CA2828716C - Device and method for separating air by cryogenic distillation - Google Patents

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Abstract

Device for separating air comprises a pipe for withdrawing liquid oxygen from the low-pressure column and for sending it to a first pump (39), a pipe for sending liquid oxygen that has been pressurized to a pressure of below 9 bar abs from the first pump to a vaporizer (41), a pipe for sending gaseous oxygen from the vaporizer to a main exchanger (21) where it is heated up, a pipe for sending liquid oxygen for purging from the vaporizer to a second pump (63) to pressurize it and a pipe for sending the pressurized oxygen from the second pump to an exchanger where it vaporizes to form gaseous oxygen.

Description

Appareil et procédé de séparation d'air par distillation cryogénique La présente invention est relative à un appareil et procédé de séparation d'air par distillation d'air.
En particulier elle concerne la production d'oxygène gazeux à une pression inférieure à 9 bars abs, voire inférieure à 5 bars abs. L'oxygène gazeux peut éventuellement contenir moins de 98% mol. d'oxygène.
Il est nécessaire de produire de grandes quantités d'oxygène ayant ces caractéristiques pour alimenter les appareils d'oxycombustion, entre autres.
Il est connu de VVO-A-10/109149 de vaporiser un débit d'oxygène liquide à
basse pression dans un vaporiseur extérieur pour produire de l'oxygène gazeux qui se réchauffe ensuite dans un échangeur principal.
Il est connu de vaporiser la purge d'une colonne de distillation afin d'en récupérer les frigories, par exemple dans US-A-5408831.
Par contre la présente invention propose de vaporiser la purge de déconcentration d'un vaporiseur dans un échangeur afin de récupérer les frigories, ce vaporiseur étant l'échangeur permettant de vaporiser un liquide de l'appareil sous pression pour produire un produit gazeux sous pression.
Il est souhaitable d'envoyer la purge à un stockage gazeux sous pression permettant de maintenir une production stable aussi bien en débit, qu'en pression.
Selon un objet de l'invention, il est prévu un appareil de séparation d'air comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal, des moyens pour envoyer tout l'air à traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, des moyens pour envoyer une partie de l'air Apparatus and method for air separation by cryogenic distillation The present invention relates to an apparatus and method for separation of air by air distillation.
In particular it relates to the production of gaseous oxygen at a pressure less than 9 bar abs, or even less than 5 bar abs. Gaseous oxygen can optionally contain less than 98% mol. oxygen.
It is necessary to produce large amounts of oxygen having these characteristics to power oxy-fuel combustion devices, among others.
It is known from VVO-A-10/109149 to vaporize a flow of liquid oxygen at low pressure in an outdoor vaporizer to produce oxygen gas who then heats up in a main exchanger.
It is known to vaporize the purge of a distillation column in order to recover the frigories, for example in US-A-5408831.
On the other hand, the present invention proposes to vaporize the purge of deconcentration of a vaporizer in an exchanger in order to recover the frigories, this vaporizer being the exchanger making it possible to vaporize a liquid of the device under pressure to produce a gaseous product under pressure.
It is desirable to send the purge to a pressurized gas storage allowing to maintain a stable production both in throughput and in pressure.
According to an object of the invention, an air separation device is provided comprising a double column comprising a medium pressure column and a low pressure column, main exchanger, vaporizer, compressor main, means to send all the air to be treated in the double column at main compressor to produce air at substantially pressure P1 of the medium pressure column, means for sending part of the air

2 substantiellement à une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, une conduite pour envoyer de l'air au moins partiellement condensé

dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, une conduite pour envoyer de l'air à la pression P1 à la colonne moyenne pression, des moyens de pressurisation, une pompe, une conduite pour soutirer de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et pour l'envoyer aux moyens de pressurisation, une conduite pour envoyer de l'oxygène liquide pressurisé à une pression inférieure à 9 bar abs des moyens de pressurisation au vaporiseur, une conduite pour envoyer de l'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer pour former un premier débit d'oxygène gazeux, une conduite de purge pour envoyer de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur à la pompe pour le pressuriser caractérisée en ce que la conduite de purge n'est pas reliée à un stockage de liquide de purge et en ce qu'elle comprend une conduite pour envoyer l'oxygène pressurisé de la pompe à un échangeur pour se vaporiser, l'échangeur étant relié à une conduite d'air comprimé reliée au compresseur principal et à une conduite reliée à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux.
Selon un autre aspect l'invention concerne un appareil de séparation d'air comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal, des moyens pour envoyer tout l'air à traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, des moyens pour envoyer une partie de l'air substantiellement à une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, une conduite pour envoyer de l'air au moins partiellement condensé

dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, une conduite pour envoyer de l'air à la pression P1 à la colonne moyenne pression, des moyens de pressurisation constitués par une pompe ou la pression hydrostatique, une conduite pour soutirer de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et pour l'envoyer aux moyens de pressurisation, une conduite pour envoyer de l'oxygène liquide pressurisé à
une pression inférieure à 9 bar abs des moyens de pressurisation au vaporiseur, une 2 substantially at high pressure P2 at the main exchanger and then at vaporizer, a pipe for sending at least partially condensed air in the vaporizer to at least one of the columns, a pipe for sending the air at pressure P1 at the medium pressure column, pressurization means, a pump, a line for withdrawing liquid oxygen from the lower column pressure and to send it to the pressurization means, a line for send pressurized liquid oxygen at a pressure below 9 bar abs of the pressurization means to the vaporizer, a pipe for sending oxygen gas from the vaporizer to the main exchanger to heat up to form a first flow of gaseous oxygen, a purge line to send oxygen liquid purging from the vaporizer to the pump to pressurize it characterized by this the purge line is not connected to a storage of purge liquid and in what it includes a line to send pressurized oxygen from the pump to an exchanger for vaporizing, the exchanger being connected to an air line compressed connected to the main compressor and to a line connected to the double column, to form a second flow of gaseous oxygen.
According to another aspect the invention relates to an air separation device comprising a double column comprising a medium pressure column and a low pressure column, main exchanger, vaporizer, compressor main, means to send all the air to be treated in the double column at main compressor to produce air at substantially pressure P1 of the medium pressure column, means for sending part of the air substantially at high pressure P2 at the main exchanger and then at vaporizer, a pipe for sending at least partially condensed air in the vaporizer to at least one of the columns, a pipe for sending the air at pressure P1 at the medium pressure column, pressurization means consisting of a pump or hydrostatic pressure, a line for extract liquid oxygen from the low pressure column and to send it to the means of pressurization, a line for sending pressurized liquid oxygen to a pressure below 9 bar abs from the vaporizer pressurization means, a

3 conduite pour envoyer de l'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer pour former un premier débit d'oxygène gazeux, caractérisé
en ce qu'il comprend une pompe de liquide de purge, une conduite de purge pour envoyer de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur à la pompe de liquide de purge pour le pressuriser, la conduite de purge n'étant pas reliée à un stockage de liquide de purge, en ce qu'il comprend une conduite pour envoyer l'oxygène pressurisé de la pompe de liquide de purge à un échangeur pour se vaporiser, l'échangeur étant relié à une conduite d'air comprimé reliée au compresseur principal et à une conduite reliée à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux, et en ce qu'il comprend un stockage gazeux sous pression relié à l'échangeur de vaporisation d'oxygène de purge pour recueillir l'oxygène gazeux.
Optionnellement :
- l'échangeur relié à la conduite d'oxygène de purge est l'échangeur principal.
- l'échangeur relié à la conduite d'oxygène de purge est un échangeur distinct de l'échangeur principal.
- l'échangeur comprend des passages reliés à une conduite d'amenée d'air d'alimentation et des passages reliés à une conduite d'amenée de fluide frigorigène, provenant éventuellement de la double colonne.
- l'appareil comprend un stockage gazeux sous pression relié à
l'échangeur de vaporisation d'oxygène de purge pour recueillir l'oxygène gazeux.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de séparation d'air dans un appareil comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal, des moyens de pressurisation, une pompe, 3a dans lequel on envoie tout l'air à traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, on envoie une partie de l'air substantiellement à une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, on envoie de l'air au moins partiellement condensé dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, on envoie de l'air à la pression P-1 à la colonne moyenne pression, on soutire de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et on le pressurise, on envoie de l'oxygène liquide pressurisé à une pression inférieure à 5 bar abs au vaporiseur, on envoie un premier débit d'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer et on pressurise de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur dans la pompe caractérisé en ce que l'oxygène liquide de purge est pressurisé
sans avoir été stocké et ensuite est vaporisé dans un échangeur par échange de chaleur avec de l'air, comprimé dans le compresseur principal et destiné à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux.
Selon un autre aspect l'invention concerne un procédé de séparation d'air dans un appareil comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal et des moyens de pressurisation constitués par une pompe ou la pression hydrostatique, dans lequel on envoie tout l'air à
traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, on envoie une partie de l'air substantiellement à une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, on envoie de l'air au moins partiellement condensé dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, on envoie de l'air à la pression P1 à
la colonne moyenne pression, on soutire de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et on le pressurise, on envoie de l'oxygène liquide pressurisé à une pression inférieure à 9 bar abs au vaporiseur et on envoie un premier débit d'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer, caractérisé en ce que l'appareil comprend une pompe de liquide de purge et en ce qu'on pressurise de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur dans la pompe de 3b liquide de purge, l'oxygène liquide de purge est pressurisé sans avoir été
stocké et ensuite est vaporisé dans un échangeur par échange de chaleur avec de l'air, comprimé dans le compresseur principal et destiné à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux et le deuxième débit d'oxygène gazeux est envoyé à un stockage gazeux sous pression et sert de production de secours.
Optionnellement :
- l'oxygène de purge est pressurisé à une pression d'au moins 10 bars abs, de préférence au moins 15 bars abs, voire au moins 20 bars abs dans la deuxième pompe.
- l'oxygène de purge se vaporise dans l'échangeur principal.
- l'oxygène de purge se vaporise dans un échangeur autre que l'échangeur principal.
- le deuxième débit d'oxygène gazeux est envoyé à un stockage gazeux sous pression et sert de production de secours.
- une quantité variable du deuxième débit d'oxygène gazeux est mélangée avec le premier débit afin de produire un débit mélangé substantiellement constant.
- l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression contient au moins 80% mol. d'oxygène.
- l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression constitue le seul débit contenant au moins 80% mol, d'oxygène soutiré de la colonne basse pression.
- l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression contient au plus 98% mol. d'oxygène.
L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures qui illustrent des appareils de séparation d'air selon l'invention. 3 line to send gaseous oxygen from the vaporizer to the exchanger main to heat up to form a first flow of gaseous oxygen, characterized in what it includes a purge liquid pump, a purge line for send purge liquid oxygen from the vaporizer to the liquid pump purge to pressurize it, the purge line not being connected to a storage of purge liquid, in that it comprises a pipe for sending oxygen pressurized from the purge liquid pump to an exchanger to vaporize, the exchanger being connected to a compressed air line connected to the compressor main and a pipe connected to the double column, to form a second flow of gaseous oxygen, and in that it comprises a gas storage under pressure connected to the purge oxygen vaporization exchanger to collect oxygen gaseous.
Optionally:
- the exchanger connected to the purge oxygen line is the exchanger main.
- the exchanger connected to the purge oxygen line is an exchanger separate from the main exchanger.
- the exchanger includes passages connected to a supply pipe supply air and passages connected to a fluid supply line refrigerant, possibly from the double column.
- the device includes a pressurized gas storage connected to the purge oxygen spray exchanger to collect oxygen gaseous.
According to another object of the invention, there is provided a separation process of air in an apparatus comprising a double column comprising a column medium pressure and a low pressure column, a main exchanger, a vaporizer, main compressor, pressurization means, pump, 3a in which we send all the air to be treated in the double column to the compressor main to produce air substantially at the pressure P1 of the column medium pressure, we send part of the air substantially to a pressure high P2 to the main exchanger and then to the vaporizer, we send air at less partially condensed in the vaporizer at at least one of the columns, we sends air at pressure P-1 to the medium pressure column, draw from liquid oxygen from the low pressure column and we pressurize it, we send of pressurized liquid oxygen at a pressure below 5 bar abs at vaporizer, we sends a first flow of gaseous oxygen from the vaporizer to the main exchanger to warm up and pressurize liquid oxygen to purge the vaporizer in the pump characterized in that the purge liquid oxygen is pressurized without having been stored and then is vaporized in an exchanger by exchange of heat with air, compressed in the main compressor and intended for the double column, to form a second flow of gaseous oxygen.
According to another aspect the invention relates to an air separation process in an apparatus comprising a double column comprising a column medium pressure and a low pressure column, a main exchanger, a vaporizer, main compressor and pressurization means constituted by a pump or hydrostatic pressure, in which we send all the air to treat in the double column to the main compressor to produce air substantially at the pressure P1 of the medium pressure column, we send a part of the air substantially at high pressure P2 at the exchanger main and then to the vaporizer, we send air at least partially condensed in the vaporizer to at least one of the columns, air is sent at pressure P1 to the medium pressure column, liquid oxygen is drawn from the lower column pressure and it is pressurized, we send pressurized liquid oxygen to a pressure below 9 bar abs to the vaporizer and a first flow is sent gaseous oxygen from the vaporizer to the main exchanger to heat up, characterized in that the apparatus comprises a pump for purging liquid and in this pressurize liquid oxygen purge from the vaporizer into the pump 3b purge liquid, purge liquid oxygen is pressurized without being stored and then is vaporized in an exchanger by heat exchange with air, compressed in the main compressor and intended for the double column, for form a second flow of gaseous oxygen and the second flow of gaseous oxygen is sent to pressurized gas storage and serves as backup production.
Optionally:
- the purge oxygen is pressurized to a pressure of at least 10 bars abs, preferably at least 15 bar abs, or even at least 20 bar abs in the second pump.
- the purge oxygen vaporizes in the main exchanger.
- the purge oxygen is vaporized in an exchanger other than the main exchanger.
- the second flow of gaseous oxygen is sent to a gas storage under pressure and serves as backup production.
- a variable quantity of the second flow of gaseous oxygen is mixed with the first flow to produce a substantially mixed flow constant.
- the liquid oxygen withdrawn from the low pressure column contains at less 80% mol. oxygen.
- the liquid oxygen withdrawn from the low pressure column constitutes the alone flow containing at least 80 mol% of oxygen withdrawn from the lower column pressure.
- the liquid oxygen withdrawn from the low pressure column contains at more 98% mol. oxygen.
The invention will be described in more detail with reference to the figures which illustrate air separation apparatus according to the invention.

4 Dans la Figure 1, l'appareil comprend une ligne d'échange 21 et une double colonne constituée par une colonne moyenne pression 27 et une colonne basse pression 29.
Tout l'air 1 est comprimé dans le compresseur principal 2 pour produire de l'air à la pression P1 substantiellement égale à la pression de la colonne moyenne pression 27. L'air à la pression P1 est refroidi dans un refroidisseur 7, épuré dans une unité d'épuration 9 et divisé en trois fractions. La première fraction 11 est surpressée dans un surpresseur, pouvant être constitué par le dernier étage du compresseur principal, dernier étage qui fait partie de la deuxième partie du compresseur. La pression P1 est inférieure à 5 bars abs, voire à 4.5 bar abs, préférablement inférieure à 4 bar, et encore inférieure à
3.5 bar abs La première fraction 11 est amenée à une pression P2 par le booster 5 ou un compresseur indépendant 5 et se refroidit à cette pression dans un 1s refroidisseur (non-illustré) avant d'être envoyé à la ligne d'échange 21. La ligne d'échange est constituée par un échangeur de chaleur indirect en aluminium à
plaques brasées. La fraction 11 est ensuite envoyée sous forme gazeuse à un vaporiseur 41 où elle se condense au moins partiellement avant d'être détendue et envoyée à la colonne moyenne pression 27. La pression P2 est inférieure à 15 bar abs, préférablement inférieure à 10 bar, et encore inférieure à 6 bar abs. La fraction 11 est inférieure à la moitié du débit 1, et préférentiellement inférieure à un tiers du débit 1 La deuxième fraction 13 à la pression P1 se refroidit complètement dans la ligne d'échange 21 et est divisée en deux flux. Le premier flux 23 est envoyé
à un rebouilleur de cuve 33 de la colonne basse pression 29 où il se condense au moins partiellement et est envoyé à la colonne moyenne pression, mélangé
au débit 11. Le deuxième flux 25 est envoyé sous forme gazeuse à la colonne moyenne pression 27.
La troisième fraction 15 est surpressée dans un surpresseur 17, refroidie partiellement dans la ligne d'échange 21, soutirée de la ligne d'échange à un niveau intermédiaire de celle-ci et détendue dans une turbine 19 couplée au surpresseur 17 avant d'être envoyée à la colonne basse pression 29.
Un débit de liquide enrichi en oxygène 55, un débit intermédiaire 53 et un débit liquide riche en azote 51 sont soutirés de la colonne moyenne pression 27, refroidis dans l'échangeur 31, détendus et envoyés à des niveaux différents de la colonne basse pression 29.
De l'azote gazeux moyenne pression 49 est condensé dans un vaporiseur intermédiaire 35 de la colonne basse pression 29 et envoyé comme 4 In Figure 1, the device comprises an exchange line 21 and a double column consisting of a medium pressure column 27 and a low pressure column 29.
All the air 1 is compressed in the main compressor 2 to produce air at pressure P1 substantially equal to the pressure of the column medium pressure 27. The air at pressure P1 is cooled in a cooler 7, purified in a purification unit 9 and divided into three fractions. The first one fraction 11 is overpressed in a booster, which may be constituted by the last stage of the main compressor, last stage which is part of the second part of the compressor. The pressure P1 is less than 5 bar abs, even at 4.5 bar abs, preferably less than 4 bar, and even less than 3.5 abs bar The first fraction 11 is brought to a pressure P2 by the booster 5 or an independent compressor 5 and cools down to this pressure in a 1s cooler (not shown) before being sent to the exchange line 21. The line exchange consists of an indirect aluminum heat exchanger with brazed plates. The fraction 11 is then sent in gaseous form to a vaporizer 41 where it condenses at least partially before being relaxed and sent to the medium pressure column 27. The pressure P2 is less than 15 bar abs, preferably less than 10 bar, and again lower at 6 bar abs. Fraction 11 is less than half the flow 1, and preferably less than a third of the flow 1 The second fraction 13 at pressure P1 cools completely in the exchange line 21 and is divided into two flows. The first stream 23 is sent to a tank reboiler 33 of the low pressure column 29 where it condenses at least partially and is sent to the medium pressure column, mixed at flow rate 11. The second stream 25 is sent in gaseous form to the column medium pressure 27.
The third fraction 15 is boosted in a booster 17, cooled partially in exchange line 21, withdrawn from the exchange line at a intermediate level thereof and expanded in a turbine 19 coupled to the booster 17 before being sent to the low pressure column 29.
A flow of oxygen-enriched liquid 55, an intermediate flow 53 and a liquid flow rich in nitrogen 51 are withdrawn from the medium pressure column 27, cooled in exchanger 31, slackened and sent to levels different of the low pressure column 29.
Medium pressure nitrogen gas 49 is condensed in a intermediate vaporizer 35 of the low pressure column 29 and sent as

5 reflux en tête de la colonne moyenne pression 27. Un autre débit d'azote gazeux moyenne pression 47 se réchauffe dans la ligne d'échange.
De l'oxygène liquide 37, contenant au moins 80% mol. d'oxygène et éventuellement au plus 98% mol. d'oxygène, est soutiré en cuve de la colonne basse pression 29, pressurisé par une pompe 39 à une pression inférieure à 9 bars abs, voire inférieure à 5 bars abs et envoyé au vaporiseur 41. A part une purge de liquide 43, l'oxygène se vaporise dans le vaporiseur 41 par échange de chaleur avec la fraction d'air 11 à la pression P2. Cet oxygène forme ensuite le premier débit d'oxygène gazeux pressurisé 45 qui se réchauffe dans la ligne d'échange 21. La fraction d'air 11 se trouve partiellement condensée et est envoyée à la double colonne.
Le liquide de purge 43 est pressurisé jusqu'à une pression d'au moins 10 bars abs, ou d'au moins 15 bar abs, voire au moins 20 bars abs dans une pompe 63 puis se vaporise dans la ligne d'échange 21. Le deuxième débit gazeux ainsi produit 59 est envoyé à un stockage gazeux sous pression 3 et détendu pour être mélangé avec le débit 45 via la conduite 61.
Ici la vaporisation de liquide de purge s'effectue en utilisant principalement de la chaleur sensible, de sorte qu'aucun débit d'air sortant de l'échangeur 21 n'est totalement condensé, voire n'est condensé.
Alternativement comme illustré dans la Figure 2, le liquide de purge pressurisé 43 peut être vaporisé dans un échangeur auxiliaire 21A, distinct de la ligne d'échange, contre un débit d'air 25A et avec un débit de fluide frigorigène, par exemple un débit d'azote 57A se réchauffant du procédé de séparation.
Le débit 25A refroidi dans l'échangeur 21A se mélange avec le débit refroidi 25 et le débit d'azote 57A réchauffé dans l'échangeur 21A se mélange avec le débit réchauffé 57.
Le deuxième débit d'oxygène gazeux 59, 61 formé par la vaporisation peut être utilisé comme gaz de secours lors d'une interruption de la production d'oxygène gazeux 45. 5 reflux at the top of the medium pressure column 27. Another nitrogen flow medium pressure gas 47 heats up in the exchange line.
Liquid oxygen 37, containing at least 80 mol%. oxygen and optionally at most 98% mol. of oxygen, is withdrawn from the bottom of the column low pressure 29, pressurized by a pump 39 at a pressure below 9 bars abs, or even less than 5 bars abs and sent to the vaporizer 41. Apart from one liquid purge 43, the oxygen vaporizes in the vaporizer 41 by exchange of heat with the air fraction 11 at pressure P2. This oxygen forms then the first pressurized gaseous oxygen flow 45 which heats up in the line exchange 21. The air fraction 11 is partially condensed and is sent to the double column.
The purge liquid 43 is pressurized to a pressure of at least 10 bar abs, or at least 15 bar abs, or even at least 20 bar abs in a pump 63 then vaporizes in the exchange line 21. The second flow gas thus produced 59 is sent to a pressurized gas storage 3 and expanded to be mixed with flow 45 via line 61.
Here the vaporization of purge liquid is carried out using mainly sensible heat, so that no outgoing air flow of the exchanger 21 is not completely condensed, or even is not condensed.
Alternatively as shown in Figure 2, the purge liquid pressurized 43 can be vaporized in an auxiliary exchanger 21A, separate from the exchange line, against an air flow 25A and with a fluid flow refrigerant, for example a nitrogen flow 57A heating up from the separation.
The flow 25A cooled in the exchanger 21A mixes with the flow cooled 25 and the nitrogen flow 57A heated in the exchanger 21A mixes with the heated flow 57.
The second flow of gaseous oxygen 59, 61 formed by the vaporization can be used as a backup gas during an interruption of the production oxygen gas 45.

6 Ainsi le seul débit d'air qui sert à vaporiser l'oxygène de purge 43 reste sous forme gazeuse dans l'échangeur 21A et la vaporisation se réalise par échange de chaleur sensible.
La pressurisation par la pompe 39 et/ou 63 peut être remplacée par une pressurisation hydrostatique dans tous les cas décrits.
Pour toutes les figures, une quantité variable du deuxième débit d'oxygène gazeux est mélangée avec le premier débit afin de produire un débit mélangé substantiellement constant.
Cette quantité variable du liquide de purge vaporisé peut être mélangée au premier débit 45 pour lisser les variations de débits, dues, par exemple à
des variations de la pression du réseau d'oxygène.
En détectant une réduction de pression dans la ligne 45, due, par exemple à une demande accrue d'oxygène, de l'oxygène peut être détendu et envoyé du stockage 3 vers la ligne 45 par la conduite 61.
En cas de panne de l'appareil de séparation d'air, le débit d'oxygène 45 réduira ou sera inexistant. Dans ce cas, le débit d'oxygène 63 du stockage 3 peut alimenter un client, le temps qu'un vaporiseur de secours se mette en marche pour éviter tout arrêt de production.
Le débit 37 est le seul débit contenant plus que 60% mol. d'oxygène soutiré de la colonne basse pression.
Le stockage 3 opère à une pression plus élevée que le débit 45. 6 Thus the only air flow which is used to vaporize the purge oxygen 43 remains in gaseous form in the exchanger 21A and the vaporization is carried out by sensible heat exchange.
Pressurization by pump 39 and / or 63 can be replaced by a hydrostatic pressurization in all the cases described.
For all figures, a variable amount of the second flow gaseous oxygen is mixed with the first flow to produce a flow mixed substantially constant.
This variable amount of vaporized purge liquid can be mixed at the first flow 45 to smooth the variations in flow rates, due, for example to variations in the pressure of the oxygen network.
By detecting a reduction in pressure in line 45, due, by example of increased oxygen demand, oxygen can be relaxed and sent from storage 3 to line 45 via line 61.
In the event of failure of the air separation device, the oxygen flow 45 reduce or be non-existent. In this case, the oxygen flow 63 of storage 3 can supply a customer, while a standby vaporizer starts works to avoid stopping production.
Flow 37 is the only flow containing more than 60% mol. oxygen withdrawn from the low pressure column.
The storage 3 operates at a higher pressure than the flow 45.

Claims (16)

Revendications claims 1. Appareil de séparation d'air comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal, des moyens pour envoyer tout l'air à traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, des moyens pour envoyer une partie de l'air substantiellement à
une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, une conduite pour envoyer de l'air au moins partiellement condensé dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, une conduite pour envoyer de l'air à la pression P1 à la colonne moyenne pression, des moyens de pressurisation constitués par une pompe ou la pression hydrostatique, une conduite pour soutirer de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et pour l'envoyer aux moyens de pressurisation, une conduite pour envoyer de l'oxygène liquide pressurisé à une pression inférieure à 9 bar abs des moyens de pressurisation au vaporiseur, une conduite pour envoyer de l'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer pour former un premier débit d'oxygène gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe de liquide de purge, une conduite de purge pour envoyer de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur à la pompe de liquide de purge pour le pressuriser, la conduite de purge n'étant pas reliée à un stockage de liquide de purge, en ce qu'il comprend une conduite pour envoyer l'oxygène pressurisé de la pompe de liquide de purge à un échangeur pour se vaporiser, l'échangeur étant relié à une conduite d'air comprimé reliée au compresseur principal et à une conduite reliée à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux, et en ce qu'il comprend un stockage gazeux sous pression relié à l'échangeur de vaporisation d'oxygène de purge pour recueillir l'oxygène gazeux. 1. Air separation apparatus comprising a double column comprising a medium pressure column and a low pressure column, an exchanger main, vaporizer, main compressor, means for sending all the air to be treated in the double column at the main compressor to produce air substantially at pressure P1 of the middle column pressure, means for sending part of the air substantially to a high pressure P2 at the main exchanger and then at the vaporizer, a duct to send air at least partially condensed in the vaporizer to at least one of the columns, a pipe for sending air at pressure P1 at the medium pressure column, means for pressurization consisting of a pump or hydrostatic pressure, a line for withdrawing liquid oxygen from the low pressure column and to send it to the pressurization means, a pipe to send liquid oxygen pressurized at a pressure below 9 bar abs of means for pressurizing the vaporizer, a pipe for sending oxygen gas from the vaporizer to the main exchanger to heat up to form a first flow of gaseous oxygen, characterized in that it includes a purge liquid pump, a purge line for send liquid oxygen purge from the vaporizer to the liquid pump purge to pressurize it, the purge line not being connected to a storage of purge liquid, in that it comprises a line for send pressurized oxygen from the purge fluid pump to a exchanger for vaporizing, the exchanger being connected to an air duct compressed connected to the main compressor and to a line connected to the double column, to form a second flow of gaseous oxygen, and in this that it includes a pressurized gas storage connected to the heat exchanger vaporization of purge oxygen to collect gaseous oxygen. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur relié à la conduite d'oxygène de purge est l'échangeur principal. 2. Apparatus according to claim 1, wherein the exchanger connected to the conduct Purge oxygen is the main exchanger. 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur relié à la conduite d'oxygène de purge est un échangeur distinct de l'échangeur principal. 3. Apparatus according to claim 1, wherein the exchanger connected to the conduct Purge oxygen is a separate exchanger from the main exchanger. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'échangeur comprend des passages reliés à une conduite d'amenée d'air d'alimentation et des passages reliés à une conduite d'amenée de fluide frigorigène, provenant éventuellement de la double colonne. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, wherein the exchanger comprises passages connected to a supply air supply pipe and passages connected to a refrigerant supply pipe, coming from possibly the double column. 5. Procédé de séparation d'air dans un appareil comprenant une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, un échangeur principal, un vaporiseur, un compresseur principal et des moyens de pressurisation constitués par une pompe ou la pression hydrostatique, dans lequel on envoie tout l'air à traiter dans la double colonne au compresseur principal pour produire de l'air substantiellement à la pression P1 de la colonne moyenne pression, on envoie une partie de l'air substantiellement à une pression élevée P2 à l'échangeur principal et ensuite au vaporiseur, on envoie de l'air au moins partiellement condensé dans le vaporiseur à au moins une des colonnes, on envoie de l'air à la pression P1 à la colonne moyenne pression, on soutire de l'oxygène liquide de la colonne basse pression et on le pressurise, on envoie de l'oxygène liquide pressurisé
à une pression inférieure à 9 bar abs au vaporiseur et on envoie un premier débit d'oxygène gazeux du vaporiseur à l'échangeur principal pour se réchauffer, caractérisé en ce que l'appareil comprend une pompe de liquide de purge et en ce qu'on pressurise de l'oxygène liquide de purge du vaporiseur dans la pompe de liquide de purge, l'oxygène liquide de purge est pressurisé sans avoir été stocké et ensuite est vaporisé dans un échangeur par échange de chaleur avec de l'air, comprimé dans le compresseur principal et destiné à la double colonne, pour former un deuxième débit d'oxygène gazeux et le deuxième débit d'oxygène gazeux est envoyé à un stockage gazeux sous pression et sert de production de secours. 5. Method of air separation in an apparatus comprising a double column comprising a medium pressure column and a low column pressure, a main exchanger, a vaporizer, a main compressor and pressurization means constituted by a pump or pressure hydrostatic, in which we send all the air to be treated in double column to the main compressor to produce air substantially at the pressure P1 of the medium pressure column, we send part of the air substantially at high pressure P2 at the main exchanger and then at least partially condensed air is sent to the vaporizer vaporizer to at least one of the columns, air is sent at pressure P1 at the medium pressure column, liquid oxygen is drawn from the column low pressure and we pressurize it, we send pressurized liquid oxygen at a pressure below 9 bar abs to the vaporizer and we send a first flow of gaseous oxygen from the vaporizer to the main exchanger to reheat, characterized in that the device comprises a liquid pump purge and pressurizing liquid oxygen to purge the vaporizer in the purge liquid pump, the purge liquid oxygen is pressurized without having been stored and then is vaporized in an exchanger by heat exchange with air, compressed in the compressor main and intended for the double column, to form a second flow of gaseous oxygen and the second flow of gaseous oxygen is sent to a pressurized gas storage and serves as backup production. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'oxygène de purge est pressurisé à une pression d'au moins 10 bars abs dans la deuxième pompe. 6. The method of claim 5, wherein the purge oxygen is pressurized at a pressure of at least 10 bar abs in the second pump. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'oxygène de purge est pressurisé à une pression d'au moins 15 bars abs dans la deuxième pompe. 7. The method of claim 5, wherein the purge oxygen is pressurized to a pressure of at least 15 bar abs in the second pump. 8. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'oxygène de purge est pressurisé à une pression d'au moins 20 bars abs dans la deuxième pompe. 8. The method of claim 5, wherein the purge oxygen is pressurized to a pressure of at least 20 bar abs in the second pump. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel l'oxygène de purge se vaporise dans l'échangeur principal. 9. Method according to any one of claims 5 to 8, in which purge oxygen vaporizes in the main exchanger. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel l'oxygène de purge se vaporise dans un échangeur autre que l'échangeur principal. 10. Method according to any one of claims 5 to 8, in which purge oxygen vaporizes in an exchanger other than the exchanger main. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, dans lequel une quantité variable du deuxième débit d'oxygène gazeux est mélangée avec le premier débit d'oxygène gazeux afin de produire un débit mélangé
substantiellement constant. 11. Method according to any one of claims 5 to 10, in which a variable amount of the second gaseous oxygen flow is mixed with the first flow of gaseous oxygen to produce a mixed flow substantially constant. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, dans lequel l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression contient au moins 80%
mol. d'oxygène. 12. Method according to any one of claims 5 to 11, in which liquid oxygen withdrawn from the low pressure column contains at least 80%
mol. oxygen. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression constitue le seul débit contenant au moins 80% mol.
d'oxygène soutiré de la colonne basse pression. 13. The method of claim 12, wherein the liquid oxygen withdrawn from low pressure column constitutes the only flow containing at least 80% mol.
of oxygen withdrawn from the low pressure column. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, dans lequel l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression contient au plus 98%
mol. d'oxygène. 14. Method according to any one of claims 5 to 13, in which liquid oxygen withdrawn from the low pressure column contains at most 98%
mol. oxygen. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, dans lequel aucun débit d'air ne se condense entièrement. 15. Method according to any one of claims 5 to 14, in which no air flow condenses fully. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, dans lequel aucun débit d'air ne se condense dans l'échangeur où se vaporise l'oxygène de purge. 16. Method according to any one of claims 5 to 14, in which no air flow condenses in the exchanger where the oxygen vaporizes purge.
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