CA1135518A - Procede perfectionne de production de froid et/ou de chaleur au moyen d'un cycle a absorption - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé perfectionné de production de froid et/ou de chaleur selon un cycle à absorption. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étapes successives d'absorption d'une vapeur de soluté dans un solvant, au moins une étape de désorption, au moins une étape de condensation de la phase vapeur générée au cours de l'étape de désorption et au moins une étape d'évaporation de la phase liquide obtenue au cours de l'étape de condensation. La première étape d'absorption est réalisée en mettant en contact au moins une partie de la phase vapeur provenant de l'étape d'évaporation avec au moins une partie de la phase liquide provenant de l'étape de désorption, et en utilisant au moins une partie de la chaleur produite au cours de la première étape pour vaporiser partiellement la solution obtenue au terme de la deuxième étape d'absorption. La deuxième étape d'absorption est réalisée dans un domaine de température plus bas que celui de la première étape en mettant en contact une portion résiduelle de phase gazeuse de soluté avec au moins une partie de la solution obtenue au terme de la première étape d'absorption et en cédant la chaleur produite à un fluide extérieur de refroidissement. La solution obtenue au cours de la deuxième étape d'absorption est remontée à une pression plus élevée, permettant toutefois la vaporisation partielle de la solution en prélevant de la chaleur dégagée au cours de la première étape d'absorption, et, étant soumise à cette vaporisation partielle, la solution obtenue au terme des étapes d'absorption et de vaporisation partielle est désorbée, au cours de l'étape de désorption, dans une zone de contact à contre courant dans laquelle la solution est mise en contact avec une phase vapeur engendrée par chauffage de la solution avec apport de chaleur extérieure. La phase solvant résultant de ce contact est recyclée au moins en partie à la première étape d'absorption et la phase vapeur de soluté résultant du même contact est envoyée à l'étape de condensation.

Description

~13SSl~
L'objet de la présente invention consiste à améliorer les per~ormances des procedés de production de froid et/ou de chaleur au moyen d'un cycle à absorption~
Le principe d'une machine frigorifique à absorption est bien connu. Dans son principe, le cycle à absorption de production de froid comporte les étapes sui-vantes :
Le froid est produit par vaporisation sous basse pression d'un fluide frigo-r~gène initialement sous forme liquide. Ce fluide frigorigène vaporisé est ensuite absorbé par une phase solvant en cédant de la chaleur au milieu extérieur. La solution résulta~te est chauffée à pression plus élevée et une phase vapeur riche en fluide frigorigène est engendrée. Cette phase vapeur est condensée en cédant de la chaleur au milieu extérieur. Une fraction du condensat obtenu peut etre renvoyée à titre de reflux et etre contactée avec la phase vapeur dans une zone de rectification dans le but d'éliminer les entra;nements de solvant et d'obtenir une phase condensée pratiquement pure. La phase condensée ainsi obtenue est dé-tendue et à nouveau vaporisée pour produire du froid. Un tel cycle utilise couram-~ent l'ammoniac comme fluide frigorigène et l'eau comme phase solvant mais d'au-tres couples soluté-solvant sont également connus.
Le fonctionnement d'une telle machine est illustré par le schema de principe -de la figure la. Le fluide frigorigène est vaporisé dans l'échangeur F en pro~
duisant du froid. La vapeur résultante est envoyée par la ligne 1 dans l'enceinte A où elle est absorbée par une solution pauvre et la chaleur d'absorption est ~vacuée par un fluide extérieur 2. Par solution pauvre, on entend une solution ayant une concentration relativement faible en fluide frigorigène et par solution riche, on entend une solution ayant une concentration relativement élevée en fluide frigorigène. La solution riche obtenue par absorption dans l'enceinte A
est reprise par la pompe P1, passe dans l'échangeur E1 et arrive par la conduite3 dans l'enceinte G. L'enceinte G est chauffée par un fluide extérieur 4 et on engendre ainsi une phase vapeur qui passe dans la zone de rectification R. La solution pauvre sortant de l'enceinte G passe par la conduite 5 dans l'échangeurE1 en réchauffant la solution riche qui arrive dansl'enceinte G, est détendue àtravers la vanne V1 et envoyée dans l'enceinte A. La vapeur sortant de la zone de rectification R par la ligne 6 est condensée dans le condenseur C refroidi par un fluide extérieur. Une fraction de la phase condensée est renvoyée par la conduite 7 à la zone de rectification R à titre de reflux et la fraction restante (ligne 8) est détendue à travers la vanne Y2 et vaporisée dans l'échangeur P.
Un tel dispositif peut également fonctionner en pompe à chaleur. Dans ce cas, la chaleur fournie au cours des étapes d'absorption et de condensation est pro-- duite à une température supérieure à la température ambiante et sert de moyen de chauffage. ~a quantité de chaleur ainsi produite est supérieure à la quantité dechaleur dépensée pour générer la phase vapeur. En effet, elle comprend également .
113S5~8 la chaleur "pompée" sur l'extérieur au cours de la vaporisation du ~]uide frigo-rigène dans l'échangeur F.
Les rnachines frigorifiques à absorption trouvent un intérêt particulier chaque fois qu'une source de chaleur peu coûteuse est disponible. Il peut s'agir, par exemple, de vapeur excédentaire dans une installation industrielle ou de ga~-associé dans le cas d'un champ de production pétrolière. Toutefois, ce type d'ins-tallation nécessite, même pour produire du froid à un niveau de température modé-rément bas, par exemple O ~C, des quantités de chaleur relativement importantes.Cette conso~nation de chaleur entraîne par surcroitun accroissement des inves-tissements nécessaires, en particulier en n~cessitant des échangeurs de conden-sation et de chauffage importants.
Il a ét~ découvert et c'est là l'objet de la présente invention qu'il est possible d'améliorer largement les performances de ce type d'installation en en-gendrant une partie de la phase vapeur produite au cours de l'etape de désorption en utilisant une partie de la chaleur produite au cours de l'étape d'absorption.Une telle récupération de chaleur est impossible dans le cas des procédés connus fonctionnant selon le schéma de principe de la figure la. En effet, la pression à laquelle est effectuée l'étape de désorption étant supérieure à la pression a laquelle est effectuée l'étape d'absorption, la température nécessaire pour désorber 1~ solution obtenue au cours de l'étape d'absorption est nécessai-rement sup~rieure à la température obtenue au coursde llétape d'absorption. Le procédé perfectionné selon l'invention de production de froid et/ou de chaleur au moyen d'un cycle à absorption est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étapes successives d'absorption à des niveaux décroissants de température, la chaleur produite au cours de la première étape servant à vaporiser au moins partiellement la solution obtenue au cours de la deuxième étape et au moins une étape de désorption au cours de laquelle la solution provenant des étapes d'ab-sorption et n'ayant pas été vaporisée par apport de chaleur provenant de la premiere étape d'absorption est désorbée dans une zone de contact à contre-cou-rant dans laquel}e la solution est mise en contact avec une phase vapeur engen-drée par chauffage de ladite solution avec apport de chaleur extérieure, la phase solvant résultant de ce contact étant recyclée au moins en partie à la première étape d'absorption et ]a phase vapeur de soluté résultant du meme contact étant condensée puis détendue et renvoyée au moins en partie à la pre-mière étape d'absorption.
Selon une forme de réalisation specifique, le procédé comprend les étapes suivantes :
a) On met en contact au moins une partie d'une phase gazeuse constituant le soluté, avec au moins une partie d'une phase liquide, constituant le solvant, dans une première étape d'absorption avec dégagement de chaleur dans un premier .
.; .

.
~35S~8 intervalle de température Il et on recueille une solution Sl.
b) On met en conta~t au moins une partie de la solution Sl avec une portion résiduelle de phase gazeuse de soluté dans au moins une seconde étape d'absorp-tion, dans un second intervalle de température I2 inférieur au moins en partie à l'intervalle Il, on cède la chaleur libéree a un fluide exterieur et on re-cueille une solution S2.
c) On comprime la solution S2.
d) On applique à au moins une partie de la solution S2 comprimée au moins une partie de la chaleur dégagee à l'etape (a), ce qui provoque ]a vaporisation partielle de cette solution et on recueille un melange liquide-vapeur.
e) On fractionne le melange liquide-vapeur obtenu à l'étape (d), dans une zone de desorption à contre-courant entre ledit liquide et la vapeur engendrée par chauffage dudit liquide au moyen d'une source externe de chaleur et on re-cueille séparément une phase gazeuse enrichie en soluté et une phase liquide ap pauvrie en soluté.
f) On condense la phase gazeuse recueillie à l'étape ~e), on cède Ia chaleur de condensation à un fluide extérieur et on recueille un condensat.
g) On détend en au moins une étape le condensat et on le vaporise, en pro-duisant du froid et on transmet ce froid à un fluide extérieur, on recueille au moins une phase gazeuse de soluté et on renvoie au moins une partie de celle-ci a l'étape (a).
h) On dëtend la phase liquide appauvrie en soluté, recueillie à l'étape ~e) et on la renvoie au moins en partie à l'étape ~a) pour etre mise a nouveau en contact avec au moins une partie de la phase gazeuse provenant de l'étape ~g).
A titre de variante préférée, une partie seulement de la phase gazeuse de soluté est mise en contact avec le solvant, a l'étape ~a) et on envoie la partierestante de soluté à l'etape ~b) pour mise en contact avec la solution Sl.
Selon une autre variante, la totalite de la phase gazeuse de soluté est envoyée à l'étape ~a), mais on n'effectue qu'une dissolution partielle de cette phase gazeuse ét une partie au moins de l'effluent gaz~liquide déchargé de l'é-tape ~a) est envo~ee a l'étape ~b).
Le schéma représenté sur la figure lb permet d'illustrer ces principales iétapes ainsi que certaines étapes préférées additionnelles, étant bien entendu que l'invention se prete a différents modes de réalisation non représentés sur la figure lb. Les figures 2, 3 et 4 représentent d'autres modes de réalisation de l'invention.
Le fluide frigorigène est vaporisé dans l'echangeur Fl (Figure 1b) en pro-duisant du-froid. ~ne premiere fraction de la phase vapeur ainsi formee (ligne 10) est melangee avec la solution pauvre (ligne 11) et absorbée partiellement ou~40 quasi-totalement dans l'enceinte Al en dégageant de la chaleur dans un intervalle :' .
- . ' .
4 _ 113551~3 de temp~rature I1. On recueille (ligne 13) une solution S1 et éventuellement unephase ga~euse residuelle. Une deuxième fraction dela phase vapeur ~ligne 12~ est mclangee avec une partie de la solution S1. Le mélange liquide-vapeur ainsi ob-tenu (ligne 14) est refroidi par un fluide extérieur et condensé dans un inter-valle de température I2 dans l'échangeur C2 avec absorption du fluide frigorigene dans la phase solvant en forman~ une solution S2 dont la concentration en fluidefrigorigene est supérieure à la concentration de lasolution S1. L'interva1le detempérature I2 est situé au moins en partie au-dessous de l'intervalle de tempé-rature I1. La solution S2 est prélevee par la pompe P2 et envoyée par la ligne 15 à l'enceinte A1 où elle est vaporisée partiellement à une pression voisine de lapression de la zone de désorption en récupérant la chaleur déqagée au cours de l'absorption dans l'enceinte A1. Le melange liquide-vapeur est alors en~oyé par la conduite 16 à la colonne de distillation D1, à un niveau intermédiaire de celle-ci. Dans la colonne de distillation D1 fonctionnant à contre-courant entrela phase vapeur désorbée et la phase liquide à désorber qui permet de réaliser l'étape de désorption, on effectue un rebouillage en fond en fournissant de la chaleur au moyen d'un fluide extérieur. On obtient ainsi en fond de la colonne D1 ùne solution appauvrie qui passe par la ligne 17 dans l'échangeur E2, est détendué
~ travers la vanne V3 et recyclée vers l'enceinte A1 par la ligne 11. La fraction de la solution S1 qui n'est pas envoyée au condenseur C2 est recueillie par la conduite 1~ par la pompe P3, passe dans l'échangeur E~ et est introduite par la ligne 19 dans la colonne de distillation D1 à un niveau intermédiaire de celle- ci situé au-dessous du niveau d'introduction du conduit 16. En tete de la colonne D1 on recueille,par la conduite 20, une vapeur concentrée en fluide frigorigène constituant le soluté, qui est condensée dans l'échangeur C1 par refroidissementà l'aide d'un fluide extérieur. Une fraction de la phase liquide ainsi obtenue est renvoyée par la ligne 21 dans la colonne D1 a titre de reflux. L'autre frac-tion (ligne 22) est détendue dans la vanne V4 et vaporisee dans l'échangeur F1 en produisant du froid.
Le fluide frigorigène jouant le role de soluté au cours de l'étape d'absorp-tion, on utilisera indifferemment~, dans ce qui suit, l'un ou l'autre terme. Il n'est pas toujours nécessaire de scinder en deux fractions la vapeur sortant de l'échangeur F1 et il est egalement possible d'envoyer toute la vapeur dans l'en-ceinte A1 et de sortir en melange liquide vapeur del'enceinte A1. Dans ce cas, a la sortie de l'enceinte A1, une partie de la phase liquide peut etre prélevée au moyen de la pompe P3 et envoyée à l'étape de désorption (e) et le mélange liquide-vapeur restant est condensé dans l'échangeur C2 avec absorption du fluide frigorigène dans la phase solvant.
Le.s deux étapes d'absorption en serie, conduisant respectivement a Ia iorma-4G tion des solutions S1 et S2, sont effectuees en principe dans des intervalles de température différents et à des niveaux de pression voisins, les variations de p~ession au cours de ces deux étapes consécutives étant dues uniquement aux pertes de charge. Tout:efois lorsqu'il existe des besoins de froid à differents niveauYde temperature, il est possible de vaporiser le fluide frigorigène formant le soluté dans deux echangeurs fonctionnant à des niveaux de pression différents etd'utiliser les deux fractions vapeur ainsi obtenuespour former respectivement les solutions Sl et S2, les deux étapes d'absorption conduisant respectivement àla formation des solutions Sl et S2 étant alors effectuées à des niveaux de pres-sion différents.
Il n'est pas toujaurs avantageux de vaporiser partiellement la totalité de la solution S2. Dans certains cas, il est préférable d'envoyer une fraction liquide de la solution S2 à la zone de distillation pour pouvoir augmenter le débit en phase liquide dans la zone de rectification et pouvoir ainsi réduire letaux de reflux liquide à renvoyer en tête de la zone de distillation, la fraction ~estante de la solution S2 étant vaporisée partiellement en récupérant la chaleur dégag~e au cours de l'absorption effectuée dans l'enceinte ~1.
Pour une puissance frigorifique donnée, la quantité de chaleur dépensée pour effectuer ]'étape de désorption est d'autant plus réduite que la quantité de cha-leur échangée au cours de la première étape d'absorption, qui est récupérée, estimportante par rapport à la quantité de chaleur quiest cédée au cours de la deuxième étape d'absorption et qui est cédée à un fluide extérieur.
La quantité de chaleur cédée au cours de la deuxième étape d'absorption ne peut etre nulle ~tant donné qu'il est nécessaire de produire un débit de solution S2 suffisant pour permettre, par vaporisation de la solution S2, la récupérationde la chaleur cédée au cours de la première étape mais elle est d'autant plus faible par rapport à la quantité de chaleur cédée au cours de la première étape,que la fraction de solution S2 vaporisée après échange est importante.
Dans ce but, une caractéristique essentielle de l'invention est de réaliser la première étape d'absorption dans un intervalle de température Il situé au-dessus de l'intervalle de température I2. Il est avantageux que l'intervalle detempérature Il soit le plus élevé possible afin de pouvoir vaporiser une fractionimportante de la solution S2. Cela suppose de réaliser la première étape d'ab-sorption en maintenant des concentrations relativement faibles en soluté. En particulier, il est nécessaire que la solution épurée qui est obtenue au cours de l'étape de désorption et qui est recyclée à la premiere étape d'absorption soit aussi peu concentrée que possible en soluté. Pour cette raison on utilise au cours de l'étape de desorption une zone de contact à contre-courant entre la solution et la phase vapeur générée par apport de chaleur extérieure afin d'obtenir une solution très épurée. Le principe d'un tel contact entre phase vapeur et phase liq~ide n'est pas nouv~au, mais il était surtout utilisé jus1u'à présent en vue .
-113SS~8 de limiter les en~raînements de solvant en phase vapeur et ne mettait en oeuvre en géneral qu'un no~re très faible de plateau~ dans le cas d'un contact liquide vapeur realisé au moyen de plateaux ou une longueur de contact réduite dans le cas d'un contact liquide vapeur réalisé au moyen d'un garnissage. Au contraire, le procéde selon l'invention necessite un contact suffisamrnent poussé pour ob-tenir des coricentrations faibles en soluté dans la solution épuree et on opère de preférence avec des concentrations en soluté dans la solution ~purée inferieure à 5 % en poids.
La deuxième etape d'absorption,qui est réalisée dans un intervalle de tempé-rature I2 inférieur à l'intervalle de température I1, conduit à une solution S2plus concentrée que ]a solution S1 et contenant de préférence au moins 20 % en poids de soluté, ce qui permet de la vaporiser partie]lement à une pression supé-rieure à la pression de la première étape d'absorption en récupérant la chaleur cédée au cours de la première étape.
D'autre part, afin que la température à laquelle est portée la solution S2 apres récupération de la chaleur dégagée dans l'enceinte A1 soit la plus élevée possible, il est avantageux d'effectuer la première étape d'absorption prosres sivement, suivant ~e température décroissant régulièrement et en effectuant ]'é-change de chaleur à contre-courant. Il est également généralement avantaqeux de réaliser la première etape d'absorption selon la disposition proposée dans la demande de brevet francais EN 78 28 170 du 29 SepteMbre 1978.
Ainsi dans ]e cas où l'~nmoniac est le fluide frigorigène et l'eau le sol-vant, on met en contact la vapeur d'ammoniac avec une première fraction de solu-t~on pauvre en ammoniac de manière à obtenir une solution enrichie en ammoniac et une vapeur enrichie en eau, on mélange cette vapeur avec une deuxième fraction de solution en ammoniac et on condense le mélange liquide-vapeur résultant dans un échangeur avec une absorption du fluide frigorigène dans la phase solvant en . fournissant de la chaleur. Dans ce cas, la récupération de chaleur est effectuée dans ledit échan~eur.
EII se référant au schéma lb, on introduit dans la colonne D1 la ou les fractions de solution riche à fractionner, (par exemple celle de la ligne 16) à
des niveaux intermédiaires et on met en contact à contre-courant la phase liquide résultante descendante avec une phase vapeur ascendante, produite par rebouillage d'une partie au moins de la solution pauvre soutirée en fond de colonne et ren-voyée dans la colonne D1 à titre de reflux vapeur.
Pour éliminer de la phase vapeur engendrée dans la colonne D1 la plus grande partie du solvant entraîne, on met en contact cette phase vapeur, dans une zone de rectification, avec un reflux liquide obtenu par condensation de la phase vapeur sortant de ladite zone de rectification. Le condensat qui n'est pas ren-voyé à la colonne D1 à titre de reflux est détendu dans la vanne V4 et vaporisé
- ' ~ 1355~3 d~ns l'C~c~langcur F1.
Cette recti~ication n'est pas toujours nécessaire et il est également pos-siblc à la sor~ie de la ~one de désorp~ion de condense-r e~ de vaporiser le mélange de soluté et de solvant déchargé en phase vapeur de la zor~e de désorption. Lorsque .:
le mélange condense ne se vaporisc après détel1tc que parti.elleme1lt en produisant du froid, la fraction liquide obtenue peut etre remélangée au moins en partie avec la vapcl~r sortant de ].a zonc de désorption, le mélange ainsi. obtenu étant soumis aux etapes de condensation, déten~e et vaporisation. De tels a~cncements sont connus et détrui.ts par exemple dans le brevet franc,ais 2321098 et les de-mandes de brevet franc,ais EN 78 2~ 170 du 29 Septembre 1978 et EN 78 35 010 du 11 Décembre 197~3. De manière générale, il sera évidemment possible d'appliquer aux dif~érentes étapes du procédé tous 1.es agencements ou perfectionnements connus de l'hornme de l'art.
La pression dans le condenseur C1 et dans la colonne D1 est d'autant plus ~3].cvée quc ].a température de condensati.on obtenuc par rc~roi.di.ssement ~i ].'ai.dc d'un fluide extérieur est 61evée. Elle se situe par exemp1.e entre 5 atm et 50 atrn.
La pression dans l'évaporateur F1 et dans le condenseur C2 est plus basse. Elle cst d'autant plus basse que la température à laquelle on produit du froid en Fl est basse. Elle se situe par exempl.e entre 0,1 atm et 5 atm. ~.
Lorsque l'écart entre la température.dans l'évaporateur F1 et la température dans le condenseur C2 est important, ce qui implique une difference importante entre la pres.sion dans l'évaporateur F1 et dans le condenseur C2, la temperature de début de vaporisation de la so].ution S2 à une pression voisine de la pression dans le condenseur peut devenLr trop élevée pour permettrc la recuperation de lachaleur dcgagée dans l'enceinte A1.
Il a ét~, découvert et c'est là un autre objet de la présente invention qu'il est avantageux dans ce cas d'opérer selon la disposition de la figure 2.
Le fluide friyorigène est condensé dans l'échangeur C3, détendu à travers la vanne V5 et vaporisé dans l'échangeur F2 en produisant du froid. Une première fraction de la phase vapeur ainsi formée (ligne 10) est mélangée avec la solution pauvre (ligne 11) et le mélange liquide-vapeur résultant est condense dans l'é-.~ changeur E3 avec absorption.du fluide frigorigène dans la phase solvant en déga-geant de la chaleur dans un intervalle de température I3 et en formant une solution S3. Une deuxième fraction de la phase vapeur (ligne 12) est mélangée . avec une partie de la solution S3. Le mélange liquide-vapeur ainsi obtenu est re-froidi et condensé par un fluide extérieur dans un intervalle de température I~
dans l'échangeur C4 en.formant une solution S~ dont la concentration en fluide ~rigorigène est supérieure à la concentration de la solution S3. L'intervalle de. température I~ est situé au moins partiellement au-dessous de l'intervalle de 40. température I3. La solution S4 est recueil.lie par la pompe P4 qui la porte à une ~ ' .
_ ~ _ 113551~3 pression lntermediaire entre la pression de la zone d'absorption et la pression de la zone de désorption ; ~lle passe par la ligne 15 dans l'échangeur E3 en récupérant la chal.eur d~gagée au cours de la formation de la solution S3 et res-sort ~li.gne 23) en mélange liquide-vapeur. La pression à laquelle est e~fectuéela vaporisation partielle de la solution S4 étant inférieure a la pression ae lazone de désorption, il est possible ainsi de vaporiser une fraction notable de la solution S4 dans des conditions pour lesquelles cela aurait été impossible selonla disposition de la figure la.
On sépare (ballon 24) du mélange liquide-vapeur obtenu par vaporisation : 10 partielle de la solution S4 une fraction de la phase liquide (ligne 25) de manière à obtenir un mélange liquide-vapeur (ligne 26) dont la concentration en fluide frigorigène est plus élevée que la concen~ration de la solution S4. Le mélange : liquide-vapeur ainsi formé passe dans l'échangeur E4 dans lequel il se condense partiellement, puis il est condensé dans l'échangeur C5 avec abcorption du ~luide frigorigène dans la phase solvant, par refroidissement à l'aide d'un flui.de exté-: rieur, en formant une solution S5. La solution S5 est recueillie par la pompe P5 qui la porte à une pression voisine de la pression de la zone de désorption,passe par la ligne 27 dans l'échangeur E4 et ressort en mélange liquide-vapeur. Le mé-lange liquide-vapeur ainsi. formé est envoyé par laconduite 28 à la colonne de distillation D2 dans laquelle est effectuée l'étape de désorption. La fraction de . la solution S3 qui n'est pas envoyée à l'échangeur C4 peut être mélang~e avec la fraction liquide de la ligne 25. Le mélange liquide ainsi obtenu est recueill.i par la pompe P6, passe dans l'échangeur E5 et est envoyé dans la colonne de dis-tillation D2 par la ligne 29. En fond de la colonnede distillation D2, on obtient une solu~ion appauvrie en soluté. Une partie de cette solution est rebouillie par chau~fage à l'aide d'un fluide extérieur de manière à obtenir une phase vapeur qui est envoyée dans la colonne de distillation D2 à titre de reflux vapeur. La so.lution qui n'est pas vaporisée passe par la ligne 17 dans l'échangeur E5, estdétendue à travers la vanne V6 et est mélangée avecune fraction de la vapeur . 30 provenant de l'évaporateur F2.
La colo~ne de distillation D2 comporte, à sa partie superieure, une zone de rectification dans laquelle la phase vapeur est contactée avec une fraction de la I. . .phase.liquide.obtenue par condensation de la phase vapeur sortant de la ligne 20 : de ladite zone de rectification et qui est renvoyée dans la colonne D2, par la . }igne 21, à titre de reflux. . .
La solution S5 qui est obtenue par condensation avec absorption du fluide :i~. frigorigene~dans la phase solvant,-à une pression intermédiaire entre la pression de la zone d'absorpti~n et la pression de la zone de désorption, est à une concen-; 'tration-en fluide frigorigène-superieure à la concentration de la solution S4.
~: 40 Ceci permet de réduire le taux de reflux nécessaire dans la colonne de , :~ :
_ g _ , ' .
.~
:, , ,- : , - .. .,: ~
113551~
distillation D2.
Le processus de revaporisation en deux étapes effectuées à des pressions différentes, d'une partie de la solution formée au cours de l'étape d'absorption, peut etre éviden~lent réalisé suivant un nombre d'étapes plus élevé.
En effet, il est possible de porter la solution S5 à une pression intermé-diaire entre la pression à laquelle est vaporisée partiellement la solution S3 et la pression de la ~one de désorption, de séparer à la sortie de l'échangeur E~
une fraction de la p~ase liquide du mélange liquide-vapeur formé par passaye dans l'échangeur E4 en obtenant un mélange liquide-vapeur-plus concentré en ammoniac que la solution S5, de condenser le mélange liquide-vapeur ainsi formé avec ab-sorption du fluide frigorigène dans la phase solvant en formant une solution S6 et d'envoyer la solution S6 dans la colonne D2 au moyen d'une pompe. Une partie de la chaleur cédée au cours de la condensation de la solution S6, effectuée avec absorption du fluide frigori.gène dans la phase solvant, peut être récupéree paréchange avec la solution lorsqu'elle est envoyée dans la colonne D2.
Le même processus peut être évidemment répété un nombre de fois quelconque et permet d'obtenir des solutions de plus en plus concentrées.
Lorsqu'il existe des besoins en froid à des niveaux de température diffé-rents, il est possible de vaporiser le fluide frigorigène dans plusieurs échan-geurs fonctionnant à des niveaux de pression différents et d'absorber les diffé-rentes fractions vapeur ainsi obtenues au cours desétapes d'absorption conduisant respectivement à la formation des solutions S3, S4 et S5, ainsi qu'au cours des ~tapès d'absorption supplémentaires que l'on réalise lorsque le processus décritest répété.
nans une première réalisation du procédé, les principales étapes corres-pondant à la disposition, représentée sur la figure lb, sont donc de préférence les suivantes.
(a) On réalise une première étape d'absorption en mettant en contact une phase gazeuse constituant le solu~é avec une phase liquide constituant le solvant, en cédant de la chaleur dans un premier intervalle de température 11 et en formant une solution S1, t~) on réalise une deuxième étape d'absorption dans un second lntervalle de tempërature I2 inférieur à la température I1 en cédant de la chaleur et en formant une solution S2, (c) on récupère la chaleur cédée au cours de l'étape (a) en vaporisant partiellement la solution S2, (d) on envoie le mélangeliquide-vapeur obtenu au cours de l'étape (c) à unezone de distillation en ob-tenant une solution pauvre en soluté qui est recyclée à l'étape ta) et une phaseliquide concentrée en soluté, (e) on détend la phase liquide concentrée en solute obtenue au cours de l'étape (d) et tf) on la vaporise en produisant du froid.
L'étape tc) peut être effectuée en vaporisant partiellement une fraction ;~ 40 seulement de la solution 52, 1'autre fraction étant envoyée en phase liquide à la - ' 1 0 - ~
.
.

zone de distillation.
Com~e cela a été indiquë, l'étape d'absorption (a) peut mettre en oeuvre les differcnts modes de contact connus entre la phase vapeur formant le soluté et laphase liquide for~nant le salvant et notamment le mode de contact décrit dans lademande de brevet francais précitée El~ 78 2~ l~o consistant a réaliser dans la zone d'absorption un contact à contre-courant entre la phase vapeur formant le so~ute et une partie de la phase liquide formant le solvant, l'autre partie étant mélangée avec la phase vapcur sortant de la zone d'échange à contre courant.
L'échan~eur effectuant l'échange de la chaleur cédée au cours de l'étape (a) et récupérée au cours de l'étape (c) fonctionne de préférence dans des conditions aussi proches que possible d'un échange à contre-courant de manière à effec~uer la récupération de chaleur la plus poussée possible au cours de l'étape (c).
Lorsque la phase vapeur formant le soluté et la phase liquide formant le sol--vant sont mélangées, ce mélange peut être effectué en utilisant les di~férents dispositifs connus en génie chimique. En particulier, il est possible de réaliser un te]. mélange soit par mélange en ligne, soit dans un mélangeur statique, soitdans une zone de contact du type à plateaux ou à garnissage, soit dans un ballonagité mécaniquement.
; Le mélange dcs fractions liquide et vapeur d'une part et la fourniture de chaleur par condensation au moins partielle du mélange liquide-vapeur avec ab-~orption du soluté dans la phase solvant peuvent être opérés soit succeqsivement, la zone de mélange étant distincte de l'échangeur dans lequel la chaleur est fournie à l'exterieur, soit simultanément, par exemple, en réalisant ce rnélangedans un ballon pourvu d'tm échangeur de refroidissement.
Dans une deuxième réalisation du procédé, les principales étapes corres-pondant à la disposition, représentée sur la figure 2, sont de préférence les suivantes.
"
~ a) On réalise une premiere étape d'absorption en mettant en contact une phase gazeuse constituant le soluté et une phase liquide constituant le solvant en c~dant de la chaleur dans un premier intervalle de température I3 et en for-~ant une solution S3, (b) on réalise une deuxieme étape d'absorption dans un second intervalle de température I4 en cédant de la chaleur a un fluide extérieur et en formant une solution S4, ~c) on récupere la chaleur cédée au cours de l'é-tape ~a) en vaporisant partiellement la solution S4a une pression intermédiaireentre la pression de l'étape d'absorption et la pression de l'étape de désorption, ~d) on prélève sur le mélange liquide-vapeur ainsi obtenu une fraction liquide en obtenant un mélan~e liquide-vapeur plus concentré en soluté que la solution S4, (e) on envoie la fraction liquide ainsi prélevee à une zone de distillation, ~f)on condense le mélange liquide-vapeur obtenu au cours de l'etape (d) en absorbant le soluté dans la phase solvant, en obtenant une solution S5 et en produisant de .
F ~
.
1135S~8 la chaleur qui est cédée au moins partiellement à un fluide extérieur de refroi-dissement, (g) on vaporise au moins partiellement la solution S5 en récupérant une par~ie de la chalew: cédée au cours de l'étape (f), (h) on envoie le mélangeliquide-vapeur formé au cours de l'étape (g) à la ~one de distillatlon, ~i) on recueille a la sortie de la ~one de distillation une phase solvant qui est recy-clee à l'étape (a) et une phase liquide constituantle soluté, (~) on détend et on vaporise la phase liquide constituant le soluté en produisant du froid et (k)on recycle la phase gazeuse obtenue au cours de l'étape (3~ à l'étape (a).
Il est c]air d'après ce qui précède que l'invention pèut faire l'objèt de différents agencements. En particulier, il est possible dans le deuxième cas de réalisation mentionné, de réaliser une vaporisation partielle de la solution S5 par récupération au moins partielle de la chaleur dégagée au cours de l'étape ~a) et/ou d'effectuer une vaporisation partielle de la solution S3 par récupération partielle de 1a chaleur dégagée au cours de l'étape (f). Il est également possibl~
de réaliser l'étape (a) non pas en prélevant une fraction liquide mais en mé-langeant w1e fraction gazeuse obtenue à une pression voisine de la pression à
laquelle est effectuée l'étape (d) de manière à obtenir un mélange liquide- vapeur p].us concentré en soluté que la solution S4, lorsque le froid produit peut êtreutilisé à des niveaux de température différents. Dans certains cas, i]. est égale-ment possihle d'envoyer une fraction représentant une partie ou même la totalitéde la solution S5 à la zoné de distillation en phase liquide sans effectuer de vaporisation partielle de ladite fraction.
; Comme cela a été déjà indiqué, le processus conduisant a la formation d'une solutlon S5 plus concentrée que la solution S~ peut être répeté en conduisant à
la formation d'une solution S6 plus concentrée que la solution S5 et ainsi de 8ulte.
Comme dans le premier cas de réalisation mentionné, l'étape d'absorption (a) - peut mettre en oeuvre les différents modes de contact connus entre la phase va-peur formant le soluté et la phase liquide formant le solvant et notamment le mode de contact décrit dans la demande de brevet francais précitée EN 788170.
L'échange de chaleur, effectué au cours de cette étape (a), doit être realisé depréférence dans des conditions aussi proches que possible du mode d'échange à
contre-courant. Toute étape de melange liquide et vapeur peut être réalisée à
l'aide des différents dispositifs connus en génie chimique et rappelés au cours i de la description du premier cas de réalisation.
L'invention s'applique tout particulièrement au cas où le soluté est de l'am-moniac et le solvant de l'eau. Toutefois d'autres solutés et d'autres solvants peuvent être également utilisés purs ou en mélange.
~ , . .
~ Le solvant peu-t être également un solvant-organique tel que la diméthyl-~ . .
' ~ 40 formamide, la diethylformamide, le diméthylsulfoxyde, la N- méthylpyrrolidone, le ,: :
.~ ' , - ' ~ , .
_ 1 z _ .

~ribut~lp}lo5pha~e, l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le tri~thylène glycol diméthyléther, le tétra éthylène glycol diméthyl éther, la ~'-N dimethylacétamide, l'isobu-tylacétate, I'alcool ben~ylique, l'aniline ou encore-un hydrocarbure choisi par exemple parmi ]es hydrocarbures paraffiniques.
Le soluté (dont la temperature d'ébullition est inférieure à celle du sol-vant) peut etre outre l'ammoniac, un hydrocarbure tel que propane, butane, pentane ou un hydrocarbure halogéné tel que le difluorochlorométhane, le fluorodichloro-méthane ou le difluorodichlorométhane, à condition d'être soluble dans le solvant, la dissolution se faisant avec dégagement de chaleur.
De manière générale, tout couple soluté-solvant peut convenir à condition que les produits utilisés soient stables chimiquement dans les conditions de température et de pression auxquelles on opere, que le soluté et le solvant puis-sent être vaporisés purs ou en mélange dans les conditions de température et de pression auxquelles on opère, la volatilité du soluté étant toutefois supérieure~ celle du solvant et que le soluté se dissolve dans le solvant avec dégagement de chaleur.
Le procédé selon l'invention est prévu pour fournir du froid généralement dans la gamme de -60 ~C à +15 ~C Le fluide frigorigène constituant le soluté est vaporisé pour produire du froid à une pression qui se situe généralement dans l'intervalle de pression compris entre 0,1 atm et 10 atm. La zone de désorption fonctionne a une pression se situant généralement entre 5 atm et 10 atm. La température à laquelle la chaleur est cédée à un fluide eY.térieur se situe g~né-ralement dans l'intervalle de température compris entre ~10 ~C et +~0 ~C.
Cette chaleur est ou bien rejetée dans le milieu extérieur de refroidisse-ment, eau ou air, ou bien utilisée comme mode de chauffage. Le procédé- fonctionne alors en pompe à chaleur. Il peut etre utilisé, dans ce cas, par exemple pour chauffer des locaux en prélevant de la chaleur au~cours de la vaporisatlon du fluide frigorigène constituant le soluté (étape de production de froid) sur un débit de fluide extérieur (par exemple eau ou air) qui est refroidi en cédant dela chaleur, qui se trouve ainsi pompée par le procédé selon l'invention et fournie comme chaleur utile.
Les différentes étapes du procédé peuvent etre réalisées avec différents dispositifs connus en génie chimique.
ED particulier l'étape de distillation permettant de réaliser la désorption peut etre effectuée dans une colonne à plateaux ou à garnissage et différents types de plateaux ou de garnissage peuvent etre utilisés.
Un autre mode de réalisation de l'invention, également donné à titre d'ex-emple, est illustré par la figure 3.
Dans la colonne à plateaux C101, on fait arriver, par le conduit 110, de la vapeur d'ammoniac dont la pureté est supérieure à 99 ~. La colonne C101 comporte , . .
~ : - ,: .
1135S~8 12 plateaux et fonctionne a une pression de tête de 3 kg/cm2.
En tête de la colonne c101, on recuei~le, par le conduit 111, une vapeur formée de 2~7,5 & en poids d'ammoniac et de ~2,5 % d'eau. Cette vapeur est melangée avec une solutioll a~ueuse d'ammoniac arrivant par le conduit 112. Le mélange ' liquide-vapeur ainsi obtenu est envoyé par le conduit-113 dans l'échangeur E101 dans lequel il se condense, la température de fin de condensa.tion étant de 75 ~c et d'où il ressort en phase liquide par le conduit 114. La solution ainsi obtenue est mélangée avec une solution arrivant par ]e conduit 115 et le mélange est envoyé par le conduit 116 a l'échangeur Elo2. A la sortie de l'échangeur E102, la solution est recueillie par le conduit 117 et mélangée avec la vapeur d'ammo-niac arrivant pa~ le conduit 118. Le mélange liquide-vapeur est envoyé par le conduit 119 dans l'échangeur E106 dans lequel il est condensé par refroidissement à contact indirect par un fluide extérieur. La température de fin de condensation est de 25 ~C et a la sortie de E106, on recueille par le conduit 120 une solution contenant 48 ~ en poids d'ammoniac. Cette solution es~ recueillie dans le bac B10. Elle est alors reprise par la pompe P12 et envoyée par le conduit 121 à l'é-changeur E102, d'où elle ressort par le conduit 122 à la température de 52 ~C.
Une partie est dirigée par le conduit 123 vers la colonne à plateaux C102, dans laquelle elle est introduite au-dessus du 5e plateau er~ partant du haut de la colonne. Le reste de la solution est envoyé par le conduit 124 à l'échangeur E101 d'où il ressort par le conduit 125 à la température de 110 ~C. Le mélange ~iquide-vapeur recueilli par le conduit 125 est envoyé au-dcssus du ~e plateau de la colonne C102, en partant du haut de la colonne.
La colonne C102 comporte 20 plateaux et fonctionne à une pression en tête de lo kg/cm . En tête de la colonne C102, on recueille par le conduit 126 une vapeur d'ammoniac qui se condense par refroidissement à contact indirect avec un fluideextérieur dans l'~changeur E103 et ressort entierement condensée a la température de 25 ~C par lç conduit 127. Le condensat est récupéré dans le bac B11. Au moyende la pompe P13, on renvoie dans la colonne C102 par le conduit 128 une partie du condensat à titre de reflux. Le reste du condensat est évacué par le conduit 129, détendu a travers la vanne V10 et vaporisé dans l'échangeur E104 a une température de -8 ~C en produisant 1 x 10 frigories/h. L'ammoniac vapeur ressort de l'~changeur E104 par le conduit 130.
A la base de la colonne C102, on fournit 1,22 x 1o6 Kcal/h et on recueille, par le conduit 131, une solution épurée contenant 1 ~ en poids d'ammoniac. Cettesolution est envoyée dans l'échangeur E105 d'où elle ressort par le conduit 132-à une température de 120 ~C. ~ne partie de cette solution est détendue a traversla vanne V11 et melangée avec la vapeur sortant en tête de la colonne C101. Le reste du débit arrivant par le conduit 132 est détendu a travers la vanne V12 etenvoyé vers la colonne C101. Au fond de la colonne C101 on recueille, par le 113551~3 conduit 133, une solution contenant 19 ~ en poids d'ammoniac. Une partie de cette solution est mélansée avec la solution sortant de l'échangeur E101. Le debit res-tant est envoyé par la pompe P11 dans l'échangeur ~105 d'où il ressort par le conduit 134. Il es~ envoyé dans la colonne C102 au-dessus du 12e plateau en rentrant du haut de la colonne.
Un autre mode de réalisation, également donné à titre d'exemple, est illus-tré par la figure ~. Dans la colonne à plateaux C201, on fait arriver par le conduit 150 de la vapeur d'ammoniac dont la pureté est supérieure à 99 ~.
La colonne à plateaux C201 comporte 12 plateaux et sa pression de fonction-nernent en tête est de 4 kg/cm . Par la conduit 151, on recueille une vapeur conte-nant 38 ~ en poids d'ammoniac et 62 ~ en poids d'eau. Cette vapeur est mélangée avec une solution arrivant par le conduit 152 et le mélange liquide-vapeur est envoyé par le conduit 153 à l'échangeur E213 d1où il ressort par le conduit 154 entièrement condensé. La solution ainsi obtenue est mélangée avec la solution provenant du fond de la colonne C201 et arrivant par le conduit 155. Le mélange résultant est évacué par le conduit 156. ~ne ~raction est envoyée par le conduit157 à l'échangeur E215 d'où elle ressort par le conduit 158. La fraction restante est envoyée par la pompe P23 dans l'éch~ngeur E220 d'où elle ressort par le conduit 178 à l~ temperature de 100 ~C. I,e débit liquide sortant par le conduit58 est mélangé avec de la vapeur d1ammoniac arrivant par le conduit 159. Le mé-lange liquide-vapeur est envoyé-à l'échangeur E210 refroidi par un fluide exté-rieur d'où il ressort entierement condensé à la température de 50 ~C. La concen-tration en ammoniac de la solution ainsi obtenue est de 39 ~ en poids.
Cette solution est reprise par la pompe P21 et envoyée par le conduit 160 a l'échangeur E215 d'ou elle ressort par le conduit 161 a la température de 78 ~C.Elle est alors envoyée à l'echangeur E213 d1ou elleressort par le conduit 162 partiellement vaporisée a la pression de lo kg/cm et a la température de 120 ~C.
Le mélange liquide-vapeur est recueilli dans le ballon B20 dans lequel on laissedécanter la phase li~uide. Une fraction de phase liquide est prélevée par le conduit 163 au moyen de la pompe P22. Elle est mélangée avec le débit sortant del'échangeur E220 par la conduite 178 et le débit résultant est envoyé par le conduit 179 à l'é~hangeur E217 d'od il ressort par le conduit 180 qui ]1amene dans la colonne a plateaux C202 au-dessus du 8e plateau en partant de la tête dela colonne.
' Le mélange liquide-vapeur demeurant dans le ballon B20, apres prélevement du débit liquide ~vacué par le conduit 163, est recueilli par le conduit 16~ et passe dans l'échangeur E220 d'o~ il ressort par le conduit 167, puis dans l'échangeur ; E216 d'o~ il ressort par le conduit 165 pour etre envoyé dans l'échangeur E212.
Dans l'échangeur E212 il se condense entierement par refroidissement a contact indirect par un fluide extérieur et resscrt de l'échangeur E212 entierement .: .
~ - 15 ~
, .
~' , . . .
~" : . .. .: : -- . -- :~
:~ 3551~
condensé à la te~,~érature de 50 GC. On obtient ainsi une solution contenant 59 en poids d'a~noniac. Cette solution est reprise par la pompe P2~ et en~oyée par le conduit 166 à l'echaogeur E216 d'où ell.e ressort partiellement vaporisée parle conduit 168. Le mélange liquide-vapeur est envoyé dans la colonne à plateaux C202 au-dessus du 5e plateau en partant de la tête de la colonne. La colonne C202 comporte 17 plateaux et fonctionne a une pression de tête de ?1 ~g/cm . ~n tête de la colonne C202 on recueil].e de l'ammoniac vapeur par le conduit 169. Cette vapeur est refroidie dans l'échangeur E21~ par échange à contact indirect avec un fluide extérieur et ressort entièrement condensée à la température de 50 ~C par 10 le conduit 170. Le condensat est recueilli dans le ballon s21. A la sortie du bal-lon B21, on prél-'~ve une partic du condensat au moyen de la pompe P25 et on le renvoie dans la colonne C202 par l.e conduit 171 à titre de reflux. Par le conduit 172, on évacue une partie du condensat qui passe dans l'échangeur E221 d'où il ressort par le conduit 173.
Ce condenc:at est alors détendu dans la vanne V20 et passe dans l'échangeur E219 dans lequel il se vaporise à une temperature de O ~C en produisant 1 Mi.llion de frigories par heure qui servent à refroidir un fluide extérieur. La vapeur ainsi obtenue est envoyée par le conduit 17~ à l'échangeur E221 d'où elle ressort par le conduit 175.
En fond de la colonne C202, on effectue un rebouillage en fournissant par un moyen de chauffage extéri.eur une puissance thermique de 1,46 millions de Kcal par ?
heure. J
Par le conduit 176 on prélève la solution épurée contenant 1 % en poids d'am-moniac. Cette solution passe dans l'échangeur E217 d'où elle ressort par le conduit 177 à la température de 115 ~C ; elle est partagée en deux fractions :
une partie est detendue à travers la vanne V21 et mélangee avec la vapeur sortent en tete de la colonne C201 et le reste est detendu à travers la vanne V22 et in-troduit par la conduit 176 en tête de la colonne C201.
:.

Claims (25)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il. suit:

1 Procédé perfectionné de production de froid et/ou de chaleur selon un cycle à absorption caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étapes successives d'absorption d'une vapeur de soluté dans un solvant, au moins une étape de désorption, au moins une étape de condensation de la phase vapeur générée au cours de l'étape de désorption et au moins une étape d'évaporation de la phase liquide obtenue au cours de l'étape de condensation, la première étape d'absorption étant réalisée en mettant en contact au moins une partie de la phase vapeur provenant de l'étape d'évaporation avec au moins une partie de la phase vapeur provenant de l'étape d'évaporation avec au moins une partie de la phase liquide provenant de l'étape de désorption, et en utilisant au moins une partie de la chaleur produite au cours de la première étape pour vaporiser partiellement la solution obtenue au terme de la deuxième étape d'absorption, la deuxième étape d'absorption étant réalisée dans un domaine de température plus bas que celui de la première étape en mettant en contact une portion résiduelle de phase gazeuse de soluté avec au moins une partie de la solution obtenue au terme de la première étape d'absorption et en cédant la chaleur produite à un fluide extérieur de refroidissement, la solution obtenue au cours de la deuxième étape d'absorption étant remontée à une pression plus élevée, permettant toutefois la vapo-risation partielle de ladite solution en prélevant de la chaleur dégagée au cours de la première étape d'absorption, et étant soumise à ladite vaporisation partielle, la solution obtenue au terme des étapes d'absorption et de vaporisation partielle étant désorbée, au cours de l'étape de désorption, dans une zone de contact à contre courant dans laquelle ladite solution est mise en contact avec une phase vapeur engendrée par chauffage de ladite solution avec apport de chaleur extérieure, la phase solvant résultant de ce contact étant recyclée au moins en partie à la première étape d'absorption et la phase vapeur de soluté résultant du même contact étant envoyée à l'étape de condensation.

2. Procédé de production de froid et/ou de chaleur, selon là revendication 1, comprenant les étapes suivantes:
a) On met en contact au moins une partie d'une phase gazeuse constituant le soluté, avec au moins une partie d'une phase liquide, constituant le solvant, dans une première étape d'absorption avec dégagement de chaleur dans un premier inter-valle de température et on recueille une première solution, b) On met en contact au moins une partie de la première solution avec une portion résiduelle de phase gazeuse de soluté dans au moins une seconde étape d'absorption, dans un second inter-valle de température inférieur au moins en partie au premier intervalle, on cède la chaleur libérée à un fluide extérieur et on recueille une seconde solution, c) On comprime la seconde solution, mais en demeurant dans un domaine de pression permettant la vaporisation partielle de cette solution à l'étape (d), d) On applique à au moins une partie de la seconde solution com-primée au moins une partie de la chaleur dégagée à l'étape (a), ce qui provoque la vaporisation partielle de cette solution et on recueille un mélange liquide-vapeur, e) On fractionne le mélange liquide-vapeur obtenu à l'étape (d), dans une zone de désorption à contre-courant entre ledit liquide et la vapeur engendrée par chauffage dudit liquide au moyen d'une source externe de chaleur et on recueille séparément une phase gazeuse enrichie en soluté et une phase liquide appauvrie en soluté, f) On condense la phase gazeuse recueille à l'étape (e), on cède la chaleur de condensation à un fluide extérieur et on recueille un condensat, g) On détend en au moins une étape le condensat et on la vaporise, en produisant du froid et on transmet ce froid à un fluide extérieur, on recueille au moins une phase gazeuse de soluté
et on renvoie au moins une partie de celle-ci à l'étape (a), et h) On détend la phase liquide appauvrie en soluté, recueillie à
l'étape (e) et on la renvoie au moins en partie à l'étape (a) pour être mise à nouveau en contact avec au moins une partie de la phase gazeuse provenant de l'étape (g).

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on met seulement une partie de la phase gazeuse de soluté en contact avec le solvant, à l'étape (a) et on envoie la partie restante de la phase gazeuse de soluté à l'étape (b) à titre de portion rési-duelle de soluté pour mise en contact avec la première solution.

4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on envoie la totalité de la phase gazeuse de soluté à l'étape (a), on effectue une absorption partielle de cette phase gazeuse à
l'étape (a) et on envoie à l'étape (b) au moins une partie de la phase gazeuse constituant la portion résiduelle de soluté et au moins une partie de la solution provenant de l'étape (a).

5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, dans lequel on envoie à l'étape (b) seulement une partie de la première solution obtenue à l'étape (a), on comprime la partie restante et on l'envoie à la zone de désorption de l'étape (e).

6. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la seconde solution est portée dans l'étape (c) à une pression inter-médiaire entre la pression des zones d'absorption des étapes (a) et (b) et la pression de la zone de désorption (étape (e)).

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, après l'étape (d) et avant l'étape (e) on effectue les étapes additionnelles suivantes:
i) On prélève une fraction liquide sur le mélange liquide-vapeur obtenu à l'étape (d) et on recueille un mélange liquide-vapeur enrichi en soluté, j) On envoie la fraction liquide ainsi prélevée à la zone de désorption de l'étape (e), k) On condense le mélange liquide-vapeur obtenu à l'étape (i) en absorbant la vapeur dans le liquide, formant ainsi une troisième solution et cédant de la chaleur à un milieu extérieur de refroidissement, l) On comprime davantage et on vaporise au moins partiellement la troisième solution en récupérant une partie de la chaleur cédée au cours de l'étape (k), et m) On envoie le mélange liquide-vapeur formé au cours de l'étape (1) à la zone de désorption.

8. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la phase vapeur et la phase liquide s'écoulent à co-courant dans les deux étapes d'absorption.

9. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la chaleur produite au cours de la première étape d'absorption est cédée à la solution obtenue au cours de la deuxième étape d'absorption suivant un mode d'échange indirect à contre-courant.

10. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la phase solvant résultant du contact à contre-courant de l'étape de désorption et recyclée à la première étape d'absorption présente une concentration en soluté inférieure à 5 % en poids.

11. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la concentration en soluté de la solution obtenue au cours de la seconde étape d'absorption est d'au moins 20 % en poids.

12. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la phase vapeur engendrée au cours de la désorption effectuée à l'étape (e) est rectifiée en mettant en contact ladite vapeur avec un reflux liquide constitué par une fraction de la phase liquide obtenue par condensation de la vapeur recueillie en tête de la zone de contact.

13. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la phase vapeur engendrée au cours de la désorption effectuée à
l'étape (e) est condensée, détendue, vaporisée partiellement en produisant du froid, la fraction vapeur obtenue étant envoyée à
la première étape d'absorption et la phase liquide étant au moins en partie remélangée avec la phase vapeur engendrée au cours de la désorption.

14. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel on forme une série de solutions de plus en plus concentrées en soluté en vaporisant partiellement chacune des solutions formées par absorption, puis en prélevant une fraction liquide sur chaque mélange liquide-vapeur intermédiaire obtenu, de manière à obtenir à chaque fois un mélange liquide-vapeur plus concentré en soluté
et en condensant ledit mélange liquide-vapeur avec absorption du soluté dans la phase solvant.

15. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel au moins la première étape d'absorption est réalisée en effectuant un contact à contre-courant entre la phase vapeur de soluté et une première fraction de la phase liquide résultant de l'étape de désorption, en mélangeant la phase vapeur résultant dudit contact à contre-courant avec une deuxième fraction de ladite phase liquide, en condensant le mélange liquide-vapeur ainsi obtenu, en fournis-sant au cours de la condensation dudit mélange de la chaleur à la solution provenant de la deuxième étape.

16. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le soluté est l'ammoniac et le solvant est l'eau.

17 Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 dans lequel le soluté est un hydrocarbure et le solvant un solvant orga-nique.

18. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le soluté est un hydrocarbure halogéné et le solvant un solvant organique.

19. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le froid produit à l'étape (g) par vaporisation du fluide frigorigène constituant le soluté est fourni à une température comprise entre -60 °C et +15 °C.

20. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le fluide frigorigène constituant le soluté produit du froid en étant vaporisé à une pression comprise entre 0,1 atm et 10 atm.

21. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la chaleur cédée à un fluide ou milieu extérieur est produite à une température comprise entre +10 °C et +80 °C.

22. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la pression à laquelle on effectue la désorption de l'étape (e) est comprise entre 5 atm et 50 atm.

23. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la détente de la phase vapeur de soluté est réalisée à
au moins deux niveaux différentes de pression, on recueille au moins deux phases vapeur distinctes de soluté et on envoie ces fractions respectivement aux première et seconde étapes d'absorp-tion mises en oeuvre à des niveaux de pression différents.

24. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel une partie de la solution obtenue au cours de la seconde étape d'absorption est envoyée à l'étape de désorption, sans subir de vaporisation partielle.

25. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les deux étapes d'absorption sont réalisées approximative-ment sous la même pression.