Brevet FR3111968A1 — publié le 20211231

Titre : Enceinte isolée thermiquement pour appareil de distillation cryogénique et procédé de transport et de construction d’une telle enceinte Enceinte, isolée thermiquement pour distillation cryogénique ayant au moins trois parois planes externes latérales verticales (11) et au moins une paroi plane interne verticale (3) et contenant au moins une colonne de distillation (1) capable de fonctionner à une température cryogénique, la paroi interne ayant deux faces localisées à l’intérieur de l’enceinte, la colonne de distillation étant rattachée à une face de la paroi interne et une conduite de fluide cryogénique (9) étant rattachée à l’autre face de la paroi interne. Figure de l’abrégé : Fig. 3 Enceinte isolée thermiquement pour appareil de distillation cryogénique et procédé de transport et de construction d’une telle enceinte La présente invention est relative à une enceinte isolée thermiquement pour appareil de distillation cryogénique et à un procédé de transport et de construction d’une telle enceinte. Les colonnes de distillation cryogénique sont généralement disposées dans une enceinte parallélépipédique isolée thermiquement, contenant une matière isolante particulaire. L’enceinte peut également comprendre une paroi courbe comme décrit dans EP3086549. Il est connu de FR3063133 de disposer des conduites dans une partie de l’enceinte délimitée par une paroi interne de cette enceinte. Il est connu de WO2018/191526 de transporter une colonne de distillation sur deux berceaux montés sur des rouleaux. La présente invention vise à supporter une colonne de distillation ainsi que d’autres éléments devant fonctionner à des températures cryogéniques à l’intérieur de l’enceinte. Elle propose en plus un moyen de réduire les contraintes thermiques associées. Selon l’invention, une colonne de séparation d’air est fixée à une paroi interne qui sert de support pour des éléments tels qu’une conduite et/ou un pot séparateur. Pour limiter les contraintes thermiques, cette paroi interne n’est pas en contact avec les parois externes de l’enceinte, par exemple en étant désolidarisée de l’enceinte après le transport. Selon un objet de l’invention, il est prévu une enceinte, isolée thermiquement ou destinée à être isolée thermiquement, pour distillation cryogénique ayant au moins trois parois planes externes latérales verticales et au moins une paroi plane interne verticale et contenant au moins une colonne de distillation capable de fonctionner à une température cryogénique, la paroi interne ayant deux faces localisées à l’intérieur de l’enceinte, la colonne de distillation étant rattachée à une face de la paroi interne et au moins un pot séparateur de fluide cryogénique et/ou au moins une conduite de fluide cryogénique étant rattaché à l’autre face de la paroi interne. Selon d’autres aspects facultatifs, pouvant être combinés entre eux de toute manière compatible avec la logique et la science : l’au moins un pot séparateur et/ou l’au moins une conduite est relié à la colonne pour y envoyer un fluide cryogénique ou pour en recevoir un fluide cryogénique. la colonne est reliée à la face de la paroi interne à travers au moins un berceau de transport. la paroi interne a une longueur disposée à la verticale Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un procédé de transport et de construction d’une enceinte telle que décrite ci-dessus dont les au moins trois parois externes latérales verticales et l’au moins une paroi interne font partie d’un caisson contenant l’au moins un pot séparateur de fluide cryogénique et/ou l’au moins une conduite de fluide cryogénique rattaché à une face de la paroi interne et dans lequel On transporte le caisson sur un site On rattache une colonne de distillation à l’autre face de la paroi interne sur le site et On ferme l’enceinte autour de la colonne de distillation. Selon d’autres caractéristiques facultatives : on transporte le caisson avec la paroi interne rattachée à deux des parois externes latérales et une fois arrivé sur site, on détache la paroi interne des parois externes latérales et on y attache la colonne de distillation. on attache la colonne de distillation à la face de la paroi interne à travers, de préférence uniquement à travers, au moins un berceau de transport en métal. la paroi interne de l’enceinte constitue une paroi externe du caisson lors du transport. les au moins trois parois externes forment trois côtés d’un caisson à base rectangulaire la longueur de la paroi interne est au moins la moitié de la longueur de la colonne de distillation la colonne de distillation est une simple colonne la colonne de distillation est une double colonne la paroi interne attachée à la colonne est parallèle à une des parois externes la paroi interne attachée à la colonne est parallèle à une seule des parois externes la largeur de la paroi interne est perpendiculaire à l’axe de la colonne l’enceinte comprend deux parois internes, délimitant deux compartiments dans l’enceinte un des compartiments contient des éléments devant fonctionner à des températures cryogéniques un des compartiments contient des éléments devant fonctionner à des températures non cryogéniques l’enceinte est remplie d’isolant thermique sur site la paroi interne est disposée avec sa longueur à la verticale la paroi interne à laquelle est fixée la conduite et/ou le pot séparateur est une paroi en charpente sans revêtement sur les faces rattachées à la colonne et à la conduite et/ou le pot séparateur la colonne rattachée à la paroi interne est ancrée au sol et supporte la paroi interne. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures. comprend [Fig. 1A], [Fig. 1B] et [Fig. 1C] qui illustrent différentes parties de l’enceinte vues de côté lors du transport, [Fig. 2] illustre les éléments des [Fig. 1A] et [Fig. 1B] assemblés sur site et [Fig. 3] illustre les éléments de [Fig. 1A], [Fig. 1B] et [Fig. 1C] assemblés sur site. comprend [Fig. 5A], [Fig. 5B] et [Fig. 5C] qui illustrent différentes parties de l’enceinte vues de côté lors du transport, [Fig. 6] illustre les éléments des [Fig. 5A] et [Fig. 5B] assemblés sur site et [Fig. 7] illustre les éléments de [Fig. 5A], [Fig. 5B] et éventuellement [Fig. 5C] assemblés sur site. [Fig. 1A] montre un caisson devant faire partie de l’enceinte. Ce schéma montre la partie structure et tuyauterie en cours de transport soit une première partie de la future enceinte. [Fig. 1B] montre une colonne de distillation A en cours de transport et [Fig. 1C] montre un paroi semi-cylindrique soit la seconde partie de l’enceinte en cours de transport. Dans la [Fig. 1A], on voit le fond du caisson parallélépipédique B qui comprend deux sections parallélépipédiques dans cet exemple mais qui peut comprendre une seule telle section. Le caisson a une base rectangulaire et comprend trois parois latérales planes fixes 11 et une paroi amovible 3 ainsi qu’éventuellement deux battants 5A, 5B. La paroi amovible est rattachée à deux des parois latérales de manière temporaire, ici par deux cales 4A, 4B. La présence des cales n’est pas essentielle. La paroi 3 peut être directement soudée sur la structure des trois parois latérales fixes et sera découpée au montage sur site. Les cales 4A,4B permettent une opération plus rapide, sans présence d’ouvriers qualifiés mais sont plus onéreuses. La paroi 3 est recouverte par deux battants 5A, 5B lors du transport. La paroi amovible 3 sert de support pour au moins une conduite 9 et/ou au moins un pot séparateur 7 fixé(s) contre une seule face de la paroi 3. La conduite peut être maintenue contre la paroi 3 par un élément 6. La conduite 9 et/ou le pot 7 se trouvent ainsi à l’intérieur du caisson et protégés de l’extérieur. La paroi 3 est de préférence une paroi composée d’une charpente sans revêtement, permettant ainsi de passant des conduites et/ou des connexions électriques et/ou des éléments d’instrumentation à relier à la colonne 1 à travers la paroi 3. Dans la [Fig. 1B] une colonne 1 de distillation, pouvant être une double colonne est couchée sur au moins un berceau métallique 2 disposé sur deux supports S. Dans la [Fig. 1C] la paroi semi-cylindrique C, 12 est disposée sur deux supports S. Dans la , arrivé sur site, le caisson est disposé à la verticale et les battants sont placés dans la continuation des parois latérales pour former partie des parois externes de l’enceinte. La colonne est rattachée à la face libre de la paroi interne 3 sur les berceaux 2 et les cales 4A, 4B sont enlevées ou la paroi est coupée pour libérer la paroi interne 3. Ainsi la colonne, l’au moins un berceau et la paroi interne ne sont pas en contact avec les parois externes de l’enceinte. La colonne peut ainsi servir de support à la paroi interne 3 ou vice versa. La colonne 1 est de préférence ancrée au sol. Si c’est la colonne qui supporte la paroi interne 3, la paroi interne peut être plus courte que la colonne. Dans la , les extrémités de la paroi semi-cylindrique C sont rattachées aux extrémités des battants 5A, 5B pour fermer l’enceinte. En l’absence des battants 5A, 5B, les extrémités de la paroi semi-cylindrique C sont rattachées aux extrémités des parois externes du caisson B comme illustré dans les [Fig. 5C], [Fig.6], [Fig. 7]. L’enceinte fermée est remplie d’isolant thermique. Dans l’enceinte installée, il existe deux compartiments, un non-isolé séparé de l’autre par une paroi interne fixée aux parois externes et l’autre 10 isolé thermiquement contenant la colonne 1, l’au moins une conduite 9 et l’au moins un pot 7, une vanne 8 et la paroi interne 3. La paroi interne 3 n’est plus attachée aux parois externes et sert à fixer la conduite et/ou le pot en place contre la colonne 1. De cette façon il n’est plus nécessaire de démonter la colonne du berceau de transport 2 puisque celui-ci peut servir à fixer la colonne 1 à la paroi interne 3. Dans la , on voit la fixation du tuyau d’azote résiduaire 9 par un support 6 contre la paroi 3. Le berceau 2 de la colonne 1 est fixé à l’autre face de la paroi 3, utilisant des éléments en H 13, 15. [Fig. 5A] montre un caisson devant faire partie de l’enceinte, [Fig. 5B] montre une colonne de distillation en cours de transport et [Fig. 5C] montre une paroi semi-cylindrique de l’enceinte en cours de transport. Dans la [Fig. 5A], on voit le fond du caisson parallélépipédique B qui comprend deux sections parallélépipédiques dans cet exemple mais qui peut comprendre une seule telle section. Le caisson a une base rectangulaire et comprend trois parois latérales planes fixes et une paroi amovible 3 ; deux parois en forme de L 5A, 5B sont fixées contre les parois latérales planes fixes, les coins des parois latérales fixes étant en contact avec les coins des parois en forme de L 5A, 5B. La paroi amovible 3 est rattachée à deux des parois latérales de manière temporaire, ici par deux cales 4A, 4B et est recouverte par deux battants 5A, 5B. La paroi amovible 3 sert de support pour au moins une conduite 9 et/ou au moins un pot séparateur 7 fixé(s) contre une seule face de la paroi 3. La conduite peut être maintenue contre la paroi 3 par un élément 6. La conduite 9 et/ou le pot 7 se trouvent ainsi à l’intérieur du caisson et protégés de l’extérieur. Dans la [Fig. 5B] une colonne 1 de distillation, pouvant être une double colonne est couchée sur au moins un berceau 2 disposé sur deux supports S. Dans la [Fig. 5C] en alternatif, au lieu d’être fixées au caisson, les deux parois en forme de L sont fixés ensemble pour former un parallélépipède sur deux supports S. Dans la , arrivé sur site, le caisson est disposé à la verticale et les parois en L sont détachées du caisson (cas de la Fig.5A) ou détachées l’une de l’autre (cas de la Fig. 5C). Ensuite elles sont placées dans la continuation des parois latérales pour fermer l’enceinte. La colonne est rattachée à la face libre de la paroi interne 3 à travers l’au moins un berceau 2 et les cales 4A, 4B sont enlevées pour libérer la paroi interne 3. Ainsi la colonne, l’au moins un berceau et la paroi interne ne sont pas en contact avec les parois externes de l’enceinte. La colonne 1 peut ainsi servir de support à la paroi interne 3 ou vice versa. La colonne 1 est de préférence ancrée au sol. Si c’est la colonne qui supporte la paroi interne 3, la paroi interne peut être plus courte que la colonne. Dans la , les extrémités des parois en L 5B sont rattachées aux extrémités des parois externes pour fermer l’enceinte B, C2, formant trois parois externes 12. L’espace 10 de l’enceinte peut ensuite être remplie d’isolant thermique. Enceinte, isolée thermiquement ou destinée à être isolée thermiquement, pour distillation cryogénique ayant au moins trois parois planes externes latérales verticales (11) et au moins une paroi plane interne verticale (3) et contenant au moins une colonne de distillation (1) capable de fonctionner à une température cryogénique, la paroi interne ayant deux faces localisées à l’intérieur de l’enceinte, la colonne de distillation étant rattachée à une face de la paroi interne et au moins un pot séparateur de fluide cryogénique (7) et/ou au moins une conduite de fluide cryogénique (9) étant rattaché à l’autre face de la paroi interne. Enceinte selon la revendication 1 dans laquelle l’au moins un pot séparateur (7) et/ou l’au moins une conduite (9) est relié à la colonne pour y envoyer un fluide cryogénique ou pour en recevoir un fluide cryogénique. Enceinte selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la colonne (1) est reliée à la face de la paroi interne (3) à travers au moins un berceau de transport (2). Enceinte selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la paroi interne (3) a une longueur disposée à la verticale. Procédé de transport et de construction d’une enceinte selon l’une des revendications précédentes dans lequel les au moins trois parois externes latérales verticales (11) et l’au moins une paroi interne (3) font partie d’un caisson contenant l’au moins un pot séparateur de fluide cryogénique et/ou l’au moins une conduite de fluide cryogénique rattaché à une face de la paroi interne et dans lequel On transporte le caisson sur un site On rattache une colonne de distillation (1) à l’autre face de la paroi interne (3) sur le site et On ferme l’enceinte autour de la colonne de distillation. Procédé selon la revendication 5 dans lequel on transporte le caisson avec la paroi interne (3) rattachée à deux des parois externes latérales (11) et une fois arrivé sur site, on détache la paroi interne des parois externes latérales et on y attache la colonne de distillation (1). Procédé selon la revendication 6 dans lequel on attache la colonne de distillation (1) à la face de la paroi interne (3) à travers, de préférence uniquement à travers, au moins un berceau de transport (2) en métal. Procédé selon l’une des revendications 5 à 7 dans lequel la paroi interne de l’enceinte (3) constitue une paroi externe du caisson lors du transport. Procédé selon l’une des revendications 5 à 8 dans lequel on remplit l’enceinte d’isolation thermique après l’avoir fermée. Procédé selon l’une des revendications 5 à 9 dans lequel la colonne et la paroi interne à laquelle elle est rattachée sont dans un compartiment thermiquement isolé de l’enceinte et l’enceinte comprend également un compartiment non-isolé thermiquement contenant des éléments devant fonctionner à des températures non cryogéniques.