Brevet FR3072451A1 (20190419)

REVENDICATIONS1. Procédé de séparation d'air par distillation cryogénique, dans lequel de l'air est comprimé dans un premier compresseur, refroidi dans un échangeur de chaleur (El) et puis séparé dans un système de colonnes (MP, BP), de l'oxygène liquide (11) est vaporisé dans l'échangeur de chaleur à contre-courant d'un débit de gaz sous pression qui se (pseudo) condense, un débit de gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes est détendu dans une turbine de détente cryogénique à une seule roue, et éventuellement dans une deuxième turbine de détente à une seule roue, chaque turbine ayant une température d'entrée inférieure à -100°C, un gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de 10 colonnes est comprimé dans un premier surpresseur (B1) à une seule roue avec une température d'entrée supérieure à -50°C, un gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes est comprimé dans un deuxième surpresseur (B2) à une seule roue avec une température d'entrée inférieure à -100°C, le gaz surpressé dans au moins le premier surpresseur se refroidit dans l'échangeur de chaleur, participe à la vaporisation d'oxygène liquide par échange de chaleur dans l'échangeur, et est (pseudo) liquéfié en sortie au bout froid de l'échangeur de chaleur dans lequel: a) le travail généré par la turbine de détente (T) et éventuellement la deuxième turbine de détente est utilisé pour l'étape de compression dans le premier surpresseur et pour l'étape de compression dans le deuxième surpresseur et b) Les conditions opératoires de la roue de la turbine de détente, éventuellement de la roue de la deuxième turbine de détente, de la roue du premier surpresseur et de la roue du deuxième surpresseur sont définies telles que ces trois, voire quatre, roues aient une vitesse de rotation commune à et c) i) la roue du premier surpresseur, la roue du deuxième surpresseur et la roue de la turbine et éventuellement la roue de la deuxième turbine de détente sont montées sur le même axe de rotation ou ii) le premier et le deuxième surpresseur sont reliés à la roue de la turbine de détente, et éventuellement à la roue de la deuxième turbine, chacun par un axe de rotation, ces axes tournant à vitesse de rotation identique. 10 iii) le premier surpresseur et la roue de la turbine de détente sont reliés au deuxième surpresseur, chacun par un axe de rotation, ces axes tournant à vitesse de rotation identique. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, selon lequel les deux turbines fonctionnent en parallèle et le débit de gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes est divisé en deux fraction, chacune étant détendu dans une des turbines.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication lou 2 dans lequel au moins une des roues 10 parmi la roue de détente (T), la roue de la deuxième turbine de détente, la roue du premier surpresseur (B1) et la roue du deuxième surpresseur (B2) a un rendement inférieur à celui qu'elle aurait, dans les mêmes conditions opératoires, avec une autre vitesse de rotation.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le gaz comprimé dans le 15 premier et le deuxième surpresseur (B1, B2) est de l'air destiné à la distillation.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, 2 ou 3 dans lequel au moins une partie de l'air, voire tout l'air ou au moins une partie du gaz, voire tout le gaz, comprimé dans le premier surpresseur (B1) est ensuite comprimée dans le deuxième surpresseur (B2). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le travail produit par la turbine (T), et éventuellement la deuxième turbine, n'est pas transféré à une génératrice, à un frein d'huile ou à un compresseur autre que les premier et deuxième surpresseurs (B1, B2). 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la température d'entrée de la turbine (T), et éventuellement de la deuxième turbine, est plus basse que la température d'entrée du deuxième surpresseur (B2) et/ou la température d'entrée du premier surpresseur (Bi). 30\n<CLM>\1\tAppareil de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant un échangeur de chaleur (E 1), une conduite pour envoyer de l'air comprimé dans un premier compresseur se refroidir dans l'échangeur de chaleur, un système de colonnes (MP, BP), une conduite pour envoyer l'air refroidi dans l'échangeur de chaleur se séparer dans le système de 11 colonnes, une conduite pour envoyer de l'oxygène liquide (11) du système se vaporiser dans l'échangeur de chaleur, une conduite pour envoyer d'un débit de gaz sous pression dans l'échangeur de chaleur, une conduite reliée à un point intermédiaire de l'échangeur de chaleur pour envoyer un débit de gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes de 5 l'échangeur de chaleur se détendre dans une turbine de détente cryogénique (T), éventuellement dans une deuxième turbine de détente, chaque turbine ayant une température d'entrée inférieure à -100°C, un premier surpresseur (B1) à un seul étage avec une température d'entrée supérieure à -50°C, une conduite, éventuellement reliée à un point intermédiaire de l'échangeur de chaleur, pour envoyer un gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes se surpresser 10 dans le premier surpresseur, un deuxième surpresseur (B2) à un seul étage avec une température d'entrée inférieure à -100°C, une conduite reliée à un point intermédiaire de l'échangeur de chaleur pour envoyer un gaz qui est de l'air ou un gaz provenant du système de colonnes se surpresser dans le deuxième surpresseur, une conduite pour envoyer le gaz surpressé dans au moins le premier surpresseur se refroidir dans l'échangeur de chaleur et ainsi participer à la 15 vaporisation d'oxygène liquide par échange de chaleur dans l'échangeur, dans lequel : a) la roue de la turbine de détente, éventuellement la roue de la deuxième turbine, la roue du premier surpresseur et de la roue du deuxième surpresseur sont reliées entre elles de sorte que chaque roue puisse avoir la même vitesse de rotation et b) i) la roue du premier surpresseur, la roue du deuxième surpresseur et la roue 20 de la turbine et éventuellement la roue de la deuxième turbine de détente sont montées sur le même axe de rotation ou ii) le premier et le deuxième surpresseur sont reliés à la roue de la turbine de détente, et éventuellement à la roue de la deuxième turbine, chacun par un axe de rotation, ces axes étant capables de tourner à vitesse de rotation identique ou 25 iii) le premier surpresseur et la roue de la turbine de détente sont reliés au deuxième surpresseur, chacun par un axe de rotation, ces axes étant capables de tourner à vitesse de rotation identique.\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 7 dans lequel le gaz comprimé dans lep 30 premier et le deuxième surpresseur (B1, B2) est de l'air destiné à la distillation.\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 7 ou 8 comprenant des moyens pour envoyer au moins une partie de l'air, voire tout l'air ou au moins une partie du gaz, voire 12 tout le gaz, comprimé dans le premier surpresseur (Bi) se surpresser dans le deuxième surpresseur (B2).\n<CLM>\1\tAppareil selon la revendication 7, 8 ou 9 dans lequel la turbine (T), et 5 éventuellement la deuxième turbine, n'est pas couplée à une génératrice, à un frein d'huile ou à un compresseur autre que les premier et deuxième surpresseurs (B1, B2).