Brevet FR2733436A1 — publié le 19961031

ENSEMBLE CONDENSEUR NOTAMMENT POUR ANHYDRIDE PHTALIQUE La présente invention concerne un ensemble condenseur, notamment pour anhydride phtalique. On connaît de tels condenseurs, généralement dénommés condenseurs cycliques, ou "switch condensors", utilisés dans la production de l'anhydride phtalique. Ces condenseurs sont constitués pour l'essentiel d'une enceinte à l'intérieur de laquelle sont disposés des tubes à ailettes dans lesquels circule de l'huile. Ils fonctionnent de la manière suivante. Dans un premier temps, du gaz chaud issu de l'unité de réaction, porteur de vapeur d'anhydride, est amené à traverser l'enceinte précitée, refroidie par de l'huile froide circulant dans les tubes à ailettes. L'anhydride se condense et se dépose sur les tubes et les ailettes. Généralement, le gaz traverse le condenseur de haut en bas, et les tubes et les ailettes sont de plus en plus serrés également de haut en bas de l'enceinte, de sorte que la condensation s'effectue de façon homogène dans le condenseur. Lorsqu'une quantité convenable d'anhydride s'est condensée, on interrompt la circuiation du gaz, que l'on dirige vers un deuxième condenseur. Pendant ce deuxième temps, on fait circuler de l'huile chaude dans les tubes, ce qui provoque la fusion de l'anhydride qui est recueilli à la partie inférieure de l'enceinte Enfin, dans un troisième temps au cours duquel la circulation du gaz est toujours interrompue, on fait de nouveau circuler de l'huile froide dans les tubes à ailettes afin de refroidir l'enceinte. Pendant ce troisième temps, le gaz est dirigé vers un troisième condenseur tandis que l'anhydride condensé dans le deuxième condenseur est fondu et recueilli comme décrit précédemment. Les différentes phases décrites ci-dessus peuvent bien entendu être plus ou moins décalées les unes par rapport aux autres et, d'ailleurs, certaines installations comprennent quatre condenseurs et non pas trois. Quel que soit leur nombre, ces condenseurs sont disposés à proximité les uns des autres, notamment côte à côte de manière que l'amenée et I'évacuation des gaz puissent s'effectuer de la façon la plus rationnelle possible. II est d'une manière générale souhaitable de limiter au maximum la surface au sol occupée par ces trois ou quatre condenseurs. Plus particulièrement, on peut souhaiter remplacer, dans des installations existantes, les condenseurs en place par des condenseurs de plus forte capacité, donc plus volumineux. Or, ces condenseurs doivent avoir des proportions bien déterminées pour que les gaz y circulent convenablement et que la condensation s'y effectue de manière homogène. II est donc nécessaire lors d'un tel remplacement de modifier l'implantation des condenseurs et, par conséquent de refaire les massifs de support en maçonnerie ainsi que toutes les tuyauteries d'amenée et d'évacuation de gaz et d'huile. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble condenseur, notamment pour anhydride phtalique, caractérisé par le fait qu'il comprend deux condenseurs superposés munis chacun d'un raccordement d'alimentation en gaz et d'un raccordement d'évacuation des gaz, les raccordements d'alimentation étant disposés à la partie supérieure d'une des extrémités longitudinales de chacun des condenseurs et les raccordements d'évacuation étant disposés à la partie inférieure de l'autre extrémité longitudinale de chacun des condenseurs, les raccordements d'alimentation étant disposés à la même extrémité longitudinale de l'ensemble condenseur et les raccordements d'évacuation étant disposés à l'autre extrémité longitudinale de cet ensemble, et les deux condenseurs étant séparés par au moins une cloison, ladite cloison étant munie de moyens aptes à recueillir et à canaliser le condensat fondu dans le condenseur supérieur. Un tel agencement possède de nombreux avantages. En premier lieu, il est très compact et occupe notamment une très faible surface au sol eu égard à sa capacité. Par ailleurs, il peut être alimenté par une canalisation d'alimentation unique raccordée aux deux raccordements d'alimentation des deux condenseurs et, de façon similaire, être raccordé par les deux raccordements d'évacuation des deux condenseurs à une canalisation d'évacuation unique. Ces caractéristiques sont particulièrement favorables en cas de remplacement d'un condenseur existant par un ensemble selon l'invention, de plus grande capacité. La (ou les) cloison de séparation assure l'isolation thermique entre les deux condenseurs superposés, puisque la partie inférieure de chacun des condenseurs est, pendant la phase de condensation, à la température de sortie des gaz, très inférieure à la température d'entrée à laquelle sont portées les parties supérieures des condenseurs. On notera que l'ensemble condenseur selon l'invention fonctionne tout en répondant à deux exigences apparemment contradictoires: d'une part, il faut isoler du mieux possible la partie inférieure du condenseur supérieur de la partie supérieure du condenseur inférieur, et, d'autre part cette isolation doit s'effectuer avec un minimum de déperdition d'énergie, par exemple donc, sans assurer de ventilation. En outre, la cloison permet, lors de la phase de fusion du condensat, de recueillir celui du condenseur supérieur, ce qui permet ensuite de le joindre à celui du condenseur inférieur, pour ensuite les évacuer par une canalisation unique. Ceci est également favorable en cas de remplacement d'un condenseur existant. Un autre avantage de l'invention est de permettre un fonctionnement allégé de l'installation, en utilisant un seul des condenseurs, par exemple lors d'une opération de maintenance. L'ensemble condenseur selon l'invention peut comporter une cloison unique entre le condenseur supérieur et le condenseur inférieur, formant le fond du condenseur supérieur et la paroi supérieure du condenseur inférieur ou, dans un autre mode de réalisation, deux cloisons, I'une formant le fond du condenseur supérieur et l'autre formant la paroi supérieure du condenseur inférieur. Dans les deux cas, la face externe des parois du condenseur ainsi que la face inférieure de la, ou des, cloison sont équipées de tubes de "traçage". Ces tubes sont alimentés en vapeur ou en fluide thermique circulant partout à la même température afin de réduire les écarts de température entre les parois externes et les cloisons. II en résulte une réduction des contraintes thermiques supportées par les cloisons et les parois. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un premier mode de réalisation d'un ensemble condenseur selon l'invention; - la figure 2 en est une vue de face; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la cloison de l'ensemble condenseur des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue à encore plus grande échelle du détail IV de la figure 3; - les figure 5 à 8 sont des vues similaires aux figures 1 à 4, illustrant un autre mode de réalisation; - la figure 9 est une vue de face d'une variante de l'ensemble des figures 1 à 4; - la figure 10 une vue à plus grande échelle de la cloison de l'ensemble condenseur de la figure 9; - la figure 11 est une vue de face d'une variante de l'ensemble des figures 5 à 8; et - la figure 12 est une vue à plus grande échelle de la cloison de l'ensemble condenseur de la figure 11. L'ensemble condenseur représenté aux figures 1 à 4 comprend d'une manière générale un condenseur supérieur 1 et un condenseur inférieur 2. Le condenseur supérieur 1 est ici supporté par le condenseur inférieur 2. Ce dernier est monté sur des supports 3 fixés à des massifs de maçonnerie 4. Chaque condenseur 1, 2 forme une enceinte fermée composée respectivement, de façon connue, d'une zone supérieure d'alimentation en gaz 11, 21, généralement semi-cylindrique avec sa concavité tournée vers le bas, d'une zone centrale de condensation 12, 22 généralement parallélépipédique et munie des tubes à ailettes précités, ici non représentés, et d'une zone inférieure d'évacuation des gaz 13, 23 généralement semi-cylindrique avec sa concavité tournée vers le haut. Les zones d'alimentation 11, 21 sont raccordées par des raccordements 14, 24 à une canalisation d'alimentation 30, tandis que les zones d'évacuation 13, 23 sont raccordées par des raccordements 15, 25 à une canalisation d'évacuation 31. Le raccordement 14 se trouve au-dessus du raccordement 24 et le raccordement 15 se trouve au-dessus du raccordement 25, de sorte que les canalisations 30 et 31 sont généralement verticales entre ces raccordements. Par ailleurs, les raccordements 14 et 24 se trouvent à une extrémité longitudinale de l'ensemble condenseur tandis que les raccordements 15 et 25 se trouvent à son autre extrémité. Les tubes à ailettes des condenseurs 1, 2 sont alimentés en huile à partir de raccords 16, 26 respectivement, cette huile étant évacuée par des raccords 17,27. La zone d'évacuation inférieure 13 du condenseur supérieur 1 est séparée de la zone d'alimentation supérieure 21 du condenseur inférieur par une cloison 32 inclinée longitudinalement de haut en bas, ici depuis l'extrémité de l'ensemble condenseur située du côté des raccordements 15 et 25 vers son extrémité opposée située du côté des raccordements 14 et 24. La cloison 32 est en outre courbée transversalement avec sa concavité vers le bas, de manière à former deux rigoles latérales 33 et 33' (figures 3 et 4). Les deux rigoles se terminent en partie basse par deux raccords 34 et 34' qui traversent la paroi frontale du condenseur 1. De même que la cloison 32, le fond du condenseur inférieur 2 est incliné, dans la même direction que cette cloison et se termine en partie basse par un raccord 35 traversant la paroi frontale du condenseur 2. Les raccords 34, 34', et 35 sont reliés par des conduits non représentés. Comme montré aux figures 3 et 4, la cloison 32 est munie de tubes de "traçage" 36 dans lesquels circule l'huile de chauffage et de refroidissement. Ces tubes sont fixés sous la cloison 32, du côté de la partie supérieure du condenseur inférieur 2. Lorsque le condensat déposé sur les tubes à ailettes du condenseur supérieur 1 est réchauffé et fondu par l'huile chaude circulant dans ces tubes1 il s'écoule sur la surface supérieure de la cloison 32, puis dans les rigoles 33 et 33' du fait de la courbure de cette cloison, et vers les raccords 34 et 34' du fait de l'inclinaison de cette cloison. Dans le condenseur inférieur 2, le condensat s'écoule de façon connue par le raccord 35 puis il est évacué avec le condensat issu du condenseur 1. Le mode de réalisation des figures 5 à 8 diffère de celui des figures 1 à 4 par le fait qu'il comporte entre les condenseurs supérieur 1 et inférieur 2, non pas une cloison, mais deux, à savoir une cloison supérieure 40 formant la paroi inférieure du condenseur 1 et une cloison inférieure 41 formant la paroi supérieure du condenseur. Ces deux cloisons sont inclinées et courbées comme la cloison 32 du mode de réalisation précédent, avec, par conséquent, leur concavité tournée vers le bas. La cloison supérieure 40 forme deux rigoles latérales 42 et 42', se terminant en partie basse par deux raccords 43 et 43' traversant la paroi frontale du condenseur 1. Les deux cloisons sont munies sur leur surface inférieure de tubes de traçage 44. L'espace 45 compris entre les deux cloisons 40 et 41 est clos par deux parois 46, munies elles aussi de tubes de traçage extérieurs 48. Le mode de réalisation des figures 9 et 10 diffère de celui des figures 1 à 4 par le fait que la cloison unique 50 séparant les condenseurs supérieur 1 et inférieur 2 a sa concavité tournée vers le haut. Elle forme ainsi une seule rigole centrale 51 pour l'écoulement du condensat du condenseur supérieur 1. Cette rigole centrale 51 se termine en partie basse par un raccord unique 52 par lequel est évacué le condensat liquide. Enfin, le mode de réalisation des figures 11 et 12 est similaire de celui des figures 5 à 8 en ce qu'il comporte deux cloisons 60 et 61 entre les condenseurs supérieur 1 et inférieur 2. Toutefois, dans le cas présent, le condenseur supérieur 1 n'est plus porté par le condenseur inférieur 2, mais par des supports 62 analogues aux supports 3 du condenseur inférieur 2 et reposant, comme ces derniers, sur les massifs de maçonnerie 4. En outre, dans ce mode de réalisation, I'espace 63 compris entre les deux cloisons 60 et 61 est clos par un soufflet formé de feuilles 64 en matériau thermiquement isolant. Bien entendu, les divers modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinés entre eux. C'est ainsi, en particulier, que les deux cloisons des modes de réalisation des figures 6 et 11 pourraient avoir leur concavité tournée vers le haut, la cloison supérieure possédant une seule rigole d'écoulement centrale comme dans le mode de réalisation de la figure 9. De même, dans tous les modes de réalisation, le condenseur supérieur pourrait être supporté indépendamment par le massif de maçonnerie comme c'est le cas dans la figure 11. REVENDICATIONS 1- Ensemble condenseur, notamment pour anhydride phtalique, caractérisé par le fait qu'il comprend deux condenseurs (1,2) superposés munis chacun d'un raccordement (14,24) d'alimentation en gaz et d'un raccordement (15,25) d'évacuation des gaz, les raccordements d'alimentation étant disposés à la partie supérieure (11,21) d'une des extrémités longitudinales de chacun des condenseurs et les raccordements d'évacuation étant disposés à la partie inférieure (13,23) de l'autre extrémité longitudinale de chacun des condenseurs, les raccordements d'alimentation étant disposés à la même extrémité longitudinale de l'ensemble condenseur et les raccordements d'évacuation étant disposés à l'autre extrémité longitudinale de cet ensemble, et les deux condenseurs étant séparés par au moins une cloison (32;40,41;50;;60,61 ), ladite cloison étant munie de moyens (33,33';42,42';51) aptes à recueillir et à canaliser le condensat liquéfié dans le condenseur supérieur. 2- Ensemble condenseur selon la revendication 1, comportant une cloison unique entre le condenseur supérieur et le condenseur inférieur, formant le fond du condenseur supérieur et la paroi supérieure du condenseur inférieur. 3- Ensemble condenseur selon la revendication 1, comportant deux cloisons, I'une formant le fond du condenseur supérieur et l'autre formant la paroi supérieure du condenseur inférieur. 4- Ensemble condenseur selon la revendication 3, dans lequel l'espace (63) compris entre les deux cloisons est clos par des parois en matériau (64) thermiquement isolant. 5- Ensemble condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite cloison formant le fond du condenseur supérieur a sa ligne médiane inclinée d'une extrémité longitudinale du condenseur vers l'autre, et est courbée avec sa concavité dirigée vers le haut de manière à former une rigole d'écoulement pour le condensat liquéfié de chaque côté de l'ensemble condenseur. 6- Ensemble condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite cloison formant le fond du condenseur supérieur a sa ligne médiane inclinée d'une extrémité longitudinale du condenseur vers I'autre, et est courbée avec sa concavité dirigée vers le bas de manière à former une rigole d'écoulement pour le condensat liquéfié dans la zone médiane de l'ensemble condenseur. 7- Ensemble condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le condenseur supérieur est porté par le condenseur inférieur. 8- Ensemble condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le condenseur supérieur est porté par des moyens de support (62) reportant son poids sur la même structure de base (4) que celle qui supporte le condenseur inférieur. 9- Ensemble condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite cloison est munie de tubes de traçage (36; 44).