[0001] La présente invention concerne un procédé pour la vidange de cuves ayant contenu
du gaz liquéfié issu du pétrole et/ou de l'industrie chimique ou pétrochimique, une
installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et ses applications (connus par
exemple du document FR-A-1577152).
[0002] On sait que le transport en grandes quantités de gaz liquéfié comme par exemple le
propane, le butane, le méthane, l'éthylène, le propylène, le butadiène, le chlorure
de vinyle, l'ammoniac, se fait par voie terrestre ou maritime. Dans le cas d'un transport
maritime, on peut estimer sans faire trop d'erreur que les volumes transportés sont
presque aussi importants que ceux du pétrole brut.
[0003] Une des particularités du trafic maritime des gaz liquéfiés réside dans le fait que
les navires destinés à ce transport sont conçus pour charger alternativement et/ou
indifféremment des qualités différentes de matières premières. Or à chaque changement
de cargaison, il est impératif d'éliminer les restes de la cargaison précédente; ainsi,
par exemple, un navire ayant transporté du propane peut être affrété ensuite pour
charger de l'éthylène. Une opération de dégazage poussé s'impose donc pour éviter
tout risque d'accident. A l'heure actuelle, une telle opération fait appel à un gaz
inerte d'entraînement du gaz à évacuer vers une torchère à l'extrémité de laquelle
les gaz évacués sont brûlés. Il s'ensuit manifestement une perte économique en produits
de valeur. En effet, on estime que chaque navire contient en général un talon de gaz
liquide variant de 10 à 12 tonnes pour un volume de cuves de 2500 m
3 à 100 tonnes pour les gros méthaniers de 100000 m
3.
[0004] Etant donné ces volumes importants, il serait intéressant de les récupérer au lieu
de les brûler chaque fois qu'une opération de changement de cargaison est nécessaire.
Cette nécessité est d'autant plus sensible en raison des fréquences de rotation des
navires entre leur port d'attache et les autres coins du monde.
[0005] Une telle récupération devient par conséquent indispensable entre les changements
de cargaison.
[0006] Les dégazages d'enceintes contenant les gaz liquifiés à évacuer se faisant comme
rappelé ci- dessus au moyen d'un gaz de purge inerte comme l'azote, le gaz carbonique
ou autres gaz inertes, on conçoit aussi que ces produits soient perdus en totalité
en raison du fait qu'ils sont eux-mêmes entraînés vers la torchère en même temps que
les gaz à brûler.
[0007] La présente invention se propose par conséquent de fournir un procédé permettant
la récupération des gaz à évacuer sans pour cela perdre simultanément le gaz inerte
servant à leur entraînement.
[0008] Par ailleurs, l'invention fournit une installation pour la mise en oeuvre d'un tel
procédé, installation pouvant elle-même également servir au remplissage des enceintes
en gaz liquéfiés en vue d'une nouvelle cargaison.
[0009] Le procédé selon l'invention consiste à entraîner le gaz à évacuer de son enceinte
au moyen d'un courant d'un gaz inerte, à admettre le mélange résultant sous pression
dans un échangeur à grande surface d'échange et à contre-courant par rapport au même
gaz inerte mais liquéfié admis dans le même échangeur et à se servir de ce gaz après
qu'il ait cédé ses frigories comme gaz d'entraînement admis à nouveau dans l'enceinte
à dégazer, le gaz à récupérer étant recueilli à la sortie dudit échangeur à l'état
liquide pour être à son tour admis dans une enceinte de stockage ou dans l'enceinte
d'un transporteur approprié.
[0010] L'installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé comportera donc une source
d'alimentation en gaz inerte liquide, un échangeur cryogénique à très grande surface
d'échange de frigories, une conduite d'évacuation du gaz inerte dudit échangeur aboutissant
à la cuve à dégazer, une conduite partant de cette dernière et aboutissant, par l'intermédiaire
d'un surpresseur, dans ledit échangeur avec un mode de circulation à contre-courant
par rapport à celui du gaz inerte liquide qui y est admis, au moins un séparateur
gaz-liquide, et un dispositif de soutirage du gaz liquéfié résultant de la condensation
dans ledit échangeur pour son admission dans tout dispositif de stockage approprié.
[0011] Une telle installation comportant ces moyens simples peut à son tour servir au chargement
d'une nouvelle cargaison à partir d'une cuve de stockage du gaz liquéfié que l'on
désire charger. En effet, à partir d'une réserve du gaz liquéfié à charger, il suffit
d'introduire ce dernier dans ledit échangeur cryogénique à contre-courant par rapport
à un gaz inerte liquide, à recueillir le gaz liquéfié sous-refroidi en résultant et
à admettre ce dernier dans la citerne, la cuve ou l'ensemble à charger, lequel comportera
de manière habituelle ses propres dispositifs de maintien à la température et à la
pression voulues de la cargaison.
[0012] La description qui va suivre fera mieux comprendre la portée et l'intérêt de l'invention
en se référant aux figures annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est un schéma illustrant une installation de mise en oeuvre du procédé
de l'invention dans son application au dégazage d'une cuve, et
- la figure 2 est une vue de la même installation dans son application au chargement
d'une cargaison.
[0013] En se référant à ces figures, on décrira l'installation qui y est illustrée en même
temps que son utilisation.
[0014] C'est ainsi que dans le cas de la figure 1 qui est celui de la mise en oeuvre du
procédé de dégazage et de récupération, on admet par exemple dans la cuve d'un navire
1 un courant de gaz inerte admis en 1a. Dans l'exemple considéré ici, ledit gaz inerte
est de l'azote. On en verra ultérieurement la source ou sa provenance. Cet azote gazeux
sert de gaz vecteur pour déplacer le talon de gaz à récupérer contenu dans le fond
de la cuve à l'état liquéfié ou dans le volume de ladite cuve à l'état gazeux (1 b-1
c) vers un échangeur 3. Ce dernier est conçu et réalisé de façon appropriée pour constituer
un échangeur cryogénique à très grande surface d'échange de frigories. La conduite
d'admission du gaz à récupérer (2a) en mélange avec le gaz de purge (azote) comporte
un surpresseur 2 débouchant à une extrémité de l'échangeur 3. Un gaz inerte liquide,
en l'occurence de l'azote liquide (à -196°C), est admis par la conduite 3a dans ledit
échangeur 3 à contre-courant par rapport au courant du mélange de gaz de purge et
des gaz à récupérer. La conduite de sortie de cet échangeur (3b) soutire le gaz inerte
à l'état gazeux (azote gazeux). Ce dernier sert alors de source d'azote gazeux qui
est admise dans la cuve 1. A la sortie 3c de l'échangeur 3 et du séparateur gaz-liquide
3f, du gaz liquéfié (qui est le gaz à récupérer) est extrait par la pompe d'extraction
4 pour être envoyé par une canalisation 4a dans une citerne, une cuve ou tout autre
moyen de stockage ou de transport (5) maintenu à la température voulue. Eventuellement,
une conduite de retour de gaz (6) peut être prévue pour un recyclage vers la conduite
2a d'admission en 3d de l'échangeur 3.
[0015] En procédant de la sorte, on récupère, d'une part, en 5 le gaz de la cuve 1 qui n'est
ainsi pas perdu, et d'autre part, on utilise en circuit fermé un gaz vecteur (azote)
qui n'est également pas perdu.
[0016] En se référant à la figure 2, on utilise l'installation qui vient d'être décrite
de la façon suivante, dans le cas du chargement d'un navire par exemple:
[0017] Le gaz à charger, stocké en 7, (par exemple à 25°C et sous 10 bars) est admis, par
l'intermédiaire de la pompe 4 et de la conduite 2a, dans l'échangeur 3 à contre-courant
par rapport à un courant d'azote liquide (3a) provenant d'une source appropriée illustrée
schématiquement en 3e. L'azote gazeux est évacué par la conduite 3b pour être éventuellement
repris et récupéré par tout moyen approprié. Le gaz liquéfié et sous-refroidi est
repris par la conduite 4a pour être admis dans la citerne ou le navire 5.
[0018] Une dérivation 9 peut être prévue pour admettre directement le gaz provenant de la
cuve 7 dans le courant circulant dans la conduite 4a.
[0019] On peut de la sorte, grâce à l'installation selon l'invention, abaisser la température
d'un gaz provenant de sa cuve de stockage à 25°C et sous 10 bars absolus jusqu'à une
température de par exemple -43°C sous une pression de 1 bar absolu, permettant ainsi
le transport de ce gaz dans des enceintes frigorifiques spécialement conçues pour
ce transport.
[0020] Le procédé et l'installation selon l'invention sont applicables à tous les gaz tels
que ceux déjà cités, à savoir: propane, butane, méthane, éthylène, propylène, butadiène,
chlorure de vinyle, ammoniac anhydre, etc.
[0021] L'homme de l'art appréciera l'intérêt d'une telle installation quant à l'économie
d'énergie et la récupération de quantités appréciables de gaz qui jusqu'à présent
étaient perdus puisque brûlés dans les torchères.
[0022] En outre, étant donné la simplicité de conception d'une telle installation, il n'y
a pas lieu de prévoir des installations portuaires fixes comme cela est nécessaire
actuellement du fait de la sujétion d'avoir à brûler les gaz au moment du dégazage.
[0023] L'invention permet également de pallier les inconvénients résultant d'un dégazage
éventuel, soit en haute mer, soit à une certaine distance des ports comme cela se
fait également à l'heure actuelle.
[0024] L'homme de l'art appréciera également l'économie résultant de la récupération de
l'azote (ou de tout autre gaz vecteur) servant habituellement au dégazage des navires.
1. Procédé pour la vidange de cuves (1) ayant contenu du gaz liquéfié issu du pétrole
et de l'industrie chimique ou pétrochimique, caractérisé par le fait qu'il consiste
à admettre sous pression le gaz à évacuer (1b, 1c) de ces cuves (1) dans un échangeur
(3) à grande surface d'échange et à contre-courant par rapport à un gaz inerte liquéfié
(3a) admis dans cet échangeur et à injecter ce gaz inerte, après qu'il ait cédé ses
frigories, dans lesdites cuves, pour l'introduire à nouveau, en même temps que le
gaz à récupérer, dans ledit échangeur, réalisant ainsi une boucle de circulation puis
à récupérer à la sortie (30) dudit échangeur une phase liquide du gaz désiré pour
être admis à son tour dans une enceinte de stockage (5) ou dans l'enceinte d'un transporteur
approprié.
2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée
par le fait qu'elle comporte une alimentation en gaz inerte liquide (3a), un échangeur
cryogénique (3) à très grande surface d'échange de frigories, une conduite d'évacuation
(3b) du gaz inerte dudit échangeur, une conduite (2a) aboutissant par l'intermédiaire
d'un surpresseur (2-4) dans ledit échangeur (3) avec un mode de circulation à contre-courant
par rapport à celui du gaz inerte liquide, un séparateur gaz-liquide (3f), et un dispositif
de soutirage (4-4a) du gaz liquéfié résultant de la condensation dans ledit échangeur
pour son admission, par une conduite (4a) dans tout dispositif de stockage approprié
(5).
3. Application de l'installation selon la revendication 2 au chargement d'une cuve
destinée à contenir du gaz liquéfié sous-refroidi à partir d'une source de gaz appropriée
à température supérieure.
1. Verfahren zum Entleeren von Behältern (1), die Flüssiggas aus Erdöl und aus der
chemischen Industrie oder der petrochemischen Industrie enthalten haben, dadurch gekennzeichnet,
dass das aus den Behältern (1) zu entfernende Gas (1b, 1c) unter Druck einem Wärmetauscher
(3) mit grosser Wärmetauschfläche im Gegenstrom zu einem verflüssigten Inertgas (3a)
zugeführt wird, das in den Wärmetauscher eingeleitet wird, dass das Inertgas nach
Abgabe seiner Kälte in die Behälter eingedüst wird, um es erneut gleichzeitig mit
dem wiederzugewinnenden Gas in den Wärmetauscher einzuführen, so dass eine Zirkulationsschleife
realisiert wird,und dass dann am Ausgang (3c) des Wärmetauschers eine Flüssigphase
des gewünschten Gases gewonnen wird, die in einen Speicherbehälter (5) oder in einen
Behälter eines Transportfahrzeuges eingeleitet wird.
2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie folgendes aufweist: einen Vorrat von Inertflüssiggas (3a), einen kryogenen
Wärmetauscher (3) mit sehr grossen Wärmetauschflächen, eine Ableitung (3b) zum Ableiten
des Inertgases aus dem Wärmetauscher, eine Leitung (2a), die über einen Verdichter
(2-4) in den Wärmetauscher (3) einmündet, mit einer Zirkulation im Gegenstrom zu der
Zirkulation des inerten Flüssiggases, einen Gas-/Flüssigkeits-Abscheider (3f) und
eine Abzugsvorrichtung (4-4a) zum Abziehen von verflüssigtem Gas aus der Kondensation
in dem Wärmetauscher, um es über eine Leitung (4a) in einen geeigneten Speicherbehälter
(5) einzuleiten.
3. Verwendung der Anlage nach Anspruch 2, zur Beladung eines Behälters, der unterkühltes
Flüssiggas enthalten soll, ausgehend von einer geeigneten Gasquelle höherer Temperatur.
1. A process for emptying containers (1) which have contained liquefied gas derived
from petrol and/or the chemical or petrochemical industry, characterized in that it
consist of admitting under pressure the gas to be removed (1b, 1c) from these containers
into an exchanger (3) with a large exchange surface in counterflow to a liquefied
inert gas (3a) introduced into this exchanger and injecting this inert gas, after
it has yielded up its cooling power, into the said containers to re-introduce it,
at the same time as the gas which is to be recovered, into the said exchanger, thus
forming a circulation loop, then to recover at the oulet (3c) of the said exchanger
a liquid phase of the gas desired, to be introduced, in its turn, into a storage container
(5) or into the container of an appropriate transporter.
2. An installation for carrying out the process according to Claim 1, characterized
in that it comprises a supply of liquid inert gas (3a), a cryogenic exchanger (3)
with a very large cooling surface, a pipe (3b) for removing inert gas from the said
exchanger, a pipe (2a) leading through a compressor (2-4) into the said exchanger
(3) with a mode of circulation in counterflow to that of the liquid inert gas, a gas-liquid
separator (3f), and a device for withdrawing (4-4a) the liquefied gas resulting from
condensation in the said exchanger to introduce it through a pipe (4a) into any appropriate
storage device.
3. Application of the installation according to Claim 2 to the loading of a container
designed to contain under-cooled liquefied gas derived from an appropriate source
of gas at a higher temperature.