FR2872890A1 - Procede integre d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Procede integre d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede Download PDF

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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Dans un procédé intégré utilisant une unique unité d'adsorption (3) et une unité cryogénique (9), un gaz (1) est envoyé à l'unité d'adsorption où il se sépare en un débit enrichi en CO2 (7) ayant une teneur en CO2 comprise entre 50 % et 95 % et un débit appauvri en CO2 (5), le débit enrichi en CO2 est envoyé à l'unité cryogénique où il est séparé en un débit riche en CO2 (11) ayant une teneur en CO2 supérieure à 80% et un débit pauvre en CO2 (13).

Description

1 2872890
La présente invention est relative à un procédé intégré d'adsorption et de séparation cryogénique pour la production de 002 et à une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La récupération de 002 va se développer de plus en plus du fait des dispositifs mis en place pour limiter l'émission de gaz à effet de serre et les développements actuels sur les procédés de recyclage.
La technologie largement dominante pour récupérer le 002 dans une source basse pression (typiquement < 10 bar) et à faible concentration en 002 (typiquement inférieur à 50%, voire 20% le plus souvent) est l'absorption chimique, et plus particulièrement les lavages aux amines (MDEA, MEA...) qui permettent de produire du 002 pur basse pression (typiquement > 99 % 002 sur une base sèche). Cependant, les procédés de lavages présentent plusieurs limitations: - large quantité de vapeur requise - sensibilité à l'oxygène - corrosion - coût opératoire élevé - entraînement du solvant, et d'une manière générale, rejets de produits chimiques, qui sont non négligeables sur de grandes capacités (amines, ammoniac, sels issus du régénérateur d'amines, produits de dégradation des amines...).
Une autre technologie possible ne présentant pas ces inconvénients est l'adsorption modulée en pression comme le VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption), le VSA (Vacuum Swing Adsorption) ou le PSA (Pressure Swing Adsorption). Cependant, le défaut de ces unités d'adsorption est qu'elles produisent du 002 impur (typiquement entre 50 % et 90 % 002).
De leur côté les unités cryogéniques de séparation de 002 (y compris les liquéfacteurs) ne sont utilisées que pour traiter des gaz dont la concentration est supérieure à 50 % (préférablement supérieure à 70 % et supérieure à 90 %) car le rendement de ces unités s'effondre et/ou la consommation d'énergie augmente très fortement quand la part de gaz autres que le 002 augmente, du fait: - des caractéristiques physiques des mélanges 002 avec de l'azote, du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène, du méthane..., 2 2872890 - du point triple du CO2 qui empêche de descendre à des températures inférieures à 50 C.
L'invention se propose d'optimiser une unité de séparation de CO2 en couplant un VPSA (ou VSA ou PSA) et une unité cryogénique, tous deux opérant dans leur domaine de fonctionnement de prédilection. Un avantage supplémentaire de ce couplage est que le CO2 peut être directement produit sous pression (sous forme liquide, gazeuse ou supercritique) et est ainsi directement disponible pour un transport ultérieur en grande quantité, pour la vente sous forme liquide, une séquestration ultime ou une valorisation en EOR ou en ECBM par exemple.
L'objet de l'invention est i) Le couplage d'une unité de séparation du CO2 par adsorption avec une unité cryogénique pour produire un fluide très riche en CO2 (sous pression), l'idée étant de faire une prépurification grâce à l'unité adsorption et une purification finale par l'unité cryogénique; ii) divers dispositifs d'intégration entre l'unité adsorption et l'unité cryogénique.
On entend par: - unité cryogénique, une unité dans laquelle au moins un fluide du procédé descend à une température inférieure à -10 C et subit au moins une étape de condensation partielle. Cette unité peut produire du CO2 sous forme gazeuse, liquide ou supercritique; une unité produisant du liquide comme produit est désignée liquéfacteur; - unité VPSA ( Vacuum Pressure Swing Adsorption unit ou Adsorption par Variations de Pression et Vide , unité basée sur un procédé cyclique comportant au moins une phase d'adsorption sur un solide adsorbant à une pression supérieure à 1.5 bar abs., et une phase de régénération pendant laquelle la pression est inférieure à la pression atmosphérique; - unité VSA ( vacuum swing adsorption unit ou Adsorption par Variations de Vide , unité basée sur un procédé cyclique comportant au moins une phase d'adsorption sur un solide adsorbant à une pression inférieure à 1.5 bar abs., et une phase de régénération pendant laquelle la pression est inférieure à la pression atmosphérique; 3 2872890 - unité PSA ( pressure swing adsorption unit ou Adsorption par Variations de Pression , unité basée sur un procédé cyclique comportant au moins une phase d'adsorption sur un solide adsorbant à une pression supérieure à 1.5 bar abs., et une phase de régénération pendant laquelle la pression est supérieure à la pression atmosphérique; - les unités VPSA, VSA et PSA seront désignées en ce qui suit unités d'adsorption.
Tous les pourcentages mentionnés sont des pourcentages molaires.
Dans l'état de l'art actuel, une unité d'adsorption ne permet pas de produire de manière économique du CO2 à 95 % de pureté, et encore moins à 99 % de pureté, à partir de sources pauvres (c'est-à-dire contenant typiquement moins de 45% de CO2). Elle ne peut donc pas être utilisée en tant que telle pour la concentration du CO2 en vue d'une valorisation comme CO2 marchand ou pour ré-injection dans une formation géologique, où des puretés en CO2 supérieures à 95% sont généralement requises.
Actuellement, le procédé par adsorption est utilisé dans l'industrie sidérurgique pour le déballastage de gaz de Direct Reduced Iron ou COREX . Dans ce cas, le gaz de purge du procédé d'adsorption, riche en CO2 (typiquement 60 80 % CO2, 25 % CO, 5 % N2), quittant cette unité, est ensuite utilisé comme combustible car il contient encore une quantité suffisante de CO. Les fumées issues de la combustion sont rejetées à l'atmosphère. La décarbonatation des flux d'une unité DRI se fait préférentiellement par une unité VPSA comme décrit dans US 5,858,057 et US 5,676,732. L'inconvénient des schémas décrits dans ces brevets est que le CO2 n'est pas valorisé comme produit marchand ou séquestré durablement et est simplement rejeté à l'atmosphère.
Afin d'améliorer le fonctionnement du VPSA CO2, US 5,582,029 et US 6,562, 103 décrivent l'utilisation d'un gaz de purge externe, pauvre en CO2, afin d'éluer le lit d'adsorbant. US 5582029 propose d'utiliser de l'azote produit par une unité de séparation d'air et US6562103 propose d'utiliser un flux de gaz naturel. L'inconvénient de ces deux solutions est que le CO2 en sortie de purge est dilué dans ces gaz de purge.
4 2872890 Le couplage d'une unité cryogénique de production de CO2 à partir de gaz résiduaire d'un PSA H2 est décrit dans US 2002/0073845 et WO 99/35455. Le gaz résiduaire du PSA H2 contient typiquement 50% mol. CO2.
La différence par rapport à l'objet de l'invention est: - le PSA H2 est optimisé pour la purification de l'hydrogène, l'ensemble n'est donc pas optimisé pour la production de CO2 à moindre coût (ou production maximale). De plus, le PSA H2 fonctionne entre 20 30 bar de pression haute et entre 1 et 2 bar de pression basse et sépare l'hydrogène d'un côté et le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone de l'autre. Il ne s'agit donc pas d'une technologie VPSA, VSA ou PSA CO2 telle qu'elle est envisagée ici; - l'unité cryogénique a pour but principal de séparer principalement H2 vs CO2 (La séparation CO2 vs H2 est plus facile que CO2 vs CO ou CO2 vs N2) ; - les flux concernés sont bien inférieurs aux flux des gaz de sidérurgie considérés.
Le couplage d'un PSA et d'une unité de liquéfaction est également décrit dans Takamura et al. , The Canadian Journal of Chemical Engineering, 79 (5), 812 816: Application of high pressure swing adsorption process for improvement of CO2 recovery system from flue gas (2001). Un séparateur ultra froid est placé sur le gaz résiduaire d'un PSA traitant les effluents d'une chaudière. Les incondensables du liquéfacteur sont introduits dans un PSA haute pression et la purge de ce PSA est réintroduite à l'alimentation du liquéfacteur pour en améliorer le rendement. Cependant, dans ce cas, on cherche plutôt à optimiser le rendement du liquéfacteur grâce à une recycle par l'intermédiaire du PSA, or l'objet de la présente invention est d'optimiser l'ensemble de l'unité d'adsorption et du liquéfacteur en faisant fonctionner l'unité d'adsorption à une pureté en CO2 modérée.
EP-A-0341879 décrit un procédé de production de CO2 dans lequel un gaz résiduaire est envoyé à un premier PSA qui produit un débit contenant environ 50% de CO2. Ce débit est envoyé à un deuxième PSA qui produit un débit contenant au moins 98 % CO2. Ce débit provenant du deuxième PSA est envoyé à un appareil de séparation cryogénique qui produit un liquide contenant au moins 99,9 % CO2.
La présente invention permet de pallier les défauts de l'art antérieur.
2872890 Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé intégré utilisant une unité d'adsorption et une unité cryogénique, dans lequel un gaz est envoyé à l'unité d'adsorption où il se sépare en un débit enrichi en 002 et un débit appauvri en 002, le débit enrichi en 002 étant envoyé à l'unité cryogénique où il est séparé en un débit riche en 002 et un débit pauvre en 002 caractérisé en ce que: a. Le débit enrichi en 002 quittant l'unité d'adsorption a une teneur en 002 comprise entre 50 % et 95 % (préférablement entre 70 % et 90 %).
b. Le débit riche en 002 quittant l'unité de distillation cryogénique a une teneur en 002 supérieure à 80 % (préférablement > 99 %) c. Il y a une seule unité d'adsorption ou plusieurs unités d'adsorption opérées en parallèle.
Selon d'autres aspects facultatifs: - le débit enrichi en 002 est envoyé directement de l'unité d'adsorption à l'unité cryogénique, sans subir d'autres étapes de séparation entre les deux unités; - le débit appauvri en 002 produit par l'unité d'adsorption est détendu dans une turbine qui amène de la puissance frigorifique à l'unité cryogénique; - le gaz pauvre en 002 produit par l'unité d'adsorption est d'abord refroidi avant d'être détendu dans une turbine qui amène de la puissance frigorifique à l'unité cryogénique; - au moins une partie du gaz pauvre en 002 quittant l'unité cryogénique est renvoyé vers l'unité d'adsorption, particulièrement a. soit à l'aspiration du compresseur d'alimentation de l'unité d'adsorption (s'il existe) b. soit juste avant les adsorbeurs c. soit dans les adsorbeurs pendant une étape de repressurisation (à co-courant ou à contre-courant) d. soit dans les adsorbeurs pendant une étape d'adsorption - au moins une partie du gaz pauvre en 002 quittant l'unité cryogénique est détendu dans une turbine dont la température d'entrée est supérieure à 10 C puis recyclé vers l'unité d'adsorption a. soit à l'aspiration du compresseur d'alimentation du VPSA (ou VSA ou PSA) (s'il existe) 6 2872890 b. soit juste avant les adsorbeurs c. soit dans les adsorbeurs pendant une étape de repressurisation (à co-courant ou à contre-courant) d. soit dans les adsorbeurs pendant une étape d'adsorption.
- avant d'entrer dans la turbine, le gaz recyclé est d'abord réchauffé a. par combustion directe de ce gaz (injection d'air ou d'air enrichi) et/ou b. par chauffage dans une chaudière brûlant de préférence du gaz de haut fourneau et/ou c. par échange avec un fluide du site sidérurgique dont la température est supérieure à 150 C et/ou d. par échange de chaleur avec le gaz enrichi en 002 produit par l'unité d'adsorption en amont de l'unité cryogénique.
- au moins une partie du gaz pauvre en 002 quittant l'unité cryogénique est utilisé comme combustible pour ^ chauffer le gaz de l'unité cryogénique ^ chauffer le réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique et/ou ^ chauffer le gaz pauvre en 002 du VPSA (ou VSA ou PSA) (avant ou après détente dans une éventuelle turbine) et/ou ^ chauffer un réchauffeur de régénération d'une unité de séparation d'air et/ou ^ produire de la vapeur pouvant être utilisée dans l'installation par É le réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique et/ou, É une ou des turbine d'entraînement des machines et/ou É un groupe frigorifique par absorption (servant par exemple à refroidir le gaz avant les purificateurs de l'unité cryogénique) et/ou É un échangeur thermique chauffant le gaz pauvre en 002 quittant l'unité d'adsorption - au moins une partie du gaz pauvre en 002 quittant l'unité d'adsorption est utilisé comme combustible pour ^ chauffer le réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique et/ou ^ produire de la vapeur pouvant être utilisée dans l'installation par É le réchauffeur de régénération et/ou, 7 2872890 É une ou des turbine d'entraînement des machines et/ou É un groupe frigorifique par absorption (servant par exemple à refroidir le gaz avant les purificateurs de l'unité cryogénique) - le groupe frigorifique de l'unité cryogénique sert également à refroidir le gaz en entrée de l'unité d'adsorption; - le gaz enrichi en 002 est comprimé uniquement par un compresseur avant de l'envoyer à l'unité cryogénique; - le gaz enrichi en 002 sortant de l'unité d'adsorption est envoyé dans une capacité de mélange avant d'être introduit dans l'unité cryogénique.
Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu une installation intégrée comprenant une unité d'adsorption, une unité cryogénique, des moyens pour envoyer un gaz à l'unité d'adsorption où il se sépare en un débit enrichi en 002 et un débit appauvri en 002, des moyens pour envoyer le débit enrichi en 002 à l'unité cryogénique où il est séparé en un débit riche en 002 et un débit pauvre en 002 caractérisée en ce que: a) Le débit enrichi en 002 quittant l'unité d'adsorption a une teneur en 002 comprise entre 50 % et 95 % (préférablement entre 70 % et 90 %).
b) Le débit riche en 002 quittant l'unité de distillation cryogénique a une teneur en 002 supérieure à 80 % (préférablement > 99 %) c) Il y a une seule unité d'adsorption ou plusieurs unités d'adsorption opérées en parallèle.
Selon d'autres aspects de l'invention, il est prévu: - des moyens pour envoyer le débit enrichi en 002 directement de l'unité d'adsorption à l'unité cryogénique; - une capacité de mélange en aval de l'unité d'adsorption et en amont de l'unité cryogénique.
L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures. Les Figures 1 à 5 sont des dessins schématiques illustrant des exemples de procédés selon l'invention et la Figure 6 est un dessin schématique d'une unité cryogénique adaptée à être utilisée dans un procédé selon l'invention.
La Figure 1 montre une unité d'adsorption de type VPSA (ou VSA ou PSA) 3 alimentée par un gaz à traiter 1. Le gaz à traiter contient entre 10 et 60 % de 002, mélangé avec au moins un autre gaz pouvant être l'azote, le monoxyde de carbone, l'hydrogène, l'oxygène, le méthane, l'argon, la vapeur 8 2872890 d'eau... Le gaz à traiter par l'unité d'adsorption est à une pression entre 1 et 10 bar abs. Cette pression est atteinte éventuellement en rajoutant un compresseur en amont des adsorbeurs.
Une unité d'adsorption fonctionne de manière cyclique. Au moins une des étapes du cycle consiste à alimenter au moins un adsorbeur avec le gaz d'alimentation, et à soutirer un gaz appauvri en CO2 en sortie dudit au moins un adsorbeur. Cette étape est appelée étape d'adsorption. Au moins une autre étape du cycle consiste à dépressuriser au moins un adsorbeur, et à récupérer lors de cette dépressurisation, un gaz enrichi en CO2, appelé gaz de purge. Au moins une autre étape encore du cycle consiste à repressuriser au moins un adsorbeur de manière à ramener la pression à la pression d'adsorption. Cette étape est appelée étape de repressurisation.
L'unité 3 produit un gaz appauvri en CO2 5 et un gaz enrichi en CO2 7. Le gaz 7 enrichi en CO2 contient en moyenne entre 50 et 95 % de CO2, mais cette teneur en CO2 dans le gaz de purge varie de manière cyclique. Afin d'homogénéiser la teneur en CO2 de ce gaz, il est envoyé dans une capacité de mélange 4. Le mélange homogénéisé est ensuite envoyé à une unité cryogénique 9 où il se condense au moins partiellement au moins une fois. Avant d'être partiellement condensé, le débit enrichi en CO2 est comprimé à une pression supérieure à 6 bar abs, de préférence supérieure à 20 bar abs. Cette unité 9 peut être un liquéfacteur ou une unité de distillation. L'unité cryogénique produit un gaz pauvre en CO2 13 et un gaz riche en CO2 contenant au moins 80% de CO2 et de préférence plus de 99% de CO2.
Le CO2 peut ensuite être épuré pour produire un gaz contenant du CO2 encore plus pur, par exemple dans une colonne d'épuisement.
Dans la Figure 1, l'unité d'adsorption de type VPSA (ou VSA ou PSA) 3 comprend entre autres: - des adsorbeurs - un système de vannes ainsi qu'éventuellement - des pompes à vide (s'il s'agit d'un VPSA ou d'un VSA) - un compresseur du gaz à traiter 1 - une capacité de gaz enrichi en CO2 4 - une capacité de gaz appauvri en CO2 9 2872890 Dans l'exemple ci dessus, l'unité cryogénique 9 peut comprendre entre autres: - un compresseur de gaz d'alimentation qui comprime le gaz jusqu'à au moins 6 bar abs, préférablement jusqu'à au moins 20 bar abs - des purificateurs (typiquement contenant de l'alumine ou un tamis moléculaire) et leur réchauffeur de régénération - un échangeur froid - ainsi qu'éventuellement - un ou plusieurs condenseur/rebouilleur - une ou plusieurs colonnes à distiller - un compresseur de recycle - un dispositif d'élimination du CO et de l'hydrogène(catalytique ou non) - un groupe frigorifique (mécanique ou par absorption) - un dispositif de pré refroidissement avant les sécheurs La Figure 2 diffère de la Figure 1 uniquement en ce que le gaz appauvri en CO2 5 est détendu dans une turbine 15. L'énergie récupérée sur la turbine 15 peut soit servir à entraîner un compresseur de l'unité cryogénique 9 (même partiellement avec un moteur auxiliaire), soit être utilisée pour produire de l'électricité. La turbine 15 amène au moins une partie de sa puissance frigorifique à l'unité cryogénique 9.
La Figure 3 montre l'usage d'un refroidisseur en amont de la turbine 15 de la Figure 2, ce refroidisseur servant à amener de la puissance frigorifique supplémentaire à l'unité cryogénique 9 en envoyant le gaz détendu dans la turbine 15 à un échangeur de l'unité cryogénique. Dans le cas où le CO2 liquide se vaporise dans l'unité cryogénique, la plupart de l'apport de frigories provient de cette chaleur latente mais un petit apport pour compenser les pertes thermiques peut être fourni par le gaz détendu.
Si le but de la détente est de produire de l'énergie plutôt que de fournir des frigories à l'unité cryogénique, il sera alors plus intéressant de chauffer le débit à détendre.
Dans la Figure 4, le débit pauvre en CO2 13 est divisé en deux. Une partie 13A sert de purge alors que le débit 13B est détendu dans une turbine 19 qui est recyclé en amont de l'unité d'adsorption 3. Le gaz peut éventuellement être envoyé dans les adsorbeurs pendant une étape de repressurisation ou 2872890 pendant une étape d'adsorption. Alternativement le purge 13A peut être séparé du débit 13 en aval de la turbine 19 pour augmenter la production d'énergie.
L'énergie récupérée à l'arbre de la turbine 19 peut soit servir à produire de l'électricité, soit entraîner un compresseur.
Il est avantageux, comme l'on voit à la Figure 5, de chauffer le gaz 13B en amont de la turbine 19 avec un chauffage 21. Le gaz peut être chauffé par combustion directe, par chauffage dans une chaudière ou par échange de chaleur avec un fluide disponible sur le site, par exemple les fumées d'un Cowpers.
La Figure 6 montre une unité cryogénique qui permet de liquéfier un gaz contenant du 002. Un débit 7 ayant une teneur en 002 comprise entre 50 % et 95 % (préférablement entre 70 % ou 90 %) est comprimé et envoyé à un purificateur 33 opérant par épuration en lit radial ou axial afin d'épurer le gaz avant de le refroidir en dessous de -10 C. Ce purificateur sera périodiquement régénéré par un gaz réchauffé dans un réchauffeur de régénération.
Le gaz épuré 35 se refroidit dans un échangeur de chaleur37 où il est partiellement condensé. La phase condensée est séparée de la phase gazeuse dans un séparateur de phases 45. La partie liquide 51 est envoyé à un stockage 49 après détente dans une vanne. La partie gazeuse 53 est envoyé à un deuxième échangeur de chaleur43 où il se condense partiellement. La phase partiellement condensée 53 est séparée de la phase gazeuse dans un séparateur de phases. Le débit liquide 57 soutiré du séparateur de phases 47 est envoyé au stockage 49 après détente dans une vanne. Le débit gazeux 61 est renvoyé aux échangeurs 43, 37 et renvoyé au compresseur.
Le produit 63 contenant au moins 80% de 002 est soutiré du stockage 49. La partie gazeuse 59 est réchauffé dans les échangeurs 43, 37 et renvoyé à l'unité d'adsorption 2.
Les frigories pour la liquéfaction sont fournies par deux cycles frigorigènes 39, 41, éventuellement couplés.

Claims (2)

11 2872890 Revendications
1. Procédé intégré utilisant une unité d'adsorption (3) et une unité cryogénique (9), dans lequel un gaz est envoyé à l'unité d'adsorption où il se sépare en un débit enrichi en 002 (7) et un débit appauvri en 002 (5), le débit enrichi en 002 étant envoyé à l'unité cryogénique où il est séparé en un débit riche en 002 (11) et un débit pauvre en 002 (13) caractérisé en ce que: a) Le débit enrichi en 002 (7) quittant l'unité d'adsorption a une teneur en 002 comprise entre 50 % et 95 % (préférablement entre 70 % et 90 %).
b) Le débit riche en 002 (11) quittant l'unité de distillation cryogénique a une teneur en 002 supérieure à 80 % (préférablement > 99 %).
c) Il y a une seule unité d'adsorption (3) ou plusieurs unités d'adsorption opérées en parallèle.
2. Procédé suivant la revendication 1 dans lequel le débit enrichi en 002 (7) est envoyé directement de l'unité d'adsorption (3) à l'unité cryogénique (9), sans subir d'autres étapes de séparation entre les deux unités.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2 dans lequel le débit appauvri en 002 (5) produit par l'unité d'adsorption (3) est détendu dans une turbine (15) qui amène de la puissance frigorifique à l'unité cryogénique (9).
4. Procédé suivant la revendication 3 telle que le gaz appauvri en 002 (5) produit par l'unité d'adsorption est d'abord refroidi avant d'être détendu dans la turbine (15) qui amène de la puissance frigorifique à l'unité cryogénique.
5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel au moins une partie du gaz pauvre en 002 (13) quittant l'unité cryogénique est renvoyée vers l'unité d'adsorption (3), particulièrement a) soit à l'aspiration d'un compresseur d'alimentation de l'unité d'adsorption b) soit juste avant des adsorbeurs de l'unité d'adsorption 12 2872890 c) soit dans les adsorbeurs de l'unité d'adsorption pendant une étape de repressurisation (à co-courant ou à contre-courant) d) soit dans les adsorbeurs de l'unité d'adsorption pendant une étape d'adsorption.
6. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel au moins une partie (13B) du gaz pauvre en 002 (13) quittant l'unité cryogénique (9) est détendue dans une turbine (19) dont la température d'entrée est supérieure à -10 C puis recyclée vers l'unité d'adsorption a) soit à l'aspiration d'un compresseur d'alimentation de l'unité d'adsorption b) soit juste avant des adsorbeurs de l'unité d'adsorption c) soit dans les adsorbeurs pendant une étape de repressurisation (à cocourant ou à contre-courant) d) soit dans les adsorbeurs pendant une étape d'adsorption.
7. Procédé suivant la revendication 6 dans lequel avant d'entrer dans la turbine, le gaz recyclé est d'abord réchauffé a) par combustion directe de ce gaz (injection d'air ou d'air enrichi) et/ou b) par chauffage dans une chaudière brûlant de préférence du gaz de haut fourneau et/ou c) par échange avec un fluide du site sidérurgique dont la température est supérieure à 150 C et/ou d) par échange de chaleur avec le gaz enrichi en 002 (7) produit par l'unité d'adsorption (3) en amont de l'unité cryogénique.
8. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel au moins une partie du gaz pauvre en 002 (13) quittant l'unité cryogénique est utilisée comme combustible pour - chauffer un gaz de l'unité cryogénique et/ou - chauffer un réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique (9) et/ou 13 2872890 - chauffer le gaz pauvre en 002 (5) de l'unité d'adsorption (3) (avant ou après détente dans une éventuelle turbine) et/ou - chauffer un réchauffeur de régénération d'une unité de séparation d'air et/ou - produire de la vapeur pouvant être utilisée dans l'installation par É le réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique et/ou, É une ou des turbine d'entraînement des machines et/ou É un groupe frigorifique par absorption (servant par exemple à refroidir le gaz avant les purificateurs de l'unité cryogénique) et/ou É un échangeur thermique chauffant le gaz pauvre en 002 (5) quittant l'unité d'adsorption 9. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel au moins une partie du gaz pauvre en 002 (5) quittant l'unité d'adsorption est utilisé comme combustible pour - chauffer le réchauffeur de régénération de l'unité cryogénique et/ou - produire de la vapeur pouvant être utilisée dans l'installation par É le réchauffeur de régénération et/ou, É une ou des turbine d'entraînement des machines et/ou É un groupe frigorifique par absorption (servant par exemple à refroidir le gaz avant les purificateurs de l'unité cryogénique) 10. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel un groupe frigorifique de l'unité cryogénique (9) sert également à refroidir le gaz (1) en entrée de l'unité d'adsorption (3).
11. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz enrichi en 002 (7) est comprimé par un seul compresseur avant de l'envoyer à l'unité cryogénique (9).
14 2872890 12. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le gaz enrichi en 002 (7) sortant de l'unité d'adsorption est envoyé dans une capacité de mélange (4) avant d'être introduit dans l'unité cryogénique (9).
13. Installation intégrée comprenant une unité d'adsorption (3), une unité cryogénique (9), des moyens pour envoyer un gaz à l'unité d'adsorption où il se sépare en un débit enrichi en 002 (7) et un débit appauvri en 002 (5), des moyens pour envoyer le débit enrichi en 002 à l'unité cryogénique où il est séparé en un débit riche en 002 (11) et un débit pauvre en 002 (13) caractérisée en ce que: a) Le débit enrichi en 002 quittant l'unité d'adsorption a une teneur en 002 comprise entre 50 % et 95 % (préférablement entre 70% et 90 %).
b) Le débit riche en 002 quittant l'unité de distillation cryogénique a une teneur en 002 supérieure à 80 % (préférablement > 99 %).
c) Il y a une seule unité d'adsorption ou plusieurs unités d'adsorption opérées en parallèle.
14. Installation selon la revendication 13 dans laquelle il y a des moyens pour envoyer le débit enrichi en 002 directement de l'unité d'adsorption à l'unité cryogénique.
15. Installation selon la revendication 13 ou 14 comprenant une capacité de mélange (4) en aval de l'unité d'adsorption (3) et en amont de l'unité cryogénique (9).
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