FR2985006A1

FR2985006A1 - Procede de production d'un systeme pour la realisation d'un procede de separation d'air, procede de production d'un appareil de separation d'air et installation de separation d'air par distillation cryogenique

Info

Publication number: FR2985006A1
Application number: FR1162170A
Authority: FR
Inventors: Alain Guillard
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-28
Also published as: US20140360227A1; WO2013104840A1

Abstract

Dans un procédé de production d'un système pour la réalisation d'un procédé de séparation d'air par distillation cryogénique, au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une boîte froide (BF) comprenant au moins une colonne, la boîte froide étant alimentée en air à une première pression par N compresseurs d'air (C1, C2, C3) comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieur à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10MW, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies et les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient d'un modèle choisi dans les n modèles du groupe.

Description

La présente invention est relative à un procédé de production d'un système pour la réalisation d'un procédé de séparation d'air par distillation cryogénique, un procédé de production d'un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique et une installation de séparation d'air par distillation cryogénique. Afin de limiter les coûts d'ingénierie et permettre par de la répétitivité des gains achats, des gammes d'appareils de séparation d'air standardisés ont été crées allant jusqu'à des tonnages de l'ordre de 700 MT/J, voire 1000 MT/J. Ces productions standardisées ne correspondent pas complètement toujours exactement aux besoins du ou des clients en terme de débit et/ou pression mais le coût sur ces petites unités est le facteur principal d'optimisation, et la standardisation répond bien à ce critère clef. Au delà de ces capacités, car l'énergie prend une importance de plus en plus notable, des unités dites modulaires ont été introduites, l'orientation cette fois étant de standardiser certains morceaux clefs, mais de suivre au plus près les besoins des clients et de prendre en compte dans le dimensionnement les contraintes parallèles de l'énergie et l'investissement. EP-A-0504029 décrit un cycle à pompe basés sur la notion de mono machine avec un unique gros compresseur haute pression d'air. Cette approche permet des gains notables en investissement par rapport au cycle à pompe traditionnel, en introduisant toute l'énergie nécessaire avec cette unique machine d'air dont la pression de refoulement peut être entre environ 12 bara à 35 bara, quelles que soient les puretés et pressions des productions demandées. Mais cette unique machine, lorsque nous arrivons à de très grosses puissances, est difficilement réalisable et se démarre avec des artifices de démarrage complexe et couteux au niveau des moteurs, appelés gradateurs. Le nombre de constructeurs de plus est extrêmement réduit, ce qui limite, sans l'annuler cependant, l'intérêt technico-économique de cette approche. Certains de ces problèmes sont décrits dans « Turbomachinery Limitations for Large Air Separation Plants » de Wolentarski , Cryogenic Processes and Equipment Conference, Century 2--Emerging Technology Conferences, San Francisco, California, août 19-21, 1980. Pour des questions de maintenance et de fiabilité, des pièces de rechange sont achetées pour toutes ces machines critiques, aussi bien au niveau des compresseurs que des moteurs. Il est tout à fait acceptable d'avoir un unique jeu de pièces de rechange pour un regroupement de machines identiques installées sur le même site, voire dans le même pays. Suivant les puissances, la technologie des moteurs varie : en effet au-delà de 25 MW, il n'y a pas sur le marché de moteur autre que synchrone, la 10 technologie actuelle des moteurs asynchrones ne permettant pas de franchir ce cap sans prendre un très gros risque industriel. L'article « Oxygen Plants : 10 years of development and operation » dans CEP juillet 1979 décrit l'usage de moteurs synchrones et explique que trois tailles de moteurs synchrones sont stockées pour remplacer les compresseurs 15 européens du groupe Air Liquide, en cas de panne. D'une façon générale, le coût de matériel d'une unité de séparation d'air avec les cycles à compresseur d'air unique haute pression haute pression (hors stockages et vaporisation et utilités haute tension) se décomposent en quatre parties principales : 20 i) Fonction compression (compression, moteur, équipement de démarrage et électrique associé) : 45% à 50%, ii) Fonction boîte froide et associés : 30% à 35%, iii) Fonction épuration partie chaude de l'air avant entrée dans la boîte froide : 10% à 15%, 25 iv) Divers : 5% à 10%. Il est donc clair que la réduction des coûts et l'augmentation de la fiabilité des compresseurs, des moteurs et de l'équipement de démarrage est une priorité. Avec les procédés utilisant un surpresseur froid entraîné par une turbine tel que décrit dans US-A-5475980 ou du type décrit dans EP-0504029, toute la 30 puissance est introduite par le compresseur d'air haute pression. Si un surpresseur d'air est présent, il est entraîné par une turbine d'air ou d'azote, mais non pas par une turbine à vapeur ou un moteur. Les dispositions au niveau de la ligne d'échange, le nombre et le type de turbines couplées à un surpresseur et les colonnes de distillation permettent de rendre les productions compatibles avec les puretés, pressions et débits demandés par le client. La présente invention résulte du fait que pour un client demandant la fourniture de produit ou produits à un débit donné, une pureté donnée et une pression donnée, cette fourniture correspond nécessairement à une puissance qui se traduit pas une combinaison d'un débit d'air donné et une pression d'air haute pression donnée. Afin de conserver l'intérêt d'être au plus proche des besoins des clients, mais en standardisant la partie clef pour permettre des gains de répétitivité sur cette partie et des gains par effet de volume auprès des fournisseurs, mais aussi et surtout en se mettant juste en deçà de seuils technologiques, techniques voire économiques (où il y a un nombre conséquent de fournisseurs potentiels), le nombre N de compresseurs haute pression pour produire l'air alimentant la boîte froide de l'appareil de séparation d'air répondant aux besoins des clients est entre 3 et 10, par exemple 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 compresseurs en parallèle peuvent être utilisés. Un compresseur haute pression comprime de l'air à partir de la pression atmosphérique jusqu'à entre 12 et 35 bars absolus. Les N compresseurs peuvent être tous du même modèle, ce modèle étant de préférence prédéfini par le fabricant. Sinon au moins un des compresseurs peut être d'un modèle et au moins un autre peut être d'un autre modèle, le nombre total de modèles utilisés pour comprimer l'air de l'appareil ne dépassant pas 2 ou 3 ou 4 ou 5. Les compresseurs sont généralement construits par des fabricants 25 spécialisés, chaque fabricant produisant une gamme de compresseurs de modèles prédéfinis différents, tel que décrit dans US-A-6116027. La notion de « taille de bâti » (« frame size » en anglais) concerne une combinaison de composants de taille fixe, représentant un modèle de compresseur particuliers. Le compresseur comprend des pièces mobiles, telles qu'une roue principale, 30 des pinions renfermées à l'intérieur d'un bâti. Ce bâti est constitué par une seule pièce de fonderie mais avec des couvercles démontables donnant accès aux pièces principales. Comme décrit dans EP-A-1302668, les tailles de bâti sont choisies de sorte& qu'en utilisant un seul compresseur d'une taille de bâti défini, choisi entre sept modèles différents, il est possible de couvrir toute la gamme de débits à comprimer. De même, dans US-A-20030109948, il est indiqué de choisir un seul compresseur, choisi entre 7 modèles différents, pour chacun des 11 appareils de séparation d'air. L'enseignement de la présente invention est qu'en combinant au moins trois compresseurs, chacun étant de modèle prédéfini (donc de taille de bâti prédéfinie), et en choisissant le compresseur entre 2, 3, 4 ou 5 modèles seulement, il est possible de couvrir toute la gamme de débits d'air à comprimer.

Par combinaison de ces 3 ou 4 ou 5 ou 6 ou 7 ou 8 ou 9 ou 10 compresseurs entre eux, sachant que pour chaque modèle, il y a une souplesse potentielle de l'ordre de 20% en débit et 30% en pression de sortie, l'ensemble de toutes les puissances nécessaires, à n'importe quel besoin en terme de produit, débit, pression et pureté correspondant à une puissance entre environ 10 MW et environ 150 MW, peut être couvert en choisissant les éléments pour traiter l'air en aval de la compression, par exemple les turbines, surpresseurs, échangeurs, pompes et colonnes de distillation et en choisissant la façon de les connecter entre eux, de manière connue à l'homme de l'art.

Pour la plupart des appareils de séparation d'air à construire dans le monde ou dans un pays donné, un nombre limité de modèles de compresseur pourrait être utilisé, en termes de pression de sortie et débit d'air à comprimer, ce nombre allant de 2 à 5. Le nombre de modèles peut ainsi être trois ou quatre. Selon l'appareil, un nombre plus ou moins grand d'un même compresseur pourrait être utilisé. Ceci permettrait de réduire les stocks de pièces de rechange, puisque les pièces pour un compresseur d'un appareil serviront non seulement pour les autres compresseurs du même appareil mais aussi pour les compresseurs d'autres appareils. En positionnant juste devant les seuils technologiques de ces machines, 30 juste en dessous de 25 MW par exemple, seulement des moteurs asynchrones peuvent être installés, ainsi permettant de gagner en fiabilité, ces machines étaient plus robustes que les moteurs synchrones. La puissance étant relativement moins importante, des démarrages directs, voire par réactance ou autotransformateur des moteurs de ces machines peuvent être effectués au lieu de passer par des gradateurs ou démarreurs progressifs (en anglais « soft starter ») fort coûteux pour les moteurs de très grosses capacités. Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de production d'un système pour la réalisation d'un procédé de séparation d'air par distillation 5 cryogénique dans lequel au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une boîte froide comprenant au moins une colonne, la boîte froide étant alimentée en air à une première pression par N compresseurs d'air comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N 10 étant égal ou supérieur à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10 MW, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies et les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient d'un modèle choisi dans les n modèles du groupe. 15 Selon d'autres objets de l'invention, il est prévu que : - les N compresseurs sont du même modèle. - les N compresseurs ne sont pas tous du même modèle. - au moins un premier des N compresseurs est d'un premier des n modèles et au moins un deuxième des N compresseurs est d'un deuxième des n modèles. 20 - au moins un troisième des N compresseurs est d'un troisième des n modèles. - chaque compresseur comprime l'air jusqu'à la même pression de sortie à partir de la même pression d'entrée qui est la pression atmosphérique, sachant que l'on peut considérer que les N compresseurs compriment l'air à une même 25 pression si la pression de sortie d'un compresseur diffère de la pression de sortie d'un autre compresseur par moins que 20%, voire moins que 10% de la pression du débit formé en mélangeant tous les débits comprimés. - le groupe des n compresseurs est composé d'un premier modèle de compresseur d'une puissance d'entre 5 et 7 MW, d'un deuxième modèle de 30 compresseur d'une puissance entre 12 et 16 MW et d'un troisième modèle de compresseur d'entre 19 et 25 MW, n étant au moins égal à 3. - n est égal à 2, - n est égal à 3, - n est égal à 4, - n est égal à 5, - le procédé de séparation n'utilise pas de surpresseur d'air entraîné par un moteur ou une turbine à vapeur, - le procédé de séparation utilise au moins un surpresseur d'air entraîné par une turbine d'air destiné à la boîte froide ou une turbine d'azote provenant de la boîte froide. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de production d'un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique, dans lequel au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une première boîte froide comprenant au moins une colonne, la première boîte froide étant alimentée en air à une première pression par N compresseurs d'air comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieure à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10 MW, au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une deuxième boîte froide comprenant au moins une colonne, la deuxième boîte froide étant alimentée en air à la première pression par ces N compresseurs d'air comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies, les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient choisis dans les n modèles du groupe. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu une installation de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant au moins une boîte froide contenant au moins une colonne pour produire au moins un gaz de l'air par séparation d'air, N compresseurs d'air, l'installation ne comprenant pas de surpresseur d'air à part éventuellement un surpresseur d'air entraîné par une turbine d'air destiné à la boîte froide ou d'au moins une des boîtes froides ou par une turbine d'azote provenant de la boîte froide ou d'au moins une des boîtes froides, et des moyens pour envoyer de l'air des N compresseurs à la boîte froide ou aux boîtes froides, chacun des N compresseurs étant capable de comprimer de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à une première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieure à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10MW, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies et les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient d'un modèle choisi dans les n modèles du groupe.

Eventuellement : - l'installation comprend N compresseurs d'air. - l'installation comprend au moins N+1 compresseurs d'air. - au moins un des compresseurs d'air alimentant la ou les boîtes froides est choisi en dehors du groupe de n modèles. - tous les compresseurs d'air alimentant la ou les boîtes froides sont choisis dans le groupe de n modèles. - un modèle prédéfini de compresseur a une taille de bâti prédéfinie. - l'installation ne comprend qu'une seule boîte froide. - l'installation comprend au moins deux boîtes froides alimentées par au moins trois compresseurs d'air choisis dans le groupe de n modèles. Des appareils selon l'invention vont être décrits en plus de détail en se référant aux figures qui montrent des dessins schématiques. Dans la Figure 1, une boîte froide BF d'appareil de séparation d'air contient un système de colonnes et un échangeur permettant de refroidir l'air à la température de distillation. L'air à distiller 7 a précédemment été épuré dans une unité d'épuration E pour enlever l'eau et le dioxyde de carbone. L'appareil produit au moins un produit 9 pouvant être de l'oxygène gazeux et/ou de l'azote gazeux et/ou de l'oxygène liquide et/ou de l'azote liquide et/ou de l'argon gazeux et/ou de l'argon liquide.

L'air à la pression atmosphérique est comprimé dans trois compresseurs Cl ; C2 ; C3. Chacun de ces compresseurs peut, par exemple, avoir la même capacité. Chaque compresseur comprime l'air à la pression d'épuration, égale à au moins 12 bars abs, de préférence inférieure à 35 bars abs. Les trois débits d'air 1, 2, 3 comprimé dans les compresseurs C1, C2, C3 sont réunis en un seul débit 6 et épurés ensemble dans l'unité E. Tout l'air envoyé à la boîte froide provient des compresseurs C1, C2, C3 et les compresseurs C1, C2, C3 envoient tout leur air à la boîte froide BF. Chaque compresseur C1, C2, C3 comprime l'air jusqu'à la même pression de sortie à partir de la même pression d'entrée qui est la pression atmosphérique.

Toutefois, on peut considérer que les trois compresseurs compriment l'air à une même pression si la pression de sortie d'un compresseur diffère de la pression de sortie d'un autre compresseur par moins que 20%, voire moins que 10% de la pression du débit 6 formé en mélangeant tous les débits comprimés Chaque compresseur C1, C2, C3 est entraîné par un moteur asynchrone Ml, M2, M3. Chaque moteur M1, M2, M3 a un démarreur D1, D2, D3 respectif, ces démarreurs étant du type direct (en anglais « direct online), réactance (en anglais « réactance ») ou autotransformeur. Aucun des moteurs n'est démarré par un démarreur progressif ou un gradateur, ce qui simplifie l'installation.

La boîte froide, et donc les trois compresseurs, traitent de l'air pour produire au moins 4000 tonnes par jour d'oxygène. Ainsi pour le cas où chaque compresseur est du même modèle, chaque compresseur traite au moins 6666 tonnes par jour d'air. Les trois compresseurs sont entraînés par des moteurs, de préférence à vitesse sensiblement constante. Dans ce cas, ayant défini trois modèles de compresseurs comme gamme préférée, un seul de ces modèles sera choisi pour les trois compresseurs. Alternativement, le compresseur Cl peut être d'un modèle et les deux compresseurs C2, C3 d'un autre modèles, les deux modèles étant choisis dans la gamme préférée qui comprend trois modèles.

De même, le compresseur Cl peut être d'un modèle, le compresseur C2 d'un autre et le compresseur d'un troisième ; dans ce cas, les trois modèles de la gamme préférée seront chacun commandés en un seul exemplaire. La gamme préférée peut comprendre deux, quatre ou cinq modèles, plutôt que trois.

Au moins un surpresseur d'air peut être présent. Dans ce cas, il est entraîné par une turbine d'air destiné à la boîte froide et/ou par une turbine d'azote provenant de la boîte froide, par exemple une turbine cryogénique, ayant une température d'entrée d'en dessous de -50°C. Par contre aucun surpresseur d'air entraîné par une turbine à vapeur ou un moteur n'est utilisé.

Il sera facilement compris que l'invention peut s'étendre aux appareils ayant quatre compresseurs, cinq compresseurs ou six compresseurs en parallèle. Le cas précis des cinq compresseurs est illustré dans la Figure 2. Dans la Figure 2, une boîte froide BF d'appareil de séparation d'air contient un système de colonnes et un échangeur permettant de refroidir l'air à la température de distillation. L'air à distiller 7 a précédemment été épuré dans une unité d'épuration E pour enlever l'eau et le dioxyde de carbone. L'appareil produit au moins un produit 9 pouvant être de l'oxygène gazeux et/ou de l'azote gazeux et/ou de l'oxygène liquide et/ou de l'azote liquide et/ou de l'argon gazeux et/ou de l'argon liquide. L'air à la pression atmosphérique est comprimé dans cinq compresseurs C1, C2, C3, C4, C5, connectés en parallèle. Chacun de ces compresseurs a de préférence la même capacité. Chaque compresseur comprime l'air à la pression d'épuration, égale à au moins 12 bars abs, de préférence inférieure à 35 bars abs.

Les cinq débits d'air 1, 2, 3, 4, 5 comprimé dans les compresseurs C1, C2, C3, C4, C5 sont réunis en un seul débit 6 et épurés ensemble dans l'unité E. Tout l'air envoyé à la boîte froide provient des compresseurs C1, C2, C3, C4, C5 et les compresseurs C1, C2, C3, C4, C5 envoient tout leur air à la boîte froide BF.

Chaque compresseur C1, C2, C3, C4, C5 comprime l'air jusqu'à la même pression de sortie à partir de la même pression d'entrée, qui est la pression atmosphérique. Toutefois, on peut considérer que les cinq compresseurs compriment l'air à une même pression si la pression de sortie d'un compresseur diffère de la pression de sortie d'un autre compresseur par moins que 20%, voire moins que 10% de la pression du débit 6 formé en mélangeant tous les débits comprimés. Chaque compresseur C1, C2, C3, C4, C5 est entraîné par un moteur asynchrone M1, M2, M3, M4, M5. Chaque moteur M1, M2, M3, M4, M5 a un démarreur D1, D2, D3, D4, D5 respectif, ces démarreurs étant du type direct (en anglais « direct online), réactance (en anglais « self ») ou autotransformeur. Aucun des moteurs n'est démarré par un démarreur progressif ou un gradateur, ce qui simplifie énormément l'installation. La boîte froide, et donc les cinq compresseurs, traitent de l'air pour former au moins 4000 tonnes par jour d'oxygène. Ainsi chaque compresseur est du même modèle et traite au moins 4000 tonnes par jour d'air. Les cinq compresseurs sont entraînés par des moteurs de préférence à vitesse constante. Dans ce cas, ayant défini trois modèles de compresseurs comme gamme préférée, un seul de ces modèles sera choisi pour les cinq compresseurs.

Alternativement, le compresseur Cl peut être d'un modèle et les quatre autres compresseurs d'un autre modèle, les deux modèles étant choisis dans la gamme préférée qui comprend deux ou trois modèles. De même, le compresseur Cl peut être d'un modèle, le compresseur C2 d'un autre et les autres compresseurs d'un troisième ; dans ce cas, les trois modèles de la gamme préférée seront chacun commandés, un compresseur d'un modèle, un du deuxième et trois du troisième. La gamme préférée peut comprendre quatre ou cinq modèles, plutôt que trois.

Ainsi pour N compresseurs et n modèles de compresseurs dans la gamme préférée, n étant entre 2 et 5, et N étant supérieur ou égal à 3 pour un appareil de séparation d'air donné, au moins un compresseur sera d'un des n modèles et les N-1 autres compresseurs peuvent être d'au moins un des n-1 autres modèles. Une possibilité est que chacun des N compresseurs soient du même modèle, 15 choisi dans les n de la gamme préférée, comprenant entre 2 et 5 modèles. Sinon un seul des N compresseurs peut être d'un premier modèle de la gamme préférée, et les autres tous d'un des n-1 autres modèles, choisi dans la gamme préférée. Pour N égale à 3, 4 ou 5, chacun des compresseurs peut être d'un modèle 20 différent, choisi dans la gamme préférée. Pour N égal ou supérieur à 4, deux des compresseurs peuvent être d'un premier modèle et les autres d'au moins un autre modèle, choisis dans les n-1 autres de la gamme. Pour N égal ou supérieur à 4, trois des compresseurs peuvent être d'un 25 premier modèle et le ou les autres d'au moins un autre modèle, choisi dans les n-1 autres de la gamme. Au moins un surpresseur d'air peut être présent. Dans ce cas, il est entraîné par une turbine d'air destiné à la boîte froide et/ou par une turbine d'azote provenant de la boîte froide. Par contre aucun surpresseur d'air entraîné par une 30 turbine à vapeur ou un moteur n'est utilisé. Dans la Figure 3, deux boîtes froides BF1, BF2 d'appareil de séparation d'air contiennent chacune un système de colonnes et un échangeur permettant de refroidir l'air à la température de distillation. L'air à distiller 7 a précédemment été épuré dans une unité d'épuration E pour enlever l'eau et le dioxyde de carbone. Les deux boîtes froides peuvent être identiques ou pas. Chaque boîte froide produit au moins un produit 9,9' pouvant être de l'oxygène gazeux et/ou de l'azote gazeux et/ou de l'oxygène liquide et/ou de l'azote liquide et/ou de l'argon gazeux et/ou de l'argon liquide. L'air à la pression atmosphérique est comprimé dans trois compresseurs Cl ; C2 ; C3. Chacun de ces compresseurs peut, par exemple, avoir la même capacité. Chaque compresseur comprime l'air à la pression d'épuration, égale à au moins 12 bars abs, de préférence inférieure à 35 bars abs. Les trois débits d'air 1, 2, 3 comprimé dans les compresseurs C1, C2, C3 sont réunis en un seul débit 6 et épurés ensemble dans l'unité E. Tout l'air envoyé aux boîtes froides provient des compresseurs C1, C2, C3 et les compresseurs C1, C2, C3 envoient tout leur air aux boîtes froides BF1, BF2. L'air comprimé 7 est divisé en deux parties 8,8' pour être envoyées chacune à une des boîtes froides. Il est également possible de mélanger tous les débits 1, 2, 3 et de les diviser en deux, chaque boîte froide étant associée à sa propre unité d'épuration. Chaque compresseur C1, C2, C3 comprime l'air jusqu'à la même pression de sortie à partir de la même pression d'entrée qui est la pression atmosphérique.

Toutefois, on peut considérer que les trois compresseurs compriment l'air à une même pression si la pression de sortie d'un compresseur diffère de la pression de sortie d'un autre compresseur par moins que 20%, voire moins que 10% de la pression du débit 6 formé en mélangeant tous les débits comprimés. Chaque compresseur C1, C2, C3 est entraîné par un moteur asynchrone Ml, M2, M3. Chaque moteur M1, M2, M3 a un démarreur D1, D2, D3 respectif, ces démarreurs étant du type direct (en anglais « direct online), réactance (en anglais « réactance ») ou autotransformeur. Aucun des moteurs n'est démarré par un démarreur progressif ou un gradateur, ce qui simplifie l'installation. Les boîtes froidestraitent au total au moins 4000 tonnes par jour d'oxygène.

Ainsi pour le cas où chaque compresseur est du même modèle, chaque compresseur traite au moins 6700 tonnes par jour d'air. Les trois compresseurs sont entraînés par des moteurs, de préférence à vitesse sensiblement constante. Dans ce cas, ayant défini trois modèles de compresseurs comme gamme préférée, un seul de ces modèles sera choisi pour les trois compresseurs.

Au moins un surpresseur d'air peut être présent. Dans ce cas, il est entraîné par une turbine d'air destiné à au moins une des boîtes froides et/ou par une turbine d'azote provenant d'au moins une des boîtes froides. Par contre aucun surpresseur d'air entraîné par une turbine à vapeur ou un moteur n'est utilisé.

Alternativement, le compresseur Cl peut être d'un modèle et les deux compresseurs C2, C3 d'un autre modèle, les deux modèles étant choisis dans la gamme préférée qui comprend trois modèles. De même, le compresseur Cl peut être d'un modèle, le compresseur C2 d'un autre et le compresseur C3 d'un troisième ; dans ce cas, les trois modèles de 10 la gamme préférée seront chacun commandés en un seul exemplaire. La gamme préférée peut comprendre deux, quatre ou cinq modèles, plutôt que trois. Il sera facilement compris que l'invention peut s'étendre aux appareils ayant quatre compresseurs, cinq compresseurs ou six compresseurs en parallèle.

15 Dans tous les cas, même si les N compresseurs sont choisis dans le groupe de n modèles prédéfini, il est possible qu'au moins un autre compresseur comprimant l'air à la pression de sortie des N compresseurs ou à une pression plus basse ou plus élevée, puisse alimenter la boîte froide ou une des boîtes froide, cet au moins autre compresseur n'étant pas choisi le groupe des modèles 20 prédéfini.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de production d'un système pour la réalisation d'un procédé de séparation d'air par distillation cryogénique dans lequel au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une boîte froide (BF, BF1, BF2) comprenant au moins une colonne, la boîte froide étant alimentée en air à une première pression par N compresseurs d'air (C1, C2, C3, C4, C5) comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieur à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10MW, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies et les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient d'un modèle choisi dans les n modèles du groupe.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les N compresseurs (C1, C2, C3, C4, C5) sont du même modèle.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel au moins un premier des N compresseurs (C1, C2, C3, C4, C5) est d'un premier des n modèles et au moins un deuxième des N compresseurs est d'un deuxième des n modèles.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel au moins un troisième des N compresseurs (C1, C2, C3, C4, C5) est d'un troisième des n modèles.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le groupe des n compresseurs est composé d'un premier modèle de compresseur d'une puissance d'entre 5 et 7 MW, d'un deuxième modèle de compresseur d'une puissance entre 12 et 16 MW et d'un troisième modèle de compresseur d'entre 19 et 25 MW.
6. Procédé de production d'un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique, dans lequel au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans au moins une première boîte froide comprenant au moins une colonne, la première boîte froide étant alimentée en air à une première pression par N compresseurs d'air (C1, C2, C3, C4, C5) comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieure à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10 MW, au moins un gaz de l'air est obtenu comme produit par séparation d'air dans une deuxième boîte froide comprenant au moins une colonne, la deuxième boîte froide étant alimentée en air à la première pression par ces N compresseurs d'air comprimant de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à la première pression, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies, les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient choisis dans les n modèles du groupe.
7. Installation de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant au moins une boîte froide (BF, BF1, BF2) contenant au moins une colonne pour produire au moins un gaz de l'air par séparation d'air, N compresseurs d'air (C1, C2, C3, C4, C5), l'installation ne comprenant pas de surpresseur d'air à part éventuellement un surpresseur d'air entraîné par une turbine d'air destiné à la boîte froide ou d'au moins une des boîtes froides ou par une turbine d'azote provenant de la boîte froide ou d'au moins une des boîtes froides, et des moyens pour envoyer de l'air des N compresseurs à la boîte froide ou aux boîtes froides, chacun des N compresseurs étant capable de comprimer de l'air depuis la pression ambiante jusqu'à une première pression, la première pression étant supérieure à 12 bars abs et inférieure à 35 bars abs, N étant égal ou supérieure à 3 et la puissance totale des N compresseurs étant supérieure à 10MW, un groupe de n modèles de compresseurs étant prédéfini, n étant égal à 2 ou 3 ou 4 ou 5, chaque modèle ayant des caractéristiques prédéfinies et les N compresseurs étant choisis de sorte que tous les N compresseurs soient d'un modèle choisi dans les n modèles du groupe.
8. Installation selon la revendication 7 comprenant seulement N compresseurs d'air (C1, C2, C3, C4, C5).
9. Installation selon la revendication 7 ou 8, dans lequel un modèle prédéfini de compresseur a une taille de bâti prédéfinie.
10. Installation selon l'une des revendications 7 à 9 ne comprenant qu'une seule boîte froide (BF).10