FR3149803A1

FR3149803A1 - Process for purifying a raw gas by membrane separation with control of the gas supply temperature to the membranes

Info

Publication number: FR3149803A1
Application number: FR2306017A
Authority: FR
Inventors: Eric Peyrat; Savinien PERTANT
Original assignee: Gazfio
Current assignee: Gazfio
Priority date: 2023-06-13
Filing date: 2023-06-13
Publication date: 2024-12-20
Also published as: WO2024256980A3; WO2024256980A2

Abstract

------ Procédé d’épuration d’un gaz brut par séparation membranaire avec contrôle de la température d’alimentation en gaz des membranes La présente invention porte sur un procédé d’épuration d’un gaz brut par séparation membranaire, ledit procédé faisant appel à n étages de séparation membranaire, n étant supérieur ou égal à 1, ledit gaz à traiter consistant en un mélange d’au moins deux constituants A et B, caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes : on établit un débit nominal et/ou une composition nominale du gaz brut entrant à traiter ; pour chaque étage de séparation i, on détermine au moins une grandeur caractéristique nominale de fonctionnement choisie parmi le rapport RSCi0, le taux de charge du constituant A ou B à l’étage i, noté respectivement TCAi0 et TCBi0, le taux de charge global du constituant A ou B à l’étage i, noté respectivement TCGAi0 et TCGBi0, la consommation spécifique CSP0, lorsque le débit et/ou la composition du gaz brut entrant change au cours du déroulement du procédé, on ajuste la perméabilité d’au moins une membrane dans au moins un étage i, en ajustant la température de l’alimentation de l’étage de séparation correspondant pour qu’à tout moment, et indépendamment pour chaque étage i, au moins l’un parmi le rapport RSCi ou le taux de charge TCAi ou TCBi ou le taux de charge global TCGAi ou TCGBi ou la CSP, mesuré(s) et/ou calculé(s) en temps réel sur chaque étage de séparation, se rapproche de sa valeur de référence correspondante, RSCi0 ou TCAi0 ou TCBi0 ou TCGAi0 ou TCGBi0 ou CSP0. ------ Method for purifying a raw gas by membrane separation with control of the gas supply temperature of the membranes The present invention relates to a method for purifying a raw gas by membrane separation, said method using n membrane separation stages, n being greater than or equal to 1, said gas to be treated consisting of a mixture of at least two constituents A and B, characterized in that it comprises the following steps: a nominal flow rate and/or a nominal composition of the incoming raw gas to be treated is established; for each separation stage i, at least one nominal operating characteristic quantity is determined, chosen from the ratio RSCi0, the loading rate of component A or B at stage i, denoted TCAi0 and TCBi0 respectively, the overall loading rate of component A or B at stage i, denoted TCGAi0 and TCGBi0 respectively, the specific consumption CSP0, when the flow rate and/or the composition of the incoming raw gas changes during the course of the process, the permeability of at least one membrane in at least one stage i is adjusted, by adjusting the temperature of the feed of the corresponding separation stage so that at any time, and independently for each stage i, at least one of the ratio RSCi or the loading rate TCAi or TCBi or the overall loading rate TCGAi or TCGBi or the CSP, measured and/or calculated in real time on each separation stage, approaches its corresponding reference value, RSCi0 or TCAi0 or TCBi0 or TCGAi0 or TCGBi0 or CSP0.

Description

Process for purifying a raw gas by membrane separation with control of the gas supply temperature to the membranes

La présente invention concerne un procédé d’épuration d’un gaz brut par séparation membranaire avec contrôle de la température d’alimentation en gaz des membranes. A titre d’exemple de gaz à épurer, on peut citer le biogaz à partir duquel on souhaite obtenir un courant riche en dioxyde de carbone (CO₂) et un courant riche en méthane (CH₄).The present invention relates to a method for purifying a raw gas by membrane separation with control of the gas supply temperature of the membranes. As an example of gas to be purified, mention may be made of biogas from which it is desired to obtain a stream rich in carbon dioxide (CO ₂ ) and a stream rich in methane (CH ₄ ).

Un exemple de procédé d’épuration d’un gaz brut est décrit par le brevet européen EP 2 588 217 B. Dans ce procédé, on utilise trois étages de séparation membranaire, le gaz brut étant un mélange d’au moins deux composants A et B, A étant le composant ayant la perméance la plus importante.An example of a process for purifying a raw gas is described in European patent EP 2 588 217 B. In this process, three membrane separation stages are used, the raw gas being a mixture of at least two components A and B, A being the component with the highest permeance.

Ce procédé, qui a pour but de séparer le courant de gaz brut en un courant enrichi en A et en un courant enrichi en B, est illustré par le schéma de la .This process, which aims to separate the raw gas stream into a stream enriched in A and a stream enriched in B, is illustrated by the diagram of the .

Comme on peut le voir sur ce schéma :

on comprime le courant de gaz brut 1 dans un compresseur C1 pour obtenir un courant de gaz comprimé 2 que l’on fait passer dans un premier étage de séparation membranaire E1 pour obtenir :
un courant de rétentat 3 ; et
un courant de perméat 4 ;
on fait passer le courant de rétentat 3 dans un deuxième étage de séparation membranaire E2 pour obtenir :
un courant de rétentat 5, lequel constitue le courant enrichi en B recherché ; et

As we can see in this diagram:

the raw gas stream 1 is compressed in a compressor C1 to obtain a compressed gas stream 2 which is passed into a first membrane separation stage E1 to obtain:
a retentate stream 3; and
a permeate stream 4;
the retentate stream 3 is passed through a second membrane separation stage E2 to obtain:
a retentate stream 5, which constitutes the desired B-enriched stream; and

un courant de perméat 6 ;

on fait passer le courant de perméat 4 dans un troisième étage de séparation membranaire E3 pour obtenir :
un courant de rétentat 7 ; et
un courant de perméat 8, lequel constitue le courant enrichi en A recherché.

a permeate stream 6;

the permeate stream 4 is passed through a third membrane separation stage E3 to obtain:
a retentate stream 7; and
a permeate stream 8, which constitutes the desired A-enriched stream.

Une vanne V1 de réduction de pression est placée sur le trajet du courant 7. Le courant de perméat 6 et le courant de rétentat 7 sont recyclés dans le courant 1 avant introduction dans le compresseur C1.A pressure reducing valve V1 is placed in the path of stream 7. The permeate stream 6 and the retentate stream 7 are recycled into stream 1 before introduction into compressor C1.

Lorsque les conditions de fonctionnement s’écartent d’un point de fonctionnement nominal défini à partir des conditions opératoires utilisées pour un débit précis et / ou une composition précise de gaz brut à épurer, les performances du procédé d’épuration vont être affectées par cet écart par rapport au point de fonctionnement nominal. Il serait donc souhaitable de disposer d’un moyen de contrôle simple du procédé afin de pouvoir modifier les conditions opératoires de façon à retrouver des performances identiques ou proches de celles du point de fonctionnement nominal lorsque les conditions de débit et / ou de composition du gaz brut entrant dans le système vont évoluer.When operating conditions deviate from a nominal operating point defined from the operating conditions used for a specific flow rate and/or a specific composition of raw gas to be purified, the performance of the purification process will be affected by this deviation from the nominal operating point. It would therefore be desirable to have a simple means of controlling the process in order to be able to modify the operating conditions so as to find performances identical or close to those of the nominal operating point when the flow rate and/or composition conditions of the raw gas entering the system change.

A cet effet, la présente invention porte sur un procédé d’épuration d’un gaz brut par séparation membranaire, ledit procédé faisant appel à n étages de séparation membranaire, n étant supérieur ou égal à 1, le ou chaque étage de séparation membranaire, noté i avec 1 ≤ i ≤ n, étant constitué par :

au moins une membrane de séparation dont la perméabilité dépend de la température ;
une arrivée d’alimentation gazeuse dudit étage i par laquelle :
- pour i=1, est introduit ledit gaz brut à traiter, le cas échéant en combinaison quand n=1 avec un courant de recyclage de perméat et/ou un courant de recyclage de rétentat de l’unique étage et quand n>1 avec un courant de recyclage de perméat et/ou un courant de recyclage de rétentat, lesdits courants de recyclage provenant d’un autre étage ; et
- pour i>1, est introduit le perméat ou le rétentat d’un des autres étages,
une sortie de rétentat ; et
une sortie de perméat,

For this purpose, the present invention relates to a method for purifying a raw gas by membrane separation, said method using n membrane separation stages, n being greater than or equal to 1, the or each membrane separation stage, denoted i with 1 ≤ i ≤ n, being constituted by:

at least one separation membrane whose permeability depends on temperature;
a gas supply inlet to said stage i through which:
- for i=1, said raw gas to be treated is introduced, where appropriate in combination when n=1 with a permeate recycle stream and/or a retentate recycle stream from the single stage and when n>1 with a permeate recycle stream and/or a retentate recycle stream, said recycle streams coming from another stage; and
- for i>1, the permeate or retentate from one of the other stages is introduced,
a retentate outlet; and
a permeate outlet,

ledit gaz à traiter consistant en un mélange d’au moins deux constituants A et B, la perméabilité des membranes pour le constituant A étant supérieure à celle du constituant B,said gas to be treated consisting of a mixture of at least two constituents A and B, the permeability of the membranes for constituent A being greater than that of constituent B,

caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes :

on établit un débit nominal et/ou une composition nominale du gaz brut entrant à traiter, représentant le point de fonctionnement nominal ;
pour chaque étage de séparation i, on détermine, par calcul et/ou mesure, au moins une grandeur caractéristique nominale de fonctionnement choisie parmi :
- le rapport RSCⁱ ₀, défini comme le rapport SC_A ⁱ ₀/SC_B ⁱ ₀ou SC_B ⁱ ₀/SC_A ⁱ ₀,

characterized by the fact that it involves the following steps:

a nominal flow rate and/or a nominal composition of the incoming raw gas to be treated is established, representing the nominal operating point;
for each separation stage i, at least one nominal operating characteristic quantity chosen from:
- the ratio RSC ⁱ ₀ , defined as the ratio SC _A ⁱ ₀ /SC _B ⁱ ₀ or SC _B ⁱ ₀ /SC _A ⁱ ₀ ,

SC_A ⁱ ₀et SC_B ⁱ ₀étant définis chacun comme le rapport du débit partiel du constituant respectivement A ou B dans le courant de perméat sortant de l’étage i, noté respectivement Pe_A ⁱ ₀et Pe_B ⁱ ₀, sur le débit partiel du même constituant dans l’alimentation du même étage i, noté respectivement F_A ⁱ ₀et F_B ⁱ ₀;

le taux de charge du constituant A ou B à l’étage i, noté respectivement TC_A ⁱ ₀et TC_B ⁱ ₀, défini comme le rapport F_A ⁱ ₀/P_A ⁱ ₀ou F_B ⁱ ₀/P_B ⁱ ₀,

SC _A ⁱ ₀ and SC _B ⁱ ₀ each being defined as the ratio of the partial flow rate of the constituent A or B respectively in the permeate stream leaving stage i, denoted respectively Pe _A ⁱ ₀ and Pe _B ⁱ ₀ , to the partial flow rate of the same constituent in the feed of the same stage i, denoted respectively F _A ⁱ ₀ and F _B ⁱ ₀ ;

the charge rate of component A or B at stage i, noted respectively TC _A ⁱ ₀ and TC _B ⁱ ₀ , defined as the ratio F _A ⁱ ₀ /P _A ⁱ ₀ or F _B ⁱ ₀ /P _B ⁱ ₀ ,

F_A ⁱ ₀et F_B ⁱ ₀étant le débit partiel du constituant A ou B dans l’alimentation de l’étage i et P_A ⁱ ₀ou P_B ⁱ ₀la perméabilité des membranes à la température du point de fonctionnement nominal pour le constituant A ou B sur l’étage i ;

le taux de charge global du constituant A ou B à l’étage i, noté respectivement TCG_A ⁱ ₀et TCG_B ⁱ ₀, défini comme le rapport du débit du constituant A ou B dans le débit nominal sur la perméabilité des membranes à la température du point de fonctionnement nominal pour le constituant respectivement A ou B sur l’étage i, soit P_A ⁱ ₀ou P_B ⁱ ₀; et
dans le cas où l’on opère avec plusieurs étages, où l’on utilise des membranes identiques sur tous les étages i et on établit la même température d’alimentation sur tous les étages i pour le débit nominal et/ou la composition nominale du gaz brut entrant à traiter, la consommation spécifique CSP₀, définie comme la consommation énergétique du procédé divisée par le débit nominal d’un gaz brut entrant à traiter ou d’au moins un courant sortant du procédé dans les conditions nominales établies ;

lorsque le débit et/ou la composition du gaz brut entrant, mesuré avant tout éventuel mélange avec au moins un courant de recyclage, change au cours du déroulement du procédé, on ajuste la perméabilité d’au moins une membrane dans au moins un étage i et par là la quantité des constituants A et B passant à travers la ou les membranes concernées, en ajustant la température de l’alimentation de l’étage de séparation correspondant pour qu’à tout moment, et indépendamment pour chaque étage i, au moins l’un parmi le rapport RSCⁱou le taux de charge TC_A ⁱou TC_B ⁱou le taux de charge global TCG_A ⁱou TCG_B ⁱou la CSP, mesuré(s) et/ou calculé(s) en temps réel sur chaque étage de séparation, se rapproche de sa valeur de référence correspondante, RSCⁱ ₀ou TC_A ⁱ ₀ou TC_B ⁱ ₀ou TCG_A ⁱ ₀ou TCG_B ⁱ ₀ou CSP₀.

F _A ⁱ ₀ and F _B ⁱ ₀ being the partial flow rate of component A or B in the supply of stage i and P _A ⁱ ₀ or P _B ⁱ ₀ the permeability of the membranes at the temperature of the nominal operating point for component A or B on stage i;

the overall loading rate of component A or B at stage i, denoted respectively TCG _A ⁱ ₀ and TCG _B ⁱ ₀ , defined as the ratio of the flow rate of component A or B in the nominal flow rate to the permeability of the membranes at the temperature of the nominal operating point for component A or B respectively at stage i, i.e. P _A ⁱ ₀ or P _B ⁱ ₀ ; and
in the case where operation is carried out with several stages, where identical membranes are used on all stages i and the same feed temperature is established on all stages i for the nominal flow rate and/or the nominal composition of the raw gas entering to be treated, the specific consumption CSP ₀ , defined as the energy consumption of the process divided by the nominal flow rate of an incoming raw gas to be treated or of at least one stream leaving the process under the nominal conditions established;

when the flow rate and/or composition of the incoming raw gas, measured before any possible mixing with at least one recycle stream, changes during the course of the process, the permeability of at least one membrane in at least one stage i is adjusted and thereby the quantity of constituents A and B passing through the membrane(s) concerned, by adjusting the temperature of the feed to the corresponding separation stage so that at any time, and independently for each stage i, at least one of the ratio RSC ⁱ or the loading rate TC _A ⁱ or TC _B ⁱ or the overall loading rate TCG _A ⁱ or TCG _B ⁱ or the CSP, measured and/or calculated in real time on each separation stage, approaches its corresponding reference value, RSC ⁱ ₀ or TC _A ⁱ ₀ or TC _B ⁱ ₀ or TCG _A ⁱ ₀ or TCG _B ⁱ ₀ or CSP ₀ .

La perméabilité ou perméance d’une membrane pour un constituant est une propriété intrinsèque du matériau constitutif de la paroi de la membrane à laisser traverser ledit constituant à travers celle-ci. Cette perméabilité peut être exprimée sous la forme d’un débit molaire par unité de surface et par unité de pression soit en mol/s/m²/Pa. La dépendance de la perméabilité des membranes à la température peut par exemple suivre une relation de type Arrhenius.The permeability or permeance of a membrane for a constituent is an intrinsic property of the material constituting the membrane wall to allow said constituent to pass through it. This permeability can be expressed in the form of a molar flow rate per unit of surface and per unit of pressure, i.e. in mol/s/m ² /Pa. The dependence of the permeability of membranes on temperature can for example follow an Arrhenius-type relationship.

La sélectivité est le rapport de la perméabilité d’un premier constituant pur sur la perméabilité d’un second constituant pur. La sélectivité varie également en fonction de la température.Selectivity is the ratio of the permeability of a first pure constituent to the permeability of a second pure constituent. Selectivity also varies with temperature.

Dans un mode de réalisation particulier suivant lequel on opère avec plusieurs étages, on utilise des membranes identiques sur tous les étages i et on établit la même température d’alimentation sur tous les étages i pour le débit nominal et/ou la composition nominale du gaz brut entrant à traiter, on choisit comme grandeur caractéristique nominale le taux de charge global TCG_A ⁱ ₀ou TCG_B ⁱ ₀, et dans le cas d’un changement du débit et/ou de la composition du gaz brut entrant, on ajuste la température d’alimentation dans tous les étages à l’aide d’un unique régulateur associé au taux de charge global à n’importe quel étage.In a particular embodiment according to which one operates with several stages, one uses identical membranes on all stages i and one establishes the same supply temperature on all stages i for the nominal flow rate and/or the nominal composition of the incoming raw gas to be treated, one chooses as nominal characteristic quantity the overall load rate TCG _A ⁱ ₀ or TCG _B ⁱ ₀ , and in the case of a change in the flow rate and/or the composition of the incoming raw gas, one adjusts the supply temperature in all stages using a single regulator associated with the overall load rate at any stage.

A tout moment et en temps réel et pour chaque étage i, on peut déterminer la perméabilité des membranes pour le constituant A ou B, soit P_A ⁱ(t) ou P_B ⁱ(t) par mesure et/ou calcul des pressions, températures, débits et compositions du courant entrant et des courants sortants, et par résolution numérique.At any time and in real time and for each stage i, the permeability of the membranes for the constituent A or B, i.e. P _A ⁱ (t) or P _B ⁱ (t) can be determined by measurement and/or calculation of the pressures, temperatures, flow rates and compositions of the incoming and outgoing streams, and by numerical resolution.

La connaissance des pressions, températures, débits et compositions du courant entrant et des courants sortants permet d’établir les bilans de matière sur une membrane. A partir de modèles physiques de ces membranes et de méthodes de résolutions numériques classiques, la personne du métier peut accéder aux valeurs de la perméabilité.Knowledge of the pressures, temperatures, flow rates and compositions of the incoming and outgoing streams makes it possible to establish the material balances on a membrane. From physical models of these membranes and classic numerical resolution methods, the person skilled in the art can access the permeability values.

Il est par exemple possible d’utiliser les modèles physiques et méthodes de résolutions numériques décrits par Michael Binns et al. dans Strategies for the simulation of multi-component hollow fibre multi-stage membrane gas separation systems, Journal of Membrane Science, 497, (2016), 458–471.For example, it is possible to use the physical models and numerical resolution methods described by Michael Binns et al. in Strategies for the simulation of multi-component hollow fibre multi-stage membrane gas separation systems, Journal of Membrane Science, 497, (2016), 458–471.

Les membranes de séparation peuvent être des membranes polymères choisies parmi les membranes en polysulfone et les membranes en polyimide.The separation membranes may be polymer membranes selected from polysulfone membranes and polyimide membranes.

On peut ajuster la température de l’alimentation de chaque étage à l’aide d’un échangeur de chaleur. Il est également possible d’utiliser tous moyens d’ajustement de la température connus de la personne du métier.The temperature of the feed to each stage can be adjusted by means of a heat exchanger. It is also possible to use any temperature adjustment means known to the person skilled in the art.

Dans un mode de réalisation particulier, le constituant A du gaz brut est le dioxyde de carbone, et le constituant B est le méthane.In a particular embodiment, constituent A of the raw gas is carbon dioxide, and constituent B is methane.

Description of Figures

There is a schematic representation of a typical process serving as a basis for the process according to the invention;
There is a schematic representation of the method according to a first embodiment with 3 cascaded control loops, regulating the RSC ratios;
There is a schematic representation of the method according to a second embodiment with 3 cascaded control loops, regulating the TC load rates;
There is a schematic representation of the method according to a third embodiment with 3 cascaded control loops, regulating the overall TCG load rates;
There is a schematic representation of the method according to a fourth embodiment with 1 cascade control loop, regulating the overall TCG load rate; and
There is a schematic representation of the process according to a fifth embodiment with 1 cascade control loop, regulating the CSP consumption.

La est une reprise de la , avec mise en place :

d’un dispositif de régulation de température H1 sur le trajet du courant 2 pour modifier la température de l’alimentation 2’ du premier étage E1 ;
d’un dispositif de régulation de température H2 sur le trajet du rétentat 3, pour modifier la température de l’alimentation 3’ su deuxième étage E2 ; et
d’un dispositif de régulation de température H3 sur le trajet du perméat 4, pour modifier la température de l’alimentation 4’ du troisième étage E3.

There is a cover of the , with implementation:

of a temperature control device H1 on the current path 2 to modify the temperature of the power supply 2' of the first stage E1;
of a temperature regulation device H2 on the path of the retentate 3, to modify the temperature of the feed 3' of the second stage E2; and
of a temperature control device H3 on the path of the permeate 4, to modify the temperature of the feed 4' of the third stage E3.

les mêmes chiffres et lettres de référence que sur la ayant été conservés pour désigner des conduites et appareils/dispositifs analogues.the same reference numbers and letters as on the having been retained to designate similar conduits and devices/apparatus.

Sur la , apparaissent les organes de régulation suivants :

T_F1, capteur de température dont le rôle est de mesurer la température de l’alimentation 2’ du premier étage E1 ;
T_F2, capteur de température dont le rôle est de mesurer la température de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 ;
T_F3, capteur de température dont le rôle est de mesurer la température de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 ;
PT, capteur de pression placé sur le courant 7 de rétentat de E3, en amont de V1 ; et
Les organes de régulation notés par des blocs :
- SP_INT : Point de réglage (consigne) interne du régulateur-maître
- SP_EXT : Point de réglage (consigne) externe du régulateur-esclave correspondant à la sortie du régulateur-maître
- SP_MAX : Point de réglage maximum
- MESURE : Mesure entrante dans le régulateur
- OUT : Sortie du régulateur
- OUT_MAX : Sortie maximum du régulateur
- OUT_MIN : Sortie minimum du régulateur

On the , the following regulatory bodies appear:

T_F1, temperature sensor whose role is to measure the temperature of the power supply 2' of the first stage E1;
T_F2, temperature sensor whose role is to measure the temperature of the power supply 3' of the second stage E2;
T_F3, temperature sensor whose role is to measure the temperature of the power supply 4' of the third stage E3;
PT, pressure sensor placed on stream 7 of retentate of E3, upstream of V1; and
The regulatory bodies noted by blocks:
- SP_INT: Internal setpoint of the master regulator
- SP_EXT: External setpoint of the slave regulator corresponding to the output of the master regulator
- SP_MAX: Maximum set point
- MEASURE: Incoming measurement in the regulator
- OUT: Regulator output
- OUT_MAX: Maximum output of the regulator
- OUT_MIN: Minimum output of the regulator

et portant les lettres de référence OR1 à OR8.and bearing the reference letters OR1 to OR8.

Les organes OR1 et OR2 (2 régulateurs en cascade) régulent le rendement épuratoire du procédé. Le rendement épuratoire est défini comme le débit du constituant B récupéré sur le rétentat 5 divisé par le débit du constituant B entrant dans le gaz brut 1.The OR1 and OR2 organs (2 cascade regulators) regulate the purification efficiency of the process. The purification efficiency is defined as the flow rate of the component B recovered on the retentate 5 divided by the flow rate of the component B entering the raw gas 1.

La valeur de consigne souhaitée du rendement épuratoire est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR1. Il reçoit également la valeur mesurée du débit du constituant B dans le rétentat 5 divisée par le débit du constituant B entrant dans le gaz brut 1 comme valeur de MESURE.The desired setpoint value of the purification efficiency is entered as the SP_INT value of the OR1 organ. It also receives the measured value of the flow rate of constituent B in the retentate 5 divided by the flow rate of constituent B entering the raw gas 1 as the MEASUREMENT value.

L’organe OR2 reçoit comme valeur de MESURE la pression du rétentat 7 mesurée par le capteur de pression PT.The OR2 organ receives as MEASUREMENT value the pressure of the retentate 7 measured by the pressure sensor PT.

Par comparaison entre la valeur de consigne souhaitée et la valeur mesurée du rendement épuratoire, l’organe OR1 va envoyer comme valeur de sortie OUT à l’organe OR2 la valeur de pression à atteindre pour le rétentat 7, l’organe OR2 la recevant comme valeur SP_EXT.By comparing the desired setpoint value and the measured value of the purification efficiency, the OR1 organ will send as output value OUT to the OR2 organ the pressure value to be reached for the retentate 7, the OR2 organ receiving it as value SP_EXT.

L’organe OR2 va ensuite contrôler la pression du rétentat 7 en envoyant la valeur de sortie OUT à la vanne de régulation V1 afin de maintenir la valeur du rendement épuratoire.The OR2 organ will then control the pressure of the retentate 7 by sending the output value OUT to the control valve V1 in order to maintain the value of the purification efficiency.

Les organes OR3 et OR4 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport RSC¹du premier étage de séparation membranaire E1 par action sur la température de l’alimentation 2’ du premier étage au moyen du dispositif de régulation de température H1.The OR3 and OR4 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the RSC ¹ ratio of the first membrane separation stage E1 by acting on the temperature of the feed 2' of the first stage by means of the temperature regulation device H1.

La valeur de consigne souhaitée du rapport RSC¹ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR3 et l’organe OR3 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport RSC¹calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR3 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR4.The desired setpoint value of the RSC ¹ ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR3 device and the OR3 device receives as MEASUREMENT value the value of the RSC ¹ ratio calculated in real time. The output of the OR3 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR4 device.

L’organe OR4 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR3 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 2’ du premier étage E1 mesurée par le capteur de température T_F1 et agit sur le dispositif de régulation de température H1 afin qu’il modifie la température du courant 2 sortant du compresseur C1 afin que l’alimentation 2’ soit à la bonne température pour que la valeur RSC¹se rapproche de la valeur RSC¹ ₀.The OR4 device compares the SP_EXT setpoint from OR3 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 2' of the first stage E1 measured by the temperature sensor T_F1 and acts on the temperature control device H1 so that it modifies the temperature of the stream 2 leaving the compressor C1 so that the supply 2' is at the right temperature so that the RSC ¹ value approaches the RSC ¹ ₀ value.

Les organes OR5 et OR6 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport RSC²du deuxième étage de séparation membranaire E2 par action sur la température de l’alimentation 3’ du deuxième étage au moyen du dispositif de régulation de température H2.The OR5 and OR6 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the RSC ² ratio of the second membrane separation stage E2 by acting on the temperature of the supply 3' of the second stage by means of the temperature regulation device H2.

La valeur de consigne souhaitée du rapport RSC² ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR5 et l’organe OR5 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport RSC²calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR5 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR6.The desired setpoint value of the RSC ² ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR5 device and the OR5 device receives as MEASUREMENT value the value of the RSC ² ratio calculated in real time. The output of the OR5 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR6 device.

L’organe OR6 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR5 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 mesurée par le capteur de température T_F2 et agit sur le dispositif de régulation de température H2 afin qu’il modifie la température du rétentat 3 du premier étage E1 afin que l’alimentation 3’ soit à la bonne température pour que la valeur RSC²se rapproche de la valeur RSC² ₀.The OR6 organ compares the SP_EXT setpoint from OR5 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 3' of the second stage E2 measured by the temperature sensor T_F2 and acts on the temperature regulation device H2 so that it modifies the temperature of the retentate 3 of the first stage E1 so that the supply 3' is at the right temperature so that the RSC ² value approaches the RSC ² ₀ value.

Les organes OR7 et OR8 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport RSC³du troisième étage de séparation membranaire E3 par action sur la température de l’alimentation 4’ du troisième étage au moyen du dispositif de régulation de température H3.The OR7 and OR8 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the RSC ³ ratio of the third membrane separation stage E3 by acting on the temperature of the supply 4' of the third stage by means of the temperature regulation device H3.

La valeur de consigne souhaitée du rapport RSC³ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR7 et l’organe OR7 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport RSC³calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR5 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR8.The desired setpoint value of the RSC ³ ratio ₀ under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR7 device and the OR7 device receives as MEASUREMENT value the value of the RSC ³ ratio calculated in real time. The output of the OR5 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR8 device.

L’organe OR8 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR7 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 mesurée par le capteur de température T_F3 et agit sur le dispositif de régulation de température H3 afin qu’il modifie la température du perméat 4 du premier étage E1 afin que l’alimentation 4’ soit à la bonne température pour que la valeur RSC³se rapproche de la valeur RSC³ ₀.The OR8 organ compares the SP_EXT setpoint from OR7 with the MEASUREMENT value of the temperature of the supply 4' of the third stage E3 measured by the temperature sensor T_F3 and acts on the temperature regulation device H3 so that it modifies the temperature of the permeate 4 of the first stage E1 so that the supply 4' is at the right temperature so that the RSC ³ value approaches the RSC ³ ₀ value.

La est une reprise de la , avec mise en place des organes de régulation OR9 à OR14 à la place des organes de régulation OR3 à OR8, les organes OR1 et OR2 étant identiques.There is a cover of the , with the installation of regulatory bodies OR9 to OR14 in place of regulatory bodies OR3 to OR8, bodies OR1 and OR2 being identical.

Les organes OR9 et OR10 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TC_A ¹ou TC_B ¹du premier étage de séparation membranaire E1 par action sur la température de l’alimentation 2’ du premier étage au moyen du dispositif de régulation de température H1.The OR9 and OR10 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the ratio TC _A ¹ or TC _B ¹ of the first membrane separation stage E1 by acting on the temperature of the supply 2' of the first stage by means of the temperature regulation device H1.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TC_A ¹ ₀ou TC_B ¹ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR9 et l’organe OR9 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TC_A ¹ou TC_B ¹calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR7 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR10.The desired setpoint value of the ratio TC _A ¹ ₀ or TC _B ¹ ₀ under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR9 device and the OR9 device receives as MEASUREMENT value the value of the ratio TC _A ¹ or TC _B ¹ calculated in real time. The output of the OR7 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR10 device.

L’organe OR10 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR9 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 2’ du premier étage E1 mesurée par le capteur de température T_F1 et agit sur le dispositif de régulation de température H1 afin qu’il modifie la température du courant 2 sortant du compresseur C1 afin que l’alimentation 2’ soit à la bonne température pour que la valeur TC_A ¹ou TC_B ¹se rapproche de la valeur TC_A ¹ ₀ou TC_B ¹ ₀correspondante.The OR10 device compares the SP_EXT setpoint from OR9 with the MEASUREMENT value of the temperature of the supply 2' of the first stage E1 measured by the temperature sensor T_F1 and acts on the temperature control device H1 so that it modifies the temperature of the stream 2 leaving the compressor C1 so that the supply 2' is at the right temperature so that the value TC _A ¹ or TC _B ¹ approaches the corresponding value TC _A ¹ ₀ or TC _B ¹ ₀ .

Les organes OR11 et OR12 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TC_A ²ou TC_B ²du deuxième étage de séparation membranaire E2 par action sur la température de l’alimentation 3’ du deuxième étage au moyen du dispositif de régulation de température H2.The OR11 and OR12 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the ratio TC _A ² or TC _B ² of the second membrane separation stage E2 by acting on the temperature of the supply 3' of the second stage by means of the temperature regulation device H2.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TC_A ² ₀ou TC_B ² ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR11 et l’organe OR11 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TC_A ²ou TC_B ²calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR11 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR12.The desired setpoint value of the TC _A ² ₀ or TC _B ² ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR11 device and the OR11 device receives as MEASUREMENT value the value of the TC _A ² or TC _B ² ratio calculated in real time. The output of the OR11 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR12 device.

L’organe OR12 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR11 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 mesurée par le capteur de température T_F2 et agit sur le dispositif de régulation de température H2 afin qu’il modifie la température du rétentat 3 du premier étage E1 afin que l’alimentation 3’ soit à la bonne température pour que la valeur TC_A ²ou TC_B ²se rapproche de la valeur TC_A ² ₀ou TC_B ² ₀correspondante.The OR12 device compares the SP_EXT setpoint from OR11 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 3' of the second stage E2 measured by the temperature sensor T_F2 and acts on the temperature control device H2 so that it modifies the temperature of the retentate 3 of the first stage E1 so that the supply 3' is at the correct temperature so that the TC _A ² or TC _B ² value approaches the corresponding TC _A ² ₀ or TC _B ² ₀ value.

Les organes OR13 et OR14 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TC_A ³ou TC_B ³du troisième étage de séparation membranaire E3 par action sur la température de l’alimentation 4’ du troisième étage au moyen du dispositif de régulation de température H3.The OR13 and OR14 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the ratio TC _A ³ or TC _B ³ of the third membrane separation stage E3 by acting on the temperature of the supply 4' of the third stage by means of the temperature regulation device H3.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TC_A ³ ₀ou TC_B ³ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR13 et l’organe OR13 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TC_A ³ou TC_B ³calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR13 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR14.The desired setpoint value of the ratio TC _A ³ ₀ or TC _B ³ ₀ under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR13 device and the OR13 device receives as MEASUREMENT value the value of the ratio TC _A ³ or TC _B ³ calculated in real time. The output of the OR13 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR14 device.

L’organe OR14 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR13 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 mesurée par le capteur de température T_F3 et agit sur le dispositif de régulation de température H3 afin qu’il modifie la température du perméat 4 du premier étage E1 afin que l’alimentation 4’ soit à la bonne température pour que la valeur TC_A ³ou TC_B ³se rapproche de la valeur TC_A ³ ₀ou TC_B ³ ₀correspondante.The OR14 device compares the SP_EXT setpoint from OR13 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 4' of the third stage E3 measured by the temperature sensor T_F3 and acts on the temperature control device H3 so that it modifies the temperature of the permeate 4 of the first stage E1 so that the supply 4' is at the correct temperature so that the TC _A ³ or TC _B ³ value approaches the corresponding TC _A ³ ₀ or TC _B ³ ₀ value.

La est une reprise de la , avec mise en place des organes de régulation OR15 à OR20 à la place des organes de régulation OR9 à OR14, les organes OR1 et OR2 étant identiques.There is a cover of the , with the installation of regulatory bodies OR15 to OR20 in place of regulatory bodies OR9 to OR14, bodies OR1 and OR2 being identical.

Les organes OR15 et OR16 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TCG_A ¹ou TCG_B ¹du premier étage de séparation membranaire E1 par action sur la température de l’alimentation 2’ du premier étage au moyen du dispositif de régulation de température H1.The OR15 and OR16 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ ratio of the first membrane separation stage E1 by acting on the temperature of the feed 2' of the first stage by means of the temperature regulation device H1.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TCG_A ¹ ₀ou TCG_B ¹ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR15 et l’organe OR15 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TCG_A ¹ou TCG_B ¹calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR15 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR16.The desired setpoint value of the TCG _A ¹ ₀ or TCG _B ¹ ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR15 device and the OR15 device receives as MEASUREMENT value the value of the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ ratio calculated in real time. The output of the OR15 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR16 device.

L’organe OR16 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR15 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 2’ du premier étage E1 mesurée par le capteur de température T_F1 et agit sur le dispositif de régulation de température H1 afin qu’il modifie la température du courant 2 sortant du compresseur C1 afin que l’alimentation 2’ soit à la bonne température pour que la valeur TCG_A ¹ou TCG_B ¹se rapproche de la valeur TCG_A ¹ ₀ou TCG_B ¹ ₀correspondante.The OR16 device compares the SP_EXT setpoint from OR15 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 2' of the first stage E1 measured by the temperature sensor T_F1 and acts on the temperature control device H1 so that it modifies the temperature of the stream 2 leaving the compressor C1 so that the supply 2' is at the correct temperature so that the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ value approaches the corresponding TCG _A ¹ ₀ or TCG _B ¹ ₀ value.

Les organes OR17 et OR18 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TCG_A ²ou TCG_B ²du deuxième étage de séparation membranaire E2 par action sur la température de l’alimentation 3’ du deuxième étage au moyen du dispositif de régulation de température H2.The OR17 and OR18 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the TCG _A ² or TCG _B ² ratio of the second membrane separation stage E2 by acting on the temperature of the supply 3' of the second stage by means of the temperature regulation device H2.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TCG_A ² ₀ou TCG_B ² ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR17 et l’organe OR17 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TCG_A ²ou TCG_B ²calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR17 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR18.The desired setpoint value of the TCG _A ² ₀ or TCG _B ² ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR17 device and the OR17 device receives as MEASUREMENT value the value of the TCG _A ² or TCG _B ² ratio calculated in real time. The output of the OR17 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR18 device.

L’organe OR18 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR17 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 mesurée par le capteur de température T_F2 et agit sur le dispositif de régulation de température H2 afin qu’il modifie la température du rétentat 3 du premier étage E1 afin que l’alimentation 3’ soit à la bonne température pour que la valeur TCG_A ²ou TCG_B ²se rapproche de la valeur TCG_A ² ₀ou TCG_B ² ₀correspondante.The OR18 device compares the SP_EXT setpoint from OR17 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 3' of the second stage E2 measured by the temperature sensor T_F2 and acts on the temperature control device H2 so that it modifies the temperature of the retentate 3 of the first stage E1 so that the supply 3' is at the correct temperature so that the TCG _A ² or TCG _B ² value approaches the corresponding TCG _A ² ₀ or TCG _B ² ₀ value.

Les organes OR19 et OR20 constituent une régulation en cascade de deux régulateurs dont la fonction est de contrôler le rapport TCG_A ³ou TCG_B ³du troisième étage de séparation membranaire E3 par action sur la température de l’alimentation 4’ du troisième étage au moyen du dispositif de régulation de température H3.The OR19 and OR20 organs constitute a cascade regulation of two regulators whose function is to control the TCG _A ³ or TCG _B ³ ratio of the third membrane separation stage E3 by acting on the temperature of the supply 4' of the third stage by means of the temperature regulation device H3.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TCG_A ³ ₀ou TCG_B ³ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR19 et l’organe OR19 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TCG_A ³ou TCG_B ³calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR19 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR20.The desired setpoint value of the TCG _A ³ ₀ or TCG _B ³ ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR19 device and the OR19 device receives as MEASUREMENT value the value of the TCG _A ³ or TCG _B ³ ratio calculated in real time. The output of the OR19 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to the OR20 device.

L’organe OR20 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR19 à la valeur de MESURE de température de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 mesurée par le capteur de température T_F3 et agit sur le dispositif de régulation de température H3 afin qu’il modifie la température du perméat 4 du premier étage E1 afin que l’alimentation 4’ soit à la bonne température pour que la valeur TCG_A ³ou TCG_B ³se rapproche de la valeur TCG_A ³ ₀ou TCG_B ³ ₀correspondante.The OR20 device compares the SP_EXT setpoint from OR19 with the temperature MEASUREMENT value of the supply 4' of the third stage E3 measured by the temperature sensor T_F3 and acts on the temperature control device H3 so that it modifies the temperature of the permeate 4 of the first stage E1 so that the supply 4' is at the correct temperature so that the TCG _A ³ or TCG _B ³ value approaches the corresponding TCG _A ³ ₀ or TCG _B ³ ₀ value.

La est une reprise de la , avec mise en place des organes de régulation OR21 à OR24 à la place des organes de régulation OR15 à OR20, les organes OR1 et OR2 étant identiques.There is a cover of the , with the installation of regulatory bodies OR21 to OR24 in place of regulatory bodies OR15 to OR20, bodies OR1 and OR2 being identical.

Dans ce cas, les membranes des étages de séparation E1, E2 et E3 sont identiques. Dans les conditions nominales, les températures des alimentations 2’, 3’ et 4’ sont identiques. Le comportement de tous les étages est similaire.In this case, the membranes of the separation stages E1, E2 and E3 are identical. Under nominal conditions, the temperatures of the feeds 2’, 3’ and 4’ are identical. The behavior of all stages is similar.

Un seul régulateur maître, le régulateur OR21, est utilisé, en combinaison avec les régulateurs esclaves OR22 à OR24.Only one master regulator, regulator OR21, is used, in combination with slave regulators OR22 to OR24.

L’organe OR21 et les organes OR22, OR23 et OR24 constituent une régulation en cascade dont la fonction est de contrôler le rapport TCG_A ¹ou TCG_B ¹du premier étage de séparation membranaire E1 et d’agir sur les températures des alimentations 2’, 3’ et 4’ au moyen, respectivement, des dispositifs de régulation de température H1, H2 et H3.The OR21 organ and the OR22, OR23 and OR24 organs constitute a cascade regulation whose function is to control the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ ratio of the first membrane separation stage E1 and to act on the temperatures of the feeds 2', 3' and 4' by means, respectively, of the temperature regulation devices H1, H2 and H3.

La valeur de consigne souhaitée du rapport TCG_A ¹ ₀ou TCG_B ¹ ₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR21 et l’organe OR21 reçoit comme valeur de MESURE la valeur du rapport TCG_A ¹ou TCG_B ¹calculé en temps réel. La sortie de l’organe OR21 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à chacun des organes OR22, OR23 et OR24.The desired setpoint value of the TCG _A ¹ ₀ or TCG _B ¹ ₀ ratio under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR21 device and the OR21 device receives as MEASUREMENT value the value of the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ ratio calculated in real time. The output of the OR21 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to each of the OR22, OR23 and OR24 devices.

Les organes OR22, OR23 et OR24 comparent la consigne SP_EXT en provenance de OR21 à la valeur de MESURE de température respectivement de l’alimentation 2’ du premier étage E1 mesurée par le capteur de température T_F1, de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 mesurée par le capteur de température T_F2 et de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 mesurée par le capteur de température T_F3. Les organes OR22, OR23 et OR24 agissent ensuite sur respectivement les dispositifs de régulation de température H1, H2 et H3 afin qu’ils modifient la température respectivement des courants 2, 3 et 4 afin que les alimentations respectivement 2’, 3/ et 4’ soient à la bonne température pour que la valeur TCG_A ¹ou TCG_B ¹se rapproche de la valeur TCG_A ¹ ₀ou TCG_B ¹ ₀correspondant.The OR22, OR23 and OR24 devices compare the SP_EXT setpoint from OR21 with the temperature MEASUREMENT value of the power supply 2' of the first stage E1 measured by the temperature sensor T_F1, of the power supply 3' of the second stage E2 measured by the temperature sensor T_F2 and of the power supply 4' of the third stage E3 measured by the temperature sensor T_F3. The OR22, OR23 and OR24 devices then act on the temperature control devices H1, H2 and H3 respectively so that they modify the temperature of the streams 2, 3 and 4 respectively so that the power supplies 2', 3/ and 4' respectively are at the correct temperature so that the TCG _A ¹ or TCG _B ¹ value approaches the corresponding TCG _A ¹ ₀ or TCG _B ¹ ₀ value.

La est une reprise de la , avec mise en place des organes de régulation OR25 et OR28 à la place des organes de régulation OR21 à OR24.There is a cover of the , with the establishment of regulatory bodies OR25 and OR28 in place of regulatory bodies OR21 to OR24.

Dans ce cas également, les membranes des étages de séparation E1, E2 et E3 sont identiques. Dans les conditions nominales, les températures des alimentations 2’, 3’ et 4’ sont identiques. Le comportement de tous les étages est similaire.In this case too, the membranes of the separation stages E1, E2 and E3 are identical. Under nominal conditions, the temperatures of the feeds 2’, 3’ and 4’ are identical. The behaviour of all stages is similar.

Un seul régulateur maître, le régulateur OR25, est utilisé, en combinaison avec les régulateurs esclaves OR26 à OR28.Only one master regulator, regulator OR25, is used, in combination with slave regulators OR26 to OR28.

L’organe OR25 et les organes OR26, OR27 et OR28 constituent une régulation en cascade dont la fonction est de contrôler la consommation CSP du procédé et d’agir sur les températures des alimentations 2’, 3’ et 4’ au moyen, respectivement, des dispositifs de régulation de température H1, H2 et H3.The OR25 organ and the OR26, OR27 and OR28 organs constitute a cascade regulation whose function is to control the CSP consumption of the process and to act on the temperatures of the 2’, 3’ and 4’ supplies by means, respectively, of the temperature regulation devices H1, H2 and H3.

La valeur de consigne souhaitée de la consommation CSP₀dans les conditions nominales est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR25 et l’organe OR25 reçoit comme valeur de MESURE la valeur de la consommation CSP calculée en temps réel. La sortie de l’organe OR25 est une consigne de température de travail envoyée en SP_EXT à chacun des organes OR26, OR27 et OR28.The desired setpoint value of the CSP consumption ₀ under nominal conditions is entered as SP_INT value of the OR25 device and the OR25 device receives as MEASUREMENT value the value of the CSP consumption calculated in real time. The output of the OR25 device is a working temperature setpoint sent in SP_EXT to each of the OR26, OR27 and OR28 devices.

Les organes OR26, OR27 et OR28 comparent la consigne SP_EXT en provenance de OR25 à la valeur de MESURE de température respectivement de l’alimentation 2’ du premier étage E1 mesurée par le capteur de température T_F1, de l’alimentation 3’ du deuxième étage E2 mesurée par le capteur de température T_F2 et de l’alimentation 4’ du troisième étage E3 mesurée par le capteur de température T_F3. Les organes OR26, OR27 et OR28 agissent ensuite sur respectivement les dispositifs de régulation de température H1, H2 et H3 afin qu’ils modifient la température respectivement des courant 2, 3 et 4 afin que les alimentations respectivement 2’, 3/ et 4’ soient à la bonne température pour que la valeur de consommation CSP se rapproche de la valeur CSP₀correspondante.The OR26, OR27 and OR28 devices compare the SP_EXT setpoint from OR25 with the temperature MEASUREMENT value of the power supply 2' of the first stage E1 measured by the temperature sensor T_F1, of the power supply 3' of the second stage E2 measured by the temperature sensor T_F2 and of the power supply 4' of the third stage E3 measured by the temperature sensor T_F3. The OR26, OR27 and OR28 devices then act on the temperature control devices H1, H2 and H3 respectively so that they modify the temperature of the currents 2, 3 and 4 respectively so that the power supplies 2', 3/ and 4' respectively are at the correct temperature so that the consumption value CSP approaches the corresponding CSP ₀ value.

Les Exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée.The following Examples illustrate the present invention without, however, limiting its scope.

Dans ces exemples :In these examples:

Tous les pourcentages indiqués sont des pourcentages molaires.All percentages given are molar percentages.

Le procédé d’épuration employé comprend trois étages membranaires et reprend l’architecture du procédé illustré sur la .The purification process used includes three membrane stages and follows the architecture of the process illustrated in the .

On a séparé un gaz brut composé, dans les conditions nominales, de 55 % de méthane (constituant B), de 44,3 % de dioxyde de carbone (constituant A), de 0,2 % de dioxygène et de 0,5 % de diazote. Lorsque la composition du gaz brut entrant est modifiée, la composition en méthane est variée et la composition en dioxyde de carbone est ajustée pour obtenir 100 %.A raw gas composed, under nominal conditions, of 55% methane (component B), 44.3% carbon dioxide (component A), 0.2% dioxygen and 0.5% dinitrogen was separated. When the composition of the incoming raw gas is changed, the methane composition is varied and the carbon dioxide composition is adjusted to obtain 100%.

Le débit de gaz brut est fixé à 400 Nm³/h dans les conditions nominales.The raw gas flow rate is set at 400 ^Nm3 /h under nominal conditions.

La température des courants d’alimentation passant à travers les membranes est de 25°C dans les conditions nominales. Les pertes de charge dans les conduites et dans les membranes sont négligées.The temperature of the feed streams passing through the membranes is 25°C under nominal conditions. Pressure losses in the pipes and in the membranes are neglected.

Le rendement épuratoire est défini comme le débit molaire de méthane récupéré sur le rétentat 5 divisé par le débit molaire de méthane entrant dans le gaz brut 1. La valeur du rendement épuratoire est fixée à 99,2 %.The purification efficiency is defined as the molar flow rate of methane recovered from the retentate 5 divided by the molar flow rate of methane entering the raw gas 1. The value of the purification efficiency is set at 99.2%.

La pression d’alimentation de l’étage E1 est fixée à 10 barg (1,0 MPa relatif au manomètre).The supply pressure of stage E1 is set at 10 barg (1.0 MPa relative to the pressure gauge).

La pression du perméat de l’étage E2 est imposée à 0,1 barg (10000 Pa relatif au manomètre).The pressure of the permeate of stage E2 is imposed at 0.1 barg (10000 Pa relative to the manometer).

La pression du perméat de l’étage E3 est imposée à 0,001 barg (100 Pa relatif au manomètre).The pressure of the permeate of stage E3 is imposed at 0.001 barg (100 Pa relative to the manometer).

La pression d’alimentation de l’étage E3 est pilotée par une vanne de régulation V1 localisée sur le rétentat de l’étage E3. Cette régulation a pour but de garantir un rendement épuratoire de 99,2%.The supply pressure of stage E3 is controlled by a control valve V1 located on the retentate of stage E3. This regulation aims to guarantee a purification efficiency of 99.2%.

Des membranes à fibres creuses commercialisées par UBE de type CO-810-FSC de sélectivité 72,7 à 25°C sont utilisées sur les trois étages de séparation, respectivement 5, 4 et 5 membranes sur les étages E1, E2 et E3.Hollow fiber membranes marketed by UBE of the CO-810-FSC type with selectivity 72.7 at 25°C are used on the three separation stages, respectively 5, 4 and 5 membranes on stages E1, E2 and E3.

La consommation spécifique est définie comme la quantité d’énergie électrique requise par le procédé ramenée à la quantité de gaz brut traitée. Elle s’exprime donc en kWhe/Nm³de gaz brut.Specific consumption is defined as the amount of electrical energy required by the process reduced to the amount of raw gas treated. It is therefore expressed in kWhe/ ^Nm3 of raw gas.

Dans les Exemples, elle est calculée à l’aide de la formule suivante (1)In the Examples it is calculated using the following formula (1)

(1) (1)

Formule dans laquelle :

Qest le débit de gaz brut en Nm3/h ;
Pu _COMP est la puissance requise (en kW) par le compresseur C1 en faisant l’hypothèse d’une efficacité isentropique de 0,7 ;
Pu _GF est la puissance requise (en kW) par legroupe froidsitué à la sortie du compresseur C1 afin de refroidir le gaz, en faisant l’hypothèse d’un coefficient de performance de 2,5 ;
Pu _AUX est la puissance requise (en kW) par différents auxiliaires nécessaires au prétraitement du gaz brut avant l’entrée dans le procédé d’épuration (non représentés sur les Figures).

Formula in which:

Q is the raw gas flow rate in Nm3/h;
Pu _COMP is the power required (in kW) by compressor C1 assuming an isentropic efficiency of 0.7;
Pu _GF is the power required (in kW) by the cooling unit located at the outlet of compressor C1 in order to cool the gas, assuming a coefficient of performance of 2.5;
Pu _AUX is the power required (in kW) by various auxiliaries necessary for the pretreatment of the raw gas before entering the purification process (not shown in the Figures).

Dans les conditions nominales, on obtient les résultats suivants :

un taux de recyclage du procédé de 0,2871. (Définition du taux de recyclage = somme des débits molaires 6 et 7 divisé par débit molaire 1) ;
une fraction molaire de CH₄dans le rétentat 5 de l’étage E2 de 97,34 % ; et
une consommation électrique théorique calculée de 0,190 kWhe/Nm³de gaz brut.

Under nominal conditions, the following results are obtained:

a process recycling rate of 0.2871. (Definition of recycling rate = sum of molar flow rates 6 and 7 divided by molar flow rate 1);
a molar fraction of CH ₄ in the retentate 5 of stage E2 of 97.34%; and
a calculated theoretical electricity consumption of 0.190 kWhe/ ^Nm3 of raw gas.

Ce sont ces résultats que l’on cherche à approcher lorsque le débit nominal du gaz brut ou la composition nominale du gaz brut évolue au cours du temps.These are the results that we seek to approach when the nominal flow rate of the raw gas or the nominal composition of the raw gas changes over time.

Exemple 1 (selon l’invention) selon schéma de la : Example 1 (according to the invention) according to the diagram of the :

On utilise le schéma de procédé décrit à la .The process diagram described in .

Le Tableau 1 montre les résultats du procédé après la modification du débit du gaz brut entrant à 90%, 75% et 50 % de la valeur du débit nominal.Table 1 shows the process results after changing the incoming raw gas flow rate to 90%, 75% and 50% of the nominal flow rate value.

Comme on peut le voir sur le tableau 1, la régulation des valeurs RSCⁱdes étages de séparation E1, E2 et E3 par ajustement de la température d’alimentation de chaque étage permet aux valeurs de la teneur en CH₄dans le rétentat 5, du taux de recyclage et de la consommation électrique de se rapprocher des valeurs obtenues dans les conditions nominales alors que les valeurs obtenues sans régulation s’en écartent bien davantage. La consommation électrique augmente notamment en l’absence de régulation des valeurs RSCⁱà cause de l’augmentation du taux de recyclage lorsque le débit d’alimentation diminue.As can be seen from Table 1, the regulation of the RSC ⁱ values of the separation stages E1, E2 and E3 by adjusting the feed temperature of each stage allows the values of the CH ₄ content in the retentate 5, the recycling rate and the electrical consumption to approach the values obtained under nominal conditions while the values obtained without regulation deviate much more. The electrical consumption increases in particular in the absence of regulation of the RSC ⁱ values because of the increase in the recycling rate when the feed flow rate decreases.

Exemple 2 (selon l’invention) selon schéma de la : Example 2 (according to the invention) according to diagram of the :

Le tableau 2 montre les résultats du procédé après la modification du débit du gaz brut entrant à 50% et 150 % de la valeur du débit nominal.Table 2 shows the process results after changing the incoming raw gas flow rate to 50% and 150% of the nominal flow rate value.

Comme on peut le voir sur le tableau 2, la régulation des valeurs TC sur le méthane des étages de séparation E1, E2 et E3 par ajustement de la température d’alimentation de chaque étage permet aux valeurs de la teneur en CH₄dans le rétentat 5, du taux de recyclage et de la consommation électrique de se rapprocher des valeurs obtenues dans les conditions nominales alors que les valeurs obtenues sans régulation s’en écartent bien davantage.As can be seen in Table 2, the regulation of the TC values on the methane of the separation stages E1, E2 and E3 by adjusting the feed temperature of each stage allows the values of the CH ₄ content in the retentate 5, the recycling rate and the electrical consumption to approach the values obtained under nominal conditions while the values obtained without regulation deviate much further.

Exemple 3 (selon l’invention) selon schéma de la : Example 3 (according to the invention) according to the diagram of the :

Le tableau 3 montre les résultats du procédé après la modification du débit du gaz brut entrant à 75 %, 50 %, 125 % et 150 % de la valeur du débit nominal.Table 3 shows the process results after changing the incoming raw gas flow rate to 75%, 50%, 125% and 150% of the nominal flow rate value.

Comme on peut le voir sur le tableau 3, la régulation des valeurs TCG sur le méthane des étages de séparation E1, E2 et E3 par ajustement de la température d’alimentation de chaque étage permet aux valeurs de la teneur en CH₄dans le rétentat 5, du taux de recyclage et de la consommation électrique de se rapprocher des valeurs obtenues dans les conditions nominales alors que les valeurs obtenues sans régulation s’en écartent bien davantage.As can be seen in Table 3, the regulation of the TCG values on methane from the separation stages E1, E2 and E3 by adjusting the feed temperature of each stage allows the values of the _CH4 content in the retentate 5, the recycling rate and the electricity consumption to approach the values obtained under nominal conditions while the values obtained without regulation deviate much further.

Dans ce cas particulier où les membranes sont identiques sur tous les étages et que la grandeur réglée est le TCG, la température d’alimentation est la même pour les trois étages.In this particular case where the membranes are identical on all stages and the controlled variable is the TCG, the supply temperature is the same for all three stages.

Le tableau 4 montre les résultats du procédé après la modification de la composition du gaz brut entrant à une fraction molaire de méthane de 50 % et de 60 %.Table 4 shows the process results after changing the composition of the incoming raw gas to 50% and 60% methane mole fraction.

Comme on peut le voir sur le tableau 4, la régulation des valeurs TCG sur le méthane des étages de séparation E1, E2 et E3 par ajustement de la température d’alimentation de chaque étage permet aux valeurs de la teneur en CH₄dans le rétentat 5, du taux de recyclage et de la consommation électrique de se rapprocher des valeurs obtenues dans les conditions nominales alors que les valeurs obtenues sans régulation s’en écartent bien davantage.As can be seen in Table 4, the regulation of the TCG values on methane from the separation stages E1, E2 and E3 by adjusting the feed temperature of each stage allows the values of the CH ₄ content in the retentate 5, the recycling rate and the electrical consumption to approach the values obtained under nominal conditions while the values obtained without regulation deviate much further.

Exemple 4 (selon l’invention) selon schéma de la : Example 4 (according to the invention) according to diagram of the :

Le Tableau 5 montre les résultats du procédé après la modification du débit du gaz brut entrant à 75%, 50%, 125% et 150 % de la valeur du débit nominal.Table 5 shows the process results after changing the incoming raw gas flow rate to 75%, 50%, 125% and 150% of the nominal flow rate value.

Comme on peut le voir sur le tableau 5, la régulation de la consommation CSP par ajustement de la température d’alimentation de chaque étage permet aux valeurs de la teneur en CH₄dans le rétentat 5, du taux de recyclage et de la consommation électrique de se rapprocher des valeurs obtenues dans les conditions nominales alors que les valeurs obtenues sans régulation s’en écartent bien davantage.As can be seen in Table 5, the regulation of CSP consumption by adjusting the feed temperature of each stage allows the values of the _CH4 content in the retentate 5, the recycling rate and the electricity consumption to approach the values obtained under nominal conditions while the values obtained without regulation deviate much further.

Claims

– Process for purifying a raw gas (1) by membrane separation, said process using n membrane separation stages, n being greater than or equal to 1, the or each membrane separation stage, denoted i with 1 ≤ i ≤ n, being constituted by:

at least one separation membrane whose permeability depends on temperature;
a gas supply inlet to said stage i through which:
- for i=1, said raw gas to be treated (1) is introduced, where appropriate in combination when n=1 with a permeate recycling stream and/or a retentate recycling stream from the single stage and when n>1 with a permeate recycling stream (6) and/or a retentate recycling stream (7), said recycling streams coming from another stage; and
- for i>1, the permeate or retentate from one of the other stages is introduced,
a retentate outlet; and
a permeate outlet,

said gas to be treated (1) consisting of a mixture of at least two constituents A and B, the permeability of the membranes for constituent A being greater than that of constituent B,
characterized by the fact that it includes the following steps:

a nominal flow rate and/or a nominal composition of the incoming raw gas to be treated (1) is established, representing the nominal operating point;
for each separation stage i, at least one nominal operating characteristic quantity chosen from:
- the ratio RSC ⁱ ₀ , defined as the ratio SC _A ⁱ ₀ /SC _B ⁱ ₀ or SC _B ⁱ ₀ /SC _A ⁱ ₀ ,

SC_HAS ⁱ ₀and SC_B ⁱ ₀each being defined as the ratio of the partial flow rate of the constituent A or B respectively in the permeate stream leaving stage i, noted respectively Pe_HAS ⁱ ₀and Pe_B ⁱ ₀, on the partial flow of the same constituent in the supply of the same stage i, noted respectively F_HAS ⁱ ₀and F_B ⁱ ₀;

F_HAS ⁱ ₀and F_B ⁱ ₀being the partial flow rate of component A or B in the supply of stage i and P_HAS ⁱ ₀or P_B ⁱ ₀the permeability of the membranes at the nominal operating point temperature for component A or B on stage i;

the overall loading rate of component A or B at stage i, denoted respectively TCG _A ⁱ ₀ and TCG _B ⁱ ₀ , defined as the ratio of the flow rate of component A or B in the nominal flow rate to the permeability of the membranes at the temperature of the nominal operating point for component A or B respectively at stage i, i.e. P _A ⁱ ₀ or P _B ⁱ ₀ ; and
in the case where operation is carried out with several stages, where identical membranes are used on all stages i and the same feed temperature is established on all stages i for the nominal flow rate and/or the nominal composition of the incoming raw gas to be treated, the specific consumption CSP ₀ , defined as the energy consumption of the process divided by the nominal flow rate of an incoming raw gas to be treated (1) or of at least one stream leaving the process under the nominal conditions established;

when the flow rate and/or composition of the incoming raw gas (1), measured before any possible mixing with at least one recycle stream, changes during the course of the process, the permeability of at least one membrane in at least one stage i is adjusted and thereby the quantity of constituents A and B passing through the membrane(s) concerned, by adjusting the temperature of the feed to the corresponding separation stage so that at any time, and independently for each stage i, at least one of the ratio RSC ⁱ or the loading rate TC _A ⁱ or TC _B ⁱ or the overall loading rate TCG _A ⁱ or TCG _B ⁱ or the CSP, measured and/or calculated in real time on each separation stage, approaches its corresponding reference value, RSC ⁱ ₀ or TC _A ⁱ ₀ or TC _B ⁱ ₀ or TCG _A ⁱ ₀ or TCG _B ⁱ ₀ or CSP ₀ .

– Method according to claim 1, in which one operates with several stages, characterized in that one uses identical membranes on all stages i and one establishes the same supply temperature on all stages i for the nominal flow rate and/or the nominal composition of the raw gas entering to be treated, one chooses as nominal characteristic quantity the overall loading rate TCG _A ⁱ ₀ or TCG _B ⁱ ₀ , and in the case of a change in the flow rate and/or the composition of the raw gas entering, one adjusts the supply temperature in all stages using a single regulator associated with the overall loading rate at any stage.

– Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that at any time and in real time and for each stage i, the permeability of the membranes for the constituent A or B, i.e. P _A ⁱ (t) or P _B ⁱ (t) is determined by measurement and/or calculation of the pressures, temperatures, flow rates and compositions of the incoming stream and outgoing streams, and by numerical resolution.

- Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the separation membranes are polymer membranes chosen from polysulfone membranes and polyimide membranes.

– Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature of the supply of each stage is adjusted using a heat exchanger.

- Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the constituent A of the raw gas is carbon dioxide, and the constituent B is methane.