ES2287920T3 - Procedimiento para el suministro ocasional de un gas de apoyo para mantener el nivel de produccion de un gas de una unidad de separacion criogenica. - Google Patents
Procedimiento para el suministro ocasional de un gas de apoyo para mantener el nivel de produccion de un gas de una unidad de separacion criogenica. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento para el suministro ocasional de una cantidad de apoyo de un "primer" gas, para mantener el nivel de producción del primer gas de una separación criogénica de una mezcla gaseosa que comprende el primer gas y al menos otro gas, en caso de reducción del nivel de producción de dicho primer gas procedente de la separación; comprendiendo dicha separación separar la mezcla, o una mezcla derivada de ella, en más de un sistema de destilación criogénica para producir el primer gas licuado, reteniendo cada sistema como inventario una porción de dicho primer gas licuado, y vaporizar una porción adicional de dicho primer gas licuado mediante intercambio indirecto de calor con una corriente de proceso en al menos un intercambiador de calor, para producir dicho primer gas (6 a 10); suministrando dicho primer gas a más de una unidad de tratamiento aguas abajo, comprendiendo dicho procedimiento, en caso de reducción del nivel de producción de dicho primer gas procedente de la separación, retirar el inventario de primer gas licuado de al menos uno de dichos sistemas (2, 4) de destilación criogénica; y vaporizar el inventario retirado de primer gas licuado para producir dicha cantidad de apoyo del primer gas, operando dicho procedimiento solamente durante el periodo de tiempo requerido para desconectar o parar una de las unidades de tratamiento aguas abajo, en el caso de que uno de los sistemas de destilación cese de producir el primer gas licuado.
Description
Procedimiento para el suministro ocasional de un
gas de apoyo para mantener el nivel de producción de un gas de una
unidad de separación criogénica.
La presente invención se refiere a la separación
criogénica de gases y, en particular, a un procedimiento y un
aparato para el suministro ocasional de una cantidad de apoyo de un
"primer" gas, para mantener el nivel de producción del primer
gas de una separación criogénica de una mezcla gaseosa que comprende
el primer gas y al menos otro gas, en caso de reducción del nivel
de producción de dicho primer gas procedente de la separación. La
invención tiene una particular aplicación para la producción de
oxígeno gaseoso ("OXG") a partir de la separación criogénica de
aire.
El OXG se puede producir en una unidad de
separación criogénica de aire ("USA"). Una USA tal se puede
integrar con un procedimiento aguas abajo que, de alguna manera,
utiliza el OXG. Por ejemplo, el OXG se puede usar en la producción
de gas de síntesis ("syngas"), que es una mezcla de hidrógeno y
monóxido de carbono que se puede usar en la preparación de
compuestos hidrocarbonados y/u oxigenados de peso molecular más
alto. Un ejemplo adecuado de un procedimiento para producir
hidrocarburos es el procedimiento Fischer-Tropsch.
Para producir OXG por el procedimiento aguas abajo se puede unir en
paralelo más de una USA.
Algunos procedimientos aguas abajo, por ejemplo
la producción de gas de síntesis, los procedimientos de gasificación
y la producción de óxido de etileno, requieren un nivel de
producción de OXG sustancialmente constante, es decir, se debe
mantener la presión o el caudal del OXG dentro de un estrecho
intervalo. Frecuentemente, estos procedimientos se refieren como
"procedimientos críticos en oxígeno". De este modo, los
sistemas de apoyo deben estar en el sitio para asegurar el
suministro constante de OXG en caso de una reducción, por cualquier
razón, de la presión o del caudal del OXG producto. En relación con
esto, la presión o el caudal del OXG producto puede disminuir
debido a que falle repentinamente un componente de la USA. Por
ejemplo, puede fallar el compresor principal de aire, un compresor
elevador de la presión del aire (si está presente), un
pre-purificador de aire, una bomba de oxigeno
líquido ("OXL") o una válvula.
Es muy conocido el proporcionar OXG de apoyo
desde un depósito de almacenamiento de OXL a alta presión
("AP"). En caso de que la presión o el caudal del OXG producto
disminuya por debajo de un cierto nivel, se puede tomar OXL del
depósito y vaporizarlo en un vaporizador para producir OXG de apoyo
a la presión del cliente requerida. También es muy conocido el
proporcionar OXG de apoyo desde un depósito de almacenamiento de OXL
a baja presión ("BP"). En caso de que la presión o el caudal
del OXG producto disminuya por debajo de un cierto nivel, para
producir OXG de apoyo se puede tomar OXL del depósito de BP,
bombearlo a la presión deseada mediante una o más bombas de OXL de
apoyo y vaporizarlo en un vaporizador.
El sistema de apoyo entra en línea al recibir
una señal de activación, tal como una baja presión de suministro
del producto. En caso de un sistema de apoyo de líquido a AP tal, la
señal de activación provoca que se abra una válvula de control de
oxígeno del vaporizador. Para el sistema de apoyo de líquido a BP,
la señal de activación también conduce a la, o a cada, bomba de OXL
de apoyo a su punto de operación de diseño. Sin embargo, los
vaporizadores no pueden alcanzar instantáneamente su capacidad de
vaporización de diseño cuando se les solicita operar. El tiempo
empleado para conseguir esa capacidad depende del tipo de
vaporizador instalado. Generalmente, los vaporizadores de ambiente
tienen unos tiempos de respuesta mejores que los vaporizadores en
baño de agua con burbujeo de vapor de agua, debido a los
inventarios y masas unitarias relativos. Por ejemplo, un vaporizador
en baño de agua con burbujeo de vapor de agua se debe mantener
caliente para que esté preparado para un uso instantáneo. Por
desgracia, simplemente no es posible inicialmente forzar el OXL a
través del vaporizador caliente a la velocidad de diseño, ya que la
pérdida de carga del oxígeno a través del vaporizador sería
demasiado alta en condiciones de espera caliente. El vaporizador
necesita cierto tiempo para enfriarse hasta un punto en que el OXL
se pueda vaporizar a la velocidad necesaria. Este periodo de tiempo
puede ser de hasta 30 segundos, tiempo en el que el procedimiento
crítico en oxígeno puede haber sido afectado entre tanto por la
reducción de la presión o del caudal del OXG.
Es muy conocido el tener un recipiente regulador
de OXG en comunicación con la salida de OXG de la(s) USA,
para que el inventario de OXG de la tubería se pueda mantener
suficientemente alto para que no se produzca una disminución
inaceptable en la presión de la tubería durante el tiempo empleado
por el vaporizador del sistema de apoyo para entrar completamente
en línea. Un recipiente regulador tal puede estar a la presión de
la tubería o se puede presurizar, en cuyo caso se tiene que usar una
válvula para reducir la presión del OXG presurizado antes de que
sea liberado en la tubería de OXG producto. Un inconveniente del uso
del recipiente regulador es el coste del capital implicado.
La patente
WO-A-99/40304 (publicada el 12 de
Agosto de 1999) comprende una unidad combinada de separación
criogénica de aire/sistema de generación de energía de ciclo
combinado con gasificador integrado, y describe un método de
operación de la USA para variar su consumo de energía para maximizar
la producción neta de energía durante los periodos de demanda pico,
mientras que se mantiene la eficacia de pico cuando el sistema de
generación de energía opera con una producción de energía variable.
La velocidad de producción de oxígeno se mantiene en un nivel
óptimo estable durante todo el tiempo y no se somete a fluctuaciones
importantes durante los cambios en las condiciones de operación de
la planta de energía. Con referencia a la Figura 1 de la patente
WO-A-99/40304, en periodos de
demanda de energía que no sean de pico, el oxígeno líquido sobrante
generado por la USA se puede almacenar en la parte inferior de la
columna 6 de destilación a baja presión o transferirlo a través de
la tubería 13 al recipiente 21, donde se almacena hasta el momento
en que se necesita durante los periodos de alta demanda de energía
en el sistema de ciclo combinado con gasificador integrado.
La patente
US-A-6062044 (publicada el 16 de
Mayo de 2000) describe el uso de un tanque de almacenamiento de
oxígeno líquido para almacenar el oxígeno líquido sobrante, que se
puede usar para satisfacer los aumentos de la demanda de
oxígeno.
La patente
US-A-6038885 (publicada el 21 de
Marzo de 2000) describe un procedimiento y un aparato para la
separación criogénica de aire para suministrar un gas producto, en
el que se proporciona un suministro de emergencia del gas producto
en caso de una perturbación de la operación en el procedimiento o de
que un aparato dé lugar a una disminución del nivel normal de
producción del gas producto. En el ejemplo, el nitrógeno líquido y
el oxígeno líquido producidos en el procedimiento de separación
criogénica se almacenan en unos tanques. En caso de una
perturbación en la producción de gas oxígeno o nitrógeno, se separa
el criógeno líquido adecuado desde su tanque de almacenamiento, se
bombea y se vaporiza para complementar el gas producto.
Cada una de las patentes
US-A-5505052 (publicada el 9 de
Abril de 1996), EP-A-0556861
(publicada el 25 de Agosto de 1993) y
US-A-5526647 (publicada el 16 de
Junio de 1996) describe unos procedimientos de separación
criogénica de aire que pueden ajustar las fluctuaciones de la
demanda de oxígeno o nitrógeno producto. En cada caso, el oxígeno
líquido o el nitrógeno líquido sobrante se almacena externamente, es
decir, al exterior de la columna, en un tanque u otro recipiente de
almacenamiento durante los periodos de baja demanda. Cuando la
demanda supera lo que se puede ajustar mediante el nivel normal del
caudal de salida del sistema de destilación, el oxígeno líquido y/o
el nitrógeno líquido se separan del almacenamiento, se vaporizan y
se suministran como gas producto adicional.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema alternativo para proporcionar una cantidad
de apoyo de un primer gas sin tener que usar uno o más recipientes
reguladores caros o, al menos, permitir que se reduzca
sustancialmente la capacidad de tal volumen de regulación. Siempre
hay un "inventario" (o provisión) del primer gas licuado en el
sistema de separación criogénica, normalmente en la cuba de la
columna de destilación. El tamaño del inventario depende del tamaño
del sistema de destilación criogénica, pero normalmente hay más que
suficiente primer gas licuado almacenado en el propio sistema de
destilación para satisfacer la demanda de primer gas durante el
tiempo empleado por el vaporizador, en el sistema principal de
apoyo, para entrar completamente en línea. Los inventores han
ideado una manera de usar esta fuente de primer gas licuado para
producir una cantidad de apoyo del primer gas y mantener el nivel de
producción del primer gas.
Según la presente invención, se proporciona un
procedimiento para el suministro ocasional de una cantidad de apoyo
de un "primer" gas para mantener el nivel de producción del
primer gas de una separación criogénica de una mezcla gaseosa que
comprende el primer gas y al menos otro gas, en caso de reducción
del nivel de producción de dicho primer gas procedente de la
separación; comprendiendo dicha separación:
- separar la mezcla, o una mezcla derivada de ella, en más de un sistema de destilación criogénica para producir un primer gas licuado, reteniendo el o cada sistema como inventario una porción de dicho primer gas licuado; y
- vaporizar una porción adicional de dicho primer gas licuado mediante intercambio indirecto de calor con una corriente de proceso en al menos un intercambiador de calor, para producir dicho primer gas;
suministrando dicho primer gas a más de una
unidad de tratamiento aguas abajo,
comprendiendo dicho procedimiento, en caso de
reducción del nivel de producción de dicho primer gas procedente de
la separación:
- retirar el inventario de primer gas licuado de al menos uno de dichos sistemas de destilación criogénica y
- vaporizar el inventario retirado de primer gas licuado, para producir dicha cantidad de apoyo del primer gas,
operando dicho procedimiento solamente durante
el periodo de tiempo requerido para desconectar o parar una de las
unidades de tratamiento aguas abajo, en el caso de que uno de los
sistemas de destilación cese de producir el primer gas licuado.
Inicialmente, el inventario se retira a una
velocidad suficientemente alta para satisfacer un nivel aceptable
de demanda del primer gas; preferiblemente, a sustancialmente la
misma velocidad a la que se retira el primer gas licuado cuando el
sistema de destilación está operativo. Sin embargo, durante el
periodo de apoyo, normalmente la velocidad disminuirá
continuamente.
Una ventaja de la invención es que los
recipientes de regulación caros, o bien ya no se requieren o bien se
pueden reducir de volumen sustancialmente, permitiendo de ese modo
que para tales procedimientos se haga un ahorro importante del
gasto de capital global.
El procedimiento opera normalmente cuando el o
al menos uno de los sistemas de destilación criogénica cesa de
producir el primer gas licuado (o "se dispara"), pero el
procedimiento se puede aplicar en otras circunstancias, por ejemplo
si se produce una fuga en una de las tuberías de proceso.
Al menos una porción del trabajo de vaporización
requerido para vaporizar el inventario retirado de primer gas
licuado se proporciona preferiblemente mediante el inventario de
calor, es decir, el calor almacenado, del o de al menos uno de los
intercambiadores de calor. Hay un gradiente de temperatura entre el
final "caliente" y el final "frío" del o de cada
intercambiador de calor. Para vaporizar el inventario de primer gas
licuado se puede usar el calor almacenado en el metal del
intercambiador de calor. Evidentemente, para el intercambiador de
calor no es deseable enfriarse hasta el punto en que enfríe
excesivamente el primer gas que sale del intercambiador de calor.
Sin embargo, los inventores han calculado que en el metal del
intercambiador de calor hay calor más que suficiente para vaporizar
el inventario retirado de primer gas licuado, durante el periodo de
tiempo necesario para que el vaporizador entre completamente en
línea.
En una realización del procedimiento que implica
más de un sistema de destilación criogénica y uno de los sistemas
de destilación criogénica cesa de producir el primer gas licuado, el
procedimiento comprende retirar el inventario de primer gas licuado
del sistema de destilación criogénica en que ha cesado la producción
de primer gas licuado y vaporizar el inventario retirado de primer
gas licuado, para producir la cantidad de apoyo del primer gas.
En una disposición alternativa, y actualmente
preferida, de la realización que implica más de un sistema de
destilación criogénica y uno de los sistemas de destilación
criogénica cesa de producir el primer gas licuado, el procedimiento
comprende retirar el inventario de primer gas licuado del o de cada
sistema de destilación criogénica en que no ha cesado la producción
de primer gas licuado y vaporizar el inventario retirado de primer
gas licuado, para producir dicha cantidad de apoyo del primer gas.
La velocidad a la que el primer gas licuado se retira de los
sistemas de destilación restantes (operativos) se aumenta para
adaptarse a la pérdida de contribución a la corriente de primer gas
producto del sistema de destilación que falló. Por ejemplo, en una
realización que tiene dos sistemas de destilación criogénica en
paralelo, uno de los cuales falla, el sistema de destilación
operativo restante produciría el primer gas hasta el 100% por encima
de la velocidad de operación normal, normalmente sólo durante el
corto periodo de tiempo transcurrido hasta que el vaporizador del
sistema de apoyo entra completamente en línea. En una realización
que tiene tres sistemas de destilación criogénica en paralelo, uno
de los cuales falla, los sistemas de destilación operativos
restantes normalmente producirían cada uno el primer gas hasta el
50% por encima de la velocidad de operación normal para un sistema
de destilación. De nuevo, normalmente el aumento de la velocidad
solamente se daría durante el corto periodo de tiempo transcurrido
hasta que el vaporizador del sistema de apoyo entra completamente en
línea.
En esta disposición alternativa, para cada
sistema de destilación criogénica, la separación puede comprender
además:
- comprimir dicha mezcla para producir una mezcla comprimida;
- dividir dicha mezcla comprimida, o una mezcla derivada de la misma, en al menos dos porciones;
- enfriar una primera porción de dicha mezcla comprimida mediante intercambio indirecto de calor en un intercambiador de calor y alimentar la primera porción fría resultante al sistema de destilación criogénica, para separación;
- comprimir, además, una segunda porción de dicha mezcla comprimida en un compresor elevador de presión, para producir una mezcla comprimida adicional; y
- enfriar y condensar dicha mezcla comprimida adicional mediante intercambio indirecto de calor en el, o en un adicional, intercambiador de calor y alimentar la mezcla comprimida adicional, fría y condensada, resultante al sistema de destilación criogénica, para separación. En una realización tal, el compresor elevador de presión puede operar muy por debajo de su velocidad de operación máxima. En tales circunstancias, el procedimiento puede comprender además, en caso de que uno de los sistemas de destilación criogénica cese de producir el primer gas licuado, aumentar el caudal de la segunda porción a través del compresor elevador de presión del, o de cada, sistema de destilación criogénica restante, de tal modo que el caudal aumentado resultante de la mezcla comprimida adicional a través de dicho el, o adicional, intercambiador de calor del, o de cada, sistema de destilación criogénica restante, proporcione una porción del trabajo de vaporización requerido para vaporizar el inventario retirado de primer gas licuado, para proporcionar dicha cantidad de apoyo del primer gas.
Preferiblemente, el procedimiento se inicia
automáticamente cuando el o al menos un sistema de destilación
criogénica cesa de producir el primer gas licuado. De esta manera,
es probable que el tiempo empleado para que el procedimiento se
ponga en marcha sea considerablemente menor que si el procedimiento
fuera iniciado manualmente, aunque hay que comprender que una
iniciación manual tal también está dentro del alcance de la presente
invención.
En unas realizaciones preferidas, una cantidad
de apoyo del primer gas licuado preparado para vaporización se
almacena en al menos un vaporizador para producir el primer gas, en
caso de reducción del nivel de producción de dicho primer gas
procedente de la separación. En tales realizaciones, el
procedimiento solamente opera durante el periodo de tiempo
requerido para que el, o cada, vaporizador entre en línea, es decir,
se enfríe suficientemente para que el primer gas licuado se
vaporice a la velocidad necesaria para mantener la presión o el
caudal de salida del primer gas producto requeridos.
En la invención, hay múltiples USA y múltiples
unidades de tratamiento aguas abajo. Si se dispara una de las USA,
entonces se puede parar una de las unidades de tratamiento aguas
abajo. Típicamente, para que una de las unidades de tratamiento
aguas abajo reduzca su capacidad, correcta y seguramente, y se pare
se emplea un tiempo importante, por ejemplo 10 a 30 minutos.
Durante este periodo de tiempo, a la unidad se debe continuar
suministrando gas desde la USA, aunque con una capacidad
reducida.
En este periodo de tiempo, el caudal de OXL
presurizado en las USA que no se han disparado se puede aumentar
hasta un valor sustancialmente mayor que el máximo caudal de régimen
laminar mediante el aumento de la altura manométrica o bombeo. El
caudal extra de OXL presurizado reduce temporalmente los niveles del
inventario de líquido en las USA. El caudal adicional se vaporiza
en los intercambiadores principales de las USA, utilizando el
inventario térmico del metal de los intercambiadores principales
junto con cualquier capacidad disponible en las USA que no se han
disparado. Aunque una situación así solamente puede continuar
durante un periodo de tiempo relativamente corto, antes de que el
oxígeno producto salga de la USA a una temperatura excesivamente
fría, se requiere que la situación continúe solamente durante el
corto periodo de tiempo que se emplea para retirar y parar una de
las unidades de tratamiento aguas abajo. De este modo, se propone
que al menos una porción de la cantidad de apoyo de gas se pueda
suministrar desde las USA que no se han disparado durante la
duración del periodo de parada.
Alternativamente, se puede reducir la capacidad
de una o más de las unidades aguas abajo. Sin embargo, para
conseguir la desconexión se pueden emplear nada menos que 10 a 30
minutos y, durante ese periodo de tiempo, la demanda total de
oxígeno puede ser mayor que la máxima capacidad continua de las USA
en línea.
El procedimiento tiene una particular aplicación
para las separaciones criogénicas de aire en las que la mezcla
gaseosa es aire y el primer gas es argón, nitrógeno o,
especialmente, oxígeno. Sin embargo, la invención tiene aplicación
en otras separaciones criogénicas de mezclas gaseosas en las que se
separa un producto líquido dentro de una caja fría y, luego, se
vaporiza dentro de la caja fría para salir como gas producto. Los
ejemplos de tales separaciones incluyen la separación de una mezcla
de monóxido de carbono (CO) y metano; la separación de nitrógeno a
partir de metano en una unidad de eliminación de nitrógeno, en la
que una corriente rica en metano de la fracción de cola se vaporiza
en un intercambiador principal con una corriente de alimentación de
condensación (no sobrealimentada); y la separación de nitrógeno a
partir de CO en una planta de hidrógeno/monóxido de carbono
("HICO") en la que hay una columna de separación para separar
el nitrógeno del CO, dando lugar a un CO producto líquido que se
vaporiza en el intercambiador principal.
Lo que sigue es una descripción, con referencia
al dibujo anexo (Figura 1), de un procedimiento y un aparato para
la producción de OXG a partir de dos USA dispuestas en paralelo,
para uso en la producción de gas de síntesis. Para evitar dudas, el
procedimiento que se describe con referencia a la Figura 1 no es un
ejemplo de la presente invención. Sin embargo, en el aparato que se
describe con referencia a la Figura 1 se puede llevar a cabo un
procedimiento según la presente invención.
Con referencia a la Figura 1, el OXG se produce
en dos USA 2, 4. La primera USA 2 produce una corriente 6 de OXG,
que se combina con la corriente 8 de OXG de la segunda USA 4. La
corriente combinada 10 se divide en dos porciones 12, 14, siendo la
primera porción 12 alimentada a una primera unidad 16 de generación
de gas de síntesis, y siendo la segunda porción 14 alimentada a una
segunda unidad 18 de generación de gas de síntesis.
Se proporciona un sistema de apoyo para producir
OXG de apoyo, en caso de una reducción de la presión o del caudal
de OXG en la corriente 10. El OXG de apoyo se produce mediante la
vaporización del OXL almacenado en el recipiente 20 de
almacenamiento de OXL. Cuando se requiere, del depósito de
almacenamiento se retira el OXL como la corriente 22 y se bombea
con la bomba 24 para producir una corriente 26 de OXL bombeado. La
corriente 26 de OXL bombeado se alimenta a un vaporizador 28 en
baño de agua con burbujeo de vapor de agua, que se alimenta
mediante una corriente 30 de vapor de agua. Una corriente 32 de OXG
recién vaporizado se alimenta a la corriente 10 de OXG, por medio
de la válvula 34 de control de presión, como la corriente 36. Sin
embargo, no se requeriría la bomba 24 si el recipiente 20 de
almacenamiento de OXL operase a una alta presión adecuada.
El sistema de apoyo entra en línea mediante un
sistema de control. En una operación normal, los controladores de
caudal 46, 48 vigilan el oxígeno producido desde las USA 2, 4 y
envían las señales de control 42, 44 para regular el caudal de aire
a las USA 2, 4 para adaptarse a la demanda de oxígeno del
cliente.
En caso de que la demanda de oxígeno del cliente
disminuya por debajo de la capacidad mínima de las USA 2, 4, los
controladores de caudal 58, 60 envían las señales de control 62, 64
para abrir las válvulas 66, 68 de purga de OXG, y purgan a la
atmósfera el exceso de producción de OXG por medio de los
silenciadores de purga 70, 72.
Los sensores de presión 50, 52 vigilan la
presión del OXG en las corrientes 6, 8, respectivamente. Si
disminuye la presión del OXG a través de una de las corrientes 6, 8
de OXG producto, se envía a las USA 2, 4 una señal de control 54,
56 para aumentar la presión del OXL retirado del sistema de
destilación. Si este aumento de presión se consigue mediante el uso
de las bombas de OXL dentro de las unidades 2, 4, las señales de
control 54, 56 regulan el caudal de salida de la bomba. Si el
aumento de presión se consigue mediante el aumento de la altura
manométrica del OXL dentro de las USA 2, 4, las señales de control
54, 56 regulan una válvula de control en la tubería de OXL
existente en el sistema de destilación.
El controlador de presión 74 vigila la presión
del OXG en la corriente 10. Si disminuye la presión del OXG en la
corriente 10, se envía una señal de control 76, 78 a las válvulas de
control 80, 82 para que se pueda regular el caudal de OXG a la
corriente 10. El controlador de presión 84 también vigila la presión
del OXG en la corriente 10. El valor de consigna de la presión del
controlador 84 es menor que el del controlador 74. Si la presión
disminuye por debajo del valor de consigna del controlador 84, se
envía una señal de control 86 a la válvula 34, que se abre para
permitir que el OXG, procedente de la vaporización 28 del OXL
almacenado, entre en la corriente 10 y se mantenga la presión del
OXG en la corriente 10.
Los controladores de caudal 88, 90 vigilan el
caudal de OXG en las corrientes 12, 14, respectivamente. Si el
caudal de OXG es distinto del valor de consigna de los controladores
88, 90, se envía una señal de control 92, 94 a las válvulas 96, 98
de control de caudal que regulan el caudal de OXG, de acuerdo con
esto. El valor de consigna de los controladores 88, 90 se determina
mediante el sistema de control de la unidad 16, 18 de generación de
gas de síntesis. En caso de fallo de una de las unidades de
generación de gas de síntesis, se envía a las USA 2, 4 una señal de
disparo 100, 102 para iniciar la parada de una de las USA.
En caso de que una de las USA se disparara y
cesara de producir OXL, se envía una señal de disparo 38, 40 al
sistema de apoyo. La señal de disparo conduce inmediatamente a la
bomba de apoyo 24 a su punto de operación de diseño y abre la
válvula 34 de control de apoyo hasta una posición prefijada, antes
de ceder el control de la válvula al controlador de presión 84.
En una realización, en caso de que una de las
USA 2, 4 se disparara y cesara de producir OXG, se envía una señal
de disparo (no mostrada) a la bomba secundaria de OXL (no mostrada)
de la USA que todavía opera y que normalmente se mantiene a una
temperatura criogénica. Luego, la bomba secundaria comienza a
bombear el inventario de OXL del sistema de destilación (no
mostrado), lo que aumenta el caudal de OXL a través del
intercambiador de calor (no mostrado), aumentando de ese modo la
cantidad de OXG producido por la USA al menos hasta que el
vaporizador 28 del sistema de apoyo entre completamente en línea. En
otra realización, se envía una señal de disparo (no mostrada) a una
bomba sobredimensionada de OXL en la USA que todavía opera,
ordenando a la bomba que bombee más inventario de OXL del sistema
de destilación a través del intercambiador de calor para producir
más OXG, de nuevo al menos hasta que el vaporizador 28 del sistema
de apoyo entre completamente en línea.
Aunque el presente procedimiento se ha comentado
con particular referencia a la producción de oxígeno de un
procedimiento de separación de aire, se comprende que este
procedimiento se puede aplicar a la producción de cualquier gas que
use procedimientos de separación criogénica, tales como los
identificados previamente.
Claims (8)
1. Un procedimiento para el suministro ocasional
de una cantidad de apoyo de un "primer" gas, para mantener el
nivel de producción del primer gas de una separación criogénica de
una mezcla gaseosa que comprende el primer gas y al menos otro gas,
en caso de reducción del nivel de producción de dicho primer gas
procedente de la separación; comprendiendo dicha separación
- separar la mezcla, o una mezcla derivada de ella, en más de un sistema de destilación criogénica para producir el primer gas licuado, reteniendo cada sistema como inventario una porción de dicho primer gas licuado, y
- vaporizar una porción adicional de dicho primer gas licuado mediante intercambio indirecto de calor con una corriente de proceso en al menos un intercambiador de calor, para producir dicho primer gas (6 a 10);
suministrando dicho primer gas a más de una
unidad de tratamiento aguas abajo,
comprendiendo dicho procedimiento, en caso de
reducción del nivel de producción de dicho primer gas procedente de
la separación,
- retirar el inventario de primer gas licuado de al menos uno de dichos sistemas (2, 4) de destilación criogénica; y
- vaporizar el inventario retirado de primer gas licuado para producir dicha cantidad de apoyo del primer gas,
operando dicho procedimiento solamente durante
el periodo de tiempo requerido para desconectar o parar una de las
unidades de tratamiento aguas abajo, en el caso de que uno de los
sistemas de destilación cese de producir el primer gas licuado.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
en el que al menos una porción del trabajo de vaporización
requerido para vaporizar dicho inventario retirado de primer gas
licuado se proporciona mediante el inventario de calor procedente
de los o de al menos uno de dichos intercambiadores de calor.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, que comprende retirar el inventario de primer gas licuado del
sistema (2, 4) de destilación criogénica en el que ha cesado la
producción de primer gas licuado, y vaporizar el inventario
retirado de primer gas licuado para producir dicha cantidad de apoyo
del primer gas.
4. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, que comprende retirar el inventario de primer gas licuado del o
de cada sistema (2, 4) de destilación criogénica en el que no ha
cesado la producción de primer gas licuado, y vaporizar el
inventario retirado de primer gas licuado para producir dicha
cantidad de apoyo del primer gas.
5. Un procedimiento según la reivindicación 4,
en el que para cada sistema (2, 4) de destilación criogénica dicha
separación comprende además:
- comprimir dicha mezcla para producir una mezcla comprimida;
- dividir dicha mezcla comprimida, o una mezcla derivada de ella, en al menos dos porciones;
- enfriar una primera porción mediante intercambio indirecto de calor en un intercambiador de calor y alimentar la primera porción fría resultante al sistema de destilación criogénica, para separación;
- comprimir, además, una segunda porción en un compresor elevador de presión para producir una mezcla comprimida adicional; y
- enfriar y condensar dicha mezcla comprimida adicional mediante intercambio indirecto de calor en el o en un intercambiador de calor adicional y alimentar la mezcla comprimida adicional, fría y condensada, resultante al sistema (2, 4) de destilación criogénica, para separación,
comprendiendo dicho procedimiento además, en
caso de que uno de dichos sistemas (2, 4) de destilación criogénica
cese de producir el primer gas licuado, aumentar el caudal de la
segunda porción a través del compresor elevador de presión del o de
cada sistema (4, 2) de destilación criogénica restante, de tal modo
que el caudal aumentado resultante de la mezcla comprimida
adicional a través de dicho, o del adicional, intercambiador de
calor del o de cada sistema (4, 2) de destilación criogénica
restante proporcione una porción del trabajo de vaporización
requerido para vaporizar dicho inventario retirado de primer gas
licuado, para proporcionar dicha cantidad de apoyo del primer
gas.
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el procedimiento se inicia
automáticamente cuando el o al menos un sistema de destilación
criogénica cesa de producir el primer gas licuado.
7. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que la mezcla gaseosa es aire y el
primer gas es uno de oxígeno, nitrógeno o argón.
8. Un procedimiento según la reivindicación 7,
en el que la mezcla gaseosa es aire y el primer gas es oxígeno.
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