CA2928640A1 - Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau - Google Patents

Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau Download PDF

Info

Publication number
CA2928640A1
CA2928640A1 CA2928640A CA2928640A CA2928640A1 CA 2928640 A1 CA2928640 A1 CA 2928640A1 CA 2928640 A CA2928640 A CA 2928640A CA 2928640 A CA2928640 A CA 2928640A CA 2928640 A1 CA2928640 A1 CA 2928640A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
gas
regeneration
water
carbon dioxide
purification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
CA2928640A
Other languages
English (en)
Inventor
Mathieu LECLERC
Christophe Szamlewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Publication of CA2928640A1 publication Critical patent/CA2928640A1/fr
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/506—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification at low temperatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0223—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0266—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/0625—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0635—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0655—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/10—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/20—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B01D2256/245—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40086—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by using a purge gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/80—Separating impurities from carbon dioxide, e.g. H2O or water-soluble contaminants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/04—Compressor cooling arrangement, e.g. inter- or after-stage cooling or condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

Un appareil de compression et/ou de refroidissement et de purification d'un gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone et contenant de l'eau et des impuretés et au moins un autre composant comprend un compresseur (C) et/ou un refroidisseur, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation vers le compresseur, des moyens pour récupérer de l'eau (H), présente dans le gaz d'alimentation, condensée lors de la compression, une unité d'épuration ( E) par adsorption contenant des lits d'adsorbant (E1,E2), des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé à l'unité d'épuration pour produire un gaz d'alimentation comprimé et séché, une unité de purification à température subambiante (CPU), des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé et séché (7) vers l'unité de purification, des moyens pour sortir un fluide enrichi en dioxyde de carbone (10) de l'unité de purification et des moyens pour mélanger un gaz (13) ayant servi de gaz de régénération d'un lit d'adsorption avec au moins une partie de l'eau condensée.

Description

Appareil et procédé de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau La présente invention concerne un appareil et un procédé de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau.
L'invention concerne :
-un appareil et un procédé de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau et -un appareil et un procédé de compression ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau et -un appareil et un procédé de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau.
Un gaz riche en dioxyde de carbone contient au moins 30% de dioxyde de carbone. Tous les pourcentages dans ce document relatifs à des puretés sont des pourcentages molaires.
En particulier, l'invention concerne un procédé de vaporisation des condensats produits lors de la compression et/ou du refroidissement d'un gaz riche en dioxyde de carbone. Le gaz est ensuite purifié à température subambiante.
Le gaz d'alimentation à comprimer et/ou à refroidir et à purifier peut provenir d'une unité de production d'hydrogène et/ou de monoxyde de carbone.
Au moins une partie de la vapeur générée par la vaporisation des condensats est envoyée vers les brûleurs d'unité de production d'hydrogène et/ou de monoxyde de carbone.
Les unités de production d'hydrogène (H2) et/ou de monoxyde de carbone (CO) par reformage d'hydrocarbure à la vapeur et/ou par oxydation partielle coproduisent aussi de grandes quantités de dioxyde de carbone (002). Ce CO2 est essentiellement issu de la conversion du CO et de vapeur d'eau en CO2 et H2.
Il est donc possible d'utiliser une unité de capture de CO2 par purification à
température subambiante (CPU) pour le purifier, le comprimer et l'exporter afin notamment de l'utiliser pour l'EOR ( Enhanced Oil Recovery ou Récupération Assistée du Pétrole) ou pour la séquestration du 002.
2 PCT/FR2014/052827 Dans le cas d'un SMR ( Steam Methane Reforming ou Reformage à la Vapeur de Méthane), on pourra par exemple choisir d'installer la CPU après le PSA
H2, traitant ainsi son gaz résiduaire particulièrement chargé en CO2. Une CPU
peut aussi être employée sur des unités d'oxydation partielle d'hydrocarbures légers (PDX) ou des unités de Reformage AutoThermique (ATR).
Une unité de purification du CO2 à température subambiante (dit CPU ) comprend a minima une étape de compression du gaz traité, une étape de séchage et au moins une étape à température subambiante dans laquelle le CO2 est séparé
des autres composés.
L'étape à température subambiante peut être une condensation partielle ou de la distillation ou du lavage.
L'étape de compression génère des condensats contenant essentiellement de l'eau, et du CO2 dissous dans l'eau mais aussi des impuretés issues de réactions parasites ayant lieu dans l'unité de production d'H2 et/ou de CO. Les impuretés les plus présentes sont alors surtout du méthanol, de l'ammoniaque et des amines.
Ces impuretés nécessitent la plupart du temps des traitements complexes.
Dans FR-A-2999555, une solution est proposée pour intégrer ces condensats avec les condensats de l'usine de production d'H2 et/ou de CO sur laquelle le CO2 est capturé. Mais cette solution peut être impossible dans certains cas, spécialement dans les cas de modification d'un appareil existant où les équipements de traitement des condensats existants ne permettent pas toujours de traiter le débit supplémentaire issu de la CPU. De plus, les équipements qui permettent de traiter ces condensats sont très souvent opérés à très hautes pression (de l'ordre de 50 bara), alors que les condensats de la CPU seront à une pression bien moindre : entre 1 et 50 bara pour ceux issus de la compression et entre 1 et 5 bara pour ceux issus de la phase de la régénération du sécheur. Ainsi est-il nécessaire de pressuriser les condensats en les pompant pour être à la pression des équipements. Le sécheur de la CPU sera préférentiellement régénéré avec un fluide résiduel peu impacté par la présence d'eau résultant de la désorption de l'eau contenue dans les bouteilles d'adsorbant. Pour optimiser cette régénération, on utilise un fluide à basse pression. Dans ce cadre, le résiduaire de la CPU
après détente (car envoyé aux brûleurs de l'unité de production d'H2 et/ou de CO) est tout indiqué. Or des condensats peuvent être générés lors de la phase de régénération, d'autant que l'on va souvent chercher à stabiliser la température du gaz issu de la bouteille en régénération en le refroidissant. Ces condensats seront donc à la
3 PCT/FR2014/052827 pression de la régénération. L'invention permet d'éviter notamment l'emploi d'une pompe pour enlever les condensats du compresseur en traitant les condensats d'une manière nouvelle.
Selon un objet de l'invention, il est prévu un appareil de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone et contenant de l'eau et des impuretés ainsi qu'au moins un des composants suivants : l'hydrogène, monoxyde de carbone, méthane, azote, comprenant : un compresseur et/ou un refroidisseur, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation vers le compresseur et/ou vers le refroidisseur, des moyens pour récupérer de l'eau présente dans le gaz d'alimentation condensée lors de la compression dans le compresseur et/ou le refroidissement dans le refroidisseur du gaz d'alimentation, une unité d'épuration par adsorption contenant des lits d'adsorbant, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé et éventuellement refroidi à l'unité d'épuration pour produire un gaz d'alimentation comprimé et séché, une unité de purification à température subambiante, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé et éventuellement refroidi et séché vers l'unité de purification, des moyens pour sortir un fluide enrichi en dioxyde de carbone de l'unité de purification, des moyens pour envoyer un gaz de régénération à l'unité d'épuration, des moyens pour sortir le gaz de régénération enrichi en eau d'un lit d'adsorption de l'unité d'épuration et des moyens pour mélanger au moins une partie de l'eau condensée lors de la compression et/ou du refroidissement avec le gaz de régénération enrichi en eau pour former un débit de gaz humide.
Selon d'autres objets facultatifs, l'appareil comprend :
- des moyens de chauffage du gaz de régénération enrichi en eau, de préférence en amont du point où le fluide est mélangé avec de l'eau condensée lors de la compression.
- un diffuseur de liquide pour mélanger l'eau condensée avec le gaz de régénération enrichi en eau.
- des moyens pour soutirer un gaz appauvri en dioxyde de carbone de l'unité de purification et pour l'envoyer à l'unité d'épuration comme gaz de régénération.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil de production d'un gaz de synthèse et d'un gaz enrichi en dioxyde de carbone comprenant une unité de génération de gaz de synthèse, une unité d'enrichissement du gaz de
4 PCT/FR2014/052827 synthèse en CO2 pour produire un gaz d'alimentation, un appareil de compression et/ou de refroidissement et de purification selon l'une des revendications précédentes, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation à l'appareil de compression et de purification pour y être comprimé et purifié et des moyens pour envoyer au moins une partie du débit de gaz humide vers l'unité de génération de gaz de synthèse.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone et contenant de l'eau et des impuretés ainsi qu'au moins un des 1.0 composants suivants : de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane, de l'azote dans lequel on comprime et/ou on refroidit le gaz d'alimentation, on récupère de l'eau condensée lors de la compression et/ou du refroidissement, on envoie le gaz d'alimentation comprimé et/ou refroidi à une unité d'épuration pour être séché, on envoie le gaz d'alimentation séché de l'unité d'épuration, on refroidit le gaz séché
jusqu'à une température subambiante et on le purifie pour former un fluide enrichi en dioxyde de carbone et un fluide appauvri en dioxyde de carbone, on envoie un gaz de régénération, éventuellement constitué par au moins une partie du fluide appauvri en dioxyde de carbone, vers l'unité d'épuration comme gaz de régénération, on mélange le gaz ayant servi de gaz de régénération avec au moins une partie de l'eau condensée lors de la compression et/ou du refroidissement pour former un débit de gaz humide.
Selon d'autres aspects facultatifs :
- le gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone contient au moins 30%, voire au moins 60% de dioxyde de carbone - le gaz d'alimentation contient de l'hydrogène, de préférence au moins 10%, voire au moins 30% d'hydrogène - le gaz d'alimentation contient du méthane, de préférence au moins 10%, voire au moins 30% de méthane - le gaz d'alimentation contient du monoxyde de carbone - le gaz de régénération à la sortie de l'unité d'épuration contient au moins 50%, voire au moins 75%, de méthane - le gaz de régénération à la sortie de l'unité d'épuration contient au moins 3 %, voire au moins 5%, d'hydrogène - le gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone contient de l'hydrogène et du méthane
5 PCT/FR2014/052827 - le gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone contient de l'hydrogène et du méthane et du monoxyde de carbone - on réchauffe le gaz, éventuellement le fluide appauvri en dioxyde de carbone, ayant servi de gaz de régénération afin de vaporiser substantiellement toute l'eau qu'il contient.
- on réchauffe le gaz, éventuellement le fluide appauvri en dioxyde de carbone, ayant servi de gaz de régénération afin de vaporiser substantiellement toute l'eau condensée mélangée ensuite avec le fluide.
- on réchauffe le gaz ayant servi de gaz de régénération jusqu'à
1.0 une température entre 80 et 200 C.
- l'eau condensée est à une pression plus élevée que le gaz ayant servi de gaz de régénération.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de production d'un gaz de synthèse et d'un gaz enrichi en dioxyde de carbone dans lequel on génère un gaz de synthèse dans une unité de génération de gaz de synthèse, on enrichit le gaz de synthèse en CO2 pour produire un gaz d'alimentation, on comprime et/ou refroidit et on purifie le gaz d'alimentation tel que décrit ci-dessus, et on envoie au moins une partie du débit de gaz humide vers l'unité de génération de gaz de synthèse.
On peut générer le gaz de synthèse par un procédé comprenant une étape de combustion de carburant. Dans ce cas, le débit de gaz humide est éventuellement envoyé à l'étape de combustion.
Le gaz humide qui est traité dans la CPU est habituellement utilisé comme carburant et envoyé aux brûleurs quand il n'y a pas de capture de 002. L'eau qu'il contient est donc habituellement envoyée aux brûleurs d'une unité de production de gaz de synthèse. L'invention consiste à vaporiser les condensats et à les envoyer, avec le gaz résiduaire qui a servi à la régénération du sécheur, par exemple aux brûleurs. Pour ce faire, on va choisir d'utiliser un réchauffeur à la place de l'échangeur de refroidissement situé sur le gaz résiduaire ayant servi à la régénération du sécheur. On va ainsi préchauffer le gaz destiné à être brûlé
et s'assurer qu'il n'y a plus d'eau sous forme liquide dans ce gaz. De cette manière, les pompes de condensats ne sont plus nécessaires.
Plus précisément, on va réchauffer le gaz résiduaire après régénération par le biais d'un réchauffeur à la vapeur, par le biais d'un réchauffeur électrique ou par le biais d'un réchauffeur utilisant une source de chaleur à suffisamment haute
6 PCT/FR2014/052827 température pour vaporiser l'eau liquide issue du sécheur et pour surchauffer le gaz au dessus de son point de rosée. On réalise cette surchauffe pour plusieurs raisons :
= premièrement cela permet d'éviter la condensation de l'eau dans le tuyau allant de ce réchauffeur aux brûleurs (les condensats étant corrosifs, on peut garder les tuyaux en acier carbone si on surchauffe assez pour éviter leur formation) = deuxièmement, cette surchauffe permet d'avoir suffisamment d'énergie disponible pour vaporiser par contact direct les autres condensats, ceux issus de la compression des fumées humides en entrée. On va ainsi utiliser un diffuseur de liquide dans le tuyau de gaz surchauffé à haute température, les gouttelettes sortant du diffuseur étant vaporisée. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser un vaporiseur dédié à ces condensats.
La température en sortie du réchauffeur sera comprise entre 80 et 200 C et la température après la vaporisation en sortie de diffuseur sera alors comprise entre 60 et 180 C.
L'invention sera décrite en plus de détail en se référant à la figure qui montre un procédé selon l'invention.
Un gaz de synthèse 1 est généré dans une unité de génération de gaz de synthèse par reformage G. L'unité G comprend une chambre de combustion alimentée par un carburant F. Le gaz de synthèse 1 subit une réaction et/ou une séparation dans une unité S pour augmenter sa teneur en CO2 pour former un gaz d'alimentation 3. Ce gaz d'alimentation 3 contenant au moins 35% de dioxyde de carbone et de l'eau est envoyé à un compresseur Cl où il est comprimé jusqu'à
une pression de 10 bars. Ceci a pour effet de faire condenser une partie de l'eau qu'il contient. Alternativement l'eau peut être condensée en refroidissant le gaz d'alimentation, en le comprimant ou pas. Cette eau H est récupérée dans une conduite, éventuellement reliée à un refroidisseur R en aval du compresseur.
Le mot eau couvre tout liquide composé majoritairement d'eau. L'eau peut contenir par exemple de l'acide carbonique, du méthanol dissous, des amines dissoutes, de l'ammoniaque dissoute.
Il sera compris que si le gaz est déjà à la bonne pression, l'étape de compression n'est pas nécessaire et un simple refroidissement suffira pour condenser l'eau présente dans le gaz.
Le gaz partiellement séché 7 est envoyé à une unité d'épuration E
comprenant au moins deux lits d'adsorbant El et E2. Le gaz est épuré en eau dans le premier lit El par adsorption et ensuite est éventuellement recomprimé dans un
7 PCT/FR2014/052827 autre compresseur jusqu'à 50 bars puis envoyé dans une unité de purification CPU
dans lequel il est refroidi et séparé à température subambiante dans au moins un séparateur de phase et/ou dans une colonne de distillation et/ou dans une colonne de lavage.
L'unité de purification CPU produit un gaz ou un liquide enrichi en dioxyde de carbone 10 contenant au moins 95% de dioxyde de carbone. L'unité produit également un gaz sec résiduaire 11 appauvri en CO2 . Ce gaz résiduaire 11 sert de gaz de régénération pour l'unité d'épuration E et est envoyé au lit d'adsorbant E2 où
il se charge en eau pour produire un gaz humide. L'épuration est effectuée en cycle de manière connue et pendant une partie du cycle le gaz 7 est séché dans le lit El et pendant l'autre partie dans le lit E2. Ceci permet le gaz 11 de régénérer le lit E2 quand le lit El adsorbe de l'humidité et de régénérer le lit El quand le lit E2 adsorbe de l'humidité.
La composition du gaz humide 13 est:
Composant Teneur (%vol) H20 2.1 CO2 4.6 N2 2.2 CO 4.3 H2 5.6 CH4 81.2 Le gaz humide 13 sortant du lit E2 (ou de El quand le lit E2 est en phase d'adsorption) à une pression entre 1 et 3 bars est réchauffé par le biais d'un réchauffeur à la vapeur, par le biais d'un réchauffeur électrique ou par le biais d'un réchauffeur utilisant une source de chaleur à suffisamment haute température pour vaporiser l'eau liquide issue de l'unité d'épuration (s'il y en a) et pour surchauffer le gaz au dessus de son point de rosée. La température du gaz réchauffé 15 en sortie du réchauffeur W sera comprise entre 80 et 200 C.
En aval du réchauffeur W, les tuyaux de transport du gaz 15 ayant servi à la régénération sont en acier carbone.
Ensuite le gaz 15 ayant servi à la régénération à entre 80 et 200 C est mélangé avec l'eau condensée H produite par la compression du gaz d'alimentation 3. L'eau condensée H à 10 bars est introduite dans la conduite de gaz 15 ayant servi
8 PCT/FR2014/052827 à la régénération au moyen d'un diffuseur de liquide D. L'eau condensée est à
une pression plus élevée que le gaz de régénération 15 donc aucune pompe n'est requise pour mélanger les deux fluides. Comme le gaz est surchauffé à haute température, les gouttelettes d'eau sortant du diffuseur D sont vaporisées. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser un vaporiseur dédié à ces condensats.
La température du gaz 19 après la vaporisation en sortie de diffuseur sera alors comprise entre 60 et 180 C.
Le gaz humide 19 formé en mélangeant l'eau condensée H et le gaz 15 ayant servi à la régénération est envoyé à la chambre de combustion de l'unité
de lo génération du gaz de synthèse. Il peut être envoyé indépendamment (débit 21) ou mélangé au carburant F (débit 21A).
Dans cet exemple, le gaz de régénération 11 provient de l'unité de purification CPU. Or il est possible que le gaz de régénération vienne d'une autre source.

Claims (14)

Revendications
1. Appareil de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz d'alimentation (3) riche en dioxyde de carbone et contenant de l'eau et des impuretés ainsi qu'au moins un des composants suivants :
l'hydrogène, monoxyde de carbone, méthane, azote, comprenant : un compresseur (C1) et/ou un refroidisseur (R), des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation vers le compresseur et/ou vers le refroidisseur, des moyens pour récupérer de l'eau présente dans le gaz d'alimentation condensée lors de la compression dans le compresseur et/ou le refroidissement dans le refroidisseur du gaz d'alimentation, une unité d'épuration (E1,E2) par adsorption contenant des lits d'adsorbant, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé et éventuellement refroidi à
l'unité
d'épuration pour produire un gaz d'alimentation (9) comprimé et séché, une unité de purification (CPU) à température subambiante, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation comprimé et éventuellement refroidi et séché vers l'unité de purification, des moyens pour sortir un fluide enrichi en dioxyde de carbone (10) de l'unité de purification, des moyens pour envoyer un gaz de régénération (11) à
l'unité
d'épuration, des moyens pour sortir le gaz de régénération enrichi en eau (13) d'un lit d'adsorption de l'unité d'épuration et des moyens (D) pour mélanger au moins une partie de l'eau (H) condensée lors de la compression et/ou du refroidissement avec le gaz de régénération enrichi en eau pour former un débit de gaz humide (19,21).
2. Appareil selon la revendication 1 comprenant des moyens de chauffage (W) du gaz de régénération enrichi en eau (13), de préférence en amont du point où le fluide est mélangé avec de l'eau condensée (H) lors de la compression et/ou le refroidissement.
3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant un diffuseur de liquide (D) pour mélanger l'eau condensée (H) avec le gaz de régénération (13) enrichi en eau.
4. Appareil selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens pour soutirer un gaz (11) appauvri en dioxyde de carbone de l'unité de purification (CPU) et pour l'envoyer à l'unité d'épuration (E,E1,E2) comme gaz de régénération.
5. Appareil de production d'un gaz de synthèse et d'un gaz enrichi en dioxyde de carbone comprenant une unité de génération (G) de gaz de synthèse, une unité d'enrichissement (S) du gaz de synthèse en CO2 pour produire un gaz d'alimentation, un appareil de compression et/ou de refroidissement et de purification selon l'une des revendications précédentes, des moyens pour envoyer le gaz d'alimentation à l'appareil de compression et de purification pour y être comprimé et purifié et des moyens pour envoyer au moins une partie du débit de gaz humide (19,21,21A) vers l'unité de génération de gaz de synthèse.
6. Procédé de compression et/ou de refroidissement ainsi que de purification d'un gaz d'alimentation riche en dioxyde de carbone et contenant de l'eau et des impuretés ainsi qu'au moins un des composants suivants : de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du méthane, de l'azote dans lequel on comprime et/ou on refroidit le gaz d'alimentation, on récupère de l'eau condensée (H) lors de la compression et/ou du refroidissement, on envoie le gaz d'alimentation comprimé

et/ou refroidi à une unité d'épuration (E,E1,E2) pour être séché, on envoie le gaz d'alimentation séché de l'unité d'épuration, on refroidit le gaz séché jusqu'à
une température subambiante et on le purifie pour former un fluide enrichi en dioxyde de carbone (10) et un fluide appauvri en dioxyde de carbone (11), on envoie un gaz de régénération, éventuellement constitué par au moins une partie du fluide appauvri en dioxyde de carbone, vers l'unité d'épuration comme gaz de régénération, on mélange le gaz (13) ayant servi de gaz de régénération avec au moins une partie de l'eau condensée lors de la compression et/ou du refroidissement pour former un débit de gaz humide (19,21,21A).
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel on réchauffe le gaz (13), éventuellement le fluide appauvri en dioxyde de carbone, ayant servi de gaz de régénération afin de vaporiser substantiellement toute l'eau qu'il contient.
8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel on réchauffe le gaz (13), éventuellement le fluide appauvri en dioxyde de carbone, ayant servi de gaz de régénération afin de vaporiser substantiellement toute l'eau condensée (H) mélangée ensuite avec le fluide.
9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel on réchauffe le gaz (13) ayant servi de gaz de régénération à une température entre 80°C et 200°C.
10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9 dans lequel l'eau condensée est à une pression plus élevée que le gaz (13) ayant servi de gaz de régénération.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes 6 à 10 dans lequel on réchauffe le gaz (13) ayant servi de gaz de régénération jusqu'à une température entre 80 et 200°C.
12. Procédé de production d'un gaz de synthèse et d'un gaz enrichi en dioxyde de carbone dans lequel on génère un gaz de synthèse dans une unité de génération de gaz de synthèse (G), on enrichit le gaz de synthèse en CO2 pour produire un gaz d'alimentation, on comprime et/ou refroidit et on purifie le gaz d'alimentation selon l'une des revendications 6 à 11, et on envoie au moins une partie du débit de gaz humide (19,21,21A). vers l'unité de génération de gaz de synthèse.
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel on génère le gaz de synthèse par un procédé comprenant une étape de combustion de carburant et dans lequel le débit de gaz humide (19,21,21A) est envoyé à l'étape de combustion.
14. Procédé selon la revendication 13 dans lequel le gaz humide (21A) est mélangé au carburant (F) envoyé à la combustion.
CA2928640A 2013-11-08 2014-11-06 Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau Abandoned CA2928640A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1360931 2013-11-08
FR1360931A FR3012973B1 (fr) 2013-11-08 2013-11-08 Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d’un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l’eau
PCT/FR2014/052827 WO2015067897A1 (fr) 2013-11-08 2014-11-06 Appareil et procédé de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA2928640A1 true CA2928640A1 (fr) 2015-05-14

Family

ID=50069130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA2928640A Abandoned CA2928640A1 (fr) 2013-11-08 2014-11-06 Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160264418A1 (fr)
EP (1) EP3065848A1 (fr)
CA (1) CA2928640A1 (fr)
FR (1) FR3012973B1 (fr)
WO (1) WO2015067897A1 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2018208574A1 (en) * 2017-01-10 2019-07-25 Emerging Compounds Treatment Technologies, Inc. A system and method for enhancing adsorption of contaminated vapors to increase treatment capacity of adsorptive media
FR3118717A1 (fr) * 2021-01-14 2022-07-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de séchage d’un débit riche en dioxyde de carbone
EP4323308A1 (fr) 2021-04-15 2024-02-21 Iogen Corporation Procédé et système de production d'hydrogène renouvelable à faible intensité de carbone
CA3214954A1 (fr) 2021-04-22 2022-10-27 Patrick J. Foody Procede et systeme de production de combustible
US11807530B2 (en) 2022-04-11 2023-11-07 Iogen Corporation Method for making low carbon intensity hydrogen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202096A (en) * 1990-01-19 1993-04-13 The Boc Group, Inc. Apparatus for low temperature purification of gases
EP2335806A1 (fr) * 2009-12-04 2011-06-22 Alstom Technology Ltd Procédé et système pour condenser de la vapeur d'eau à partir d'un gaz combustible riche en dioxyde de carbone
US20110185896A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Rustam Sethna Gas purification processes
FR2961802A1 (fr) * 2010-06-29 2011-12-30 Air Liquide Procede de production d'hydrogene combinee a une capture de dioxyde de carbone
FR2974361A1 (fr) * 2011-07-25 2012-10-26 Air Liquide Procede et appareil de purification d'un debit riche en dioxyde de carbone
FR2968575A1 (fr) * 2010-12-08 2012-06-15 Air Liquide Procede et appareil de production d'un fluide enrichi en dioxyde de carbone a partir d'un gaz residuaire d'une unite siderurgique
FR2978439B1 (fr) * 2011-07-25 2015-11-06 Air Liquide Procede et appareil de refroidissement et de compression d'un gaz humide riche en dioxyde de carbone
FR2999555B1 (fr) 2012-12-13 2015-01-30 Air Liquide Procede pour une production d'hydrogene par reformage d'hydrocarbures utilisant de la vapeur, associe a une capture de dioxyde de carbone et a une production de vapeur

Also Published As

Publication number Publication date
FR3012973B1 (fr) 2017-05-05
EP3065848A1 (fr) 2016-09-14
US20160264418A1 (en) 2016-09-15
FR3012973A1 (fr) 2015-05-15
WO2015067897A1 (fr) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2587416C (fr) Procede et installation pour la production combinee d'hydrogene et de dioxyde de carbone
EP1869385B1 (fr) Procede et installation integres d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2
CA2888117C (fr) Procede pour une production d'hydrogene par reformage d'hydrocarbures utilisant de la vapeur, associe a une capture de dioxyde de carbone et a une production de vapeur
CA2928640A1 (fr) Appareil et procede de compression et/ou refroidissement ainsi que de purification d'un gaz riche en dioxyde de carbone contenant de l'eau
EP2931654B1 (fr) Procédé pour une production d'hydrogène par reformage d'hydrocarbures utilisant de la vapeur, associé à une capture de dioxyde de carbone et à une production de vapeur
WO2019102094A2 (fr) Procédé et appareil pour la production combinée d'hydrogène et de dioxyde de carbone à partir d'un mélange d'hydrocarbures
CA3024382C (fr) Procede de separation cryogenique d'un debit d'alimentation contenant du methane et des gaz de l'air, installation pour la production de bio methane par epuration de biogaz issus d'installations de stockage de dechets non-dangereux (isdnd) mettant en oeuvre le procede
EP0032096A2 (fr) Procédé de production d'ammoniac et du gaz de synthèse correspondant
WO2016174317A1 (fr) Production d'hélium à partir d'un courant gazeux contenant de l'hydrogène
WO2014001672A1 (fr) Procédé et installation pour la production combinée de gaz de synthèse d'ammoniac et de dioxyde de carbone
FR3034509B1 (fr) Procede de traitement du gaz naturel pour minimiser la perte d'ethane
WO2008017783A2 (fr) Procédé de séparation d'un gaz de synthèse contenant de l'hydrogène et du monoxyde de carbone mais aussi au moins du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau
WO2012107688A2 (fr) Procédé et appareil de séparation cryogénique d'un débit riche en méthane
FR2884304A1 (fr) Procede integre d'absorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
EP0318342B1 (fr) Procédé de reformage de méthanol impur et dispositif de mise en oeuvre
FR2823449A1 (fr) Procede d'elimination d'oxygene d'un gaz contenant du gaz carbonique

Legal Events

Date Code Title Description
FZDE Discontinued

Effective date: 20191106