CA2234435A1 - Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique - Google Patents

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Martine Pelle
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Abstract

Dans un procédé de distillation d'air, un débit de liquide pressurisé se vaporisé dans la ligne d'échange principale (1) par échange de chaleur avec de l'air ou de l'azote. Les frigories nécessaires sont produites par une ou plusieurs turbines hydrauliques (9, 39) produisant des débits comprenant au moins 95 % de liquide.

Description

La présente invention est relative ~ un procédé et une installation de seivar~tion d'air par distillation cryog~nique.
La separation d'air par voie cryog~nique implique l'utilisation d'une sénération de froid ou d'une source de froid.
s ll est connu de dét~ndre avec travail extbrieur des ~a~ sous pression, introduits dans une machine de d~tente ~ des températures nettement supérieures ~ leur point de rosée.
FR-A-2 335 809 décrit un appareil ~ une seulc turbine qui foumit toutes les frigories nécessaires au proc~dé. Le ~az d~tendu dans la turbine peut ~tre I'air ou l'~ote moyenne presslon. De l'air supre~sé est liquéfié par éci~an~e dechaleur avec de l'oxy~ene liquide sous pression qui se vaporise.
US-A-5 564 290 décrit un procéd~ dans lequel de l'air pressurisé, condensé par la Yaporisation de l'oxy~ene liquide pompé, se vaporise ensuite dans une turbine afin de produire un d~bi~ diphasique.
s ll est également connu de tenir en froid un appareil au moins partiellement par biberonnase de liqul~es cryo~éniques dans les colonnes de distillation.
Les turbines hydr~ ues connues produisent un fluide qui est yénéralement sous forme liquide.
La présente Inv~ntion a pour but d'am~liorer les peRormances én-r0etin;~ ~es des appareils connus.
Selon l'invention, il est prévu un procédé de s~paration d'air par distillation cryogénique dans lequel l'air se r~froh;iil dans un echangeur principal et est envoy~ ~ une colonne de ~istill~tion d'un appareil comprenant
2~ au moins une colonne de distillation où il se sépare en un liquide enrichi en oxyg~ne et une vapeur enrichie en azote, et un débit de liquide pressurisé
provenant de l'appareil se vaporlse dans l'échangeur principal, les fri~ories n~cess~;~es au proc~d~ etant générées par d~t~nte d'un fluide calorig~ne dans une ou pl~l~ie ~rs turbines caracterisé en ce que la ou toutes les turbines de I'appareil pro~ Lsent au refoulement un dbbit qui est au moins 95 % liquide, notamment 100 % liquide.

Selon d'autres ~spects de l'invention, il est pr~vu un proc~dé dans lequel:
- le fluide calori~ène entre dans la(les) turbine(s) 50US forme liquide ou sous une pression au dessl.ls de la pression supercritique.
s - le fluide calorigène entrant dans la(les) turbine(s) provisnt du bout froid de l'é~il ,an~eur princlpal.
- le fluide calori~ène est de l'air ou un flulde provenant de l'appareil de s~paration.
- le liquide pressurisé est enrichi en oxyg~ne, en azote ou en argon.
o - la turbine constitue la seule turbine de l'appareil.
- deux turbines détendent s~ ~ccessiYement le même fluide calorigène.
- I'appareil comprend une double colonne, constituée par une colonne moyenne pression et une colonne basse pression.
I'appareil comprend également une colonne argon alimentée par un debit enrichi en argon provenant de la colonne basse pression - on envoie le débit détendu dans la(les) turbine(s) à la colonne moyenne pression eVou à la colonne basse pression.
Une seule turbine hydrauliqu~ permet de tenir en froid sans l'aide d'une h~rbine qui detend du gaz à une pression en-dessous de la pression sup~r~ i~ ue. Cette rP~ ction en investissement est rendue possib!e par l'amélior~ti~ " des performances des ~changeurs à plaque (/~T minimal entre 2 ~C et 1 ~C) d'où de faibles pertes par écart et ~ cause des rendements améliorés des turbines hydrauliques des dernl~res ~énérations.
Selon l'invention, il est é~alement prévu une installation de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant:
au moins une colonne de dist~ tion~
un ~d~lai ,yeur de chaleur, des moyens pour envoyer de l'air ~ I'échan~eur de chaleur et de l'échan~eur de chaleur à une colonns de distill~'ion, des moyens pour soutirer un liquide d'une colonne de distillation et pour le pressuriser, des moyens pour envoyer le liquide pressurise ~ I'échan~eur de chaleur, une ou plusieurs turbines de d~tente, aliment~e(s) par un fluide calorigbne s caractérisée en ce que la seule (ou le~ seules) turb;ne(s) de l'inst~ tion sont capables de produire au refoulement un débit qui est au moins 95 % liquide.
L'invention se r~v~le particulièremen~ avant~s~ ~se dans le cas où il y a une production d'argon, car elle am~liore le taux de reflux à l'intériaur de la colonne principale.
Dans le cas où le fluide calorigene destiné ~ la turbine hydraulique soit du bout froid de l'échangeur, ceci permet une réd~ ~ction des couts de fabrication de l'échangeur.
Des exemples de mise en oeuvre vont maintenant etre decrits en lS regard des dessins annexés, sur lesq-Jels:
- les figures 1 à 4 représentent res~ectivement, de ~açon schéma~ique, quatre modes de réalisation selon l'invention.
L'installation de production d'oxygène ~~~ nc sous pression représentée sur la figure 1 compren~l essentiellement une liyne d'échan3e thermique 1 destinee à refroidlr l'air b traiter par échan~e de chaleur indirect à
contre-courant avec des prodults froid; un appareil de distillation d'air 2 du type a double colonne, constitué essentiellement d'une colonne moyenne pression 4 s~""G"tée d'une colonne basse pression 3, avec un vaporiseur-condenseur 5 mettant en relation d'échange thermique Indirect la vapeur de t~te (azote) de 2s la colonne 4 et le liquide de cuve (oxygène) de la colonne 3, un sous-refroi~lisse~l~ 6, une turbine de détente d'air 9 et une pompe d'oxygène liquide7.
De l'ai- à ~raiter 11 à entre 5 et 7 bars entre dans la ligne d'échange 1 et est refroidi jusqu'à environ sa température de rosée. Cet air entre alors dans la colonne moyenne pression 5 o-J il est séparé en un ~ liquide riche ~ (air enrichi en oxygène) et en azote. Le liqulde riche 31 et I'a~ote tiquide 33 soutiré

an tete de la colonne 4 sont sous-refroidis dans le sous-refroidisseur 6 par l'azote impur l~asse pression 25 produit en tête de la colonne 3 puis, apres d~tente dans des vannes de détentQ r~pe~.tiYement, alimentent cette colonne basse pression 3. Apres r~chauffement en 6 pUi5 en 1 I'azote impur basse pression, à la temp~rature ambianle peut servir à rég~nérer un appareil d'epuration.
Le reste de l'air 13 (constituant 30 % environ de l'air) est surpressé à
entre 7 et 100 bars et so refroidit en traver~ant toute la li~ne d'échan~s 1, d'où
ils sort soit sous forme liquide soit sous forme de ~az dense si sa pression o d~p~sse 36 bars.
Cet air 13 est détendu a la moyenne pression dans la turbine 9 afin de former un débit liquide.
Une partie du liquide 19 est envoy~e ~ la colonne moyenne pression 4 et le reste 17 est d~tendu dans une vanne avant d'etre envoyé à la colonne s basse pression 3.
L'oxygène de pro~llction est soutiré sous forma liquide de la cuve de la colonne basse pression 3, amené en 7 ~ la pression de production (entre 1,8 et 100 bars), vaporisé par échange de chaleur avec l'air 13, réchauff~ jusqu'à la telnpérdture ambiante et recupere sous forrne d'oxygene gazeux via une conduite 23.
Par ailleurs de l'azote 3~ellY sou~ire de la tete de la colonne 4 est, après récha~ffement en 1, recuperé via un~ conduite 21.
On a é~alement indiqué sur la figure 1, une conduite de production d'azote liquide 27 et une conduite de production d'oxy~ne liquide 29.
La turbine 9 est frein~e par un alterna~eur 10 mais peut egalement être frelnee par d'autre~ moyens. De m~me, la roue de la turblne 9 peut ~tra calée sur le m~me arbre que celui de la pompe 7.
L'inst~ tion representée sur la fi~ure 2 ne diffère de celle de la fi~ure 1 que par le fait que le fluide calorig~ne alimentant la turbine 9 est de l'azote 21 soutiré de la cLl~n"e 4, comprime par le compresseur 35 à entre 7 et 100 bars apre- réchauffement à la température ambiante et refroidl en 1 pour se .

. .

retrouver liquide ou sous pression supercritique a l'entrée de la turbine 9. Le liquide ainsi produit après detente dan5 la turbine 9 est envoy~ en t~te de la colonn~ moyenne pression 4.
Ceci permet de produire un déL)it d'azote 37 ~ pression élevée.
s L'installation représentée sur la figure 3 ne diffère de celle de la fi~ure 1 qu'en ce qu'elle coinpr~r,d deux turbines hydrauliques 9, 39. La turbine 39 remplace la vanne sur la li~ne 15 et est alimentée par du liquide provenant du refoulement de la turbine 9.
L'installation représenlée sur la fi~ure 4 ne differe de celle de la figure 1 qu'en ce qu'elle comprend une colonne argon 41 et des pompes à argon liquide et à azote liquide 47, 45.
Pour simplifier le dessin, la ligne de liquide riche servant a refroidir le condenseur de tete de la colonne argon n'est pas montrée.
Il est é3alement envie~sahlq de prévoir deux turbines hydrauliques pour fournir les fri~ories, dont une detend un d~bit d'air et l'~utre le débit d'azote de cycle.

Claims (12)

1. Procédé de séparation d'air par distillation cryogénique dans lequel l'air se refroidit dans un échangeur principal (1) et est envoyé à une colonne de distillation d'un appareil comprenant au moins une colonne de distillation où ilse sépare en un liquide enrichi en oxygène et une vapeur enrichie en azote, et un débit de liquide pressurisé provenant de l'appareil se vaporise dans l'échangeur principal, des frigories nécessaires au procédé étant générées par détente d'un fluide calorigène dans une ou plusieurs turbine (9, 39) caractériséen ce que la ou toutes les turbines de l'appareil produisent au refoulement un débit qui est au moins 95 % liquide, notamment 100 % liquide.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le fluide calorigène entre dans la(les) turbine(s) sous forme liquide ou sous une pression au dessus de la pression supercritique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le fluide calorigène entrant dans la(les) turbine(s) provient du bout froid de l'échangeurprincipal (1).
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le fluide calorigène est de l'air ou un fluide provenant de l'appareil de séparation.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide pressurisé est enrichi en oxygène, en azote ou en argon.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la turbine (9) constitue la seule turbine de l'appareil.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel deux turbines détendent successivement le même fluide calorigène, ce fluide calorigène étant l'air.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'apareil comprend une double colonne, constituée par une colonne moyenne pression et une colonne basse pression.
9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel l'appareil comprend également une colonne argon alimentée par un débit enrichi en argon provenant de la colonne basse pression.
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9 dans lequel on envoie le débit détendu dans la(les) turbine(s) à la colonne moyenne pression et/ou à la colonne basse pression.
11. Installation de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant:
au moins une colonne de distillation (2), un échangeur de chaleur (1), des moyens pour envoyer de l'air à l'échangeur de chaleur et de l'échangeur de chaleur à une colonne de distillation, des moyens pour soutirer un liquide d'une colonne de distillation et pour le pressuriser, des moyens pour envoyer le liquide pressurisé à l'échangeur de chaleur, une ou plusieurs turbines de détente, alimentée(s) par un fluide calorlgène caractérisée en ce que la seule (ou les seules) turbine(s) de l'installation sont capables de produire au refoulement un débit qui est au moins 95 % liquide.
12. Installation selon la revendication 11 comprenant une double colonne de distillation et éventuellement une colonne argon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10045121A1 (de) 2000-09-13 2002-03-21 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Produkts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10155383A1 (de) * 2001-11-10 2003-05-28 Messer Ags Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
FR2848650A1 (fr) * 2002-12-13 2004-06-18 Air Liquide Procede et appareil de detente d'un fluide cryogenique
EP1972875A1 (fr) * 2007-03-23 2008-09-24 L'AIR LIQUIDE, S.A. pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude Procédé et dispositif pour la séparation cryogénique d'air
EP2770286B1 (fr) * 2013-02-21 2017-05-24 Linde Aktiengesellschaft Procédé et dispositif de collecte d'oxygène et d'azote sous haute pression
EP3620739A1 (fr) 2018-09-05 2020-03-11 Linde Aktiengesellschaft Procédé de décomposition à basse température de l'air et installation de décomposition de l'air

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564290A (en) * 1995-09-29 1996-10-15 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with dual phase turboexpansion
US5600970A (en) * 1995-12-19 1997-02-11 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with nitrogen turboexpander heat pump

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