Brevet FR3102238A1 — publié le 20210423

Titre : Enceinte de colonne de distillation cryogénique et procédé d’assemblage d’une telle enceinte Enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature (1) parallélépipédique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation (23) disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque (9) couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature. Figure de l’abrégé : FIG.6 Enceinte de colonne de distillation cryogénique et procédé d’assemblage d’une telle enceinte La présente invention est relative à une enceinte de colonne de distillation cryogénique et à un procédé d’assemblage d’une telle enceinte. Les colonnes de distillation cryogénique sont installées à l’intérieur d’une enceinte qui est remplie d’isolant au moment de leur installation définitive sur site. Il est souvent nécessaire d’utiliser la technique de EP0913653A1 et EP0913655A1 pour installer la colonne dans l’enceinte, l’enceinte étant placée avec son axe à l’horizontale. Selon cette technique, on enfile la colonne selon un axe longitudinal de l’enceinte en la glissant par une paroi ouverte de l’enceinte, généralement celle qui formera par la suite le toit, et on ferme l’enceinte en fixant le toit en place. La technique habituellement utilisée pour éviter les fuites dans une boîte froide est le soudage, ce qui pose des problèmes de coûts et de sécurité, comme décrit dans « Fundamentals of Low Temperature Piping Design », Hydrocarbon Processing, juin 1964. Un but de l’invention est simplifier la fixation d’une face de l’enceinte d’une colonne de distillation cryogénique. Selon un objet de l’invention, il est prévu une enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature parallélépipédique ou cylindrique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature. Selon d’autres aspects optionnels de l’invention: l’ossature et la tôlerie sont en acier éventuellement inoxydable ou en aluminium la plaque est en aluminium. la paroi de l’ossature est de forme rectangulaire ou carrée ou circulaire, la paroi étant définie par un rebord respectivement rectangulaire ou carré ou annulaire et comprenant au moins une poutre reliant des bords opposés du rebord. la plaque est boulonnée et/ou rivetée à l’au moins une poutre. la plaque est munie d’une ouverture pour permettre le passage d’une conduite d’évacuation reliée à l’intérieur de l’ossature, l’ouverture étant de préférence munie d’une gaine flexible pour entourer la conduite et empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau. la plaque est substantiellement rectangulaire mais comprend des découpes rectangulaires au niveau d’au moins deux de ses coins pour permettre le passage d’attaches fixés à des coins de l’ossature. la plaque comprend des moyens de rigidification allongés dont l’axe est dans le sens de la longueur et/ou de la largeur de la plaque. des moyens de rigidification sont boulonnés et/ou rivetés à l’ossature ou à une poutre attachée à l’ossature. Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un procédé d’assemblage d’une enceinte dans lequel on introduit une colonne de distillation dans l’enceinte par enfilage selon un axe longitudinal de l’enceinte à travers une paroi ouverte de l’enceinte et ensuite on ferme la paroi ouverte de l’enceinte caractérisé que l’on ferme la paroi ouverte en y fixant par boulonnage et/ou rivetage une plaque unique ayant les dimensions de la paroi ouverte. Selon d’autres aspects facultatifs : on revêt d’autres parois de l’enceinte avec de la tôlerie avant ou après l’enfilage de la colonne. après l’enfilage de la colonne, on fixe au moins une poutre au rebord rectangulaire ou circulaire de la paroi, reliée aux bords opposés du rebord et on boulonne et/ou rivette la plaque à l’au moins une poutre ainsi qu’au rebord. on fixe la plaque alors que l’enceinte est disposée avec son axe à l’horizontale on fixe la plaque alors que l’enceinte est disposée avec son axe à la verticale. Les aspects facultatifs peuvent être combinés ensemble de toute matière cohérente avec la logique ou la science. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures, où : illustre l’ossature d’une enceinte selon l’invention. illustre une plaque destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de côté. illustre une plaque destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de dessus. illustre la plaque faisant partie de l’enceinte assemblée. illustre le procédé de mise en place de la plaque. est une vue plus détaillée d’une partie de la [FIG.5]. montre la partie supérieure d’une ossature destinée à faire partie d’une enceinte 1 d’une colonne de distillation cryogénique. L’ossature a une forme parallélépipédique, ayant quatre parois allongées rectangulaires et deux parois rectangulaires ou carrées formant le toit et le fond de l’enceinte. L’ossature comprend quatre profilés principaux formant les arêtes longues du parallélépipède. En haut de l’ossature, un rebord rectangulaire 3 relie les quatre profilés. Deux bords opposés du rebord sont reliés par au moins une poutre 5 selon une option. Ces poutres sont installées, une fois la colonne insérée dans l’ossature. Des moyens d’attache 7 optionnels sont fixés aux coins du rebord pour permettre de soulever l’ossature d’une position couchée en une position verticale, une fois l’enceinte disposée sur son site définitif, en utilisant une grue. Ces moyens d’attache 7, si présents, peuvent être au moins deux. Sinon un seul peut suffire s’il est sur le centre de gravité. illustre une plaque 9 destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de côté. Cette plaque a les dimensions du rebord 3 de la [FIG.1] et est destinée à servir de toit de l’enceinte, l’ossature devant évidemment être entièrement fermée pour retenir l’isolant qu’il contient et pour éviter toute fuite. La plaque 9 comprend des éléments de rigification allongés 19 (ici cinq) dont l’axe est dans le sens de la longueur de la plaque 9. Elle comprend également au moins une poutre 13 dont l’axe est dans le sens de la largeur de la plaque 9. La plaque 9 est en une seule pièce pour être soulevée par une seule opération de grue. Elle est éventuellement rigidifiée par la présence d’au moins une poutre 13 (ici deux). Pour fixer la plaque en position, elle est boulonnée et/ou rivetée au rebord 3 et de préférence aussi aux poutres 5, de préférence au moyen des poutres 13. Ainsi les poutres 5 et 13 sont disposées avec tous leurs axes parallèles et avec chacune des poutres 13 à côté de la poutre 5 pour permettre le boulonnage et/ou le rivetage entre deux poutres 5,13, une attachée à l’ossature et l’autre à la plaque 9. Le boulon est un organe d'assemblage constitué d'une vis à filetage uniforme, partiel ou complet, et extrémité plate et d'un écrou et éventuellement d'une rondelle. Un rivet est un élément d'assemblage et de fixation permanent. Il se présente sous la forme d'une tige cylindrique, généralement métallique, pleine ou creuse qui est munie à l'une de ses extrémités d'une « tête », c'est-à-dire une partie de section plus grande. L'autre extrémité sera aplatie et élargie par écrasement, pour solidariser les éléments qu'on veut riveter ensemble Pour rendre la fermeture hermétique, une opération de soudure peut être nécessaire en plus du boulonnage et/ou du rivetage. Pour faciliter le boulonnage et/ou le rivetage à l’intérieur de l’ossature, il faut prévoir un espace libre en haut de l’ossature, correspondant à au moins 500 mm, de préférence au moins 1 ou 2 m dans le sens de l’axe de l’enceinte. Seule la conduite des gaz de balayage passe dans cet espace. Des découpes 21 sont éventuellement ménagées dans les coins de la plaque pour permettre le passage des accroches 7. En plus elles facilitent la mise en position de la plaque 9. Une ouverture 15 permet le passage d’une conduite pour l’évacuation de gaz de l’intérieur de l’enceinte, par exemple du gaz de balayage. Cette ouverture 15 est de préférence une gaine souple qui épouse l’extérieur de la conduite d’évacuation pour empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau. Au moins une trappe 23 est prévue pour remplir l’enceinte d’isolant, une fois arrivée sur site. Il est également possible de déboulonner la plaque pour permettre l’accès à l’intérieur de l’enceinte, par exemple pour l’entretien ou le changement du minaret. Ceci permet d’agir sans avoir à vider l’enceinte de son isolant et avec moins de danger pour le personnel. illustre la plaque 9 destinée à former une paroi d’une enceinte selon l’invention, vue de dessus. On y voit la plaque 9 en un seul morceau formé en un rectangle d’aluminium ou d’acier éventuellement inoxydable. Elle comprend deux trappes 23 pour permettre le remplissage de l’enceinte avec de l’isolant particulaire, par exemple la perlite. Les éléments 15 et 17 sont des disques de rupture ou des passages de conduites. illustre la plaque 9 faisant partie de l’enceinte assemblée. illustre le procédé de mise en place de la plaque 9 sur l’ossature de l’enceinte couchée 1. est une vue plus détaillée d’une partie de la [FIG.5]. On y voit la colonne de distillation cryogénique 25, par exemple une colonne de distillation d’air ainsi que la conduite pour laisser s’échapper à l’atmosphère les gaz de balayage qui circulent dans l’isolation. Cette conduite sera entourée par l’ouverture 15 munie de préférence par une gaine flexible. La plaque 9 est déplacée en étant suspendue d’une grue ou autre moyen de transport dans le sens de l’axe de l’enceinte pour pouvoir trouver sa place à l’extrémité de l’ossature et former le toit de l’enceinte. Elle sera maintenue en place par des boulons et/ou des rivets situés à l’extérieur et/ou à l’intérieur de l’enceinte. La plaque est boulonnée à l’ossature, de préférence par le rebord 3 mais peut également être boulonnée à au moins une poutre 5, comme illustrée à la [FIG.1]. La plaque 9 peut être installée sur l’ossature avant ou après la mise en place de tôleries revêtant l’ossature pour former l’enceinte fermée 1. L’ossature peut être livrée pour l’installation de la colonne dans l’ossature avec la plaque déjà boulonnée et/ou rivetée en place pour protéger l’intérieur de l’ossature. Dans ce cas, il faut enlever la plaque pour pouvoir installer la colonne 25 et ensuite remettre la plaque avec le procédé selon l’invention. Ces deux opérations sont facilitées si la plaque 9 est boulonnée et/ou rivetée en place. L’enceinte peut être cylindrique, auquel cas la plaque est circulaire. Dans le cas de petites colonnes, la plaque peut être boulonnée et/ou rivetée en place quand l’enceinte est positionnée avec son axe à la verticale. Enceinte de colonne de distillation cryogénique comprenant une ossature (1) parallélépipédique ou cylindrique revêtue partiellement de tôlerie, une colonne de distillation (25) disposée à l’intérieur de l’ossature avec son axe dans le sens de la longueur de l’ossature et une plaque (9) couvrant entièrement une paroi de l’ossature étant boulonnée et/ou rivetée à l’ossature. Enceinte selon la revendication 1 dans laquelle l’ossature (1) et la tôlerie sont en acier éventuellement inoxydable ou en aluminium et la plaque (9) étant en aluminium. Enceinte selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la paroi de l’ossature (1) est de forme rectangulaire ou carrée ou circulaire, la paroi étant définie par un rebord (3) respectivement rectangulaire ou carré ou annulaire et comprenant au moins une poutre (5) reliant des bords opposés du rebord. Enceinte selon la revendication 3 dans laquelle la plaque (9) est boulonnée à l’au moins une poutre (5). Enceinte selon une des revendications précédentes dans laquelle la plaque (9) est munie d’une ouverture (15,17,19) pour permettre le passage d’une conduite d’évacuation reliée à l’intérieur de l’ossature, l’ouverture étant de préférence munie d’une gaine flexible pour entourer la conduite et empêcher la sortie de gaz et/ou l’entrée d’eau. Enceinte selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la plaque est substantiellement rectangulaire (9) mais comprend des découpes rectangulaires (21) au niveau d’au moins deux de ses coins pour permettre le passage d’attaches (7) fixés à des coins de l’ossature. Enceinte selon l’une des revendications précédentes comprenant des moyens de rigidification (13,19) allongés dont l’axe est dans le sens de la longueur et/ou de la largeur de la plaque (9). Enceinte selon la revendication 7 dans laquelle des moyens de rigidification (13,19) sont boulonnés et/ou rivetés à l’ossature (1) ou à au moins une poutre (5) attachée à l’ossature.