Brevet FR2920864A1 — publié le 20090313

La présente invention est relative à un appareil et procédé de transfert d'un liquide cryogénique. Elle s'applique aux procédés cryogéniques, sur lesquels on doit protéger une conduite contenant du liquide cryogénique d'une surpression par le biais d'une soupape de débit liquide. Un liquide cryogénique est la forme liquide d'un fluide gazeux à une température et une pression ambiante. La conduite de décharge de la soupape de débit liquide est généralement ramenée dans une fosse locale et provoque des problèmes d'installation pour ne pas avoir un épandage cryogénique ni un nuage io suroxygéné ou sous-oxygéné lors de l'ouverture de la soupape. L'invention est de connecter la conduite de refoulement de la soupape de débit liquide avec une capacité réceptrice sous pression, elle-même protégée par une soupape de débit gaz. Pour ce faire, la soupape de débit liquide sera installée à une élévation plus importante que la capacité réceptrice de façon à 15 aller en pente continue vers cette dernière pour ne pas avoir de bouchon liquide stagnant en aval de la soupape de débit liquide. Selon un aspect de l'invention, il est prévu un appareil de transfert d'un liquide cryogénique comprenant une source de liquide cryogénique, une soupape de débit liquide reliée à la source par une première conduite et une 20 capacité sous pression, reliée à la soupape de débit liquide par une deuxième conduite entre le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide et le point d'arrivée de liquide dans la capacité. Selon d'autres aspects facultatifs de l'invention, il est prévu que : - le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide est plus 25 élevé que le point d'arrivée de liquide dans la capacité. - la capacité est reliée à une soupape de débit gazeux. L'appareil peut comprendre une vanne (ou autre dispositif de détente, tel qu'un détendeur) connectée entre la source et la soupape de débit liquide. La source de liquide peut être un stockage sous pression ou une pompe, 30 éventuellement reliée à la capacité sous pression. Une installation de séparation ou de stockage cryogénique peut comprendre au moins un appareil de transfert tel que décrit ci-dessus. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de transfert d'un liquide cryogénique dans lequel en cas de surpression dans une source de 2 2920864 liquide cryogénique, on détend du liquide, envoie du liquide détendu par une première conduite à une soupape de débit liquide, on envoie du liquide de la soupape de débit liquide à une capacité sous pression par une deuxième conduite entre le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide et 5 le point d'arrivée de liquide dans la capacité. Eventuellement : - le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide est plus élevé que le point d'arrivée de liquide dans la capacité. - le liquide cryogénique a comme composant principal de l'oxygène, de io l'azote, de l'argon, de l'hélium, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone ou du méthane, ou est un mélange comprenant au moins deux de ces composants comme composants principaux, par exemple de l'air liquéfie. Par exemple, le liquide peut comprendre des traces de krypton, xénon, 15 d'hydrocarbures, NO2, SO2. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures, qui représentent des appareils selon l'invention. Dans la Figure 1, une source de liquide cryogénique sous pression constituée par un stockage 2 contient un liquide cryogénique, tel que décrit ci- 20 dessus, par exemple de l'oxygène, de l'azote, de l'argon, du méthane, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, de l'hélium... Ce liquide est détendu dans une vanne 3 et envoyé à un client. En cas de surpression, le liquide est envoyé à une soupape de débit liquide 4 à travers la conduite 6. Une conduite de refoulement 7 est connectée entre la soupape 25 de débit liquide 4 et une capacité réceptrice sous pression 1. La capacité réceptrice 1 a une extrémité supérieure et une extrémité inférieure. Le point d'arrivée 8 du liquide de la conduite 7 dans la capacité 1 est situé à un niveau inférieur au niveau de la soupape de débit liquide 4, de sorte que le liquide s'écoule par gravitation vers la capacité 1. De préférence, l'extrémité supérieure 30 de la capacité 1 est située au plus au même niveau que la soupape de débit liquide 4. La capacité 1 est reliée à une soupape de débit gazeux 5. 3 2920864 La source de liquide cryogénique 2 est située, de préférence, à un niveau inférieur à celui de la soupape de débit liquide 4 et à celui de l'extrémité inférieure de la capacité réceptrice 1. Dans la Figure 2, une source de liquide cryogénique sous pression, 5 constituée par une pompe 11, contient un liquide cryogénique, tel que décrit ci-dessus, par exemple de l'oxygène, de l'azote, de l'argon, du méthane, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, de l'hélium... Ce liquide est détendu dans une vanne 3 et envoyé à un client. En cas de surpression, le liquide est envoyé à une soupape de débit liquide 4 à travers io la conduite 6. Une conduite de refoulement 7 est connectée entre la soupape de débit liquide 4 et une capacité réceptrice sous pression 1. La capacité réceptrice 1 a une extrémité supérieure et une extrémité inférieure. Le point d'arrivée 8 du liquide de la conduite 7 dans la capacité 1 est situé à un niveau inférieur au niveau de la soupape de débit liquide 4, de sorte que le liquide 15 s'écoule par gravitation vers la capacité 1. De préférence, l'extrémité supérieure de la capacité 1 est située au plus au même niveau que la soupape de débit liquide 4. La capacité 1 est reliée à une soupape de débit gazeux 5 et à la pompe 11 par une conduite 9. 20 La source de liquide cryogénique 11 est située, de préférence, à un niveau inférieur à celui de la soupape de débit liquide 4 et à celui de l'extrémité inférieure de la capacité réceptrice 1. Dans la Figure 1, une source de liquide cryogénique sous pression constitué par une pompe 11 contient un liquide cryogénique, tel que décrit ci- 25 dessus, par exemple de l'oxygène, de l'azote, de l'argon, du méthane, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, de l'hélium... La pompe est alimentée par un stockage 13 auquel elle est reliée par une conduite 9. Le liquide est détendu dans une vanne 3 et envoyé à un client. En cas de 30 surpression, le liquide est envoyé à une soupape de débit liquide 4 à travers la conduite 6. Une conduite de refoulement 7 est connectée entre la soupape de débit liquide 4 et une capacité réceptrice sous pression 1. La capacité réceptrice 1 a une extrémité supérieure et une extrémité inférieure. Le point d'arrivée 8 du liquide de la conduite 7 dans la capacité 1 est situé à un niveau 4 2920864 inférieur au niveau de la soupape de débit liquide 4, de sorte que le liquide s'écoule par gravitation vers la capacité 1. De préférence, l'extrémité supérieure de la capacité 1 est située au plus au même niveau que la soupape de débit liquide 4. 5 La capacité 1 est reliée à une soupape de débit gazeux 5. La source de liquide cryogénique 2 est située, de préférence, à un niveau inférieur à celui de la soupape de débit liquide 4 et à celui de l'extrémité inférieure de la capacité réceptrice 1. 20 30 5 REVENDICATIONS 1. Appareil de transfert d'un liquide cryogénique comprenant une source de liquide cryogénique (2, 11), une soupape de débit liquide (4) reliée à la source par une première conduite (6) et une capacité sous pression (1), reliée à la soupape de débit liquide par une deuxième conduite (7) entre le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide et le point (8) d'arrivée de liquide dans la capacité. io 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide est plus élevé que le point (8) d'arrivée de liquide dans la capacité. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la capacité (1) 15 est reliée à une soupape de débit gazeux (5). 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3 comprenant un dispositif de détente (3) connectée entre la source (2, 11) et la soupape de débit liquide (4). 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel la source de liquide est un stockage sous pression (2). 6. Appareil selon l'une des revendication 1 à 4 dans lequel la source 25 de liquide est une pompe (11), éventuellement reliée à la capacité sous pression (1). 7. Installation de séparation ou de stockage cryogénique comprenant au moins un appareil de transfert selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Procédé de transfert d'un liquide cryogénique dans lequel en cas de surpression dans une source de liquide cryogénique (2, 11), on détend du liquide, envoie du liquide détendu par une première conduite (6) à une soupape de débit liquide (4), on envoie du liquide de la soupape de débit liquide 6 2920864 à une capacité sous pression (1) par une deuxième conduite (7) entre le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide et le point (8) d'arrivée de liquide dans la capacité. 5 9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel le point de départ de liquide de la soupape de débit de liquide (4) est plus élevé que le point (8) d'arrivée de liquide dans la capacité (1). 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9 dans lequel le liquide io cryogénique a comme composant principal de l'oxygène, de l'azote, de l'argon, de l'hélium, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone ou du méthane, ou est un mélange comprenant au moins deux de ces composants comme composants principaux.