FR2916264A1 - Procede de separation d'un melange de monoxyde de carbone, de methane, d'hydrogene et eventuellement d'azote par distillation cryogenique - Google Patents

Procede de separation d'un melange de monoxyde de carbone, de methane, d'hydrogene et eventuellement d'azote par distillation cryogenique Download PDF

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Abstract

Dans un procédé de séparation d'un mélange comprenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane dans lequel on sépare le mélange par un premier moyen de séparation (C1), on envoie au moins une fraction liquide de la cuve du moyen de séparation à une colonne d'épuisement (C2), on envoie au moins une partie de la fraction liquide de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation CO/CH4(C3) pour produire un débit liquide enrichi en méthane et un débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone et on produit un débit gazeux riche en monoxyde de carbone, le procédé étant tenu en froid au moins partiellement par un cycle de monoxyde de carbone, ledit cycle assurant au moins partiellement la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4et/ou le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement et/ou le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4et/ou le refroidissement du mélangé destiné au premier moyen de séparation.

Description

La présente invention est relative à un procédé de séparation d'un mélange
de monoxyde de carbone, de méthane, d'hydrogène et éventuellement d'azote par distillation cryogénique. Il est connu de séparer un tel mélange pour produire du monoxyde de carbone et de l'hydrogène par un procédé de lavage au méthane tel que décrit dans Linde Reports on Science and Technology, Progress in H2/CO Low û Temperature Separation de Berninger, 44/1988 et dans A New Generation of Cryogenic H2/CO Separation Processes Successfully in Operation at Two Different Antwerp Sites de Belloni, International Symposium on Gas Separation Technology, 1989. D'autres documents décrivant des procédés de lavage au méthane comprennent :EP-A-0928937, US4478621, Tieftemperaturtechnik, page 418. Le monoxyde de carbone issu des boîtes froides H2/CO entraîne avec lui une fraction importante de l'azote présent dans le gaz de charge. Ce phénomène est lié à la difficulté de séparer les deux composants CO et N2, leurs points de bulle étant très proches. Néanmoins, selon l'utilisation qui est faite du CO en aval de la boîte froide, il s'avère parfois nécessaire de diminuer sa teneur en azote avant de l'exporter. Pour ce faire, on a classiquement recours à l'implantation dans la boîte froide d'une colonne dite de déazotation, dont la fonction est de produire en cuve du monoxyde de carbone à la pureté requise. En tête de colonne, on récupère une purge azote contenant une fraction de CO. La colonne de déazotation est implantée soit en amont, soit en aval de la colonne de séparation CO/CH4.
Un des procédés existants décrit dans US-A-4478621 comprend une colonne de déazotation équipée d'un condenseur en tête. Le fluide frigorigène du condenseur de tête de la colonne de déazotation est du CO liquide dont la pression est proche de la pression atmosphérique. A ce niveau de pression, la température de vaporisation du CO est trop basse pour refroidir le gaz de charge à l'entrée de la colonne de lavage au méthane : le méthane risquerait de geler. Pour refroidir le gaz de charge, le procédé prévoit ainsi une vaporisation de CO à un niveau de pression supérieur. 1) La présente invention consiste à utiliser une pression unique de vaporisation du CO, pour satisfaire les besoins suivants : apport frigorigène au(x) condenseur(s) (de la colonne de déazotation et/ou de la colonne de séparation CO/CH4) et/ou refroidissement du gaz de charge jusqu'à l'entrée de la colonne de lavage au méthane et/ou sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane. Compte tenu de la contrainte sur la température de gel du méthane, cette pression est d'environ 2.6 bar abs. 2) L'invention consiste par ailleurs à utiliser une pression de cycle CO unique pour assurer les besoins des rebouilleurs de la colonne de flash et de la colonne CO/CH4. Cette pression peut se situer entre 25 et 45 bar, de préférence entre 32 et 45 bars. Le placement de ces rebouilleurs sur le circuit de CO peut se faire soit en parallèle, soit en série. Cette configuration permet de simplifier la conception du compresseur de cycle et de la ligne d'échange. 3) L'invention consiste enfin à fournir les besoins en rebouillage de la colonne de déazotation par injection directe de CO pur gazeux en cuve, lui-même issu du mélange de deux (ou trois) courants : a) Le premier courant est issu de la vaporisation de CO liquide dans la ligne d'échange, aux température et pression adéquates pour alimenter la colonne de déazotation, c'est-à-dire à moyenne pression (3.5 à 5 bar abs). b) Le second courant est directement issu du compresseur de cycle (il est refroidi dans la ligne d'échange). c) Le troisième courant (optionnel) est issu de l'échappement de la turbine cryogénique au CO (il est éventuellement refroidi dans la ligne d'échange). Le premier avantage de l'invention est que la pression de vaporisation la plus basse du CO est d'environ 2.6 bar abs, et la pression la plus haute autour de 35bar abs. Ceci permet le plus souvent d'assurer la compression du cycle CO par un compresseur centrifuge à cinq étages (six maximum). De plus, la pression HP du cycle correspond assez bien avec les pressions de CO produit souvent requises (notamment pour la production d'acide acétique). Le deuxième avantage de l'invention est qu'elle fait apparaître deux paliers de vaporisation CO dans la ligne d'échange : une vers 2.6b, l'autre vers 4b. Ceci permet de gagner en énergie sur le cycle CO. Le troisième avantage de l'invention est de proposer deux, voire trois leviers de réglage pour le contrôle du rebouillage de la colonne de déazotation. De plus, l'envoi de monoxyde de carbone moyenne pression de la turbine vers la cuve de déazotation permet de gagner beaucoup sur l'investissement de l'échangeur chaud 9. Toutes les pressions mentionnées dans ce document sont des pressions absolues.
Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de séparation d'un mélange comprenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane dans lequel on sépare le mélange dans une colonne de lavage au méthane, on envoie au moins une partie de la fraction liquide de la cuve de la colonne de lavage au méthane à une colonne d'épuisement, on envoie au moins une partie de la fraction liquide de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation CO/CH4 pour produire un débit liquide enrichi en méthane et un débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone, on envoie au moins une partie du débit liquide à la tête de la colonne de lavage au méthane et on soutire le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone, le procédé étant tenu en froid au moins partiellement par un cycle de monoxyde de carbone, ledit cycle assurant au moins partiellement la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 et/ou le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement et/ou le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 et/ou le refroidissement du mélange destiné à la colonne de lavage au méthane et/ou le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane. Selon un objet de l'invention, il est prévu que : - au moins deux des étapes suivantes o la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 o le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement o le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 o le refroidissement du mélange destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane o la condensation en tête de colonne de déazotation s'effectuent à des pressions qui diffèrent d'au plus 0,5 bars, voire 0,25 bars l'une de l'autre. - au moins deux des étapes suivantes o la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 o le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement o le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 o le refroidissement du mélange destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane o la condensation en tête de colonne de déazotation s'effectuent à une pression intermédiaire d'un compresseur de monoxyde de carbone. - le mélange contient également de l'azote et on envoie le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone à une colonne de déazotation pour produire un débit liquide riche en monoxyde de carbone et un débit gazeux riche en azote, ledit cycle de monoxyde de carbone assurant au moins partiellement la condensation en tête de colonne de déazotation. - le monoxyde de carbone du cycle est comprimé à une pression élevée par un compresseur de cycle, puis détendu dans une turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de séparation CO/CH4. - du monoxyde de carbone du cycle est comprimé par un compresseur de cycle à une pression élevée, puis détendu dans une turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de déazotation. - le monoxyde de carbone de cycle est comprimé dans un premier compresseur de cycle à une moyenne pression et ensuite en partie par le compresseur de cycle à une pression élevée et une partie du monoxyde de carbone à la moyenne pression est envoyée sous forme gazeuse à la colonne de déazotation. - le monoxyde de carbone de cycle est comprimé dans un premier compresseur de cycle à une moyenne pression et ensuite une première partie du monoxyde de carbone de cycle est envoyée en cuve de la colonne de déazotation et une deuxième partie du monoxyde de carbone est comprimée à une pression élevée. - un débit de cycle CO à entre 25 et 45 bars, de préférence à entre 32 et 35 bars, chauffe la cuve de la colonne d'épuisement et/ou la cuve de la colonne séparation. - un débit de cycle CO à entre 25 et 45 bars, de préférence à entre 32 et 35 bars, est détendu à la pression de la colonne de déazotation. - un débit de cycle CO à entre 3,5 et 5 bars est envoyé en cuve de la colonne de déazotation. - le débit de cycle CO se liquéfie puis se vaporise dans une ligne d'échange et est envoyé en cuve de la colonne de déazotation. - le mélange à séparer dans la colonne de lavage au méthane se refroidit par échange de chaleur avec un débit de monoxyde de carbone de cycle à au moins 2,4 bars. - des débits enrichis en monoxyde de carbone à substantiellement la même pression assurent au moins deux des fonctions suivantes : apport de frigories au condenseur de tête de la colonne de déazotation, sous-refroidissement de la colonne de déazotation et refroidissement de la colonne de lavage. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu une installation de séparation d'un mélange comprenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane comprenant dans lequel une colonne de lavage au méthane, une colonne d'épuisement et une colonne de séparation CO/CH4, une conduite pour envoyer le mélange dans la colonne de lavage au méthane, une conduite pour envoyer au moins une partie de la fraction liquide de la cuve de la colonne de lavage au méthane à la colonne d'épuisement, une conduite pour envoyer au moins une partie de la fraction liquide de la colonne d'épuisement à la colonne de séparation CO/CH4 pour produire un débit liquide enrichi en méthane et un débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone, une conduite pour envoyer au moins une partie du débit liquide enrichi en méthane à la tête de la colonne de lavage au méthane et une conduite pour soutirer le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone de la colonne de séparation CO/CH4, l'installation étant tenue en froid au moins partiellement par un cycle de monoxyde de carbone, ledit cycle assurant au moins partiellement le refroidissement d'un condenseur en tête de la colonne de séparation CO/CH4 et/ou le réchauffement d'un rebouilleur de cuve de la colonne d'épuisement et/ou d'un rebouilleur de cuve de colonne de séparation CO/CH4.
Selon d'autres aspects de l'invention, il est prévu que le mélange contienne également de l'azote et l'installation comprenne une colonne de déazotation et une conduite pour envoyer le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone à la colonne de déazotation pour produire un débit liquide riche en monoxyde de carbone et un débit gazeux riche en azote, ledit cycle de monoxyde de carbone assurant au moins partiellement la refroidissement d'un condenseur en tête de colonne de déazotation. L'installation peut également comprendre : - un compresseur de cycle et une turbine dans laquelle le monoxyde de carbone du cycle est comprimé à une pression élevée par le compresseur de cycle, puis détendu dans la turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de séparation CO/CH4. - un compresseur de cycle et une turbine dans laquelle du monoxyde de carbone du cycle est comprimé par le compresseur de cycle à une pression élevée, puis détendu dans la turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de déazotation. Le monoxyde de carbone de cycle est éventuellement comprimé dans un premier compresseur de cycle à une moyenne pression et ensuite une première partie du monoxyde de carbone de cycle est envoyée en cuve de la colonne de déazotation et une deuxième partie du monoxyde de carbone est comprimée à une pression élevée. L'installation peut comprendre : - une conduite pour envoyer un débit de cycle CO à la pression la plus élevée du cycle au rebouilleur de cuve de la colonne d'épuisement et/ou la cuve de la colonne séparation. - une turbine de détente du débit de cycle CO à la pression la plus élevée du cycle dont la sortie est reliée à la colonne de déazotation. - une ligne d'échange et des moyens pour envoyer le débit de cycle CO à la ligne d'échange en amont de la colonne de déazotation.
L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures qui montrent des procédés de séparation selon l'invention. Pour simplifier la Figure 1, seul l'arrivée du gaz à traiter et le cycle de monoxyde de carbone sont montrés.
Un débit contenant du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane et de l'azote 45 se refroidit dans l'échangeur 9 par échange de chaleur avec un débit de monoxyde de carbone 1 et est envoyé à une colonne de lavage au méthane Cl alimenté en tête par un débit de méthane liquide à très basse température.
Toutefois, il sera compris (bien qu'il ne soit pas illustré) que le liquide de cuve de la colonne Cl est envoyé en tête de la colonne d'épuisement C2. Le gaz de tête de la colonne Cl enrichi en hydrogène sort de l'installation. Le liquide de cuve de la colonne d'épuisement C2 est envoyé à une colonne de séparation CO/méthane C3. Le liquide de cuve de la colonne C3 est renvoyé en tête de la colonne Cl. Le gaz de tête de la colonne C3 est envoyé à un point intermédiaire de la colonne de déazotation C4 où il se sépare en un liquide riche en monoxyde de carbone en cuve et un gaz riche en azote en tête. Le schéma des colonnes correspond donc à celui de la Figure 6 de Linde Reports on Science and Technology, Progress in H2/CO Low ùTemperature Separation de Berninger, 44/1988. Or, le cycle de production de frigories est très différent de celui de l'antériorité. Le schéma de Berninger présente deux inconvénients par rapport à celui de l'invention : 1) L'un des fluides alimentant la cuve de la colonne de déazotation provient de la vaporisation de CO dans les refroidisseurs de la colonne de lavage. Cela signifie : a) soit que cette vaporisation de CO est faite à moyenne pression (donc la température de la colonne de lavage n'est pas optimale, d'où une perte d'efficacité du lavage) ; b) soit que cette vaporisation de CO est faite à basse pression, dans ce cas le lavage est optimisé, mais il faut alors du CO à très basse pression pour le condenseur de la colonne de déazotation (donc un étage supplémentaire pour le compresseur). 2) Le schéma de Berninger ne fait pas apparaître de vaporisation de CO à moyenne pression dans la ligne d'échange. Or cette vaporisation est l'un des principaux intérêts du schéma selon l'invention, puisqu'il permet d'optimiser le diagramme d'échange et donc la consommation énergétique globale du procédé. Un débit de gaz de synthèse est envoyé à une colonne de lavage au méthane Cl alimentée en tête par un débit de méthane liquide 4. Le liquide de cuve (non illustré) est envoyé à la colonne d'épuisement C2 de manière connue et un fluide dépourvu en hydrogène est envoyé de la colonne d'épuisement C2 à la colonne de séparation CO/CH4 C3. Un débit enrichi en monoxyde de carbone est soutiré en tête de la colonne C3 est envoyé à la colonne de déazotation C4 pour en éliminer l'azote. Un débit de monoxyde de carbone impur 1 à une pression basse est envoyé à un étage de compresseur V1. Une partie 3 du monoxyde de carbone comprimé à entre 3,5 et 5 bars, par exemple 4,3 bars dans V1 se refroidit dans l'échangeur 9 et est envoyé en cuve de la colonne de déazotation C4 sous forme gazeuse. Le reste du monoxyde de carbone est comprimé de nouveau dans un compresseur V2 jusqu'à une pression entre 25 et 45 bar, de préférence entre 32 et 35 bar pour former le débit 5. Ce débit est divisé en une partie 7 qui constitue une production et un autre débit qui est envoyé à l'échangeur 9. Une fraction 13 traverse entièrement l'échangeur avant d'être divisée en trois. Un premier débit 19 sert à rebouillir la colonne d'épuisement C2, un deuxième débit 23 sert à rebouillir la colonne CO/méthane C3 et les deux débits refroidis 19, 23 sont envoyés avec le troisième débit 21 à un échangeur 17 où ils se liquéfient. Le débit 23 est divisé en deux, une partie 25 étant détendue dans une vanne 27 puis vaporisé dans l'échangeur 17 et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de déazotation C4. Le reste 26 du débit 23 est détendu à une pression de 2,6 bars et envoyé à un pot séparateur 35 après détente dans une vanne. Les débits 21, 19 sont également détendus dans des vannes et envoyés à ce même pot séparateur 35. Il sera aisément compris qu'une partie d'un des débits 19, 21 pourrait être vaporisé et envoyé en cuve de la colonne de déazotation C4 en plus du débit 25 ou à la place de ce débit 25. Le gaz 43 formé dans le pot séparateur 35 est renvoyé au compresseur V1 après réchauffage dans l'échangeur 9.
Le liquide du pot séparateur 35 est divisé en quatre. Une partie 1 est envoyé à un pot séparateur 33 où il forme une fraction gazeuse 41 et une fraction liquide 31. La fraction liquide 31 se vaporiser dans l'échangeur 17. La fraction gazeuse 41 se réchauffe dans l'échangeur 17 contre les débits 19, 21, 23 avant d'être renvoyé au compresseur V1. Une partie 2 sert à sous-refroidir la colonne de lavage au méthane Cl avant d'être mélangé au débit 41. Une partie 3 sert à condenser la tête de la colonne CO/méthane C3 où il se vaporise et est ensuite renvoyé au compresseur V1.
La quatrième partie 37 est mélangée avec le liquide de cuve 29 de la colonne de déazotation et sert à refroidir la tête de celle-ci. Le débit formé 39 est renvoyé au compresseur V1. Ces quatre parties 1, 2, 3, 37 sont sensiblement à la même pression. Enfin un débit 11 se refroidit partiellement dans l'échangeur 9, est détendu dans une turbine T, se refroidit dans l'échangeur 17 en tant que débit 15 et est envoyé en cuve de la colonne de déazotation C4. Dans la figure 2, on reconnaît une colonne de lavage au méthane Cl, une colonne d'épuisement C2 et une colonne de séparation CO/CH4 C3. Pour simplifier la Figure 2, seul le cycle de monoxyde de carbone est montré.
Un débit contenant du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane et de l'azote (non-illustré) se refroidit dans l'échangeur 9 par échange de chaleur avec un débit de monoxyde de carbone 1 et est envoyé à une colonne de lavage au méthane Cl alimenté en tête par un débit de méthane liquide à très basse température.
Il sera compris (bien qu'il ne soit pas illustré) que le liquide de cuve de la colonne Cl est envoyé en tête de la colonne d'épuisement C2. Le gaz de tête de la colonne Cl enrichi en hydrogène sort de l'installation. Le liquide de cuve de la colonne d'épuisement C2 est envoyé à une colonne de séparation CO/méthane C3. Le liquide de cuve de la colonne C3 est renvoyé en tête de la colonne Cl. Un débit de monoxyde de carbone impur 1 à une pression basse est envoyé à un étage de compresseur V1. Mélangé avec un débit de monoxyde de carbone, le monoxyde de carbone provenant de l'étage V1 est comprimé de nouveau dans un compresseur V2 jusqu'à une pression entre 25 et 45 bar, de préférence entre 32 et 35 bar pour former le débit 5. Ce débit est divisé en une partie 7 qui constitue une production de monoxyde de carbone haute pression et un autre débit qui est envoyé à l'échangeur 9. Une fraction 13 traverse entièrement l'échangeur avant d'être divisée en trois. Un premier débit 19 sert à rebouillir la colonne d'épuisement C2, un deuxième débit 23 sert à rebouillir la colonne CO/méthane C3 et les deux débits refroidis 19, 23 sont envoyés avec le troisième débit 21 à un échangeur 17 où ils se liquéfient. Le débit 23 est divisé en deux, une partie 25 étant détendue dans une vanne 27 puis vaporisé dans l'échangeur 17 et envoyé sous forme gazeuse au compresseur V2. Le reste 26 du débit 23 est détendu à une pression de 2,6 bars et envoyé à un pot séparateur 35 après détente dans une vanne. Les débits 21, 19 sont également détendus dans des vannes et envoyés à ce même pot séparateur 35. Le gaz 43 formé dans le pot séparateur 35 est renvoyé au compresseur V1 après réchauffage dans l'échangeur 9.
Le liquide du pot séparateur 35 est divisé en trois. Une partie 1 est envoyée à un pot séparateur 33 où il forme une fraction gazeuse 41 et une fraction liquide 31. La fraction liquide 31 se vaporiser dans l'échangeur 17. La fraction gazeuse 41 se réchauffe dans l'échangeur 17 contre les débits 19, 21, 23 avant d'être renvoyé au compresseur V1.
Une partie 2 sert à sous-refroidir la colonne de lavage au méthane Cl avant d'être mélangé au débit 41. La troisième partie 37 sert à refroidir la tête de la colonne CO/CH4 C3. Le débit formé 39 est renvoyé au compresseur V1. Ces trois parties 1, 2, 37 sont sensiblement à la même pression.
Enfin un débit 11 se refroidit partiellement dans l'échangeur 9, est détendu dans une turbine T, se réchauffe dans l'échangeur 9 et rejoint l'entrée du compresseur V2. Dans la figure 3, on reconnaît un pot séparateur Cl, une colonne d'épuisement C2, une colonne de séparation CO/CH4 C3 et une colonne de déazotation de CO C4. Pour simplifier la Figure 3, seul l'arrivée de gaz de synthèse le cycle de monoxyde de carbone est montré. Un débit 45 contenant du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane et de l'azote se refroidit dans l'échangeur 9 par échange de chaleur avec un débit de monoxyde de carbone 1 et ensuite dans l'échangeur 17 et est envoyé au pot séparateur. Le liquide de cuve du pot Cl est envoyé en tête de la colonne d'épuisement C2. Le gaz de tête de la colonne Cl enrichi en hydrogène sort de l'installation. Le liquide de cuve de la colonne d'épuisement C2 est refroidi dans l'échangeur 17 et envoyé à une colonne de séparation CO/méthane C3. Ce liquide de cuve se refroidit dans l'échangeur 17, est divisé en deux, une partie 57 est envoyée à la colonne de séparation CO/méthane et le reste 55 est détendu, réchauffé dans l'échangeur 17 jusqu'à une température intermédiaire puis envoyé à la colonne de séparation CO/méthane C3. Un débit de monoxyde de carbone impur 1 à une pression basse est envoyé à un étage de compresseur V1. Le monoxyde de carbone à moyenne pression est divisé en deux. Le débit 3 à moyenne pression se refroidit dans l'échangeur 9 et mélangé avec du monoxyde de carbone provenant de la turbine T et est envoyé en cuve de la colonne de déazotation C4. Le reste du monoxyde de carbone est comprimé à une pression plus élevée dans le compresseur V2 pour former le débit 5. Une partie 7 de ce débit sert de produit. Le reste se refroidit dans l'échangeur 9. Une partie 11 à une température intermédiaire est détendue dans une turbine T et envoyé à la colonne de déazotation. Une fraction 13 traverse entièrement l'échangeur avant d'être divisée en trois. Un premier débit 19 sert à rebouillir la colonne d'épuisement C2, un deuxième débit 23 sert à rebouillir la colonne CO/méthane C3 et les deux débits refroidis 19, 23 sont envoyés avec le troisième débit 21 à un échangeur 17 où ils se liquéfient. Le débit 23 est divisé en deux, une partie 25 étant détendue dans une vanne 27 puis vaporisé dans l'échangeur 17 et envoyé sous forme gazeuse à la colonne de déazotation C4. Le reste 26 du débit 23 est détendu à une pression de 2,6 bars et envoyé à un pot séparateur 35 après détente dans une vanne. Les débits 21, 19 sont également détendus dans des vannes et envoyés à ce même pot séparateur 35.
Le gaz 43 formé dans le pot séparateur 35 est renvoyé au compresseur V1 après réchauffage dans l'échangeur 9. Le liquide du pot séparateur 35 est divisé en trois. Une partie 1 est envoyée à un pot séparateur 33 où il forme une fraction gazeuse 41 et une fraction liquide 31. La fraction liquide 31 se vaporiser dans l'échangeur 17. La fraction gazeuse 41 se réchauffe dans l'échangeur 17 contre les débits 19, 21, 23 avant d'être renvoyé au compresseur V1. Une partie 2 sert à refroidir la tête de la colonne CO/CH4 C3. Le débit formé 39 est renvoyé au compresseur V1.
La troisième partie 37 sert à refroidir la tête de la colonne de déazotation C4. Le débit formé 39 est renvoyé au compresseur V1. Ces trois parties 1, 2, 37 sont sensiblement à la même pression Pour les figures avec colonne de lavage au méthane, le liquide du pot séparateur 35 peut également assurer le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage C1.

Claims (28)

REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation d'un mélange comprenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane dans lequel on sépare le mélange par un premier moyen de séparation (Cl) constitué éventuellement par une colonne de lavage au méthane, on envoie au moins une fraction liquide de la cuve du moyen de séparation à une colonne d'épuisement (C2), on envoie au moins une partie de la fraction liquide de la colonne d'épuisement à une colonne de séparation CO/CH4 (C3) pour produire un débit liquide enrichi en méthane et un débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone et éventuellement on envoie le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone à une colonne de déazotation, et on produit un débit gazeux riche en monoxyde de carbone, le procédé étant tenu en froid au moins partiellement par un cycle de monoxyde de carbone, ledit cycle assurant au moins partiellement la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 et/ou le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement et/ou le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 et/ou le refroidissement du mélangé destiné au premier moyen de séparation et/ou, le cas échéant, le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane et/ou le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane et/ou, le cas échéant, la condensation en tête de colonne de déazotation .
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le mélange contient également de l'azote et on envoie le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone à une colonne de déazotation (C4) pour produire un débit liquide (29) riche en monoxyde de carbone et un débit gazeux riche en azote, ledit cycle de monoxyde de carbone assurant au moins partiellement la condensation en tête de colonne de déazotation.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le monoxyde de carbone du cycle est comprimé à une pression élevée par un compresseur de cycle (V1, V2), puis détendu dans une turbine (T) et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de séparation CO/CH4 (C3).
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 quand dépendante de la revendication 2 dans lequel du monoxyde de carbone du cycle est comprimé par un compresseur de cycle (V1, V2) à une pression élevée, puis détendu dans une turbine (T) et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de déazotation (C4).
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel le monoxyde de carbone de cycle est comprimé dans un premier compresseur de cycle (V1) à une moyenne pression et ensuite en partie par le compresseur de cycle (V2) à une pression élevée et une partie (3) du monoxyde de carbone à la moyenne pression est envoyée sous forme gazeuse à la colonne de déazotation (C4).
6. Procédé selon la revendication 2 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 2 dans lequel le monoxyde de carbone de cycle est comprimé dans un premier compresseur de cycle (V1) à une moyenne pression et ensuite une première partie (3) du monoxyde de carbone de cycle est envoyée en cuve de la colonne de déazotation (C4) et une deuxième partie du monoxyde de carbone est comprimée à une pression élevée.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel un débit de cycle CO à entre 25 et 45 bars, de préférence à entre 32 et 35 bars, chauffe la cuve de la colonne d'épuisement (C2) et/ou la cuve de la colonne de séparation CO/CH4 (C3).
8. Procédé selon la revendication 2 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 2 dans lequel un débit de cycle CO à entre 25 et 45 bars, de préférence à entre 32 et 35 bars, est détendu (dans T) à la pression de la colonne de déazotation (C4).
9. Procédé selon la. revendication 2 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 2 dans lequel un débit de cycle CO (25) à entre 3,5 et 5 bars est envoyé en cuve de la colonne de déazotation.
10. Procédé selon la revendication 2 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 2 dans lequel le débit de cycle CO (25) se liquéfie puis se vaporise dans une ligne d'échange et est envoyé en cuve de la colonne de déazotation.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier moyen de séparation est une colonne de lavage au méthane (Cl).
12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel le mélange (45) à séparer dans la colonne de lavage au méthane (Cl) se refroidit par échange de chaleur avec un débit de monoxyde de carbone de cycle à au moins 2,4 bars.
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12 dans lequel le débit de cycle CO assure le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane etlou le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel le premier moyen de séparation est un séparateur de phases.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 2 dans lequel des débits (2, 39) enrichis en monoxyde de carbone à substantiellement la même pression assurent au moins deux des fonctions suivantes : apport de frigories à un condenseur de tête de la colonne de déazotation (C4), sous-refroidissement de la colonne de déazotation (C4) et refroidissement de la colonne de lavage (Cl), apport de frigories à une condenseur de tête de la colonne de séparation COICH4 (C3).
16. Procédé selon une des revendications précédentes dans lequel au moins deux des étapes suivantes o la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 o le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement o le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 o le refroidissement du mélange destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane o la condensation en tête de colonne de déazotation s'effectuent à des pressions qui diffèrent d'au plus 0,5 bars, voire 0,25 bars l'une de l'autre.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins deux des étapes suivantes o la condensation en tête de la colonne de séparation CO/CH4 o le rebouillage en cuve de la colonne d'épuisement o le rebouillage en cuve de colonne de séparation CO/CH4 o le refroidissement du mélange destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane o le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane o la condensation en tête de colonne de déazotation s'effectuent à une pression intermédiaire d'un compresseur de monoxyde de carbone.
18. Installation de séparation d'un mélange comprenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane comprenant unpremier moyen de séparation (Cl) étant éventuellement une colonne de lavage au méthane, une colonne d'épuisement (C2), une colonne de séparation CO/CH4 (C3), et éventuellement une colonne de déazotation , une conduite pour envoyer le mélange dans le premier moyen de séparation, une conduite pour envoyer au moins une fraction liquide du premier moyen de séparation à la colonne d'épuisement, une conduite pour envoyer au moins une partie de la fraction liquide de la colonne d'épuisement à la colonne de séparation CO/CH4 pour produire un débit liquide enrichi en méthane et un débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone, et une conduite pour soutirer le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone de la colonne de séparation CO/CH4, l'installation étant tenu en froid au moins partiellement par un cycle (V1, V2, T) de monoxyde de carbone, ledit cycle assurant au moins partiellement le refroidissement d'un condenseur en tête de la colonne de séparation CO/CH4 et/ou le réchauffement d'un rebouilleur de cuve de la colonne d'épuisement et/ou d'un rebouilleur de cuve de colonne de séparation CO/CH4 et/ou le refroidissement du mélange destiné au premier moyen de séparation et/ou, le cas échéant, le refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane et/ou le sous-refroidissement de la colonne de lavage au méthane et/ou, le cas échéant, la condensation en tête de colonne de déazotation.
19. Installation selon la revendication 18 dans lequel le mélange contient également de l'azote et comprenant une colonne de déazotation (C4) et une conduite pour envoyer le débit gazeux enrichi en monoxyde de carbone à la colonne de déazotation pour produire un débit liquide riche en monoxyde de carbone et un débit gazeux riche en azote, ledit cycle de monoxyde de carbone assurant au moins partiellement la refroidissement d'un condenseur en tête de colonne de déazotation.
20. Installation selon la revendication 18 ou 19 comprenant un compresseur de cycle (V1, V2), et une turbine (T) dans laquelle le monoxyde de carbone du cycle est comprimé à une pression élevée par le compresseurde cycle puis détendu dans la turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de séparation CO/CH4.
21. Installation selon la revendication 19 ou 20 quand dépendante de la revendication 18 comprenant un compresseur de cycle (V1, V2) et une turbine (T) dans laquelle du monoxyde de carbone du cycle est comprimé par le compresseur de cycle à une pression élevée, puis détendu dans la turbine et envoyé sous forme gazeuse en cuve de la colonne de déazotation.
22. Installation selon la revendication 19 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 19 comprenant un premier compresseur de cycle (V1) pour comprimer le monoxyde de carbone de cycle à une moyenne pression et une conduite pour envoyer une première partie du monoxyde de carbone de cycle en cuve de la colonne de déazotation (C4) et un deuxième compresseur (V2) pour comprimer une deuxième partie du monoxyde de carbone à une pression élevée.
23. Installation selon l'une des revendications 18 à 22 comprenant une conduite pour envoyer un débit de cycle CO à la pression la plus élevée du cycle au rebouilleur de cuve de la colonne d'épuisement (C2) et/ou au rebouilleur de cuve de la colonne de séparation CO/CH4 (C3).
24. Installation selon la revendication 19 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 19 comprenant une turbine (T) de détente du débit de cycle CO à la pression la plus élevée du cycle dont la sortie est reliée à la colonne de déazotation (C4).
25. Installation selon la revendication 19 ou l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 19 comprenant une ligne d'échange (17) et des moyens pour envoyer le débit de cycle CO à la ligne d'échange en amont de la colonne de déazotation (C4). 10
26. Installation selon l'une des revendications 18 à 25 dans laquelle le premier moyen de séparation est une colonne de lavage au méthane et comprenant des moyens pour envoyer un liquide enrichi en méthane de la 5 colonne de séparation CO/CH4 à la colonne de lavage.
27. Installation selon l'une des revendications 18 à 26 dans laquelle le cycle de monoxyde carbone est connecté à un échangeur de refroidissement du méthane destiné à la colonne de lavage au méthane.
28. Installation selon l'une des revendications 18 à 25 dans laquelle le premier moyen de séparation est un séparateur de phases.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2930332A1 (fr) * 2008-04-18 2009-10-23 Air Liquide Procede et appareil de separation cryogenique d'un melange d'hydrogene et de monoxyde de carbone
CN102963944B (zh) * 2011-08-30 2014-09-03 中国石油化工股份有限公司 一种co变换冷凝液汽提塔
FR2991442B1 (fr) * 2012-05-31 2018-12-07 L'air Liquide,Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Appareil et procede de separation cryogenique d'un melange de monoxyde de carbone et de methane ainsi que d'hydrogene et/ou d'azote
FR2992307B1 (fr) * 2012-06-25 2014-08-08 Air Liquide Procede et installation pour la production combinee de gaz de synthese d'ammoniac et de dioxyde de carbone
FR3011069B1 (fr) * 2013-09-24 2015-09-11 Air Liquide Procede et appareil de separation cryogenique d'un melange contenant au moins du monoxyde de carbone, de l'hydrogene et de l'azote
FR3011320A1 (fr) * 2013-10-02 2015-04-03 Air Liquide Procede et appareil de separation par distillation cryogenique d'un melange compose d'hydrogene, de monoxyde de carbone et de methane
FR3052159B1 (fr) 2016-06-06 2018-05-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et installation pour la production combinee d'un melange d'hydrogene et d'azote ainsi que de monoxyde de carbone par distillation et lavage cryogeniques
US11137204B2 (en) * 2016-08-25 2021-10-05 Praxair Technology, Inc. Process and apparatus for producing carbon monoxide
FR3058996B1 (fr) * 2016-11-18 2022-01-07 Air Liquide Procede et installation de separation cryogenique d’un melange gazeux par lavage au methane
CN107543369B (zh) * 2017-08-15 2020-06-16 成都深冷液化设备股份有限公司 一种深冷分离co、h2的双循环甲烷洗涤***及方法
US20210055047A1 (en) * 2018-03-21 2021-02-25 L'Air Liquide, Société Anonyme Pour I'Etude et I'Exploitation des Precédés Georges Claude Method and appliance for separating a synthesis gas by cryogenic distillation
FR3079288B1 (fr) * 2018-03-21 2020-05-22 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et appareil de separation d'un gaz de synthese par distillation cryogenique
FR3084739B1 (fr) * 2018-07-31 2020-07-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Echangeur de chaleur a configuration de passages amelioree, procedes d'echange de chaleur associes
CN108826831B (zh) * 2018-08-24 2023-09-29 杭州中泰深冷技术股份有限公司 氮循环制冷的深冷分离一氧化碳气体的装置和工艺
CN110398133B (zh) * 2019-07-14 2023-05-23 杭氧集团股份有限公司 一种分离合成气生产高纯co、压缩天然气的深冷分离装置
FR3100057A1 (fr) * 2019-08-20 2021-02-26 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Procede et appareil de production de monoxyde de carbone par condensation partielle
CN113862051B (zh) * 2021-09-27 2024-02-13 北京石油化工工程有限公司 双制冷循环甲烷洗合成气深冷分离装置及分离方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813889A (en) * 1970-03-26 1974-06-04 B Bligh Separation of gas mixtures
US4478621A (en) * 1982-04-28 1984-10-23 Linde Aktiengesellschaft Process for the extraction of carbon monoxide from gas streams

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4102659A (en) * 1976-06-04 1978-07-25 Union Carbide Corporation Separation of H2, CO, and CH4 synthesis gas with methane wash
DE2912761A1 (de) * 1979-03-30 1980-10-09 Linde Ag Verfahren zum zerlegen eines gasgemisches
FR2718428B1 (fr) * 1994-04-11 1997-10-10 Air Liquide Procédé et installation de production de monoxyde de carbone.
DE4433114A1 (de) * 1994-09-16 1996-03-21 Linde Ag Verfahren zum Gewinnen einer Kohlenmonoxid-Reinfraktion
GB9800693D0 (en) * 1998-01-13 1998-03-11 Air Prod & Chem Separation of carbon monoxide from nitrogen-contaminated gaseous mixtures
GB9800692D0 (en) * 1998-01-13 1998-03-11 Air Prod & Chem Separation of carbon monoxide from nitrogen-contaminated gaseous mixtures also containing hydrogen and methane
FR2775275B1 (fr) * 1998-02-20 2000-05-19 Air Liquide Procede et installation pour la production combinee d'un melange de synthese d'ammoniac et de monoxyde de carbone
GB0218815D0 (en) * 2002-08-13 2002-09-18 Air Prod & Chem Process and apparatus for the production of hydrocarbon compounds from methane
WO2007018518A1 (fr) * 2005-07-28 2007-02-15 Ineos Usa Llc Recuperation de monoxyde de carbone et d'hydrogene a partir de flux d'hydrocarbure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813889A (en) * 1970-03-26 1974-06-04 B Bligh Separation of gas mixtures
US4478621A (en) * 1982-04-28 1984-10-23 Linde Aktiengesellschaft Process for the extraction of carbon monoxide from gas streams

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERNINGER R: "FORTSCHRITTE BEI DER H2/CO-TIEFTEMPERATURZERLEGUNG PROGRESS IN H2/CO LOW TEMPERATURE SEPARATION", BERICHTE AUS TECHNIK UND WISSENSCHAFT, LINDE AG, UNTERNEHMENSZENTRALE, UNTERNEHMENSKOMMUNIKATION, WIE, DE, vol. 62, 1988, pages 18 - 32, XP009045782, ISSN: 0942-332X *
BRIAN A MC NEIL AIR PRODUCTS AND CHEMICALS ET AL: "Process and apparatus for separation of nitrogen from carbon monoxide (Brian A. McNeil, Air Products and Chemicals, Inc.)", RESEARCH DISCLOSURE, MASON PUBLICATIONS, HAMPSHIRE, GB, vol. 426, no. 54, October 1999 (1999-10-01), XP007124911, ISSN: 0374-4353 *

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