FR2872262A1 - METHOD AND INSTALLATION FOR PROVIDING SUPPORT OF A PRESSURIZED GAS - Google Patents

METHOD AND INSTALLATION FOR PROVIDING SUPPORT OF A PRESSURIZED GAS Download PDF

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Abstract

Dans un procédé de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé, ce gaz étant normalement fourni par vaporisation de liquide dans un premier échangeur (1) d'un appareil de séparation d'air à pompe, lors de la mise en marche d'un deuxième échangeur (2) pour produire le gaz d'appoint, du liquide pressurisé (33) et de l'air haute pression (8) continuent à être envoyés au premier échangeur.In a method for the emergency supply of a pressurized gas by vaporization of a pressurized liquid, this gas being normally supplied by vaporization of liquid in a first exchanger (1) of a pumped air separation apparatus, when from the start-up of a second exchanger (2) to produce the make-up gas, pressurized liquid (33) and high pressure air (8) continue to be sent to the first exchanger.

Description

Cette invention concerne les procédés et les installations de fournitureThis invention relates to methods and facilities for providing

de secours d'un gaz sous pression par vaporisation de liquides cryogéniques, en particulier ceux utilisés pour fournir les clients en produits gazeux (azote, oxygène, argon) lorsque les installations industrielles (tels que les appareils de  relief of pressurized gas by vaporization of cryogenic liquids, in particular those used to supply customers with gaseous products (nitrogen, oxygen, argon) when industrial installations (such as

séparation d'air) ne peuvent assurer que partiellement, ou pas du tout, la fourniture du produit (par exemple dans le cas de déclenchement, de réduction de charge pour contrainte de tarif électrique...). L'invention s'applique également aux stockages d'autres liquides cryogéniques tels que l'hydrogène, l'hélium, le monoxyde de carbone.  air separation) can only partially, or not at all, supply the product (for example in the case of tripping, load reduction for electric tariff constraint ...). The invention also applies to the storage of other cryogenic liquids such as hydrogen, helium, carbon monoxide.

Un appareil de vaporisation de secours est illustré dans EP-A-0452177 où de l'azote liquide provenant d'un stockage est vaporisé dans un échangeur par échange de chaleur avec de l'air ambiant.  A standby vaporizer is shown in EP-A-0452177 where liquid nitrogen from a storage is vaporized in a heat exchanger by heat exchange with ambient air.

EP-A-0628778 décrit un stockage de liquide cryogénique dont le liquide est pompé et ensuite vaporisé dans un vaporiseur avant d'être envoyé chez le 15 client.  EP-A-0628778 describes a storage of cryogenic liquid whose liquid is pumped and then vaporized in a vaporizer before being sent to the customer.

Large Oxygen Plant Economics and Reliability de W.J.Scharle, Bulletin Y-143, National Fertilizer Division Center, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Ala. et Oxygen Facilities for Synthetic Fuel Projects W.J.Scharle et K.Wilson, Journal of Engineering for Industry, novembre 1981, Vol.103, pp.409-417 décrivent un système de production d'oxygène de secours composé : É d'un stockage contenant une quantité de produit sous forme liquide É de plusieurs pompes (ici deux pour raison de fiabilité) qui soutirent le liquide contenu dans le stockage pour le comprimer à la pression normalement 25 délivrée aux clients (pression dans la canalisation) É d'un échangeur dont la fonction est de vaporiser le liquide sous pression.    W.J.Scharle's Large Oxygen Plant Economics and Reliability, Bulletin Y-143, National Fertilizer Division Center, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Ala. and Oxygen Facilities for Synthetic Fuel Projects WJScharle and K. Wilson, Journal of Engineering for Industry, November 1981, Vol.103, pp. 409-417 describe a backup oxygen production system consisting of: a quantity of liquid product E of several pumps (here two for reasons of reliability) which draw the liquid contained in the storage to compress it to the pressure normally delivered to the customers (pressure in the pipe) É of an exchanger of which the function is to vaporize the liquid under pressure.

En sortie de cet équipement, le gaz est en général proche de la température ambiante et est envoyé vers le client. En fonction des sources d'énergie disponibles sur le site et de leurs coûts, cet échangeur peut utiliser comme calorigène pour vaporiser le liquide sous pression par exemple de l'air, de la vapeur d'eau, de l'eau chaude, des fumées de combustion.  At the end of this equipment, the gas is generally close to the ambient temperature and is sent to the customer. Depending on the energy sources available on site and their costs, this heat exchanger can be used as a heat sink to vaporize the pressurized liquid, for example air, water vapor, hot water, fumes of combustion.

Une des caractéristiques principales de ces installations de secours est leur temps de démarrage. Celui-ci est particulièrement important car il conditionne la qualité et la continuité de la fourniture de gaz aux clients. Un temps de démarrage trop long après un déclenchement de l'unité de production, peut générer une trop forte baisse de pression dans la canalisation et générer des disfonctionnements dans les procédés des clients et l'arrêt de son installation.  One of the main features of these backup facilities is their startup time. This is particularly important because it determines the quality and continuity of gas supply to customers. A too long start-up time after the production unit has been triggered, can generate too great a pressure drop in the pipeline and cause malfunctions in the customers' processes and stop the installation.

Dans le cas des systèmes de production d'oxygène décrits dans les articles ci-dessus, une capacité-tampon d'oxygène gazeux est prévue pour fournir le produit pressurisé pendant le temps nécessaire pour mettre en oeuvre la pompe si la pompe doit être mise en froid (environ 15-20 minutes d'après les articles de W.J. Scharle notés ci-dessus).  In the case of the oxygen production systems described in the above articles, a gaseous oxygen buffer capacity is provided to provide the pressurized product for the time required to operate the pump if the pump is to be operated. cold (about 15-20 minutes according to WJ Scharle items noted above).

Classiquement, si la pompe de vaporisation est maintenue en permanence à température cryogénique, et que la distance entre la pompe et l'épingle de vaporisation est très courte, le temps nécessaire au système de secours pour atteindre de façon stable, 100% de sa capacité est de l'ordre de 2 minutes qui se décomposent en 1 minute pour le démarrage de la pompe et 1 minute pour la montée en régime de l'échangeur de vaporisation. Dans certains cas, ce temps de 2 minutes est encore trop long vis-à-vis des contraintes de fluctuations de pression autorisées dans la canalisation: dans ce cas comme décrit ci-dessus une solution consiste à installer en aval de l'échangeur des capacités-tampon de gaz (à 200 bars par exemple) dimensionnées pour fournir la production pendant 1 à 3 minutes, le temps que le système de la pompe et du vaporiseur atteigne son régime normal de fonctionnement. L'inconvénient de cette solution en est son prix élevé (gros volume, pression haute, pompe pour remplir les capacités-tampon...).  Conventionally, if the vaporization pump is kept permanently at cryogenic temperature, and the distance between the pump and the spray pin is very short, the time required for the emergency system to reach stably, 100% of its capacity is of the order of 2 minutes which decompose in 1 minute for starting the pump and 1 minute for the revving of the vaporizer exchanger. In some cases, this time of 2 minutes is still too long vis-à-vis the constraints of pressure fluctuations allowed in the pipe: in this case as described above, one solution is to install downstream of the heat exchanger capacities gas buffer (at 200 bar for example) sized to provide production for 1 to 3 minutes, the time that the pump and vaporizer system reaches its normal operating regime. The disadvantage of this solution is its high price (high volume, high pressure, pump to fill the buffer capacity ...).

FR-A-2825136 décrit un procédé de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé dans lequel on stocke le liquide à pressuriser dans un stockage, on soutire du liquide du stockage et on le pressurise et on vaporise au moins une partie du liquide pressurisé dans un vaporiseur pour produire le gaz de secours sous pression et si le débit de gaz sous pression n'est pas requis, on soutire du liquide du stockage et on le pressurise, on vaporise une partie du liquide pressurisé dans un vaporiseur et on renvoie le reste du liquide pressurisé au stockage après dépressurisation.  FR-A-2825136 discloses a method of providing relief of a pressurized gas by vaporization of a pressurized liquid in which the liquid to be pressurized in a storage is stored, the liquid is withdrawn from the storage and pressurized and vaporized at least a portion of the pressurized liquid in a vaporizer to produce the pressurized backup gas and if the pressurized gas flow is not required, withdraw liquid from the storage and pressurize it, vaporize a portion of the pressurized liquid in a vaporizer and the rest of the pressurized liquid is returned to storage after depressurization.

Les réacteurs d'oxydation partielle demandent une fourniture d'oxygène haute pression (70bar et plus) avec une pression stabilisée à +1- 1 % de la valeur nominale. Les unités de séparation d'air fournissant l'oxygène doivent donc respecter cette contrainte quel que soit leur mode de fonctionnement et en particulier en cas d'arrêt de l'unité de séparation d'air.  Partial oxidation reactors require a supply of high pressure oxygen (70bar and more) with a pressure stabilized at + 1% of the nominal value. Air separation units supplying oxygen must therefore respect this constraint regardless of their operating mode and in particular in case of stopping of the air separation unit.

Pendant la durée de mise en service de l'unité de vaporisation de secours la pression du réseau du client va baisser suivant une courbe dont la pente dépends du volume en eau du réseau et du débit consommé. Donc la limite de pression basse (-1%) peut être rapidement atteinte (inférieur à 5 secondes) si la longueur du réseau du client est inférieure au kilomètre.  During the commissioning time of the emergency steam unit, the pressure of the customer's network will drop along a curve whose slope depends on the volume of water in the network and the flow rate consumed. So the low pressure limit (-1%) can be reached quickly (less than 5 seconds) if the customer's network length is less than one kilometer.

Il faut donc un système de fourniture d'oxygène pour assurer le débit nécessaire au client pendant le démarrage de l'épingle de vaporisation (les pompes étant déjà en fonctionnement. Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé dans lequel i) pendant une première marche a) on comprime un premier débit d'air au moyen d'un compresseur 20 et on l'épure dans une unité d'épuration b) on comprime au moins une partie de l'air à une haute pression qui permet la vaporisation du liquide pressurisé c) on envoie au moins une partie de l'air à la haute pression à un premier échangeur d) on envoie au moins une partie de l'air refroidi dans le premier échangeur à un système de colonnes de distillation e) on soutire d'une des colonnes du système au moins un liquide, on pressurise le liquide et on l'envoie au premier échangeur où il se vaporise pour former un gaz sous pression f) on envoie un débit dudit liquide à un deuxième échangeur (2) où il se vaporise pour former un débit d'appoint du gaz sous pression caractérisé en ce que pendant une deuxième marche au moins dans un premier temps on envoie de l'air à la haute pression et du liquide pressurisé provenant d'une colonne du système au premier échangeur et ensuite on réduit, éventuellement à zéro, le débit d'air haut pression envoyée à l'échangeur et on réduit, éventuellement à zéro, le débit de liquide pressurisé envoyé au premier échangeur.  It is therefore necessary to provide an oxygen supply system to provide the flow required by the customer during the start of the vaporization pin (the pumps being already in operation.) According to one object of the invention, there is provided a method for supplying oxygen. relief of a gas under pressure by vaporization of a pressurized liquid in which i) during a first step a) a first air flow is compressed by means of a compressor 20 and is purified in a purification unit b) compressing at least a portion of the air at a high pressure which allows the vaporization of the pressurized liquid c) sending at least a portion of the air at high pressure to a first exchanger d) sending at least one part of the air cooled in the first exchanger to a system of distillation columns e) is withdrawn from one of the columns of the system at least one liquid, the liquid is pressurized and sent to the first exchanger where it vaporizes to forming a gas under pressure f) a flow of said liquid is sent to a second exchanger (2) where it vaporizes to form a supplemental flow of the gas under pressure characterized in that during a second step at least initially air is sent at high pressure and pressurized liquid from a column of the system to the first exchanger and then reduced, possibly to zero, the high-pressure air flow sent to the exchanger and reduced, possibly to zero, the flow rate of pressurized liquid sent to the first exchanger.

Selon d'autres aspects facultatifs: - pendant au moins une partie de la deuxième marche, on envoie de l'air d'un stockage d'air gazeux au premier échangeur et ensuite au système de colonnes et éventuellement pendant la première marche, on envoie de l'air surpressé à un stockage d'air où il est stocké sous forme gazeuse; tout l'air est comprimé à la haute pression et ensuite épuré dans l'unité d'épuration, l'unité d'épuration constituant le stockage d'air; - on utilise uniquement comme passages d'air haute pression des passages du premier échangeur qui sont les plus proches des passages de vaporisation dudit liquide, ceci par la séparation des boites de sortie d'air liquide au bout froid de l'échangeur principal et par l'adjonction d'une vanne d'air liquide par boite de sortie d'air liquide supplémentaire qui permet de détendre ce liquide vers les colonnes; on stocke tout le liquide à pressuriser dans un deuxième stockage; pendant la première marche on envoie un débit dudit liquide, plus petit que le débit envoyé pendant la deuxième marche, au deuxième échangeur où il se vaporise pour former du gaz sous pression; au moins une des liquides à pressuriser est riche en oxygène, en argon, en azote, en hydrogène, en hélium, en méthane ou en monoxyde de carbone; le liquide est pressurisé au moyen d'au moins une pompe (7) ; pendant la deuxième marche, on envoie de l'air directement du premier stockage au premier échangeur; pendant une troisième marche, on envoie du liquide pressurisé uniquement au deuxième échangeur et on n'envoie plus d'air au premier échangeur; pendant la deuxième marche au moins une partie de la chaleur 5 nécessaire à la vaporisation du liquide provient de l'inertie thermique du premier échangeur.  According to other optional aspects: during at least part of the second step, air is sent from a gaseous air storage to the first exchanger and then to the column system, and possibly during the first step, it is sent supercharged air to an air storage where it is stored in gaseous form; all the air is compressed at high pressure and then purified in the purification unit, the purification unit constituting the air storage; only the passages of the first exchanger which are the closest to the vaporization passages of said liquid are used as high pressure air passages, this being done by separating the liquid air outlet boxes from the cold end of the main exchanger and by the addition of a liquid air valve by additional liquid air outlet box which allows to relax this liquid to the columns; all the liquid to be pressurized is stored in a second storage; during the first step, a flow rate of said liquid, smaller than the flow rate sent during the second step, is sent to the second exchanger where it vaporises to form gas under pressure; at least one of the liquids to be pressurized is rich in oxygen, argon, nitrogen, hydrogen, helium, methane or carbon monoxide; the liquid is pressurized by means of at least one pump (7); during the second step, air is sent directly from the first storage to the first exchanger; during a third step, pressurized liquid is sent only to the second exchanger and no more air is sent to the first exchanger; during the second step at least part of the heat necessary for the vaporization of the liquid comes from the thermal inertia of the first exchanger.

Selon un autre objet de l'invention, il est prévu une Installation de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé comprenant: i) un premier stockage ii) une pompe iii) un premier échangeur iv) un deuxième échangeur v) un compresseur vi) une unité d'épuration vii) un surpresseur viii) des moyens pour envoyer de l'air au compresseur, des moyens pour envoyer de l'air comprimé l'unité d'épuration et des moyens pour envoyer au moins une partie de l'air épuré au surpresseur ix) des moyens pour envoyer de l'air à une colonne d'un système de colonnes x) des moyens pour soutirer au moins un liquide du système de colonnes, éventuellement après l'avoir stocké dans un stockage xi) des moyens pour envoyer le liquide à la pompe pour le pressuriser xii) des moyens pour envoyer le liquide pressurisé au premier échangeur xiii) des moyens pour prélever le liquide vaporisé du premier échangeur xiv) des moyens pour envoyer le liquide pressurisé au deuxième échangeur caractérisé en ce qu'il comprend un stockage d'air gazeux sous pression 30 relié à la sortie du surpresseur d'air.  According to another object of the invention, there is provided a facility for providing relief of a gas under pressure by vaporization of a pressurized liquid comprising: i) a first storage ii) a pump iii) a first exchanger iv) a second exchanger v) a compressor vi) a purification unit vii) a booster viii) means for sending air to the compressor, means for sending compressed air to the purification unit and means for sending at least a portion of the air purified to the booster ix) means for sending air to a column of a system of columns x) means for withdrawing at least one liquid from the column system, possibly after having stored in a storage xi) means for sending the liquid to the pump for pressurizing xii) means for sending the pressurized liquid to the first exchanger xiii) means for withdrawing the vaporized liquid from the first exchanger xiv) means for sending the liquid PRESSU risé at the second exchanger characterized in that it comprises a storage of gaseous air under pressure 30 connected to the outlet of the air booster.

L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux Figures 1 à 5. Les Figures 1 et 5 représentent un appareil de séparation d'air selon l'invention et les Figures 2 à 4 montrent les débits d'air et d'oxygène pendant diverses marches du procédé selon l'invention.  The invention will be described in more detail with reference to Figures 1 to 5. Figures 1 and 5 show an air separation apparatus according to the invention and Figures 2 to 4 show the flow rates of air and oxygen during various steps of the method according to the invention.

Les Figures désignées A montrent les débits d'air haute pression et oxygène pressurisé dans le premier échangeur alors que les Figures désignées B montrent le débit oxygène pressurisé dans le deuxième échangeur. Les Figures 1 montrent les débits dans les échangeurs pendant la première marche, les Figures 3 montrent les débits de la troisième marche quand tout l'oxygène est produit par le deuxième échangeur et les Figures 2 montrent la deuxième marche qui est l'état de transition entre les deux autres marches.  The designated Figures A show the flow rates of high pressure air and pressurized oxygen in the first exchanger while the designated Figures B show the oxygen flow rate pressurized in the second exchanger. Figures 1 show the flows in the exchangers during the first step, Figures 3 show the flow rates of the third step when all the oxygen is produced by the second heat exchanger and Figures 2 show the second step which is the transition state between the other two steps.

La Figure 1 montre un appareil de séparation d'air avec double colonne 15, 17, les colonnes moyenne et basse pression étant reliées thermiquement par un condenseur 21.  Figure 1 shows an air separation apparatus with double column 15, 17, the medium and low pressure columns being thermally connected by a condenser 21.

Un débit d'air est comprimé à la moyenne pression par un compresseur 3 et ensuite épuré dans l'unité d'épuration 5. Le débit épuré est divisé en deux.  An air flow is compressed at medium pressure by a compressor 3 and then purified in the purification unit 5. The purified flow is divided in two.

Une partie est envoyée à un surpresseur 7 où il est surpressé à une pression élevée d'entre 20 et 100 bars. Le reste de l'air 13 est envoyé au premier échangeur 1 où il se refroidit avant d'être envoyé à la colonne moyenne pression 15.  A portion is sent to a booster 7 where it is pressurized to a high pressure of between 20 and 100 bar. The rest of the air 13 is sent to the first exchanger 1 where it cools before being sent to the medium pressure column 15.

Les débits de reflux ne sont pas illustrés pour simplifier la figure.  The reflux rates are not illustrated to simplify the figure.

Un débit d'oxygène liquide 27 est soutiré en cuve de la colonne basse pression 17 et envoyé au stockage 19.  A flow of liquid oxygen 27 is withdrawn in the bottom of the low pressure column 17 and sent to storage 19.

Un débit d'azote gazeux 23 est soutiré en tête de la colonne basse pression 17 et utilisé pour régénérer l'unité d'épuration 5.  A flow of nitrogen gas 23 is withdrawn at the top of the low pressure column 17 and used to regenerate the purification unit 5.

Pendant une première marche qui constitue le fonctionnement ordinaire 25 de l'appareil de séparation d'air, une petite partie de l'air surpressé est envoyée au stockage 9 afin de le remplir par la conduite 25.  During a first step which is the ordinary operation of the air separation apparatus, a small portion of the supercharged air is sent to the storage 9 to fill it by the line 25.

Sinon l'air surpressé restant est envoyé au premier échangeur 1 où il se condense avant d'être envoyé à la double colonne.  Otherwise the remaining air is sent to the first exchanger 1 where it condenses before being sent to the double column.

De l'air soutiré du stockage 19 est pressurisé par la pompe 39 et envoyé 30 au premier échangeur 1 par la conduite 33 où il se vaporise pour former l'oxygène gazeux sous pression.  Air drawn off from the storage 19 is pressurized by the pump 39 and sent to the first heat exchanger 1 via the pipe 33 where it vaporises to form gaseous oxygen under pressure.

Eventuellement un petit débit d'oxygène peut être envoyé en permanence pendant la première marche au deuxième échangeur 2 où il se vaporise par échange de chaleur avec un fluide calorigène indépendant de l'appareil de séparation d'air, tel que de la vapeur ou l'air ambiant.  Optionally a small flow of oxygen can be sent continuously during the first step to the second heat exchanger 2 where it vaporizes by heat exchange with a heat transfer fluid independent of the air separation apparatus, such as steam or steam. 'ambiant air.

Quand on souhaite arrêter l'appareil de séparation d'air, on passe à la deuxième marche et le débit d'oxygène liquide envoyé vers le premier échangeur 1 est réduit progressivement alors que le débit envoyé vers le deuxième échangeur 2 est augmenté de manière progressive afin d'assurer une transition douce vers le deuxième échangeur 2. Afin d'assurer la vaporisation de l'oxygène liquide dans le premier échangeur 1, la vanne d'air liquide 41 sur la conduite 11 reste ouverte pilotée en fonction du débit d'oxygène et de la pression d'air. Cette pression d'air baisse doucement de la pression nominale à la sortie du surpresseur 7 jusqu'à une valeur proche de la colonne moyenne pression 15.  When it is desired to stop the air separation apparatus, the second step is passed and the flow of liquid oxygen sent to the first exchanger 1 is progressively reduced while the flow rate sent to the second exchanger 2 is progressively increased. to ensure a smooth transition to the second heat exchanger 2. In order to ensure the vaporization of the liquid oxygen in the first heat exchanger 1, the liquid air valve 41 on the pipe 11 remains open controlled according to the flow rate of oxygen and air pressure. This air pressure gently drops from the nominal pressure at the outlet of the booster 7 to a value close to the medium pressure column 15.

La Figure 2A montre les débits d'oxygène et d'air surpressé envoyés au premier échangeur pendant la deuxième marche dans le cas où aucun débit d'oxygène ne serait envoyé au deuxième échangeur pendant la première marche.  Figure 2A shows the flow rates of oxygen and supercharged air sent to the first exchanger during the second step in the case where no flow of oxygen would be sent to the second exchanger during the first step.

L'envoi d'air du stockage 9 vers le premier échangeur 1 est déclenché aussitôt que le compresseur 3 et /ou le compresseur 7 est (sont) arrêté(s) . Le débit d'air surpressé est augmenté instantanément, pour compenser les autres débits calorigènes manquants (car il n'y a plus d'air moyenne pression 13), par ouverture de la vanne d'air liquide 41.Ainsi dans un premier temps, le débit d'air surpressé augmente au-delà de la valeur nominale pendant la première marche (100%) et puis réduit au fur et à mesure en fonction de la réduction du débit d'oxygène vaporisé, de même la pression du passage air surpressé de l'échangeur diminue contrôlé par l'appoint du stockage gaz, de même la pression du stockage d'air diminue. Le débit d'air surpressé est réduit linéairement par fermeture de la vanne air liquide 41 en fonction du débit d'oxygène gazeux haute pression qui lui aussi est réduit linéairement quand le débit d'oxygène envoyé vers le deuxième échangeur est lui augmenté linéairement. II se passe une minute entre le déclenchement au débit d'air provenant du stockage et la réduction à zéro de l'air surpressé envoyé au premier échangeur. Une partie de chaleur nécessaire à la vaporisation de l'oxygène liquide provient de l'inertie thermique de l'échangeur principal.  The sending of air from the storage 9 to the first exchanger 1 is triggered as soon as the compressor 3 and / or the compressor 7 is (are) stopped (s). The supercharged air flow is increased instantaneously, to compensate for the other missing heat flows (because there is no longer medium pressure air 13), by opening the liquid air valve 41.Thus, at first, the compressed air flow increases beyond the nominal value during the first step (100%) and then reduces progressively as a function of the reduction of the vaporised oxygen flow, as well as the pressure of the air passage that is overpressed the exchanger decreases controlled by the extra gas storage, so the pressure of the air storage decreases. The compressed air flow rate is reduced linearly by closing the air-liquid valve 41 as a function of the high-pressure gaseous oxygen flow rate, which is also linearly reduced when the oxygen flow rate sent to the second exchanger is increased linearly. There is a minute between the release of the air flow from the storage and the zeroing of the supercharged air sent to the first exchanger. Part of the heat necessary for the vaporization of the liquid oxygen comes from the thermal inertia of the main exchanger.

La Figure 2B montre la variation du débit d'oxygène envoyé au deuxième échangeur avec le temps. On constate que l'oxygène est envoyé pour la première fois à cet échangeur en même temps que l'envoi d'air depuis le stockage.  Figure 2B shows the variation of the oxygen flow rate sent to the second exchanger over time. It can be seen that the oxygen is sent for the first time to this exchanger at the same time as the sending of air from storage.

La Figure 3A montre la variation des débits d'oxygène et d'air surpressé envoyés au premier échangeur avec le temps T pendant la deuxième marche dans le cas où un débit d'oxygène serait envoyé au deuxième échangeur pendant la première marche.  Figure 3A shows the variation of the flow rates of oxygen and supercharged air sent to the first exchanger with the time T during the second step in the case where a flow of oxygen would be sent to the second exchanger during the first step.

La Figure 3B montre que pendant la deuxième marche le débit d'oxygène 10 vaporisé dans le deuxième échangeur 2 part d'une valeur de Y% qui est la valeur du débit envoyé pendant la première marche et monte à 100% avec un temps de transition de seulement 15 secondes.  FIG. 3B shows that during the second step the vaporized oxygen flow rate in the second exchanger 2 starts from a value of Y% which is the value of the flow rate sent during the first step and rises to 100% with a transition time. of only 15 seconds.

La Figure 4A montre que pendant la troisième marche, aucun débit d'air ou d'oxygène n'est envoyé au premier échangeur 1. La Figure 4B montre que pendant la troisième marche, tout l'oxygène pressurisé est envoyé au deuxième échangeur.  Figure 4A shows that during the third step, no flow of air or oxygen is sent to the first exchanger 1. Figure 4B shows that during the third step, all the pressurized oxygen is sent to the second exchanger.

Dans les exemples des Figures 1 à 4, le premier stockage d'air 9 est à une pression plus haute que la pression de sortie du surpresseur 7 donc il a été gonflé par un système auxiliaire, par exemple un petit compresseur à piston qui aspirerait l'air à la sortie du surpresseur ou par une pompe liquide à piston haute pression qui vaporise dans un échangeur de chaleur atmosphérique, l'air liquide venant de la double colonne. Avec ce système plus haut en pression par exemple à entre 150 et 200 bar on peut maintenir la pression dans le passage surpressé à la valeur nominale ou la laisser baisser. On a donc besoin d'une vanne de détente entre le stockage d'air gazeux 9 et le passage air haute pression 8 du premier échangeur 1.  In the examples of Figures 1 to 4, the first air storage 9 is at a pressure higher than the outlet pressure of the booster 7 so it has been inflated by an auxiliary system, for example a small piston compressor that would suck the air. air at the outlet of the booster or by a high pressure piston liquid pump which vaporizes in an atmospheric heat exchanger, the liquid air from the double column. With this system, higher in pressure for example at between 150 and 200 bar, it is possible to maintain the pressure in the overpressured passage at the nominal value or to let it drop. There is therefore a need for an expansion valve between the gaseous air storage 9 and the high pressure air passage 8 of the first exchanger 1.

Dans l'appareil de la Figure 5 qui est moins coûteux que celui de la Figure 1, il n'y a pas de système de gonflage de lu premier stockage 9. Le premier stockage 9 est raccordé directement à la sortie du surpresseur 7 et donc au passage haute pression 8 du premier échangeur 1 sans vanne intermédiaire. Cela revient à dire qu'elle est partie intégrante de la tuyauterie de liaison entre surpresseur et échangeur.  In the apparatus of Figure 5 which is less expensive than that of Figure 1, there is no inflation system of the first storage 9. The first storage 9 is connected directly to the output of the booster 7 and therefore at the high pressure passage 8 of the first exchanger 1 without intermediate valve. This amounts to saying that it is an integral part of the connection pipe between booster and exchanger.

Quand le compresseur 3 et/ou le surpresseur 7 est (sont) arrêté(s), le procédé de fourniture de gaz d'appoint est le même que décrit précédemment: on augmente immédiatement le débit d'air surpressé par ouverture de la vanne air liquide HP 41 puis on le diminue en fonction de la diminution du débit d'oxygène et de la pression d'air qui diminue.  When the compressor 3 and / or the booster 7 is (are) stopped (s), the method of supply of makeup gas is the same as previously described: it increases immediately the air flow overpressed by opening the air valve HP 41 liquid and then decreases as the oxygen flow decreases and the air pressure decreases.

II est évidemment possible que l'appareil soit du type GOK avec tout l'air destiné à la distillation étant comprimé à une pression unique, épuré, envoyé au premier échangeur où il échange de la chaleur avec l'oxygène et ensuite envoyé en partie à la distillation, le reste de l'air étant détendu dans une turbine Claude. Dans ce cas l'air surpressé est séparé depuis le bout chaud du premier échangeur en deux circuits dédiés, un premier qui regroupe les passages de l'échangeur principal en air surpressé qui sont proches des passages utilisés par le liquide haute pression à vaporiser, un deuxième qui regroupe les autres passages d'air surpressé, ceci par une séparation des boites de sortie d'air liquide au bout froid du premier échangeur et par l'adjonction d'une vanne d'air liquide supplémentaire par boite de sortie au bout froid du premier échangeur. Au moment de la deuxième marche, seuls les passages du premier circuit reste en fonctionnement, les autres sont isolés.  It is obviously possible for the apparatus to be of the GOK type with all the air intended for distillation being compressed at a single, purified pressure, sent to the first exchanger where it exchanges heat with the oxygen and then sent in part to distillation, the rest of the air being expanded in a Claude turbine. In this case the supercharged air is separated from the hot end of the first exchanger into two dedicated circuits, a first grouping the passages of the main exchanger in superpressed air which are close to the passages used by the high pressure liquid to vaporize, a second which groups the other air passages superpressed, this by a separation of the liquid air outlet boxes at the cold end of the first heat exchanger and by the addition of an additional liquid air valve by outlet box cold end of the first exchanger. At the time of the second step, only the passages of the first circuit remains in operation, the others are isolated.

L'appareil de séparation d'air peut comprendre un colonne d'argon, une 20 colonne de mélange, une simple colonne ou une triple colonne. Le procédé est particulièrement adapté pour alimenter des unités de type Fischer-Tropsch.  The air separation apparatus may comprise an argon column, a mixing column, a single column or a triple column. The method is particularly suitable for feeding Fischer-Tropsch type units.

Claims (14)

- 10-REVENDICATIONS- 10-CLAIMS 1. Procédé de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé dans lequel i) pendant une première marche a) on comprime un premier débit d'air au moyen d'un compresseur (3) et on l'épure dans une unité d'épuration (5) b) on comprime au moins une partie de l'air à une haute pression qui permet la vaporisation du liquide pressurisé c) on envoie au moins une partie de l'air à la haute pression à un premier échangeur (1) d) on envoie au moins une partie de l'air refroidi dans le premier échangeur à un système de colonnes de distillation (15, 17) e) on soutire d'une des colonnes du système au moins un liquide (27), on pressurise le liquide et on l'envoie au premier échangeur où il se vaporise pour former un gaz sous pression f) on envoie un débit dudit liquide à un deuxième échangeur (2) où il se vaporise pour former un débit d'appoint du gaz sous pression caractérisé en ce que pendant la deuxième marche au moins dans un premier temps on envoie de l'air à la haute pression et du liquide pressurisé provenant d'une colonne du système au premier échangeur et ensuite on réduit, éventuellement à zéro, le débit d'air haut pression envoyée à l'échangeur et on réduit, éventuellement à zéro, le débit de liquide pressurisé envoyé au premier échangeur.  A method of providing relief of a pressurized gas by vaporization of a pressurized liquid in which i) during a first step a) a first air flow is compressed by means of a compressor (3) and in a purification unit (5) b) compressing at least a portion of the air at a high pressure which allows the vaporization of the pressurized liquid c) at least a portion of the air is sent to the high pressure a first exchanger (1) d) is sent at least a portion of the air cooled in the first exchanger to a system of distillation columns (15, 17) e) is withdrawn from one of the columns of the system at least one liquid (27), the liquid is pressurized and sent to the first exchanger where it vaporizes to form a gas under pressure f) a flow of said liquid is sent to a second exchanger (2) where it vaporizes to form a flow of pressurized gas characterized in that during the second step at least in a prem At the same time, high pressure air and pressurized liquid are fed from a column of the system to the first exchanger and then the high-pressure air flow to the exchanger is reduced to zero, and reduced. , possibly at zero, the flow rate of pressurized liquid sent to the first exchanger. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, pendant au moins une partie de la deuxième marche, on envoie de l'air d'un stockage d'air gazeux (5, 9) au premier échangeur et ensuite au système de colonnes et éventuellement pendant la première marche, on envoie de l'air surpressé au stockage d'air où il est stocké sous forme gazeuse.  2. Method according to claim 1 wherein, during at least a portion of the second step, air is sent from a gaseous air storage (5, 9) to the first exchanger and then to the column system and optionally during the first step, supercharged air is sent to the air storage where it is stored in gaseous form. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel tout l'air est comprimé à la haute pression et ensuite épuré dans l'unité d'épuration (5), l'unité d'épuration constituant le stockage d'air.  3. Method according to claim 2 wherein all the air is compressed at high pressure and then purified in the purification unit (5), the purification unit constituting the air storage. 4. Procédé selon la revendication 3 où on utilise uniquement comme passages d'air haute pression des passages du premier échangeur (1) dédiés à l'air haute pression qui sont les plus proches des passages de vaporisation dudit liquide, ceci par la séparation des boites de sortie d'air liquide au bout froid de l'échangeur principal et par l'adjonction d'une vanne d'air liquide par boite de sortie d'air liquide supplémentaire qui permet de détendre ce liquide vers les colonnes.  4. The method as claimed in claim 3, wherein only the passages of the first exchanger (1) dedicated to the high-pressure air which are closest to the vaporization passages of said liquid are used as high-pressure air passages. liquid air outlet boxes at the cold end of the main heat exchanger and by the addition of a liquid air valve by additional liquid air outlet box which allows to relax this liquid to the columns. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on stocke tout le liquide à pressuriser dans un deuxième stockage (19).  5. Method according to one of the preceding claims wherein stores all the liquid to be pressurized in a second storage (19). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel pendant la première marche on envoie un débit dudit liquide, plus petit que le débit envoyé pendant la deuxième marche, au deuxième échangeur (2) où il se vaporise pour former du gaz sous pression.  6. Method according to one of the preceding claims wherein during the first step is sent a flow of said liquid, smaller than the flow sent during the second step, the second exchanger (2) where it vaporizes to form pressurized gas . 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins une des liquides (27) à pressuriser est riche en oxygène, en argon, en azote, en hydrogène, en hélium, en méthane ou en monoxyde de carbone.  7. Method according to one of the preceding claims wherein at least one of the liquids (27) to be pressurized is rich in oxygen, argon, nitrogen, hydrogen, helium, methane or carbon monoxide. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le liquide est pressurisé au moyen d'au moins une pompe (39).  8. Method according to one of the preceding claims wherein the liquid is pressurized by means of at least one pump (39). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel, pendant la deuxième marche, on envoie de l'air directement du premier stockage (5, 9) au premier échangeur (1).  9. Method according to one of the preceding claims wherein, during the second step, air is sent directly from the first storage (5, 9) to the first exchanger (1). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel pendant une troisième marche, on envoie du liquide pressurisé uniquement au deuxième échangeur (2) et on n'envoie plus d'air au premier échangeur (1).  10. Method according to one of the preceding claims wherein during a third step, pressurized liquid is sent only to the second exchanger (2) and no more air is sent to the first exchanger (1). 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel pendant la deuxième marche au moins une partie de la chaleur nécessaire à la vaporisation du liquide provient de l'inertie thermique du premier échangeur (1).  11. Method according to one of the preceding claims wherein during the second step at least a portion of the heat necessary for the vaporization of the liquid comes from the thermal inertia of the first exchanger (1). 12. Installation de fourniture de secours d'un gaz sous pression par vaporisation d'un liquide pressurisé comprenant i) un premier stockage(5, 9) ii) une pompe (39) iii) un premier échangeur (1) iv) un deuxième échangeur(2) v) un compresseur (3) vi) une unité d'épuration (5) vii) un surpresseur (7) viii) des moyens pour envoyer de l'air au compresseur, des moyens pour envoyer de l'air comprimé l'unité d'épuration et des moyens pour envoyer au moins une partie de l'air épuré au surpresseur ix) des moyens pour envoyer de l'air à une colonne d'un système de colonnes (17, 19) x) des moyens pour soutirer au moins un liquide (27) du système de colonnes, éventuellement après l'avoir stocké dans un stockage xi) des moyens pour envoyer le liquide à la pompe pour le pressuriser xii) des moyens pour envoyer le liquide pressurisé au premier échangeur xiii) des moyens pour prélever le liquide vaporisé du premier échangeur xiv) des moyens pour envoyer le liquide pressurisé au deuxième échangeur caractérisée en ce qu'elle comprend un stockage d'air gazeux (9) sous pression relié à la sortie du surpresseur d'air.  12. Emergency supply installation of a gas under pressure by vaporization of a pressurized liquid comprising i) a first storage (5, 9) ii) a pump (39) iii) a first exchanger (1) iv) a second exchanger (2) v) a compressor (3) vi) a purification unit (5) vii) a booster (7) viii) means for sending air to the compressor, means for sending compressed air the purification unit and means for sending at least a portion of the purified air to the booster ix) means for sending air to a column of a system of columns (17, 19) x) means for withdrawing at least one liquid (27) from the column system, possibly after having stored it in a storage xi) means for sending the liquid to the pump for pressurizing it xii) means for sending the pressurized liquid to the first exchanger xiii ) means for withdrawing the vaporized liquid from the first exchanger xiv) means for sending the pressurized liquid to the second exchanger characterized in that it comprises a storage of gaseous air (9) under pressure connected to the outlet of the air booster. 13. Installation selon la revendication 12 dans laquelle le stockage (9) est relié à la sortie du surpresseur d'air à travers une vanne de détente.  13. Installation according to claim 12 wherein the storage (9) is connected to the outlet of the air booster through an expansion valve. 14. Installation selon la revendication 12 dans laquelle il n'y aucun moyen de 5 détente entre le stockage (9) et la sortie du surpresseur d'air.  14. Installation according to claim 12 wherein there is no means of relaxation between the storage (9) and the outlet of the air booster.
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