Brevet FR2913758A1 — publié le 20080919

L'invention est relative à un procédé et à un appareil pour distillation d'air par distillation cryogénique. En particulier, elle concerne un appareil utilisant une double colonne de séparation d'air comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, reliées thermiquement entre elles par un rebouilleur-condenseur. EP-A-1078212 décrit un appareil où un échangeur de chaleur est positionné en dessous de la colonne basse pression, celle-ci étant placée à côté de la colonne moyenne pression. Cette configuration permet d'occuper au mieux le volume de la boîte froide en : - équilibrant les hauteurs des deux sections de colonnes, - plaçant le sous-refroidisseur intelligemment pour optimiser la section de la boîte froide, - laissant la colonne moyenne pression au sol permettant une alimentation de l'air diphasique en charge sur la colonne, - assurant une bonne mise en charge du liquide sur la pompe de remontée de liquide, - permettant d'avoir une boîte froide incluant tronçon parallèle et minaret d'une hauteur inférieure à 30m tout en utilisant des garnissages structurés ondulés-croisés. L'invention sera décrite en plus de détails en se référant au dessin qui montre un appareil de séparation d'air selon l'invention. Un appareil de séparation d'air comprend un premier élément allongé A et un deuxième élément allongé B. Le premier élément allongé A comprend la colonne moyenne pression 1 d'une double colonne surmonté d'un rebouilleur condenseur 5. Au-dessus de ce rebouilleur se trouve une colonne auxiliaire contenant quelques plateaux théoriques de garnissages structurés ondulés-croisés, constituant la partie inférieure 2 de la colonne basse pression. Le deuxième élément allongé B est composé du restant de la colonne basse pression 3 contenant également des garnissages structurés ondulé-croisés. En dessous du deuxième élément se trouve un sous-refroidisseur 6. L'appareil comprend des moyens 11 pour envoyer de l'air comprimé épuré et refroidi dans la ligne d'échange principale, à la colonne moyenne pression. De l'azote de la tête de la colonne est envoyé au rebouilleur 5 où il se condense. De l'oxygène gazeux 17 est soutiré en cuve de la colonne auxiliaire. De la tête de la colonne auxiliaire, un gaz 15 enrichi en oxygène est soutiré et envoyé en cuve de la colonne 3. Un liquide de cuve 13 de la colonne 3 est envoyé en tête de la colonne auxiliaire 2 après avoir été pressurisé dans une pompe P. La premier élément allongé est posé au niveau du sol. Le deuxième élément allongé est surélevé au moyen d'une virole, la virole étant posée au niveau du sol et formant une enceinte pour le sous-refroidisseur. La pompe P est également disposée au niveau du sol. De cette manière, les têtes de la colonne auxiliaire 2 et du deuxième élément allongé se trouvent substantiellement au même niveau. Dans le sous-refroidisseur, du liquide riche de la cuve de la colonne moyenne pression se refroidit avant d'être envoyé au deuxième élément allongé. De même, un ou plusieurs liquides enrichis en azote provenant de la tête de la colonne moyenne pression peuvent s'y refroidir avant d'être envoyé(s) en tête du deuxième élément allongé. Au moins un gaz de tête du deuxième élément allongé se réchauffe dans le sous-refroidisseur avant d'être envoyé à la ligne d'échange principale. REVENDICATIONS 1. Appareil de séparation d'air comprenant une ligne d'échange principale, un premier élément allongé comprenant la colonne moyenne pression d'une double colonne, surmontée d'un rebouilleur-condenseur et d'une colonne auxiliaire d'au moins un plateau théorique constituant la partie inférieure de la colonne basse pression, un deuxième élément allongé constituant le restant de la colonne basse pression, des moyens pour envoyer de l'air de la ligne d'échange principale à la colonne moyenne pression, des moyens pour envoyer un gaz de tête de la colonne moyenne pression au rebouilleur-condenseur, des moyens pour envoyer le gaz de tête condensé du rebouilleur à la colonne moyenne pression, des moyens pour envoyer un gaz de tête de la colonne auxiliaire à la cuve du deuxième éléments allongé, des moyens pour envoyer un liquide de cuve du deuxième élément allongé en tête de la colonne auxiliaire, un sous-refroidisseur placé en dessous du premier ou du deuxième élément allongé, des moyens pour envoyer un liquide de cuve de la colonne moyenne pression au sous-refroidisseur et ensuite au deuxième élément allongé, des moyens pour envoyer un liquide de la tête de la colonne moyenne pression au sous-refroidisseur et ensuite au deuxième élément allongé, des moyens pour envoyer un gaz de tête du deuxième élément allongé au sous-refroidisseur. 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel le sous-refroidisseur est placé en dessous du deuxième élément allongé. 3. Appareil selon la revendication 2 dans lequel le sous-refroidisseur et le deuxième élément allongé sous placés dans un paquet dont la longueur ne dépasse pas 30 mètres.25