Brevet FR2958026A1 — publié le 20110930

La présente invention est relative à un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique. Il est nécessaire de transporter un appareil de séparation d'air de son lieu de fabrication à son lieu d'installation en utilisant les moyens de transport les plus adaptés, sans abîmer les éléments de l'appareil. Il est souvent désirable de transporter dans un conteneur une boîte froide d'appareil de séparation d'air pré-assemblé avec les tuyauteries et des vannes apparentes. Dans le cas d'un appareil à simple colonne pour la production d'azote, il a été récemment proposé dans FR-A-2929384, WO-A-09/063146 et WO-A- io 07/074276 d'installer l'échangeur de refroidissement d'air d'alimentation, qui comprend également une partie correspondant au vaporiseur de tête, au-dessus de la colonne à distiller. Dans ce cas, il y a une vanne de liquide riche qui est généralement placée en dehors de la boîte froide pour être facilement accessible. Cette vanne peut donc être endommagée par des chocs à 15 l'intérieur du conteneur. En même temps, une fois installée, la vanne doit se trouver à une certaine distance du sol pour assurer une bonne isolation. L'invention propose d'assurer le transport d'une boîte froide muni d'un élément à l'extérieur de la boîte froide et de faciliter la mise en place de la 20 boîte froide sur site. Selon un objet de l'invention, il est prévu un appareil de séparation d'air comprenant une boîte froide comprenant un fond et des parois et ayant un axe principal, une colonne de distillation disposée à l'intérieur de la boîte froide et au moins un élément auxiliaire attaché au fond à l'extérieur de la boîte froide 25 caractérisé en ce qu'au moins trois éléments de soutien sont fixés chacun à un point du fond ou d'une zone des parois adjacent au fond, les au moins trois points étant à la même distance de l'axe principal, et les éléments de soutien s'étendant substantiellement dans le sens de l'axe principal, leur étendue étant telle que l'élément auxiliaire se trouve entre le fond de la boîte froide et le bord 30 de chaque élément de soutien qui est le plus loin du fond dans le sens de l'axe principal . Selon d'autres aspects facultatifs de l'invention : - un élément d'extension est rattaché à chaque élément de soutien pour le rallonger, les éléments d'extension se trouvant également à l'extérieur de la boîte froide ; - en état de fonctionnement, les éléments de soutien sont fixés au sol à travers les éléments d'extension et aucun élément auxiliaire est disposé plus bas que les connexions entre les éléments d'extension et les éléments de soutien ; - les éléments d'extension sont de section circulaire ou rectangulaire et une face de section circulaire, annulaire ou rectangulaire de chaque élément io d'extension est rattaché à une face de la même section de chaque élément de soutien ; - les éléments d'extension sont rattachés aux éléments de soutien par boulonnage, par vissage ou par soudage ; - un échangeur de chaleur permettant de refroidir l'air d'alimentation 15 destiné à la colonne est disposé dans la boîte froide à l'opposé du fond plat ou bombé et entre la colonne et la paroi de la boîte froide ; - l'élément auxiliaire comprend une conduite de soutirage de liquide de cuve de la colonne et/ou une vanne de détente du liquide de cuve et/ou une pompe. 20 Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé d'érection d'un appareil de séparation d'air comprenant un appareil tel que décrit ci-dessus dans lequel on fixe les éléments d'extension aux éléments de soutien et ensuite on dispose l'appareil de sorte que la colonne soit verticale, la boîte froide reposant sur le sol à travers les éléments d'extension. 25 Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé d'érection d'un appareil de séparation d'air comprenant un appareil tel que décrit ci-dessus dans lequel on fixe les éléments d'extension au sol, ensuite on dispose l'appareil de sorte que la colonne soit verticale et on fixe les éléments d'extension aux éléments de soutien, la boîte froide reposant sur le sol à 30 travers les éléments d'extension. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures. La figure 1 montre une coupe schématique d'un appareil selon l'invention et la figure 2 montre une vue de dessous du fond de la boîte froide. La figure 1 montre une boîte froide 1 comprenant un fond 3, des parois 5 et un toit. Le fond peut être carré, rectangulaire ou circulaire, plat ou bombé de sorte que la boîte froide ait une forme cylindrique ou de cuboïde. A l'intérieur de la boîte froide se trouve une colonne de distillation 7 isolée des parois par un vide et/ou de l'isolation, par exemple de la perlite. La colonne est éventuellement surmontée d'un échangeur 15, tel que décrit dans les brevets Air Liquide mentionnés ci-dessus. Trois éléments de soutien 11A dont seul un se voit sur la figure sont soudés au fond de la boîte froide. Les éléments sont disposés à 120° l'un de io l'autre. Plus d'éléments peuvent être utilisés si besoin. Les éléments peuvent alternativement être soudés en bas des parois 5 sur le côté de la boîte froide. En cours de transport, la boîte froide 1 est disposée dans un conteneur maritime. Une fois arrivée sur site, un élément d'extension 13 est rattaché à chacun des éléments de soutien 11. Ces éléments d'extension seront 15 boulonnés (ou soudés ou vissés) aux éléments de soutien de la boite froide. Ils peuvent donc être mis en place rapidement par de la main-d'oeuvre peu spécialisée. Ensuite la boîte froide est mise à la verticale. Alternativement, les éléments d'extensions 13 peuvent d'abord être fixés 20 au sol, la boîte froide mise à la verticale au-dessus des éléments d'extension et les éléments d'extensions fixés aux éléments de soutien 11. De cette manière, la longueur de l'élément de soutien est déterminée uniquement par les dimensions d'une vanne de liquide de cuve 17 et une partie de la conduite de liquide de cuve 19 ou d'autres éléments qui doivent 25 obligatoirement être situées en dessous de la cuve de la colonne, et donc pour des raisons de simplicité, sous la boite froide. C'est donc l'élément de soutien qui protège la vanne et les tuyauteries lors du transport en conteneur, tout en réduisant au plus la longueur totale du conteneur. Alternativement cette disposition peut permettre d'allonger la 30 colonne et l'échangeur pour une taille de conteneur donnée. La longueur des éléments d'extension (d'environ 0.5m) est choisie pour faciliter l'accessibilité des équipements sous la boite froide. C'est l'élément d'extension qui permet à la vanne d'être suffisamment écartée du sol pour assurer sa bonne isolation et un accès facile. La figure 2 montre le fond 3 avec trois cercles 27 marquant les endroits où les éléments de soutien 11A sont fixés.5 REVENDICATIONS1. Appareil de séparation d'air comprenant une boîte froide (1) comprenant un fond (3) et des parois (5) et ayant un axe principal, une colonne de distillation (7) disposée à l'intérieur de la boîte froide et au moins un élément auxiliaire (17,19) attaché au fond à l'extérieur de la boîte froide caractérisé en ce qu'au moins trois éléments de soutien (11A) sont fixés chacun à un point du fond ou d'une zone des parois adjacent au fond, les au moins trois points (27) étant à la même distance de l'axe principal, et les io éléments de soutien s'étendant substantiellement dans le sens de l'axe principal, leur étendue étant telle que l'élément auxiliaire se trouve entre le fond de la boîte froide et le bord de chaque élément de soutien qui est le plus loin du fond dans le sens de l'axe principal. 15 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel un élément d'extension (13) est rattaché à chaque élément de soutien pour le rallonger, les éléments d'extension se trouvant également à l'extérieur de la boîte froide (1). 3. Appareil selon la revendication 2 dans lequel, en état de 20 fonctionnement, les éléments de soutien (11A) sont fixés au sol à travers les éléments d'extension (13) et aucun élément auxiliaire (17,19) est disposé plus bas que les connexions entre les éléments d'extension et les éléments de soutien. 25 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3 dans lequel les éléments d'extension (13) sont de section circulaire ou rectangulaire et une face de section circulaire, annulaire ou rectangulaire de chaque élément d'extension est rattaché à une face de la même section de chaque élément de soutien (11A). 30 5. Appareil selon la revendication 2, 3 ou 4 dans lequel les éléments d'extension (13) sont rattachés aux éléments de soutien (11A) par boulonnage, par vissage ou par soudage. 6. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel un échangeur de chaleur (15) permettant de refroidir l'air d'alimentation destiné à la colonne est disposé dans la boîte froide à l'opposé du fond plat ou bombé et entre la colonne et la paroi de la boîte froide. 7. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément auxiliaire comprend une conduite de soutirage (19) de liquide de cuve de la colonne et/ou une vanne de détente (17) du liquide de cuve et/ou io une pompe. 8. Procédé d'érection d'un appareil de séparation d'air comprenant un appareil selon la revendication 2 dans lequel on fixe les éléments d'extension (13) aux éléments de soutien (11A) et ensuite on dispose l'appareil 15 de sorte que la colonne (7) soit verticale, la boîte froide (1) reposant sur le sol à travers les éléments d'extension. 9. Procédé d'érection d'un appareil de séparation d'air comprenant un appareil selon la revendication 2 dans lequel on fixe les éléments 20 d'extension (13) au sol, ensuite on dispose l'appareil de sorte que la colonne (7) soit verticale et on fixe les éléments d'extension aux éléments de soutien (11A), la boîte froide (1) reposant sur le sol à travers les éléments d'extension.