Brevet FR2406782A1 — publié le 19790518

La présente invention concerne un procédé de stockage dans une enceinte isolée d'un liquide cryogénique composite avec une phase gazeuse surplombant une phase liquide, du genre oU l'on maintient substantielle ment constante la pression de ladite phase gazeuse, qui a tendance a' sté- lever sous l'effet d'évaporation due au flux thermique provenant de l'at- mosphère extérieure, par échange thermique de ladite phase gazeuse avec un fluide cryogène à température plus froide que ladite phase gazeuse. De la sorte, on peut réussir le stockage de liquides cryogéniques compo sites, sans que la pression et la température étant constantes, il se pro duise des phénomènes d'enrichissement des constituants du mélange du fait du phénomène de distillation. Cependant les réalisations de ce genre de procédé sont particulièrement onéreuses, car elles nécessitent toujours l'alimentation d'un fluide frigorigène spécial à partir d'une unité fri gorifique. Cela constitue un équipement relativement important. L'objet de la présente invention est un procédé de stockage qui évite certains inconvénients et ne nécessite aucune installation frigori fique spéciale pour sa mise en oeuvre. Un autre objet de l'invention est un tel procédé qui permet d'obtenir ce résultat sans pratiquement provo quer de pertes de gaz liquéfié. Selon l'invention, le fluide cryogène est prélevé de ladite phase de gaz liquide sous pression et est détendu à une basse pression de vaporisation, puis vaporisé en échange thermique avec la phase gazeuse, ensuite évacué hors de ladite enceinte. En choisissant d'utiliser le fluide cryogène stocké et en provoquant une détente, ce qui est toujours possible compte tenu des différences de pression entre la pression de stockage et la pression d'utilisation, on évite ainsi toute installation annexe frigorifique et l'on peut récupérer ainsi les vapeurs détendues,que l'on réunit avantageusement dans toute la mesure du possible avec le débit gazeux d'utilisation. La présente invention concerne également une installation de stockage qui met en oeuvre ce Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple, en référence au dossier annexé dont la figure unique représente une installation de stockage conforme à l'invention. Un réservoir cryogénique 1 convenablement isolé vers l'exté rier est équipé de moyens d'introduction d'un fluide liquide composite, à tubasse température, comprenant un conduit d'amenée en source 2 à van > 3 débouchant en position basse dans le réservoir 1 et un conduit d'amenée en pluie 4 à vanne 5 débouchant en position haute dans le réser voir 1, et de moyens de soutirage liquide comprenant une conduite d'utilisation 6 prenant naissance en position basse dans le réservoir 1 et incorporant une vanne régulatrice 7 et un vaporiseur 8.En outre, on prévoit un dispositif de mise en pression rapide comprenant une canalisation 9 débouchant, dtune part en une position basse dans le réservoir 1 et, d'autre part en une position haute dans ledit réservoir 1 cette canalibation 9 incorporant une vanne 10 et un réchauffeur atmosphérique 11. Un dispositif de recondensation incorpore, en une position haute dans le réservoir 1, un condenseur 12 dont une extrémité d'entrée est raccordée, c8té basse pression, & un moyen déprimogène 13 raccordé lui-même, côté haute pression, à une tubulure 14 s'étendant jusqu'à une position basse dans le réservoir 1, où elle débouche via un filtre 15. Le condenseur 12 est raccordé, à une autre extrémité, à une canalisation d'évacuation 16 incorporant une vanne 17 à ouverture tout ou rien, un réchauffeir 18 et une vanne 19 à ouverture tout ou rien et débouchant dans la conduite d'utilisation 6 en aral du vaporiseur 8. En amont de la vanne régulatrice 19, on prévoit une conduite de dérivation 20 à soupape 21 débouchant à une éracuation 22 qui peut être l'atmosphère. En outre, une canalisation de sécurité de surpression 23 à soupape 24 s'étend d'une position haute dans le réservoir 1 Jusqu'à l'évacuation 22. La vanne 17 du dispositif de recondensation et la vanne 10 du dispositif de mise en pression rapide sont asservies à un dispositif de commande 25 associé à un pressostat 26 mesurant la pression dans la phase gazeuse B, le dispositif assurant, d'une part, ltouverture de de la vanne de mise en pression rapide 10 exclusivement pendant les périodes où la pression mesurée de la phase gazeuse est inférieure d'une faible valeur à la pression nominale (par exemple, la vanne 10 s'ouvre si la pression mesurée est inférieure å 8,5 bars pour une pression nominale de 10 bars et se ferme si la pression mesurée est supérieure à 9 bars), d'autre part1 l'ouverture de la vanne de recondensation 17, exclusivement pendant les périodes où la pression mesurée de la phase gazeuse est supérieure, d'une faible valeur, à la pression nominale (par exemple, la vanne 17 s'ouvre pour une pression mesurée supérieure à 10,5 bars et se ferme lorsque la pression descend en dessous de 10 bars). Le fonctionnement de l'installation de stockage décrite est le suivant, en partant d'une situation où le réservoir 7 est au moins partiellement empli de liquide cryogénique formant une phase liquide A et une phase gazeuse B, le tout sous la pression nominale P de stockage obtenue au début et, le cas échéant, par la mise en oeuvre du réchauffeur Il de mise en pression rapide. La pression mesurée dans la phase gazeuse a tendance a s'accroitre au cours du temps, du fait des déperditions thermiques provoquant une évaporation et également parce que le soutirage normal est effectué sous forme liquide, à l'exclusion d'un soutirage gazeux, bien que l'utilisation eoit gazeuse. Un soutirage sous forme liquide est nécessaire pour différentes raisons et notamment pour éviter une distillation, donc un glissement de composition, au cours du vidage.Pour minimiser tout phénomène de distillation, selon l'invention, on recondense l'excès de vapeurs produites (qui se manifeste par une élévation de pression) de la façon suivante : dès que la pression mesurée dépasse la pression nominale de la faible valeur indiquée précédemment, la vanne de recondensation 17 s'ouvre et un faible débit est prélevé au travers du filtre 15 sous la tubulure 14. Le liquide sous haute pression se détend à basse pression dans le dispositif déprlaogène 13 où une faible partie se vaporise en flash et le mélange à basse pression est ensuite vaporisé dans le condenseur 12 en échange thermique avec la phase gazeuse B transférant à celleci une énergie frigorifique au moins égale à la chaleur de vaporisat6a. du liquide, ce qui assure, puisque dans la phase gazeuse B les conditions de pression et de température sont plus élevées que dans le condenseur 12, une condensation d'une partie des vapeurs, réduisant d'autant la pression dans la phase gazeuse B. Aussitôt que la pression mesurée est égale à la pression nominale, la vanne de recondensation 17 se ferme et le condenseur 12 voit progressivement ses pression et température internes remonter et rejoindra celles de la phase gazeuse B. On note que le gaz produit dans le condenseur 12 est renvoyé via la vanne 17 et la canalisation 16 vers la conduite d'utilisation 6. On note d'ailleurs que la vanne de renvoi 19 est commandée à l'ouverture par un dispositif 27 pour une pression aval inférieure à une pression de la vanne principale de soutirage 7, assurant ainsi un passage préférentiel vers l'utilisation du gaz produit dans le dispositif de recondensation, ce qui évite au maximum les pertes vers l'extérieur (vers l'évacuation 22) qui sont cependant inéluctables, en cas d'arrêt prolongé de l'utilisation. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée mais englobe toutes les variantes. Ainsi, pour des raisons de maintenance, le dispositif déprimogène lui-mêse peut entre placé à l'extérieur du réservoir pour assurer son accessibilité. L'invention s'ap- plique exclusivement au stockage et à la distribution de liquides cryogéniques composites à points d'ébulition différents, par exemple de l'air liquide, ou un gaz combustible composé d'acétylène et d'éthylène. REVENDICATIOS 1. Procédé de stockage dans une enceinte isolée d'un liquide cryogénique composite avec une phase gazeuse surplombant une phase liquide, du genre où lton maintien substantiellement constante la pression de ladite phase gazeuse, qui a tendance à s'élever sous l'effet d'évaporation due au flux thermique provenant de l'atmosphère extérieure par échange thermique de ladite phase gazeuse avec un fluide cryogène à température plis froide que ladite phase gazeuse, caractérisé en ce que ledit fluide cryogène est prélevé de ladite phase de gaz liquide sous pression et est détendu à une basse pression de vaporisation, puis est vaporisé en échange thermique avec ladite phase gazeuse, ensuite évacué hors de ladite enceinte. 2. Procédé de stockage dans une enceinte isolée d'un liquide cryogénique composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide cryogène vaporisé est réuni au débit d'utilisation, prélevé à l'état liquide dans l'enceinte et vaporisé hors de l'enceinte. 3. Procédé de stockage dans une enceinte isolée d'un liquide cryogénique composite selon la revendication 2, caractérisé en ce que le débit d'utilisation prélevé à l'état liquide passe au travers d'une vanne régulatrice réglée à l'ouverture & une pression de consigne supé rieurs à la pression de consigne d'ouverture d'une vanne au travers de laquelle passe ledit fluide cryogène de recondensation.