Brevet FR2121425A1 — publié le 19720825

La présente invention concerne la séparation de l'air à basse température, et plus précisément un procédé de séparation,à basse température, de l'air en un ou plusieurs produits liquides et éventuellement en ur ou plusieurs produits gazeux. Les installations fonctionnant à basse pression et leurs liouéfacteurs indépendants associés, et les installations fonctionnant à haute pression pour la fabrication de produits liquides à partir de l'air présentent des limites bien connues. Bes installations à basse pression munies de liquéfacteurs donnent un rendement thermodynamique faible, et nécessitent un appareillage compliqué et coûteux. Bes installations sous pression élevée, qui nécessitent l'utilisatïon de compresseurs et de dispositifs de détente à piston, et non de turbines, ont une utilisation limitée par leur prix élevé et possèdent une sûreté de fonctionnement mécanique relativement faible. De plus, les compresseurs et dispositifs de détente à piston ont en général de l'huile et le traitement est coûteux et présente des inconvénients.Il est peut-être encore plus important qu'il faille utiliser, pour les pressions élevées de l'ordre de 138 à 172 bars qui règnent à l'entrée de l'échangeur de chaleur d'une installation à haute pression, des échangeurs lourds à calandre multi-tubulaire et nor des échangeurs plus petits et moins chers à plaques et à ailettes qu'on peut utiliser dans les installations à basse pression. La fabrication d'oxygène ou d'azote liquide par un compromis à moyenne pression entre les installations à pression élevée et basse est décevante. La détente d'air comprimé d'une pression intermédiaire, par exemple 8,3 à 48 bars, à la pression nominale de 5,5 bars de la colonne la plus basse présente desaiffi- cultés au point de vue mécanique et a un faible rendement thermodynamique. Non seulement le rendement de la turbine de détente diminue lorsque les rapports des pressions à Itentrée et à la sortie augmentent, mais si une partie de ltair se liquéfie dans la turbine de détente, il y a presque obligatoirement une diminution supplémentaire du rendement thermodynamique. Si on veut éviter ces difficultés en élevant la pression de la colonne inférieure de manière à réduire la perte de charge dans la turbine, il se pose d'autres problèmes, dus à l'augmentation de l'épaisseur des parois de la colonnes à la diminution de la volatilité relative de oxygène et de l'azote, ou à la diminution du rendement de la distillation et à l'augmentation du nombre de plateaux qu'il faut utiliser dans des colonnes de dimensions plus grandes. Etant donné ces difficultés, il n'est pas surprenant de constater que la plupart, sinon la totalité, des installations modernes de séparation d'air sont soit du type à basse pression, soit du type à pression élevée. En fait, les études de rentabilité des investissements et des prix de revient montrent -en général que les compresseurs et la compression constituent la majeure partie du prix de revient d'une installation de séparation d'air, et pour cette seule raison, la majorité des installations existantes sont à basse pression. En conséquence, l'invention concerne un procédé perfectionné de séparation de l'air, susceptible de donner un ou plusieurs produits liquides et éventuellement un ou plusieurs produits gazeux en mélanges variables de liquides et de gaz, sans qu'il faille utiliser des liquéfacteurs indépendants, comme cela est nécessaire pour fabriquer des liquides dans le procédé classique à basse pression, et sans qu'il faille opérer avec des mauvais rendements mécaniques et de travail comme dans les procédés classiques à haute pression, les caractéristiques du procédé de l'invention permettant de réduire les coûts à l'investissement et au fonctionnement par rapport aux procédés de la technique antérieure. L'invention concerne un procédé de séparation,par le froid, de l'air par distillation fractionnée à haute pression, puis à basse pression, l'air comprimé étant préalablement séparé des ma tières atmosphériques qui le contaminent avant le refroidissement par échange de chaleur avec des courants froids ; on détend l'air à une pression inférieure pour former l'alimentation gazeuse froide de la distillation.Selon l'invention, on comprime l'air à une pression à l'entrée de 8,3 à 48 bars qui est supérieure à la pression de distillation, on refroidit et on détend une première petite partie formant de 1 à 20 % de l'air à une pression inférieure à la pression de distillation et on récupère les frigories du gaz froid à basse pression ; on refroidit et on liquéfie une seconde petite partie constituant de 1 à 20 Q de l'air comprimé à la pression d'entrée de manière à former de l'air liquide, et on distille cet air, le froid nécessaire à cette liquéfaction provenant des courants froids qui se trouvent ainsi partiellement chauffés, on refroidit en partie la partie principale de l'air comprimé en utilisant les courants froids partiellement chauffés, et on détend la partie principale partiellement refroidie à la pression de la distillation sous pression élevée, de façon que le fluide froid détendu soit entièrement gazeux ; on envoie au moins une partie du gaz froid résultant à la distillation sous pression élevée. Grâce à cette division de l'air allant à la colonne en une partie principale détendue et une petite partie liquéfiée, on effec- tue la détente à partir l'un courant maintenu à la surchauffe la plus élevée possible de façon à obtenir un refroidissement efficace dans la turbine principale. Inversement, en liquéfiant une petite partie de l'air qui pénètre, c'est-à-dire moins de la moitié, de façon avantageuse entre 1 et 20 % environ ou de préférence entre 2 et 15 % environ, en condensant cette partie, en sens inverse des courants qui reviennent, on récupère une plus grande partie des frigories des ces courants et on les transfère à la colonne de distillation.En d'autres termes, la division du courant d'air fourni à la colonne en une partie gazeuse principale détendue et une petite partie liquéfiée, permet le fonctionnement de la turbine principale à une température d'entrée supérieure permettant un rendement thermodynamique supérieur à ce qu'on obtient lorsque tout l'air de l'installation passe dans la turbine; la petite partie liquéfiée permet de récupérer plus de frigories des courants de produits et dtévacuation qui quittent les colonnes. On détend séparément dans une seconde turbine une autre petite partie de l'air comprimé refroidi, cette partie étant avantageusement comprise entre 1 et 20 % environ, et de préférence entre 2 et 15 %0 environ. Cette disposition permet de récupérer encore des frigories. On peut prélever cette petite partie soit dans la partie réchauffée de l t évacuation de la turbine principale, soit dans l'échangeur de chaleur d'alimentation. Dans le premier cas, on dit dans le présent mémoire que le dispositif subit un "cycle série" car les deux turbines sont montées en série, et dans le dernier cas on dit qu'il s'agit d'un "cycle parallèle" car les turbines sont montées en parallèle. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'évacuation de la seconde turbine retourne à l'échangeur de chaleur d'alimentation et assure un refroidissement supplémentaire, la turbine étant appelée dans ce cas turbine d'air en excès, car cet air ne parvient pas aux colonnes de distillation de l'installation. Dans une variante, l'évacuation est reliée à la colonne de distillation à pression supérieure ou faible pour y être rectifiée.Bien que les modes de réalisation particuliers décrits à titre d'illustration dans le présent mémoire utilisent le cycle série pour fournir de l'air en excès, le cycle parallèle étant utilisé pour fournir l'air de la colonne supérieure, il est évident que le cycle série peut assurer l'alimentation en air de la colonne supérieure et le cycle parallèle en air en excès.le choix entre ces deux possibilités dépend principalement du mélange de produits voulu, c'sst-à-dire des quantités voulues d'oxygène, d'azote et/ou d'argon liquides et de ces éléments gazeux, ainsi que de la pureté qu'on demande à chaque courant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre un cycle série, les turbines étant montées en série et la seconde de cellesci destinée à l'air en excès refoulant dans l'échangeur de chaleur principal d'alimentation ; et la figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation mettant en oeuvre un cycle parallèle, les turbines étant montées en parallèle, la seconde turbine ou turbine de colonne supérieure alimentant la colonne de distillation fractionnée sous basse pression de l'ins- tallation. Le mode de réalisation de la figure 1 permet la séparation, par le froid,de l'air en azote liquide, oxygène liquide et azote gazeux. Pour chaque mètre cube traité d'air dans les conditions normales (21,10C et 1013 millibars), le dispositif peut fournir 76 litres d'azote liquide, 87 litres d'oxygène liquide et 233 litres d'azote gazeux. On sèche et on débarrasse l'air qui pénètre des matières atmosphériques qui contaminent, par exemple le gaz carbonique et l'acétylène, avant de l'introduire par la conduite 30 en vue de le refroidir. On peut par exemple réaliser la purification préalable de l'air à l'aide d'adsorbants sélectifs à tamis moléculaire, par exemple de zéolithe A ou de zéolithe X. Deux turbInes de détente, une turbine principale 11 et une turbine 12 d'air en excès,permettent le refroidissement nécessaire pour la poursuite du procédé et fournissent l'oxygène et ltazote liquides. La turbine 11 détend une partie principale du courant d'air principal provenant de la conduite 30 de la pression d'entrée d'environ 42,4 bars à la pression d'environ 8,3 bars qui règne dans la colonne inférieure 32. La partie principale de fluide quittant la par turbine 11 alimente/une conduite 34 la colonne 32 sous pression élevée sous forme d'une vapeur proche de sa température de saturation, alors que le reste qui n'est pas nécessaire à la rectification est réchauffé dans l'échangeur 14 et fournit des frigories supplémentaires en se détendant dans la turbine 12 à une pression qui convient à la régénération des lits d'adsorbant décrits précédemment.Comme les turbines 11 et 12 sont montées en série, on peut appeler le procédé de la figure 1 "cycle série". Bes frigories nécessaires pour faire fonctionner les colonnes 31, 32 et pour retirer le liquide passent initialement dans le courant d'air qui pénètre dans la conduite 30 gracie à l'échangeur de chaleur primaire 14 ou d'alimentation. L'air est refroidi par plusieurs courants, en particulier par l'air en excès provenant de la turbine 12 et arrivant par la conduite 35, l'azote gazeux produit arrivant par la conduite 36,et un courant évacué constitué principalement par de l'azote et arrivant par la conduite 38, Dans le dispositif de la figure 1, l'air d'entrée de la conduite 30 pénètre à une pression d'environ 42,4 bars et une température d'environ 32,20C. Dans le premier circuit 39 de l'échan- geur, l'air qui pénètre échange de la chaleur avec trois courants qui circulent en sens inverse, l'air en excès arrivant par la conduite 35 à une température de l'ordre de 1100K, l'air évacué provenant de la conduite 38 à une température d'environ 960in, et l'azote gazeux produit provenant de la conduite 36 à une température d'environ 950K. L'air en excès passe de l'échangeur 14 à la conduite 29 à une pression d'environ X,76 bars. Le courant de purge qui arrive dans lféchangeur 14 par la conduite 78 passe à l'atmosphère par l'intermédiaire de la conduite 40 à une pression de 1,1 bar. L'azote produit quitte l'échangeur 14 par la conduite 41 et parvient à un compresseur non représenté dont la pression d'entrée est de l'ordre de 5,2 à 5,5 bars. Après le premier circuit 39, l'air est éventuellement retiré de l'échangeur 14 et parvient à un refroidisseur préliminaire 42 destiné à refroidir encore l'air par échange avec un courant de fluide de refroidissement externe, constitué par de l'ammoniac ou un hydrocarbure halogené. Le refroidissement préliminaire n'est cependant pas indispensable, mais il est commode pour augmenter la production d'azote et d'oxygène liquides de l'installation. Ie mode de réalisation représenté sur la figure 2 ne comporte pas un tel refroidisseur 42. Après son retour du refroidisseur 42 à l'échangeur 14, le courant d'air se divise en deux parties, la partie principale passant dans un circuit de refroidissement 44 de l'échangeur, puis par une conduite 45 vers la turbine principale 11. La plus petite partie passe dans un circuit 46 de refroidissement et de liquéfaction où l'air est liquéfié à ltextrémité froide de l'échangeur 14 sous l'action des courants qui pénètrent dans l'échangeur 14 et qui sont les plus froids à ce niveau. On règle le fonctionnement de l'échangeur 14 en étranglant plus ou moins le courant d'air liquide allant à la colonne 32 en fonction de la température de sortie de la turbine principale 11. Le rôle de ce petit courant apparaîtra mieux dans la description donnée plus loin à propos du fonctionnement des colonnes 31 et 32. Comme on l'a vu précédemment, l'air sort de l'échangeur 14 sous forme de deux courants dont la partie principale passe par la conduite 45 et la petite partie ou liquéfiée par la conduite 48, à partir du circuit 46. La partie principale a une température de 1700K et une pression de 41,4 bars et alimente la turbine 11. La turbine 11 principale ou de la colonne inférieure détend l'air réfrigéré provenant de la conduite 45 et assure le refroidissement nécessaire à la fabrication de liquide dans l'installation. Comme la turbine 11 détend l'air avant qu'il ne parvienne aux colonnes de distillation 31, 32, il est convenable d'appeler ce cycle "cycle de détente préalable". La turbine 11 est de préférence d'un type rotatif, de préférence d'un type centrifuge plut8t qu'axial. Elle reçoit l'air à 41.4 bars et 170ou et le détend à une pression de 5,85 bars à une température de 102 K. Xe courant 49 qui quitte la turbine se divise alors en une partie principale passant par la conduite 34 et atteignant directement le fond, ou bouilleur, de la colonne 32 sous pression élevée. Une petite partie retourne par la conduite 50 à un circuit supplémentaire 51 de l'échangeur 14 où il se réchauffe à 1480K sous 5,79 bars avant de pénétrer dans la turbine 12. Le cas échéant, on peut faire passer directement une partie de ce petit courant par une vanne auxiliaire 52 destinée à court-circuiter le circuit 51 pour que l'air passe directement à la turbine 12 en vue d'équilibrer la température d'entrée de celle-ci. La turbine 12 d'air en excès est montée en série avec la turbine Il pour assurer la seconde phase de détente d'une petite partie de l'air d'entrée. Cette partie, qui constitue de 5 ffi ou moins à 30 % environ de la quantité totale d'air de l'installation, donne un refroidissement supplémentaire qui permet d'obtenir une production maximale d'oxygène et azote liquides. Comme on l'a noté précédemment, 11 air comprimé qui alimente la turbine 12 comprend une partie de l'air évacué par la turbine 11, réchauffé de 1020K dans le circuit 51 de l'échangeur 14, et éven tuellement une petite quantité prélevée directement à la sortie de la turbine 11 par la conduite 52. Les deux courants sont à des pressions de l'ordre de 5,79 à 5,85 bars et ils se détendent dans ia turbine 12 à une pression d'environ 2,76 bars, la température correspondante étant d'environ 1100K. Dans ce cycle série, on constate qu'il est souhaitable d'utiliser le refroidissement produit par la turbine 12 uniquement pour refroidir l'air qui pénètre dans l'échangeur 14. L'air évacué par la turbine 12 n'alimente en aucune façon les colonnes de distillation 31 ou 32. L'air en excès qui quitte la turbine 12 par la conduite 35 passe dans le circuit 52 de l'échangeur, puis dans la conduite 29. Les colonnes 31 à basse pression et 32 à pression élevée fonctionnent de façon pratiquement classique en effectuant la distillation fractionnée,à basse température, de l'air en ses principaux éléments, c'est-à-dire l'azote et l'oxygène. L'air pénètre d'abord dans la colonne 32 qui fonctibnne à une pression de 5,85 bars et la plupart des éléments séparés pénètrent alors dans la colonne 31 qui fonctionne à une pression de 1,72 bar. On peut en réa- lité faire varier entre des limites assez éloignées ces pressions, pourvu que la température au sommet de la colonne 32 soit supérieure à celle qui existe au fond de la colonne 31, pour que les vapeurs qui quittent la colonne 32 puissent être utilisées comme fluide de rebouilleur dans la colonne 31.La fraction de tête de la colonne 72 est de l'azote liquide, et la fraction qui se trouve à la partie inférieure de la colonne 31 est de l'oxygène liquide. L'alimentation de la colonne 32 comprend deux courants obtenus par division de l'air comme décrit précédemment. Le courant principal qui pénètre par la conduite 34 est entièrement gazeux et provient directement de la turbine 11. Le petit courant qui pénètre par la conduite 48 et une soupape d'étranglement 54 est l'air comprimé au moins partiellement liquéfié dans le circuit 46 de l'é- changeur 14. L'utilisation d'une alimentation d'air divisée pour la colonne 32 est une caractéristique notable de l'invention. La capacité d'une installation à produire des quantités notables de liquide dépend de la création et de l'utilisation efficaces du refroidissement, et le procédé de l'invention est excellent pour l'obtention de quantités notables de produit liquide dans des installations fonctionnant avec des pressions d'entrée relativement faibles. On obtient cette efficacité en détendant l'air de la turbine principale d'une température aussi élevée que possible et compatible avec la récupération de frigories. En divisant l'air avant la turbine 11 et en condensant la petite partie en la faisant circuler à contre-courant du produit et de la purge dans l'échangeur 14 (ou dans un surchauffeur qu'on décrira à propos du cycle parallèle), cette petite partie est liquéfiée et permet de récupérer les frigories qu'on perd normalement dans les courants d'évacuation ou de retour. Les frigories récupérées retournent dans la colonne 32 avec l'air liquéfié de la conduite48, ce qui permet la production d'oxygène et d'azote liquides sans qu'il faille utiliser un liquéfacteur séparé. De plus, grâce à la liquéfaction et au refroidissement de la petite partie de l'air comprimé, on peut maintenir la température de l'air à l'entrée de la turbine 11 à une valeur supérieure à celle qui serait autrement nécessaire pour l'alimentation de la colonne 32 en air contenant du liquide. Ainsi, la turbine 11 peut fonctionner de la façon la plus efficace grâce à la détente depuis une température aussi élevée que possible de manière à créer des frigories. Toujours selon l'invention, la partie principale de l'air pénètre au fond de la colonne 32, alors qu'une partie secondaire pénètre sous forme d'un courant principalement liquide par la conduite 48. Ce dernier courant a initialement une température d'environ 102 K. Dans la colonne 32, les vapeurs qui s'élèvent sont de plus en plus riches en azote, étant en contact avec un courant descendant à reflux d'azote liquide qui s'enrichit en oxygène au fur et à mesure de sa descente dans la colonne 32. Les vapeurs qui quittent le haut de la colonne 32 par une canalisation 55 supérieure sont principalement des vapeurs d'azote, et elles passent, d'une part dans le rebouilleur 56 et,d'autre part,dans la conduite 36 sous forme d'azote gazeux, puis dans le compresseur, non représenté, qui reçoit l'azote par une conduite 41. Les vapeurs de la colonne 32 qui pénètrent dans le rebouilleur 56 se condensent dans celui-ci sous forme d'azote de fond. Une partie de cet azote retourne dans la colonne 32 par la conduite 58 comme reflux, une seconde partie passant par la conduite 59 à une température de-95 K sous forme d'azote liquide produit. Ce produit passe dans le surchauffeur 60 qui refroidit le liquide à 85 K et l'envoie vers un séparateur 61 par une conduite 62 et une soupape d'étranglement 64 en vue d'un refroidissement instantané ultérieur. On retire l'azote liquide final au fond du séparateur 61 à une pression de 1,72 bar à une température de 82 K. Il contient environ 0,0004 % d'oxygène. Simultanément, le produit qui se trouve au fond de la colonne 72 sort de celle-ci par la canalisation 65 de fond et rejoint le circuit 66 du surchauffeur 60. il s'y refroidit et passe par une soupape d'étranglement 68 dans la conduite 69 qui permet l'alimentation en liquide de la partie supérieure de la colonne 31. Ce courant d'alimentation comprend environ 32,6 moles % d'oxygène. La colonne 31 assure la séparation du courant d'alimentation en un produit gazeux de purge prélevé à la partie supérieure et retiré par une canalisation de tête 70, et en oxygène liquide à 99,5 moles % passant par le fond dans une canalisation 57. Le gaz purgé de la canalisation 70 se combine avec l'azote provenant du séparateur 61 par la canalisation de tête 71, et les gaz de purge combinés qui sont à une température de l'ordre de 840K passent dans un circuit 72 du surchauffeur 60. Ce courant de purge passe alors par la conduite 78 à l'échangeur 14 en vue d'une récupération supplémentaire de frigories. Il est ainsi évident que le cycle série fournit une quantité notable à la fois d'azote liquide (76 litres) et d'oxygène liquide (87 litres) avec de l'azote gazeux (233 litres) pour 1 000 litres d'air. La quantité de liquide obtenue est habituellement élevée pour une installation qui fonctionne avec une pression d'entrée aussi faible et qui n'utilise pas de refroidissement externe. Ainsi, le cycle permet la production d'un ou plusieurs produits liquides avec un ou plusieurs produits gazeux. De plus, on peut faire varier entre des limites relativement éloignées les courants de produits de manière à augmenter la production d'un liquide en fonction des demandes des consommateurs. La figure 2 représente un mode de réalisation qui permet la séparation de l'air en vue de donner une quantité maximale d'oxygène liquide, avec de l'oxygène et de l'azote gazeux. Le procédé peut aussiconvenir, comme le montrera la description suivante, à la fabrication d'azote liquide. 7 % environ de l'air utilisédonnentun produit liquide. Dans le procédé illustré par la figure 2 et parfois appelé cycle parallèle dans la suite du présent mémoire, on utilise deux turbines de détente, la turbine principale111 et la turbine 112 de la colonne supérieure,les deux turbines étant montées en parallèle. L'air traité par la turbine 112 est prélevé dans l'échangeur 117,114 et n'est plus une partie de l'évacuation de la turbine principale comme dans le cas de la figure 1. Contrairement aussi au mode de réalisation de la figure l, la turbine 112 évacue directement les gaz dans la colonne supérieure 131 et non dans l'échangeur, cette disposition donnant de l'air supplémentaire pour la rectification dans les colonnes. Pur chaque mètre cube d'air traité par heure dans les conditions normales (21,10C et 1015 millibars), le procédé de la figure 2 permet d'obtenir 90 litres d'oxygène liquide, 125 litres d'oxygène gazeux à 99,5 ç et 201 litres d'azote gazeux contenant moins de 10 ppm d'oxygène. Pour permettre une comparaison commode du cycle parallèle de la figure 2 avec le cycle série de la figure 1, on a désigné les éléments de la figure 2 qui sont analogues à des éléments de la figure 1 par des références différant de 100 unités. L'air pénètre dans le dispositif de la figure 2 à une pression de-19,78 bars et à une température de 279,40K. Une adsorption préalable diminue la teneur en gaz carbonique à moins de 0,25 ppm environ, de préférence autour de 0,1 ppm ou moins. On retire l'eau à l'aide d'adsorbeurs à tamis moléculaire pour obtenir un point de rosée inférieur à -460C, et le plus souvent à -740C. Le refroidissement lors du cycle parallèle de la figure 2 est assuré par deux turbines de détente, la turbine principale 111 et la turbine 112 de la colonne supérieure. La turbine 111 détend la majeure partie du courant d'air de la pression d'entrée d'environ 19,78 bars à la pression de la colonne 132 qui est dans ce cas de 6,69 bars. La turbine 112 détend une petite partie de l'air de 19,78 bars à la pression de 1,72 bars qui est celle de la colonne à basse pression. Un échange thermique indirect à contre-courant avec les courants froids, dans des échangeurs 113,114, refroidit l'air comprimé qui pénètre dans le dispositif de la figure 2. L'air à 19,78 bars et 279,40K pénètre dans le dispositif par la conduite 130 et se divise dans deux conduites 181 et 182, avant les échangeurs 113, 114. On règle les débits des conduites 181 et 182 pour équilibrer les courants et les charges thermiques des deux échangeurs. Chaque échangeur 113 et 114 comprend trois circuits de fluide ou passages. Les passages 184, 185 des échangeurs 113, 114 destinés à l'air d'alimentation comportent des piquages 186, 188 qui permettent le prélèvement d'une partie de l'air des passages 184,185 en un point intermédiaire, cette partie d'air ne subissant pas de réfrigération plus poussée. La position de ces piquages est intermédiaire pour permettre l'obtention des températures voulues pour l'air en vue de faire varier les débits et les conditions d'entrée ainsi que les mélanges de produits. Tes échangeurs 113, 114 permettent l'échange de chaleur avec l'oxygène gazeux produit par le dispositif. L'oxygène liquide de pureté environ égale à 99,5 %, retiré de la colonne 131 par la conduite 189, réchauffé dans le liquéfacteur 190 (qu'on décrira plus loin) se sépare en deux courants qui passent dans les conduites 191, 192 qui alimentent les échangeurs 113, 114, en vue d'échanger des frigories avec l'air qui pénètre dans l'installation. L'oxygène gazeux produit sort des échangeurs 113, 114 par une conduite 194. En plus de l'échange avec l'oxygène gazeux produit, qui la partie de l'air/pénètre dans l'échangeur 113 y échange des frigories avec l'azote gazeux produit. L'azote passe par la conduite 136 vers l'échangeur 113 d'où il est évacué par la conduite 141. De façon analogue, la moitié de l'air d'entrée qui passe dans l'échangeur 114 par la conduite 184 échange des frigories avec le produit de purge, qui est principalement de l'azote, et qui parvient à l'échangeur t14 par la conduite 138. l"air qui quitte les échangeurs 113, 114 se sépare en trois courants. l'a partie principale qui a une pression de 19,44 bars et une température de 139,30X, passe par la conduite 145 vers la turbine principale 111. Une première partie secondaire aux mêmes pression et température passe par la conduite 148 vers un circuit 146 de liquéfacteur dans le surchauffeur 160, puis alimente la colonne 131. Une seconde partie secondaire prélevée aux piquages 186, 188 à une pression de 19,44 bars et une température de 1800g parvient par la conduite 152 à la turbine 112, puis est utilisée comme alimentation supplémentaire pour la colonne 1 X1. La turbine llT détend la partie principale de l'air d'entrée pour assurer le refroidissement en vue de la production de liquide dans l'installation. Comme la turbine 111 détend l'air avant qu'il passe dans les colonnes 131, 132 de fractionnement ou de distillation, le cycle parallèle est aussi une liquéfaction à détente préalable. Issa turbine 111 reçoit l'air par une conduite 145 provenant des échangeurs 113, 114, à une pression de 19,31 bars et une température de 139,70K, et il le détend à une pression d'environ 6,89 bars. La température de l'air détendu est de l'ordre de 105,80K, c'est-à-dire à environ 3,80 au-dessus de la température de saturation de l'air à 6,89 bars. L'air détendu par la turbine 111 passe dans la conduite 149 et se sépare en deux courants qui alimentent tous deux la colonne 132. Un des courants qui constitue la partie principale pénètre directement au fond ou dans le bouilleur de la colonne 132 par la conduite 134. La petite partie passe dans un circuit 151 du liquéfacteur 190 où elle se liquéfie par échange indirect à contre-courant avec l'oxygène produit provenant du fond de la colonne 131 à la conduite 189. l'a petite partie de l'évacuation de la turbine 111 passe dans le circuit 151, sort à une température d'environ 100,50K et passe dans la colonne 132 par l'intermédiaire d'une conduite 150.Ce courant rejoint l'air liquéfié retiré du circuit 146 du liquéfacteur par une conduite 148 à une pression d'environ 6,69 bars et une température d'environ 1080g..Le courant combiné pénètre dans la colonne inférieure 132 à une pression d'environ 6.69 bars et à une température d'environ 100,80K, et parvient à la conduite 195 à l'état liquide dans la colonne 132. ia turbine 112 est montée en parallèle à la turbine 111 et elle détend une petite partie de 1 air refroidi de manière à le refroidir encore de façon à rendre maximale la production de liquide dans l'installation. Cette petite partie qui est comprise entre 5 % ou moins et 20 % environ ou plus de la totalité de l'air qui pénètre dans la conduite 130, parvient à la turbine 112 à une température supérieure à celle de l'air qui alimente la turbine 111, de manière à obtenir le plus grand refroidissement possible. Lorsque la température à-l'entrée de la turbine 112 est au niveau le plus élevé possible permettant la récupération de frigories à la température voulue., la turbine fournit le refroidissement maximal. L'air qui pénètre dans la turbine 112 a une pression de 19,44 bars et une température à l'entrée de 1800K. Issa turbine 112 le détend à une pression d'environ 1,7 bar et ltévacue directement par la conduite 135 dans la colonne 131 comme alimentation gazeuse. La turbine 112 permet un réglage utile-du mélange produit par le cycle parallèle. Pour rendre maximale la production de liquide, avec cependant une diminution de la capacité de l'installation, on introduit une quantité d'air secondaire supérieure dans la turbine 112. Dans une variante, pour rendre minimale la production de liquide, on admet moins d'air. Dans le cas où on ne veut aucun liquide et où on utilise le cycle parallèle seulement pour produire de l'azote et de oxygène gazeux, on peut mettre hors service la turbine 112 et ne pas envoyer d'air par la conduite 135 vers la colonne 1 31. L'alimentation de la colonne 132 comprend trois courants précédemment décrits. Be courant principal qui pénètre dans le rebouilleur par la conduite 134 est exclusivement gazeux et provient directement de ltévacuation de la turbine 111 à une température d'environ 105,80K. Be petit courant qui pénètre dans la colonne 132 a une pression et une température de 6,69 bars et 1970K, respectivement, et il comprend les deux petites parties de l'air refroidi et liquéfié comme décrit précédemment.En particulier, il comprend l'air refroidi retiré des circuits 184,185 des échangeurs 113, 114 par la conduite 148, liquéfié dans le circuit 146 du surchauffeur 160 et pénétrant dans la colonne 132 par la conduite 148, ainsi qutune petite portion de ltévacuation de la turbine 111 prélevée par la conduite 150 et passant dans le circuit 151 du liquéfacteur 190. Lorsque, dans le cas décrit, on retire oxygène liquide du dispositif de l'invention, un courant supplémentaire d'azote de la colonne 132 est retiré du rebouilleur 1 56 de la colonne 1 31 e conduit par la conduite 198 au sous-refroidisseur 199 qui refroidit l'oxygène iiquide au-dessous de son point d'ébullition. Ce courant de la conduite 198 quitte le sous-refroidisseur 199 et passe par la conduite 200 vers le circuit de purge 172 du surchauffeur 160, d'où il passe au préchauffeur 114 d'alimente tation, puis ensuite à la purge. Le rôle de la colonne supérieure ou à basse pression est de produire de l'oxygène de pureté élevée et elle reçoit trois courants, l'air provenant de la turbine 112 à 1,72 bar et 1090K, une alimentation principalement liquide (à 13 % au maximum de vapeur) provenant du bouilleur de la colonne 132, à une température d'environ 960K, et de l'azote provenant d'un circuit 201. La colonne 131 concentre l'azote à sa partie supérieure et l'oxygène à sa partie inférieure. L'azote sort par la canalisation supérieure 170 en constituant le courant le plus froid de l'installation à une pression d'environ 1 ,32 bar et à une température de 79,70K. Sa teneur en oxygène est inférieure à 10 ppm. Ce courant alimente le surchauffeur 160 qui reçoit successivement à contre-courant les trois courants suivants : (a) l'azote du circuit 201 avant qu'ii ne pénètre dans la colonne 131, (b) le liquide sous-refroidi du bouilleur dans le circuit 166 avant que le liquide ne pénètre dans la colonne à basse pression, et (c) la petite partie de l'air d'entrée destinée à être liquéfiée dans le circuit 146 avant de pénétrer dans la colonne 132. On obtient un refroidissement supplémentaire du surchauffeur 160 par évacuatior!dtun courant de purge par une conduite 202 partant juste au-dessous du toit de la colonne 131 et en combinant ce courant de purge avec celui de la conduite 200. Le courant total a une température d'environ 81ou, il contient environ 2,74 % d'oxygène et il est chauffé dans le surchauffeur 160 à environ 1220K, et dans le préchauffeur 114 à environ 2780K, après quoi on l'évacue dans l'atmosphère. L'oxygène liquide produit (conduite 157) est disponible à la partie inférieure ou dans le rebouilleur de la colonne 1 31. Be liquide du rebouilleur est pompé dans un lit d'adsorbant 204 en gel de silice puis divisé en une partie qui retourne par la conduite 205 à la colonne 1 31 et une seconde partie qui va au sous-refroidisseur 1 99 où elle forme le liquide sousrefroidi fourni par le dispositif. Be gel de silice a pour rôle d'assurer une protection secondaire en vue d'éliminer les traces de gaz carbonique qui ont pu échapper au traitement initial auxtamis moléculaires avant la compression. Bien que le procédé de la figure 2 tel que décrit permette la production d'environ j % de l'air sous forme d'oxygène liquide, on peut utiliser des variantes pour modifier le mélange produit. On peut augmenter la fourniture d'oxygène liquide en réduisant la capacité de l'installationetenaugmentantle débit d'air en excès dans la turbine 112. Inversement, on peut diminuer la quantité d'oxygène liquide en éliminant totalement le courant qui passe dans la turbine 112. Il est souhaitable d'utiliser cette variante lorsqu'on veut la récupération maximale d'oxygène. Lorsqu'on désire fabriquer du gaz seulement dans le cycle parallèle, on interrompt l'écoulement dans la turbine 111 et on augmente le débit dans la turbine 112. Pour un débit dans la turbine 112 de 4 250 litres par heure, le cycle parallèle tel que représenté sur la figure 2 permet d'obtenir 5 170 litres d'oxygène gazeux et 2800 litres d'azote gazeux aux puretés imposées, pour 28 3Q0 litres fournis par heure. Dans ce cas, le refroidis qui sement/permet au procédé de se poursuivre est assuré par la turbine 112, et un débit de 24 m3 passe simplement dans une canalisation munie d'une vanne Permettant de court-circuiter la turbine 111. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICBTIONS 1. Procédé de séparation de l'air par le froid, à l'aide d'une distillation fractionnée sous haute pression, puis sous basse pression, l'air comprimé étant débarrassé des impuretés atmosphériques avant son refroidissement,refroidi par échange thermique avec des courants froids produits par la mise en oeuvre du procédé, et détendu à une pression basse pour assurer l'alimentation en gaz froid nécessaire à la distillation, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on comprime l'air à une pression d'en trée comprise entre 8,3 et 48 bars et supérieure à la pression de la distillation sous pression élevée, on refroidit et on détend une première petite partie constituant de 1 à 20 ç de l'air à une pression inférieure à celle de la distillation à haute pression et on récupère les frigories du gaz froid à basse pression obtenu, on refroidit et on liquéfie une seconde petite partie constituant de 1 à 20 % de l'air comprimé à la pression d'entrée de manière à former de l'air liquide,et on distille cet air liquide, les frigories nécessaires provenant des courants froids qui sont ainsi partiellement chauffés, on refroidit partiellement la partie principale de l'air comprimé par les courants froids partiellement chauffés, on détend la partie principale à la pression de la distillation sous pression élevée de façon que le fluide froid détendu soit entièrement gazeux, et on fait circuler au moins une partie du gaz froid obtenu vers la distillation sous haute pression. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première petite partie de l'air à détendre est une partie réchauffée de la partie principale détendue de l'air comprime. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la petite partie de l'air à détendre est refroidie à une température intermédiaire, la partie principale de l'air à détendre étant refroidie à une température inférieure à cette température intermédiaire, les parties petite et principale étant ensuite détendues-en parallèle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait passer ensuite la première petite partie détendue en échange thermique avec l'air comprimé débarrassé des impuretés en vue de refroidir celui-ci, cette première petite partie constituant l'un des courants froids. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on détend la première petite partie à la pression de la distillation sous basse pression, puis on lui fait subir la distillation sous basse pression. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde petite partie constitue de 2 à 15 % de l'air comprimé et est refroidie et liquéfiée.