CH105085A - Procédé de purification par le froid de mélanges gazeux contenant de l'hydrogène et destinés à être soumis à une liquéfaction partielle en vue de séparer l'hydrogène, et dispositif pour sa mise en oeuvre. - Google Patents

Description

  Procédé de purification par le froid de mélanges gazeux contenant de l'hydrogène  et destinés à être soumis à une     liquéfaction    partielle en vue de séparer l'hydrogène,  et dispositif pour     sa,    mise en     couvre.       La présente invention est relative à un  procédé et à un appareil de purification par  le froid de mélanges gazeux contenant de  l'hydrogène, par exemple du gaz de     ville    ou  du gaz de fours à coke, destinés à être soumis  à une liquéfaction partielle en vue de l'ex  traction de l'hydrogène.

   La purification de  ce dernier gaz en particulier apparaît dans ce  cas comme un problème     très    complexe en rai  son des nombreux constituants de ce gaz.     Ces     différents constituants, en effet, se liquéfiant  et se solidifiant à des températures très di  verses, échelonnées de la température am  biante à celle de l'air liquide, auraient tôt  fait, si on ne les éliminait au si on ne s'op  posait à leur     congélation,    d'obstruer sait l'é  changeur, soit l'appareil de séparation, et un  seul d'entre eux pourrait suffire à rendre le  fonctionnement des appareils inacceptable.  



  Selon la présente invention, on soumet les  mélanges gazeux comprimés contenant de l'hy  drogène et qui ont été préalablement des-    séchés, décarbonatés, désulfurés et     d6benzolés,     à un refroidissement progressif dans un appa  reil et dans des     conditions    telles que les li  quides qui se forment successivement coulent  vers des parties de plus en plus froides de  l'appareil, le refroidissement étant effectué  jusqu'à ce que,     pratiquement,    tous les corps  dont la température de liquéfaction est supé  rieure à celle du méthane soient liquéfiés.  



  Dans la mise en     oeuvre    du présent procédé,  on peut laisser couler vers le bas de l'appa  reil tous les liquides formés et recueillir le li  quide unique ainsi obtenu. On a, en effet, re  connu que, dans ces conditions, les constituants  successifs qui apparaissaient sous forme     li-          ,quide    au cours de refroidissement et qui, s'ils  coulaient seuls vers les régions     cla    plus basse  température, s'y congèleraient à coup sûr,  sont largement     miscibles    les uns dans les au  tres; il en résulte     -que    ces mélanges liquides  sont incongelables et limpides jusqu'aux     tem-          pératures    de -160   ou -170  .

        On peut aussi recueillir séparément en  plusieurs portions les liquides au cours de leur  formation .dans l'appareil. Il peut être avan  tageux de réchauffer le ou les liquides ainsi  formés avant de les recueillir.  



  L'appareil selon la présente invention,  pour la mise en     oeuvre    du procédé, comporte  un échangeur de     températures    comprenant un  faisceau tubulaire vertical dans les tubes du  quel passent les gaz provenant de l'appareil  de séparation de l'hydrogène proprement dit  et autour des tubes duquel passe le mélange  gazeux à traiter; cet échangeur est muni vers  sa partie inférieure d'une prise de liquide.  L'appareil pourrait être pourvu d'un serpen  tin extérieur de réchauffement.  



  La     fig.    1 du dessin ci-joint représente  schématiquement, à titre d'exemple, une  forme d'exécution de l'appareil ci-dessus pour  la mise en rouvre du procédé.  



  La. fi-. 2 est une vue de détail d'une  deuxième     foi-me    d'exécution.  



  Dans     l'exemple    suivant la     fig.    1, les gaz  à traiter, préalablement desséchés,     décarb.ona-          tés,        désulfurés    et     débenzolés    sous pression  pénètrent par A dans l'échangeur E autour  des tubes du faisceau tubulaire F que traver  sent de bas en haut, d'une part, de l'hydro  gène et, d'autre part, de l'azote, de l'oxyde  de carbone et du méthane;

   le premier de ces  gaz     rireule    de<I>B</I> en C et les autres de<I>D</I> en     X.     A mesure qu'ils descendent, les gaz traités se  refroidissent,     les        corps    les plus     condensables     se liquéfient et     cle.?endent    eux aussi vers des  régions où ils pourraient geler s'ils étaient  seuls, mais l'apparition d'autres corps moins  congelables, à l'état liquide, les     maintient    en  dissolution jusque vers le bas, où se collecte  un liquide global largement incongelable qui       est    purgé au fur et à mesure de sa,

   produc  tion par le robinet R et réchauffé à travers  le serpentin 8 pour être recueilli et utilisé  Dans ce réchauffement à travers     S    les élé  ment peu volatils eux-mêmes, comme le     pen-          ta.ne,    sont remontés par entraînement jus  qu'au bout chaud, sans avoir eu besoin d'être       vaporisés.       Si la     proportion        di,   <B>CH'</B> dans les liquides  ,ainsi     collectés        au    bas de l'échangeur était  trop grande,

   ce qui nuirait au bilan     calori-          fique    et .au     fonctionnement    de l'appareil de  séparation proprement dit, on serait, amené  à retirer des     liquides    moins riches en CH'  d'un étage un peu     supérieur    de     l'échangeur     par un dispositif représenté en     pointilléenR'.     Dans ce     ûas,    le     soutirage    par R peut être sup  primé, auquel cas le méthane liquéfié dans le  bas de     l'écharigc-ur    est entraîné vers l'appa  reil de     séparation    avec les gaz.  



  Si ce méthane contenait un peu     d'éthç-          lève,    il n'y aurait à cela. aucun inconvénient  au point     de.vue    de     l'obstruction        .rle    l'appareil       séparateur,    car     l'éthylène    possède à la tem  pérature d'ébullition du     méthane        un(>    tension  de vapeur suffisante pour ne pas     s'accumu-          ler    au point     d'amener    sa solidification.  



  Mais, bien entendu, il est. bon -que la plus  grande partie de l'éthylène soit recueillie     av        ee     les liquides extraits par     R        ou    R'. car il cons  titue un corps de     grande    valeur. A ce pro  pos, il est facile de modifier l'appareil, si on  le     désire,    de     manière    à     rc,-ueillir    séparément  les corps successifs     condensés    au cours     clii    re  froidissement.

   II suffit de placer aux hau  teur:     cenvenablcs    des collecteurs     L'        Z"    sem  blables à. R et     munis        également    de robinet  d'extraction, et, si nécessaire, de dispositifs  tubulaires de     réchauffage    comme le serpen  tin S.  



       3u    cas où on .aurait besoin de     prendre    des  gaz relativement peu froids en un point     a#p-          proprié    de     l'éc-hangeur    pour alimenter un     li-          quéLatteur    suivant le brevet suisse     n0        99850     du 22     décembre        1921.    ces gaz ne se trouve  raient pas     dépouillés        des    constituants gênants  condensés     au-dessous    (lu niveau de la     prise    et  l'on serait bientôt arrêté par 

  une obstruction  dans l'appareil de séparation.  



  Pour surmonter cette     difficulté,    on prend  une partie     des,    gaz dur sont arrivés     au    bas  de     l'échangeur    et ont été débarrassés de leurs       constitmants        liquéfiables    puis on les réchauffe  au degré voulu avant de les envoyer au     liqué-          facteur    dont il     a.    été parlé     ci-dessus.         La fi-. 2 du dessin ci-joint représente, à.  titre d'exemple,     schématiquement,    un appa  reil pour la mise à exécution ,du procédé ainsi  modifié.

   Les gaz dépouillés des liquides sor  tent en<I>III</I> au bas de l'échangeur: une     partie     est dérivée pour passer dans le     serpentin        S'     où elle est réchauffée partiellement.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS: I Procédé de purification par le froid de mélanges gazeux contenant de l'hydrogène et destinés à être soumis à une liquéfaction partielle en vue de séparer l'hydrogène, caractérisé en ce qu'on soumet les mélan ges gazeux comprimés contenant de l'hy drogène et qui ont été préalablement des séchés, décarbonatés, désulfurés et dében- zolés, à un refroidissement progressif dans un .appareil et dans des -conditions telles que les liquides qui se forment successive ment coulent vers des parties de plus en plus froides de l'appareil, le refroidisse ment étant effectué jusqu'à ce que,

   pra- tiqusment, tous les corps dont la tem pérature de liquéfaction est supérieure à. celle du méthane soient liquéfiés. II Appareil pour la. mise en aeuvre du pro cédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur de tem pératures comprenant un faisceau tubu laire vertical dans les tubes duquel pas sent les gaz provenant de l'appareil de séparation de l'hydrogène proprement dit et .autour -des tubes duquel passe le mé lange gazeux à traiter,

   .cet échangeur étant muni vers la partie inférieure d'une prise de liquide. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on laisse couler vers le bas de l'appareil tous les liquides formés et qu'on recueille le liquide unique ainsi obtenu. 2 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on recueille séparément en plusieurs portions les liquides au cours de leur formation dans l'appareil.

   3 Procédé selon la revendication et la, sous- revendication 1, ,caractérisé en ce que l'on réchauffe le liquide formé avant de le recueillir.

   .I Procédé selon la revendication I, @carac- térisé en -ce que l'on réchauffe partielle ment une partie des gaz qui sont arrivés au bas de l'échangeur et ont été débarras sés de leurs constituants liquéfiables. 5 Appareil selon la revendication II,

   carac- térisé en ce qu'il comporte vers sa partie inférieure une prise de liquide suivie d'un serpentin extérieur -de réchauffement de ce liquide. 6 Appareil selon la revendication II, carac térisé en ce qu'il comporte un serpentin extérieur de réchauffement partiel d'une partie des .gaz prélevés à sa partie in férieure.