FR3102238A1 - Cryogenic distillation column enclosure and method of assembling such an enclosure - Google Patents

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Abstract

Titre : Enceinte de colonne de distillation cryogénique et procédé d’assemblage d’une telle enceinte Enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature (1) parallélépipédique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation (23) disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque (9) couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature. Figure de l’abrégé : FIG.6 Title: Cryogenic distillation column enclosure and method of assembling such enclosure Cryogenic distillation column enclosure comprising a parallelepipedal framework (1) partially covered with sheet metal, a distillation column (23) arranged inside the framework with its axis in the direction of the length of the framework and a plate (9) completely covering a wall of the frame being bolted and/or riveted to the frame. Abstract Figure: FIG.6

Description

Enceinte de colonne de distillation cryogénique et procédé d’assemblage d’une telle enceinteCryogenic distillation column enclosure and method of assembling such an enclosure

La présente invention est relative à une enceinte de colonne de distillation cryogénique et à un procédé d’assemblage d’une telle enceinte.The present invention relates to a cryogenic distillation column enclosure and to a method for assembling such an enclosure.

Les colonnes de distillation cryogénique sont installées à l’intérieur d’une enceinte qui est remplie d’isolant au moment de leur installation définitive sur site. Il est souvent nécessaire d’utiliser la technique de EP0913653A1 et EP0913655A1 pour installer la colonne dans l’enceinte, l’enceinte étant placée avec son axe à l’horizontale. Selon cette technique, on enfile la colonne selon un axe longitudinal de l’enceinte en la glissant par une paroi ouverte de l’enceinte, généralement celle qui formera par la suite le toit, et on ferme l’enceinte en fixant le toit en place.Cryogenic distillation columns are installed inside an enclosure which is filled with insulation when they are finally installed on site. It is often necessary to use the technique of EP0913653A1 and EP0913655A1 to install the column in the enclosure, the enclosure being placed with its axis horizontal. According to this technique, the column is threaded along a longitudinal axis of the enclosure by sliding it through an open wall of the enclosure, generally the one which will subsequently form the roof, and the enclosure is closed by fixing the roof in place. .

La technique habituellement utilisée pour éviter les fuites dans une boîte froide est le soudage, ce qui pose des problèmes de coûts et de sécurité, comme décrit dans « Fundamentals of Low Temperature Piping Design », Hydrocarbon Processing, juin 1964.The technique usually used to avoid leaks in a cold box is welding, which poses cost and safety concerns, as described in "Fundamentals of Low Temperature Piping Design", Hydrocarbon Processing, June 1964.

Un but de l’invention est simplifier la fixation d’une face de l’enceinte d’une colonne de distillation cryogénique.An object of the invention is to simplify the fixing of one face of the enclosure of a cryogenic distillation column.

Selon un objet de l’invention, il est prévu une enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature parallélépipédique ou cylindrique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature.According to one object of the invention, there is provided a cryogenic distillation column enclosure comprising a parallelepipedal or cylindrical frame partially covered with sheet metal, a distillation column arranged inside the frame with its axis in the direction of the length of the framework and a plate entirely covering one wall of the framework being bolted and/or riveted to the framework.

Selon d’autres aspects optionnels de l’invention:According to other optional aspects of the invention:

  • l’ossature et la tôlerie sont en acier éventuellement inoxydable ou en aluminiumthe frame and sheet metal are made of stainless steel or aluminum
  • la plaque est en aluminium.the plate is aluminum.
  • la paroi de l’ossature est de forme rectangulaire ou carrée ou circulaire, la paroi étant définie par un rebord respectivement rectangulaire ou carré ou annulaire et comprenant au moins une poutre reliant des bords opposés du rebord.the wall of the framework is of rectangular or square or circular shape, the wall being defined by a rim respectively rectangular or square or annular and comprising at least one beam connecting opposite edges of the rim.
  • la plaque est boulonnée et/ou rivetée à l’au moins une poutre.the plate is bolted and/or riveted to the at least one beam.
  • la plaque est munie d’une ouverture pour permettre le passage d’une conduite d’évacuation reliée à l’intérieur de l’ossature, l’ouverture étant de préférence munie d’une gaine flexible pour entourer la conduite et empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau.the plate is provided with an opening to allow the passage of a drainage pipe connected to the interior of the framework, the opening being preferably provided with a flexible sheath to surround the pipe and prevent the exit of gas and/or water ingress.
  • la plaque est substantiellement rectangulaire mais comprend des découpes rectangulaires au niveau d’au moins deux de ses coins pour permettre le passage d’attaches fixés à des coins de l’ossature.the plate is substantially rectangular but includes rectangular cutouts at at least two of its corners to allow the passage of fasteners fixed to the corners of the frame.
  • la plaque comprend des moyens de rigidification allongés dont l’axe est dans le sens de la longueur et/ou de la largeur de la plaque.the plate comprises elongated stiffening means whose axis is in the direction of the length and/or the width of the plate.
  • des moyens de rigidification sont boulonnés et/ou rivetés à l’ossature ou à une poutre attachée à l’ossature.stiffening means are bolted and/or riveted to the framework or to a beam attached to the framework.

Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un procédé d’assemblage d’une enceinte dans lequel on introduit une colonne de distillation dans l’enceinte par enfilage selon un axe longitudinal de l’enceinte à travers une paroi ouverte de l’enceinte et ensuite on ferme la paroi ouverte de l’enceinte caractérisé que l’on ferme la paroi ouverte en y fixant par boulonnage et/ou rivetage une plaque unique ayant les dimensions de la paroi ouverte.According to another object of the invention, there is provided a method of assembling an enclosure in which a distillation column is introduced into the enclosure by threading along a longitudinal axis of the enclosure through an open wall of the enclosure and then the open wall of the enclosure is closed, characterized in that the open wall is closed by fixing thereto by bolting and/or riveting a single plate having the dimensions of the open wall.

Selon d’autres aspects facultatifs :According to other optional aspects:

  • on revêt d’autres parois de l’enceinte avec de la tôlerie avant ou après l’enfilage de la colonne.other walls of the enclosure are lined with sheet metal before or after the column is threaded.
  • après l’enfilage de la colonne, on fixe au moins une poutre au rebord rectangulaire ou circulaire de la paroi, reliée aux bords opposés du rebord et on boulonne et/ou rivette la plaque à l’au moins une poutre ainsi qu’au rebord.after the column has been threaded, at least one beam is fixed to the rectangular or circular flange of the wall, connected to the opposite edges of the flange, and the plate is bolted and/or riveted to the at least one beam as well as to the flange .
  • on fixe la plaque alors que l’enceinte est disposée avec son axe à l’horizontalethe plate is fixed while the enclosure is arranged with its axis horizontal
  • on fixe la plaque alors que l’enceinte est disposée avec son axe à la verticale.the plate is fixed while the enclosure is arranged with its axis vertical.

Les aspects facultatifs peuvent être combinés ensemble de toute matière cohérente avec la logique ou la science.Optional aspects can be combined together from any subject consistent with logic or science.

L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures, où :The invention will be described in more detail with reference to the figures, where:

illustre l’ossature d’une enceinte selon l’invention. illustrates the framework of an enclosure according to the invention.

illustre une plaque destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de côté. illustrates a plate intended to form a wall of an enclosure according to the invention, seen from the side.

illustre une plaque destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de dessus. illustrates a plate intended to form a wall of an enclosure according to the invention, seen from above.

illustre la plaque faisant partie de l’enceinte assemblée. shows the plate that is part of the assembled enclosure.

illustre le procédé de mise en place de la plaque. illustrates the plate placement process.

est une vue plus détaillée d’une partie de la [FIG.5]. is a more detailed view of part of [FIG.5].

montre la partie supérieure d’une ossature destinée à faire partie d’une enceinte 1 d’une colonne de distillation cryogénique. L’ossature a une forme parallélépipédique, ayant quatre parois allongées rectangulaires et deux parois rectangulaires ou carrées formant le toit et le fond de l’enceinte. L’ossature comprend quatre profilés principaux formant les arêtes longues du parallélépipède. En haut de l’ossature, un rebord rectangulaire 3 relie les quatre profilés. Deux bords opposés du rebord sont reliés par au moins une poutre 5 selon une option. Ces poutres sont installées, une fois la colonne insérée dans l’ossature. shows the upper part of a framework intended to form part of an enclosure 1 of a cryogenic distillation column. The framework has a parallelepipedal shape, having four rectangular elongated walls and two rectangular or square walls forming the roof and the bottom of the enclosure. The frame comprises four main sections forming the long edges of the parallelepiped. At the top of the frame, a rectangular rim 3 connects the four profiles. Two opposite edges of the rim are connected by at least one beam 5 according to one option. These beams are installed once the column has been inserted into the framework.

Des moyens d’attache 7 optionnels sont fixés aux coins du rebord pour permettre de soulever l’ossature d’une position couchée en une position verticale, une fois l’enceinte disposée sur son site définitif, en utilisant une grue. Ces moyens d’attache 7, si présents, peuvent être au moins deux. Sinon un seul peut suffire s’il est sur le centre de gravité.Optional attachment means 7 are attached to the corners of the rim to allow the frame to be lifted from a lying position to a vertical position, once the enclosure has been placed on its final site, using a crane. These attachment means 7, if present, can be at least two. Otherwise only one can be enough if it is on the center of gravity.

illustre une plaque 9 destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de côté. Cette plaque a les dimensions du rebord 3 de la [FIG.1] et est destinée à servir de toit de l’enceinte, l’ossature devant évidemment être entièrement fermée pour retenir l’isolant qu’il contient et pour éviter toute fuite. illustrates a plate 9 intended to form a wall of an enclosure according to the invention, seen from the side. This plate has the dimensions of the rim 3 of [FIG.1] and is intended to serve as the roof of the enclosure, the framework obviously having to be completely closed to retain the insulation it contains and to prevent any leakage.

La plaque 9 comprend des éléments de rigification allongés 19 (ici cinq) dont l’axe est dans le sens de la longueur de la plaque 9. Elle comprend également au moins une poutre 13 dont l’axe est dans le sens de la largeur de la plaque 9.The plate 9 comprises elongated stiffening elements 19 (here five) whose axis is in the direction of the length of the plate 9. It also comprises at least one beam 13 whose axis is in the direction of the width of the plate 9.

La plaque 9 est en une seule pièce pour être soulevée par une seule opération de grue. Elle est éventuellement rigidifiée par la présence d’au moins une poutre 13 (ici deux). Pour fixer la plaque en position, elle est boulonnée et/ou rivetée au rebord 3 et de préférence aussi aux poutres 5, de préférence au moyen des poutres 13. Ainsi les poutres 5 et 13 sont disposées avec tous leurs axes parallèles et avec chacune des poutres 13 à côté de la poutre 5 pour permettre le boulonnage et/ou le rivetage entre deux poutres 5,13, une attachée à l’ossature et l’autre à la plaque 9.The plate 9 is in one piece to be lifted by a single crane operation. It is optionally stiffened by the presence of at least one beam 13 (here two). To fix the plate in position, it is bolted and/or riveted to the flange 3 and preferably also to the beams 5, preferably by means of the beams 13. Thus the beams 5 and 13 are arranged with all their axes parallel and with each of the beams 13 next to beam 5 to allow bolting and/or riveting between two beams 5.13, one attached to the frame and the other to plate 9.

Le boulon est un organe d'assemblage constitué d'une vis à filetage uniforme, partiel ou complet, et extrémité plate et d'un écrou et éventuellement d'une rondelle. Un rivet est un élément d'assemblage et de fixation permanent. Il se présente sous la forme d'une tige cylindrique, généralement métallique, pleine ou creuse qui est munie à l'une de ses extrémités d'une « tête », c'est-à-dire une partie de section plus grande.The bolt is an assembly member consisting of a screw with uniform, partial or full thread, and flat end and a nut and possibly a washer. A rivet is a permanent assembly and fastening element. It is in the form of a cylindrical rod, usually metallic, solid or hollow, which is provided at one of its ends with a "head", i.e. a part of larger section.

L'autre extrémité sera aplatie et élargie par écrasement, pour solidariser les éléments qu'on veut riveter ensembleThe other end will be flattened and widened by crushing, to secure the elements that you want to rivet together

Pour rendre la fermeture hermétique, une opération de soudure peut être nécessaire en plus du boulonnage et/ou du rivetage.To seal the seal, a welding operation may be required in addition to bolting and/or riveting.

Pour faciliter le boulonnage et/ou le rivetage à l’intérieur de l’ossature, il faut prévoir un espace libre en haut de l’ossature, correspondant à au moins 500 mm, de préférence au moins 1 ou 2 m dans le sens de l’axe de l’enceinte. Seule la conduite des gaz de balayage passe dans cet espace.To facilitate bolting and/or riveting inside the framework, a free space must be provided at the top of the framework, corresponding to at least 500 mm, preferably at least 1 or 2 m in the direction of the axis of the enclosure. Only the purge gas line passes through this space.

Des découpes 21 sont éventuellement ménagées dans les coins de la plaque pour permettre le passage des accroches 7. En plus elles facilitent la mise en position de la plaque 9. Une ouverture 15 permet le passage d’une conduite pour l’évacuation de gaz de l’intérieur de l’enceinte, par exemple du gaz de balayage. Cette ouverture 15 est de préférence une gaine souple qui épouse l’extérieur de la conduite d’évacuation pour empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau. Au moins une trappe 23 est prévue pour remplir l’enceinte d’isolant, une fois arrivée sur site. Il est également possible de déboulonner la plaque pour permettre l’accès à l’intérieur de l’enceinte, par exemple pour l’entretien ou le changement du minaret. Ceci permet d’agir sans avoir à vider l’enceinte de son isolant et avec moins de danger pour le personnel.Cutouts 21 are optionally made in the corners of the plate to allow the passage of the hooks 7. In addition they facilitate the positioning of the plate 9. An opening 15 allows the passage of a pipe for the evacuation of gas from inside the enclosure, for example purge gas. This opening 15 is preferably a flexible sheath which hugs the outside of the evacuation pipe to prevent gas from escaping and/or water from entering. At least one hatch 23 is provided to fill the enclosure with insulation, once arrived on site. It is also possible to unbolt the plate to allow access to the interior of the enclosure, for example for maintenance or changing the minaret. This makes it possible to act without having to empty the containment of its insulation and with less danger for the personnel.

illustre la plaque 9 destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de dessus. On y voit la plaque 9 en un seul morceau formé en un rectangle d’aluminium ou d’acier éventuellement inoxydable. Elle comprend deux trappes 23 pour permettre le remplissage de l’enceinte avec de l’isolant particulaire, par exemple la perlite. Les éléments 15 et 17 sont des disques de rupture ou des passages de conduites. illustrates the plate 9 intended to form a wall of an enclosure according to the invention, seen from above. It shows the plate 9 in a single piece formed into a rectangle of aluminum or possibly stainless steel. It comprises two hatches 23 to allow the enclosure to be filled with particulate insulation, for example perlite. Elements 15 and 17 are bursting discs or pipe passages.

illustre la plaque 9 faisant partie de l’enceinte assemblée. illustrates plate 9 forming part of the assembled enclosure.

illustre le procédé de mise en place de la plaque 9 sur l’ossature de l’enceinte couchée 1. illustrates the method of placing plate 9 on the frame of recumbent enclosure 1.

est une vue plus détaillée d’une partie de la [FIG.5]. On y voit la colonne de distillation cryogénique 25, par exemple une colonne de distillation d’air ainsi que la conduite pour laisser s’échapper à l’atmosphère les gaz de balayage qui circulent dans l’isolation. Cette conduite sera entourée par l’ouverture 15 munie de préférence par une gaine flexible. La plaque 9 est déplacée en étant suspendue d’une grue ou autre moyen de transport dans le sens de l’axe de l’enceinte pour pouvoir trouver sa place à l’extrémité de l’ossature et former le toit de l’enceinte. Elle sera maintenue en place par des boulons et/ou des rivets situés à l’extérieur et/ou à l’intérieur de l’enceinte. La plaque est boulonnée à l’ossature, de préférence par le rebord 3 mais peut également être boulonnée à au moins une poutre 5, comme illustrée à la [FIG.1]. is a more detailed view of part of [FIG.5]. It shows the cryogenic distillation column 25, for example an air distillation column as well as the pipe for letting the flushing gases which circulate in the insulation escape into the atmosphere. This pipe will be surrounded by the opening 15 preferably provided with a flexible sheath. The plate 9 is moved while being suspended from a crane or other means of transport in the direction of the axis of the enclosure to be able to find its place at the end of the frame and form the roof of the enclosure. It will be held in place by bolts and/or rivets located outside and/or inside the enclosure. The plate is bolted to the framework, preferably by the flange 3 but can also be bolted to at least one beam 5, as illustrated in [FIG.1].

La plaque 9 peut être installée sur l’ossature avant ou après la mise en place de tôleries revêtant l’ossature pour former l’enceinte fermée 1.The plate 9 can be installed on the frame before or after the installation of sheet metal covering the frame to form the closed enclosure 1.

L’ossature peut être livrée pour l’installation de la colonne dans l’ossature avec la plaque déjà boulonnée et/ou rivetée en place pour protéger l’intérieur de l’ossature. Dans ce cas, il faut enlever la plaque pour pouvoir installer la colonne 25 et ensuite remettre la plaque avec le procédé selon l’invention. Ces deux opérations sont facilitées si la plaque 9 est boulonnée et/ou rivetée en place.The framework can be delivered for installation of the column in the framework with the plate already bolted and/or riveted in place to protect the interior of the framework. In this case, the plate must be removed in order to be able to install column 25 and then replace the plate with the method according to the invention. These two operations are facilitated if the plate 9 is bolted and/or riveted in place.

L’enceinte peut être cylindrique, auquel cas la plaque est circulaire.The enclosure may be cylindrical, in which case the plate is circular.

Dans le cas de petites colonnes, la plaque peut être boulonnée et/ou rivetée en place quand l’enceinte est positionnée avec son axe à la verticale.In the case of small columns, the plate can be bolted and/or riveted in place when the enclosure is positioned with its axis vertical.

Claims (8)

Enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature (1) parallélépipédique ou cylindrique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation (25) disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque (9) couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature.Cryogenic distillation column enclosure comprising a parallelepipedal or cylindrical framework (1) partially covered with sheet metal, a distillation column (25) arranged inside the framework with its axis in the direction of the length of the framework and a plate (9) entirely covering a wall of the framework being bolted and/or riveted to the framework. Enceinte selon la revendication 1 dans laquelle l’ossature (1) et la tôlerie sont en acier éventuellement inoxydable ou en aluminium et la plaque (9) étant en aluminium.Enclosure according to Claim 1, in which the framework (1) and the sheet metal are made of optionally stainless steel or aluminum and the plate (9) being made of aluminium. Enceinte selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la paroi de l’ossature (1) est de forme rectangulaire ou carrée ou circulaire, la paroi étant définie par un rebord (3) respectivement rectangulaire ou carré ou annulaire et comprenant au moins une poutre (5) reliant des bords opposés du rebord.Enclosure according to Claim 1 or 2, in which the wall of the framework (1) is of rectangular or square or circular shape, the wall being defined by a flange (3) respectively rectangular or square or annular and comprising at least one beam ( 5) connecting opposite edges of the rim. Enceinte selon la revendication 3 dans laquelle la plaque (9) est boulonnée à l’au moins une poutre (5).Enclosure according to claim 3 wherein the plate (9) is bolted to the at least one beam (5). Enceinte selon une des revendications précédentes dans laquelle la plaque (9) est munie d’une ouverture (15,17,19) pour permettre le passage d’une conduite d’évacuation reliée à l’intérieur de l’ossature, l’ouverture étant de préférence munie d’une gaine flexible pour entourer la conduite et empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau.Enclosure according to one of the preceding claims, in which the plate (9) is provided with an opening (15,17,19) to allow the passage of an evacuation pipe connected to the interior of the framework, the opening preferably being provided with a flexible sheath to surround the pipe and prevent gas from exiting and/or water from entering. Enceinte selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la plaque est substantiellement rectangulaire (9) mais comprend des découpes rectangulaires (21) au niveau d’au moins deux de ses coins pour permettre le passage d’attaches (7) fixés à des coins de l’ossature.Enclosure according to one of the preceding claims, in which the plate is substantially rectangular (9) but comprises rectangular cutouts (21) at the level of at least two of its corners to allow the passage of fasteners (7) fixed to the corners of the frame. Enceinte selon l’une des revendications précédentes comprenant des moyens de rigidification (13,19) allongés dont l’axe est dans le sens de la longueur et/ou de la largeur de la plaque (9).Enclosure according to one of the preceding claims comprising elongated stiffening means (13,19) whose axis is in the direction of the length and/or width of the plate (9). Enceinte selon la revendication 7 dans laquelle des moyens de rigidification (13,19) sont boulonnés et/ou rivetés à l’ossature (1) ou à au moins une poutre (5) attachée à l’ossature.Enclosure according to Claim 7, in which stiffening means (13, 19) are bolted and/or riveted to the framework (1) or to at least one beam (5) attached to the framework.
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