EP3058297B1 - Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique - Google Patents

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EP3058297B1
EP3058297B1 EP14796228.6A EP14796228A EP3058297B1 EP 3058297 B1 EP3058297 B1 EP 3058297B1 EP 14796228 A EP14796228 A EP 14796228A EP 3058297 B1 EP3058297 B1 EP 3058297B1
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evaporator
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nitrogen
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for air separation by cryogenic distillation.
  • the consumption of impure oxygen typically of the order of 95 mol%) under pressure (typically 50 bara and more) is accompanied by a consumption of pressurized nitrogen for the gasifier and the associated gas turbine.
  • the low-pressure column designs under pressure provide good oxygen separation energy.
  • a low pressure column is called "under pressure" when it operates at a pressure greater than 2 bar abs.
  • the invention is particularly interesting on schemas that naturally have a hot end of the exchange line removed or if one has cooling capacity to valorize.
  • a typical hot end deviation of a process in which this invention would be employed would be between 6 and 10 ° C.
  • US Patent 5341646 discloses a separation apparatus comprising three columns, a high pressure column, a low pressure column and an intermediate pressure column operating at a pressure between low pressure and high pressure.
  • Air is sent to the high pressure column and the top nitrogen of the high pressure column condenses in an intermediate condenser of the intermediate pressure column.
  • a cycle nitrogen flow is condensed in the vessel condenser of the intermediate pressure column. Nitrogen gas is produced at the top of the intermediate column.
  • the nitrogen at the top of the intermediate pressure column condenses in the tank of the low pressure column and liquid oxygen from the low pressure column is pressurized and vaporizes in the exchange line.
  • an apparatus for separating air by cryogenic distillation comprising a set of columns comprising a first column operating at a first pressure, a second column operating at a second pressure lower than the first pressure. and a third column operating at a third pressure lower than the second pressure, the second column having a vessel vaporizer-condenser, the third column having a first vaporizer-condenser, a conduit for delivering compressed air, purified and cooled to the first column where it separates to form an oxygen-enriched liquid and a gas enriched in nitrogen, a pipe for sending a portion of the nitrogen-enriched gas from the first column to condense in the vessel vaporizer-condenser of the second column, a conduit for sending oxygen-enriched liquid from the first column to the second column , a conduit for supplying an oxygen enriched liquid from the vessel of the second column to the third column, a conduit for supplying a nitrogen enriched gas from the head of the second column to a first vaporizer-condens
  • the apparatus may include means for sending an intermediate liquid from the first column to the third column.
  • the apparatus may include means for supplying all nitrogen-enriched gas from the head of the second column to the first and second vaporizers-condensers.
  • the use of the cold compressor makes it possible to strongly reduce, by cascade effect, the pressure of the first column, which allows an appreciable gain in energy.
  • the air separation apparatus comprises a heat exchanger 13, a heat exchanger 49, a first column 21 operating at a first pressure between 11 and 20 bara, a second column 23 operating at a second pressure lower than the first pressure and between 1 and 11 bara and a third column operating at a third pressure lower than the second pressure.
  • the third pressure is between 2 bar abs and 6 bara.
  • Air 1 is compressed at the first pressure and then divided in half. A portion 5 at the first pressure cools in the exchanger 13 and is sent to the first column 21 in gaseous form. The rest 3 is supercharged in the booster 7 to a pressure of 49 bara and divided in two. A part 15 is sent to the exchanger 13 where it is cooled to an intermediate temperature of the exchanger and then expanded in a Claude turbine 11 and sent to the column 21 after being mixed at the flow rate 5 to form the flow 14. remaining 17 of the pressurized air is again supercharged in a booster 9 coupled to the turbine 11 and sent to the exchanger 13 where it cools. The cooled and pseudo-liquefied flow 17 is expanded in a turbine 19 to form a flow at least partially liquid which is sent to the column 21. All air 1 is sent to the column 21 where it separates.
  • a flow enriched with oxygen 33 is sent from the first column to the middle of the second column 23 after expansion.
  • Intermediate flow 35 is fed from the first column to the third column after subcooling in 49 and then expansion.
  • Liquid nitrogen 37 from the top of the first column 21 is subcooled, then expanded and sent to the top of the third column after subcooling in 49, and then expansion.
  • Nitrogen gas 65 is withdrawn from the first column and is heated in the exchanger 13 to form a nitrogen product under pressure between 11 and 20 bara.
  • Another portion of the nitrogen is condensed in the vessel vaporizer-condenser 27 of the second column and is returned to the top of the first column.
  • a tank liquid 51 of the second column 23 is subcooled, then expanded and sent to an intermediate level of the third column 25.
  • a top liquid 39 of the second column 23 is divided in two, a portion 55 being sub- cooled, then expanded and sent to the top of the third column 25 and the rest 53 being pressurized by a pump 57 to be returned to the top of the first column 21.
  • a top gas 41 of the second column 23 is divided into two.
  • a part 43 is sent to a first vaporizer-condenser 31 which is at an intermediate level of the third column 25.
  • the part 43 is condensed and is sent to the top of the second column 23.
  • the other part 45 of the gas 41 is returned to the heat exchanger 13 where it heats up to a temperature of -120 ° C.
  • Part 45 heats to a temperature above the vaporization temperature of the liquid 59 minus 5 ° C.
  • the portion 45 is at a temperature level not more than 5 ° C below the pressure vaporization stage of the oxygen. Part 45 may also be at a temperature level above this level.
  • the gas 45 is compressed in a compressor 47, returned to the exchanger 13 where it cools to the cold end and sent to the second vaporizer-condenser 29 which is a vaporizer-condenser vessel of the third column 25.
  • the part 45 condenses in the vaporizer-condenser 29 and the condensed flow is expanded and sent to the top of the second column 23.
  • a top gas 63 is withdrawn at the top of the third column 25 and is heated in the exchangers 49, 13 to serve as a waste.
  • the bottom liquid 59 of the third column 25 contains at least 85 mol% oxygen, or even at least 95 mol% oxygen but less than 98% oxygen.
  • This liquid 59 is pressurized by the pump 61 to a pressure of at least 30 bar abs and then vaporizes (or pseudo-vaporizes if its pressure is supercritical) in the exchanger 13 to form a flow of pressurized oxygen to be sent to the gasifier.
  • the temperature difference at the hot end of the heat exchanger 13 is less than 10 ° C, preferably less than 6 ° C, for example between 2 and 3 ° C.

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Description

  • La présente invention est relative à un procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique.
  • Dans le cadre de la fourniture d'oxygène aux procédés de gazéification, la consommation d'oxygène impur (typiquement de l'ordre de 95% mol.) sous pression (typiquement 50 bara et plus) s'accompagne d'une consommation d'azote sous pression pour le gazéifieur et pour la turbine à gaz associée.
  • Lorsque le client valorise l'ensemble de l'azote sous pression disponible, les schémas avec colonne basse pression sous pression permettent d'obtenir de bonne énergie de séparation de l'oxygène. Une colonne basse pression est dite « sous pression » quand elle opère à une pression supérieure à 2 bars abs.
  • On propose d'améliorer l'efficacité d'un tel système par une intégration thermique entre colonnes plus poussée.
  • L'invention est particulière intéressante sur des schémas qui ont naturellement un bout chaud de la ligne d'échange écarté ou si l'on dispose de puissance frigorifique à valoriser.
  • Un écart typique de bout chaud d'un procédé dans lequel cette invention serait employée serait entre 6 et 10°C.
  • US-A-5341646 décrit un appareil de séparation comprenant trois colonnes, une colonne haute pression, une colonne basse pression et une colonne à pression intermédiaire opérant à une pression entre la basse pression et la haute pression.
  • De l'air est envoyé à la colonne haute pression et l'azote de tête de la colonne haute pression se condense dans un condenseur intermédiaire de la colonne à pression intermédiaire. Un débit d'azote de cycle se condense dans le condenseur de cuve de la colonne à pression intermédiaire. De l'azote gazeux est produit en tête de la colonne intermédiaire.
  • L'azote de tête de la colonne à pression intermédiaire se condense dans la cuve de la colonne basse pression et de l'oxygène liquide provenant de la colonne basse pression est pressurisé et se vaporise dans la ligne d'échange.
  • US-A-6286336 et US-A-5675977 décrivent un procédé et un appareil selon les préambules des revendications 1 et 8 respectivement. Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de séparation d'air par distillation cryogénique dans un ensemble de colonnes comprenant une première colonne opérant à une première pression, une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression et une troisième colonne opérant à une troisième pression inférieure à la deuxième pression dans lequel :
    1. i) de l'air comprimé, épuré et refroidi est envoyé à la première colonne où il se sépare pour former un liquide enrichi en oxygène et un gaz enrichi en azote
    2. ii) une partie du gaz enrichi en azote de la première colonne se condense dans un vaporiseur-condenseur de cuve de la deuxième colonne,
    3. iii) du liquide enrichi en oxygène est envoyé de la première colonne à la deuxième colonne,
    4. iv) un liquide enrichi en oxygène est envoyé de la cuve de la deuxième colonne à la troisième colonne,
    5. v) un gaz enrichi en azote est envoyé de la tête de la deuxième colonne à un premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne où il se condense, le liquide condensé étant renvoyé à la deuxième colonne,
    6. vi) un gaz riche en azote est soutiré en tête de la troisième colonne,
    7. vii) un liquide contenant au moins 85% d'oxygène est soutiré en cuve de la troisième colonne, pressurisé et vaporisé pour former un produit gazeux contenant au moins 85% d'oxygène,
    caractérisé en ce que le premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne est un vaporiseur-condenseur disposé à un point intermédiaire de la troisième colonne, la troisième colonne a un deuxième vaporiseur-condenseur qui est un vaporiseur-condenseur de cuve, un gaz enrichi en azote de la deuxième colonne est comprimé dans un compresseur ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante et envoyé au deuxième vaporiseur-condenseur pour s'y condenser, le vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne est le seul vaporiseur-condenseur présent dans la deuxième colonne, le gaz de tête de la première colonne est envoyé au vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne sans avoir été comprimé, éventuellement un liquide riche en azote est pressurisé puis envoyé de la tête de la deuxième colonne à la tête de la première colonne et de l'azote gazeux est soutiré en tête de la première colonne et réchauffé pour former un produit du procédé.
  • Selon d'autres caractéristiques facultatives :
    • on envoie un liquide intermédiaire de la première colonne vers la troisième colonne.
    • tout le gaz enrichi en azote de la tête de la deuxième colonne est envoyé aux premier et deuxième vaporiseurs-condenseurs.
    • le liquide contenant au moins 85% d'oxygène est pressurisé à une pression supérieure à 30 bars abs, préférentiellement supérieure à 40 bara avant d'être vaporisé ou pseudo-vaporisé.
    • la troisième pression est supérieure à 2 bars abs.
    • le compresseur ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante a une température d'entrée supérieure à la température de vaporisation du liquide contenant au moins 85% d'oxygène moins 5°C.
    • le liquide contenant au moins 85% d'oxygène se vaporise dans un échangeur de chaleur où se refroidit l'air comprimé, l'écart des températures au bout chaud de l'échangeur de chaleur étant inférieur à 10°C, préférentiellement inférieure à 6°C.
  • Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant un ensemble de colonnes comprenant une première colonne opérant à une première pression, une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression et une troisième colonne opérant à une troisième pression inférieure à la deuxième pression, la deuxième colonne ayant un vaporiseur-condenseur de cuve, le troisième colonne ayant un premier vaporiseur-condenseur, une conduite pour envoyer de l'air comprimé, épuré et refroidi à la première colonne où il se sépare pour former un liquide enrichi en oxygène et un gaz enrichi en azote, une conduite pour envoyer une partie du gaz enrichi en azote de la première colonne se condenser dans le vaporiseur-condenseur de cuve de la deuxième colonne, une conduite pour envoyer du liquide enrichi en oxygène de la première colonne à la deuxième colonne, une conduite pour envoyer un liquide enrichi en oxygène de la cuve de la deuxième colonne à la troisième colonne, une conduite pour envoyer un gaz enrichi en azote de la tête de la deuxième colonne à un premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne où il se condense, une conduite pour envoyer le liquide condensé du premier vaporiseur-condenser à la deuxième colonne, une conduite pour soutirer un gaz riche en azote en tête de la troisième colonne, une conduite pour soutirer un liquide contenant au moins 85% d'oxygène en cuve de la troisième colonne, des moyens pour pressuriser le liquide et un échangeur de chaleur pour vaporiser le liquide pressurisé pour former un produit gazeux contenant au moins 85% d'oxygène caractérisé en ce que le premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne est un vaporiseur-condenseur disposé à un point intermédiaire de la troisième colonne, la troisième colonne a un deuxième vaporiseur-condenseur qui est un vaporiseur-condenseur de cuve, un gaz enrichi en azote de la deuxième colonne est comprimé dans un compresseur ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante et envoyé au deuxième vaporiseur-condenseur pour s'y condenser, le vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne est le seul vaporiseur-condenseur présent dans la deuxième colonne, l'appareil comprend des moyens pour envoyer le gaz de tête de la première colonne au vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne sans avoir été comprimé, éventuellement des moyens pour pressuriser un liquide riche en azote et des moyens pour envoyer le liquide riche pressurisé de la tête de la deuxième colonne à la tête de la première colonne, et une conduite pour soutirer un gaz riche en azote en tête de la première colonne et des moyens pour le réchauffer pour former un produit du procédé.
  • L'appareil peut comprendre des moyens pour envoyer un liquide intermédiaire de la première colonne vers la troisième colonne.
  • L'appareil peut comprendre des moyens pour envoyer tout le gaz enrichi en azote de la tête de la deuxième colonne aux premier et deuxième vaporiseurs-condenseurs.
  • L'utilisation du compresseur froid permet de réduire fortement, par effet de cascade, la pression de la première colonne, ce qui permet un gain appréciable d'énergie.
  • L'invention sera décrite en plus de détail en se référant à la figure.
  • L'appareil de séparation d'air comprend un échangeur de chaleur 13, un échangeur de chaleur 49, une première colonne 21 opérant à une première pression entre 11 et 20 bara, une deuxième colonne 23 opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression et entre 1 et 11 bara et une troisième colonne 25 opérant à une troisième pression inférieure à la deuxième pression. La troisième pression est entre 2 bars abs et 6 bara.
  • L'air 1 est comprimé à la première pression et puis divisé en deux. Une partie 5 à la première pression se refroidit dans l'échangeur 13 et est envoyé à la première colonne 21 sous forme gazeuse. Le reste 3 est surpressé dans le surpresseur 7 jusqu'à une pression de 49 bara et divisé en deux. Une partie 15 est envoyée à l'échangeur 13 où elle est refroidie jusqu'à une température intermédiaire de l'échangeur puis détendue dans une turbine Claude 11 et envoyée à la colonne 21 après être mélangé au débit 5 pour former le débit 14. Le reste 17 de l'air surpressé est de nouveau surpressé dans un surpresseur 9 couplé à la turbine 11 et envoyé à l'échangeur 13 où il se refroidit. Le débit 17 refroidi et pseudo-liquéfié est détendu dans une turbine 19 pour former un débit au moins partiellement liquide qui est envoyé à la colonne 21. Tout l'air 1 est envoyé à la colonne 21 où il se sépare.
  • Un débit enrichi en oxygène 33 est envoyé de la première colonne vers le milieu de la deuxième colonne 23 après détente. Un débit intermédiaire 35 est envoyé de la première colonne à la troisième colonne 25 après sous-refroidissement dans 49, puis détente. De l'azote liquide 37 de la tête de la première colonne 21 est sous-refroidi, puis détendu et envoyé à la tête de la troisième colonne 25 après sous-refroidissement dans 49, puis détente. De l'azote gazeux 65 est soutiré de la première colonne et se réchauffe dans l'échangeur 13 pour former un produit d'azote sous pression entre 11 et 20 bara.
  • Une autre partie de l'azote se condense dans le vaporiseur-condenseur de cuve 27 de la deuxième colonne et est renvoyée en tête de la première colonne.
  • Un liquide de cuve 51 de la deuxième colonne 23 est sous-refroidi, puis détendu et envoyé à un niveau intermédiaire de la troisième colonne 25. Un liquide de tête 39 de la deuxième colonne 23 est divisé en deux, une partie 55 étant sous-refroidi, puis détendu et envoyé en tête de la troisième colonne 25 et le reste 53 étant pressurisé par une pompe 57 pour être renvoyé en tête de la première colonne 21. Un gaz de tête 41 de la deuxième colonne 23 est divisé en deux. Une partie 43 est envoyée à un premier vaporiseur-condenseur 31 qui se trouve à un niveau intermédiaire de la troisième colonne 25. La partie 43 s'y condense et est envoyé en tête de la deuxième colonne 23. L'autre partie 45 du gaz 41 est renvoyée à l'échangeur de chaleur 13 où elle se réchauffe jusqu'à une température de -120°C. La partie 45 se réchauffe à une température supérieure à la température de vaporisation du liquide 59 moins 5°C. Dans cet exemple, la partie 45 est à un niveau de température pas plus que 5°C en dessous du palier de vaporisation de l'oxygène sous pression. La partie 45 peut également être à un niveau de température au-dessus de ce palier. Ensuite le gaz 45 est comprimé dans un compresseur 47, renvoyée à l'échangeur 13 où elle se refroidit jusqu'au bout froid et envoyé au deuxième vaporiseur- condenseur 29 qui est un vaporiseur-condenseur de cuve de la troisième colonne 25. La partie 45 se condense dans le vaporiseur-condenseur 29 et le débit condensé est détendu et envoyé en tête de la deuxième colonne 23.
  • Un gaz de tête 63 est soutiré en tête de la troisième colonne 25 et se réchauffe dans les échangeurs 49, 13 pour servir de résiduaire. Le liquide de cuve 59 de la troisième colonne 25 contient au moins 85% mol d'oxygène, voire au moins 95% mol d'oxygène mais moins que 98% d'oxygène. Ce liquide 59 est pressurisé par la pompe 61 jusqu'à une pression d'au moins 30 bars abs et ensuite se vaporise (ou se pseudo-vaporise si sa pression est supercritique) dans l'échangeur 13 pour former un débit d'oxygène pressurisé à envoyer au gazéifieur.
  • L'écart des températures au bout chaud de l'échangeur de chaleur 13 étant inférieur à 10°C, préférentiellement inférieur à 6°C, par exemple entre 2 et 3°C.

Claims (12)

  1. Procédé de séparation d'air par distillation cryogénique dans un ensemble de colonnes comprenant une première colonne opérant à une première pression (21), une deuxième colonne (23) opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression et une troisième colonne (25) opérant à une troisième pression inférieure à la deuxième pression dans lequel :
    i) de l'air comprimé, épuré et refroidi est envoyé à la première colonne où il se sépare pour former un liquide enrichi en oxygène et un gaz enrichi en azote,
    ii) une partie du gaz enrichi en azote de la première colonne se condense dans un vaporiseur-condenseur de cuve (27) de la deuxième colonne,
    iii) du liquide enrichi en oxygène (33) est envoyé de la première colonne à la deuxième colonne,
    iv) un liquide enrichi en oxygène est envoyé de la cuve de la deuxième colonne à la troisième colonne,
    v) un gaz enrichi en azote (43) est envoyé de la tête de la deuxième colonne à un premier vaporiseur-condenseur (31) de la troisième colonne où il se condense, le liquide condensé étant renvoyé à la deuxième colonne,
    vi) un gaz riche en azote (63) est soutiré en tête de la troisième colonne,
    vii) un liquide (59) contenant au moins 85% d'oxygène est soutiré en cuve de la troisième colonne, pressurisé et vaporisé pour former un produit gazeux contenant au moins 85% d'oxygène, et dans lequel le premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne est un vaporiseur-condenseur disposé à un point intermédiaire de la troisième colonne, la troisième colonne a un deuxième vaporiseur-condenseur (29) qui est un vaporiseur-condenseur de cuve, le vaporiseur-condenseur (27) de la deuxième colonne est le seul vaporiseur-condenseur présent dans la deuxième colonne, le gaz de tête de la première colonne est envoyé au vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne sans avoir été comprimé, éventuellement de l'azote gazeux est soutiré en tête de la première colonne et réchauffé pour former un produit du procédé,
    caractérisé en ce qu'un gaz enrichi en azote de la deuxième colonne est comprimé dans un compresseur (47) ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante et envoyé au deuxième vaporiseur-condenseur pour s'y condenser, éventuellement un liquide riche en azote est pressurisé puis envoyé de la tête de la deuxième colonne à la tête de la première colonne.
  2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on envoie un liquide intermédiaire (35) de la première colonne (21) vers la troisième colonne (25).
  3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel tout le gaz enrichi en azote de la tête de la deuxième colonne est envoyé aux premier et deuxième vaporiseurs-condenseurs (29, 31).
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide (59) contenant au moins 85% d'oxygène est pressurisé à une pression supérieure à 30 bars abs, préférentiellement supérieure à 40 bara avant d'être vaporisé ou pseudo-vaporisé.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la troisième pression est supérieure à 2 bars abs.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le compresseur (47) ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante a une température d'entrée supérieure à la température de vaporisation du liquide contenant au moins 85% d'oxygène moins 5°C.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide contenant au moins 85% d'oxygène se vaporise dans un échangeur de chaleur (13) où se refroidit l'air comprimé, l'écart des températures au bout chaud de l'échangeur de chaleur étant inférieur à 10°C, préférentiellement inférieur à 6°C.
  8. Appareil de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant un ensemble de colonnes comprenant une première colonne (21) opérant à une première pression, une deuxième colonne (23) opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression et une troisième colonne (25) opérant à une troisième pression inférieure à la deuxième pression, la deuxième colonne ayant un vaporiseur-condenseur (27) de cuve, la troisième colonne ayant un premier vaporiseur-condenseur (31), une conduite pour envoyer de l'air comprimé, épuré et refroidi à la première colonne où il se sépare pour former un liquide enrichi en oxygène et un gaz enrichi en azote, une conduite pour envoyer une partie du gaz enrichi en azote de la première colonne se condenser dans le vaporiseur-condenseur de cuve de la deuxième colonne, une conduite pour envoyer du liquide enrichi en oxygène (33) de la première colonne à la deuxième colonne, une conduite pour envoyer un liquide enrichi en oxygène de la cuve de la deuxième colonne à la troisième colonne, une conduite pour envoyer un gaz enrichi en azote (43) de la tête de la deuxième colonne au premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne où il se condense, une conduite pour envoyer le liquide condensé du premier vaporiseur-condenser à la deuxième colonne, une conduite pour soutirer un gaz riche en azote (63) en tête de la troisième colonne, une conduite pour soutirer un liquide contenant au moins 85% d'oxygène (59) en cuve de la troisième colonne, des moyens (61) pour pressuriser le liquide et un échangeur de chaleur pour vaporiser le liquide pressurisé pour former un produit gazeux contenant au moins 85% d'oxygène dans lequel le premier vaporiseur-condenseur de la troisième colonne est un vaporiseur-condenseur disposé à un point intermédiaire de la troisième colonne, la troisième colonne a un deuxième vaporiseur-condenseur (29) qui est un vaporiseur-condenseur de cuve, le vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne est le seul vaporiseur-condenseur présent dans la deuxième colonne, l'appareil comprend des moyens pour envoyer le gaz de tête de la première colonne au vaporiseur-condenseur de la deuxième colonne sans avoir été comprimé, éventuellement une conduite pour soutirer un gaz riche en azote en tête de la première colonne et des moyens pour le réchauffer pour former un produit du procédé,
    caractérisé en ce que l'appareil comprend des moyens pour soutirer un gaz enrichi en azote de la deuxième colonne, pour le comprimer dans un compresseur (47) ayant une température d'entrée inférieure à la température ambiante et pour l'envoyer au deuxième vaporiseur-condenseur pour s'y condenser, éventuellement des moyens pour pressuriser un liquide riche en azote et des moyens pour envoyer le liquide riche pressurisé de la tête de la deuxième colonne à la tête de la première colonne.
  9. Appareil selon la revendication 8 comprenant des moyens pour envoyer un liquide intermédiaire (35) de la première colonne vers la troisième colonne.
  10. Appareil selon l'une des revendications 8 ou 9 comprenant des moyens pour envoyer tout le gaz enrichi en azote de la tête de la deuxième colonne aux premier et deuxième vaporiseurs-condenseurs (29, 31).
  11. Appareil selon l'une des revendications 8 à 10 comprenant des moyens pour pressuriser le liquide contenant au moins 85% d'oxygène à une pression supérieure à 30 bars abs, préférentiellement supérieure à 40 bara avant d'être vaporisé ou pseudo-vaporisé.
  12. Appareil selon l'une des revendications 8 à 11 comprenant un échangeur de chaleur, des moyens pour y envoyer l'air comprimé se refroidir et des moyens pour y envoyer le liquide contenant au moins 85% d'oxygène se vaporiser.
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