enceinte 39 pour être vaporisé par le condenseur 85. L'azote formé 78 se réchauffe dans l'échangeur et est mélangé avec l'azote 73 provenant de la turbine 79 pour former le produit.
Pour toutes les figures, un produit de la distillation peut être envoyé à la production de MEG (mono éthylène glycol), TDI/MDI (toluène di-isocyanate et/ou de méthylène diphényle di-isocyanate) ou PC (Polycarbonates).
Dans toutes les figures la colonne d'épuisement fonctionne à entre 5 et 25 bars abs.

Claims

Revendications
1 Procédé de séparation cryogénique d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone et éventuellement du méthane et/ou de l'azote et/ou de l 'argon dans lequel :
i) Le mélange est refroidi dans un échangeur de chaleur (E) en l'introduisant au bout chaud de celui-ci, partiellement condensé et envoyé à un premier séparateur de phases (9) pour produire un gaz enrich en hydrogène (7) et un liquide (11) appauvri en hydrogène, ii) Le liquide appauvri en hydrogène est envoyé au moins en partie en tête d'une colonne d'épuisement (13), opérant à une pression entre 5 et 25 bar abs , après détente dans une vanne,
iii) Le gaz enrichi en hydrogène est réchauffé dans Γ échangeur de chaleur, éventuellement sans avoir été détendu ou séparé et éventuellement n'est pas recyclé au gaz de synthèse
iv) Au moins une partie du liquide de cuve (17, 17B) de la colonne d'épuisement se vaporise au moins partiellement dans Γ échangeur de chaleur et éventuellement se réchauffe jusqu'au bout chaud de l'échangeur de chaleur pour former un gaz,
v) Le gaz de tête de la colonne d'épuisement est réchauffé dans l'échangeur de chaleur éventuellement sans avoir été détendu ou séparé et éventuellement n'est pas recyclé au gaz de synthèse,
vi) On dérive un produit enrichi en monoxyde de carbone (15, 41 ) d'au moins une partie du liquide de cuve de la colonne d'épuisement et
vii) On refroidit un débit gazeux riche en azote (71) dans l'échangeur de chaleur en l'introduisant au bout chaud de celui-ci, on sort au moins une partie du débit gazeux riche en azote refroidi au bout froid de celui-ci, on en détend au moins une partie (73), on liquéfie au moins une partie du débit gazeux riche en azote, on vaporise l'au moins une partie liquéfiée (75,76), on la réchauffe, le réchauffement ayant lieu au moins partiellement dans l'échangeur de chaleur avant d'en extraire au moins une partie comme produit gazeux riche en azote (84) et on envoie le produit gazeux riche en azote à une colonne de stripage comme gaz de stripage.
2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel on vaporise au moins une partie (75) du gaz riche en azote liquéfié dans l'échangeur de chaleur ( E).
3 Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on détend une partie (73) de l'azote gazeux refroidi dans i' échangeur de chaleur (E) dans une turbine (79).
4 Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz riche en azote (71) et le gaz riche en azote liquéfié (75) ne sont pas séparés par distillation.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le mélange contient du méthane et on envoie au moins une partie (17A) du liquide de cuve (17) de la colonne d'épuisement (13) à une colonne de séparation (37) pour produire un gaz enrichi en monoxyde de carbone (41) et un liquide enrichi en méthane (42), et au moins une partie de l'azote liquéfié se vaporise dans un condenseur de tête (85) de la colonne de séparation.
6 Procédé selon la revendication 5 dans lequel tout l'azote refroidi jusqu'au bout froid de F échangeur (E) se liquéfie et ensuite se vaporise dans le condenseur de tête (85).
7 Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le produit gazeux riche en azote (84) est envoyé en cuve d'une colonne alimentée en tête par un débit contenant du méthanol et de l'ammoniac, afin de produire en cuve de colonne du méthanol épuré en ammoniac.
8 Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le mélange (1) est traité en amont de l'étape i) par le procédé de lavage au méthanol.
9 Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le mélange ( 1 ,5) réchauffe la cuve de la colonne d'épuisement ( 13) et, le cas échéant, la cuve de la colonne de séparation (37) en amont du premier séparateur de phases (9).
10 Appareil de séparation d'un mélange contenant de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et éventuellement du méthane et/ou de l'azote et/ou de l'argon comprenant un échangeur de chaleur (E), un premier séparateur de phases (9), une colonne d'épuisement (13), des moyens pour envoyer le gaz de synthèse se refroidir dans l'échangeur de chaleur, des moyens pour envoyer le gaz de synthèse partiellement condensé au premier séparateur de phases pour produire un gaz enrichi en hydrogène (7) et un liquide appauvri en hydrogène (1 l ),des moyens pour sortir le gaz enrichi en hydrogène de l'appareil après réchauffage dans l'échangeur de chaleur et sans l'avoir détendu, séparé ou recyclé avec le gaz de synthèse, des moyens pour envoyer le liquide appauvri en hydrogène au moins en partie en tête de la colonne d'épuisement après détente dans une vanne, des moyens pour sortir un gaz de tête (15) de le colonne d'épuisement de l'appareil après réchauffage dans l'échangeur de chaleur et sans l'avoir détendu ni séparé, des moyens pour envoyer au moins une partie (59, 69) du liquide de cuve de la colonne d'épuisement se vaporiser au moins partiellement dans l'échangeur de chaleur et éventuellement se réchauffer jusqu'au bout chaud de l'échangeur de chaleur pour former un gaz, des moyens pour dériver un gaz (41) enrichi en monoxyde de carbone d'au moins une partie du liquide de cuve (17) de la colonne d'épuisement, des moyens pour envoyer de l'azote gazeux (71) se refroidir dans l'échangeur de chaleur jusqu'au bout froid, des moyens pour réchauffer l'azote gazeux refroidi jusqu'au bout chaud dans l'échangeur de chaleur et des moyens pour envoyer l'azote réchauffé (84) à une colonne de stripage pour servir comme gaz. de stripage. 11 Appareil selon ia revendication 10 comprenant une colonne de stripage, des moyens pour alimenter la colonne de stripage en tête par un mélange de méthanol et d'ammoniac et des moyens pour soutirer en cuve de ia colonne du méthanol épuré en ammoniac. 12 Appareil selon la revendication 10 ou 11 dans lequel l'azote gazeux n'est pas séparé dans l'appareil.
13 Appareil selon la revendication 10,11 ou 12 comprenant une colonne de séparation (37), des moyens pour envoyer au moins une partie (Γ7Α) du liquide de cuve (17) de la colonne d'épuisement (13) à la colonne de séparation (37) pour produire un gaz enrichi en monoxyde de carbone (41) et un liquide enrichi en méthane (42) et des moyens envoyer au moins une partie de l'azote liquéfié se vaporiser dans un condenseur de tête (85) de la colonne de séparation. 14 Appareil selon l'une des revendications 10 à 13 ne comprenant pas de cycle de réfrigération de monoxyde de carbone.
15 Appareil selon l'une des revendications 10 à 14 comprenant une turbine de détente (79) de l'azote gazeux.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7741823B2 (ja) * 2020-06-03 2025-09-18 チャート・エナジー・アンド・ケミカルズ，インコーポレーテッド ガスストリーム成分除去システムおよび方法
FR3122725B1 (fr) * 2021-05-04 2023-11-24 Air Liquide Procédé et appareil de séparation d’un mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone à basse température

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0532387A1 (fr) * 1991-09-11 1993-03-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de production de monoxyde de carbone et d'hydrogène
EP0677483A1 (fr) 1994-04-13 1995-10-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de séparation d'un mélange gazeux
WO2005033599A1 (fr) * 2003-09-30 2005-04-14 L'air Liquide Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et installation de production de monoxyde de carbone par distillation cryogenique
US20090191113A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Method for removing ammonia from a methanol containing stream

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015501917A (ja) * 2011-12-12 2015-01-19 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイＳｈｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍａａｔｓｃｈａｐｐｉｊ Ｂｅｓｌｏｔｅｎｖｅｎｎｏｏｔｓｈａｐ 極低温の炭化水素組成物から窒素を除去するための方法と装置
US10436505B2 (en) * 2014-02-17 2019-10-08 Black & Veatch Holding Company LNG recovery from syngas using a mixed refrigerant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0532387A1 (fr) * 1991-09-11 1993-03-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de production de monoxyde de carbone et d'hydrogène
EP0677483A1 (fr) 1994-04-13 1995-10-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de séparation d'un mélange gazeux
WO2005033599A1 (fr) * 2003-09-30 2005-04-14 L'air Liquide Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et installation de production de monoxyde de carbone par distillation cryogenique
US20090191113A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Method for removing ammonia from a methanol containing stream

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