CA2146831A1 - Procede et installation pour la production de l'oxygene par distillation de l'air - Google Patents

Procede et installation pour la production de l'oxygene par distillation de l'air

Info

Publication number
CA2146831A1
CA2146831A1 CA002146831A CA2146831A CA2146831A1 CA 2146831 A1 CA2146831 A1 CA 2146831A1 CA 002146831 A CA002146831 A CA 002146831A CA 2146831 A CA2146831 A CA 2146831A CA 2146831 A1 CA2146831 A1 CA 2146831A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
column
low pressure
pressure column
air
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
CA002146831A
Other languages
English (en)
Inventor
Yves Koeberle
Philippe Fraysse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CA2146831A1 publication Critical patent/CA2146831A1/fr
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04103—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression using solely hydrostatic liquid head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04193—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions
    • F25J3/04206—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions including a so-called "auxiliary vaporiser" for vaporising and producing a gaseous product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F25J2200/92—Details relating to the feed point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/58—Argon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/40—One fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/50—One fluid being oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Dans un procédé de production d'oxygène sous pression, on fait passer de l'oxygène liquide d'une double colonne dans un échangeur où il se vaporise par échange de chaleur avec de l'air d'alimentation qui s'y condense partiellement. La partie restante de l'air d'alimentation détendue par une turbine sert à maintenir le système en froid.

Description

21~6831 La présente invention est relative à un procédé et une installation pour la production de l'oxygène par distillation d'air et plus particulièrement à
un procédé et une installation pour la production de l'oxygène sous pression.
EP-A-422.974 décrit un procédé de production d'oxygène sous pression par distillation cryogénique d'air dans une double colonne.
L'oxygène liquide est soutiré de la cuve de la colonne basse pression 7, comme illustré à la figure 1, et se vaporise dans l'échangeur auxiliaire 9 par échange de chaleur avec une fraction de l'air d'alimentation. La partie restante de l'air d'alimentation est divisée en deux débits, dont l'un va directement à la colonne moyenne pression 6, via la conduite 14, et dont l'autre est détendu dans une turbine 4 avant d'être envoyé à la colonne basse pression 7.
Un premier objet de cette invention est de réduire les coûts de I'énergie utilisée par un procédé de production d'oxygène sous pression par rapport à ceux des procédés connus.
Un deuxième objet de cette invention est d'améliorer les rendements d'argon dans le cas où l'installation comprend également une colonne argon alimentée par la colonne basse pression.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de production d'oxygène gazeux sous pression par distillation cryogénique d'air dans une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, dans lequel on divise du liquide riche provenant de la colonne moyenne pression en une première et une deuxième fractions liquides que l'on envoie à des niveaux différents dans la colonne basse pression, caractérisé en ce que les niveaux différents sont au dessous d'un niveau de soutirage d'azote impur de la colonne basse pression.
Afin d'améliorer le reflux de la colonne basse pression, on divise le liquide riche de la colonne moyenne pression en une première et une deuxième fractions et on envoie les première et deuxième fractions à des niveaux différents dans la colonne basse pression après sous-refroidissement préalable. Ceci permet notamment d'améliorer sensiblement l'extraction d'argon dans le cas où l'installation comprend également une colonne argon.

21~6~31 Les deux fractions peuvent être envoyées dans la colonne basse pression à des températures différentes, ce afin d'améliorer encore les reflux dans la colonne basse pression et l'extraction d'argon dans le cas où
l'installation comprend également une colonne argon.
De préférence, une partie de l'air d'alimentation est détendue avant d'être envoyée à la double colonne, la partie restante de l'air d'alimentation étant partiellement condensée dans l'échangeur auxiliaire.
Quand l'air ne se condense que partiellement dans l'échangeur auxiliaire, I'échange de chaleur avec l'oxygène sous pression s'effectue à
une température moyenne plus chaude que s'il se condensait totalement.
Pour un même écart de température dans l'échangeur auxiliaire, on peut donc réduire la pression de l'air. En utilisant un vaporiseur à film comme échangeur auxiliaire, tel que décrit en EP-A-130.122, I'écart de température peut être réduit à une valeur moyenne de 0,6C.
L'invention a également pour objet une installation de production d'oxygène gazeux sous pression par distillation cryogénique d'air comprenant une double colonne, constituée par au moins une colonne moyenne pression surmontée d'une colonne d'une colonne basse pression, des moyens pour soutirer de l'azote impur de la colonne basse pression, et des moyens pour soutirer du liquide riche de la cuve de la colonne moyenne pression et l'envoyer à deux niveaux différents de la colonne basse pression, situés en dessous du niveau de soutirage de l'azote impur.
L'inconvénient principal des oxytonnes à pompe résulte de la surpression de l'air à sa pression de condensation. Si l'oxygène doit être pompé à des pressions conséquentes telles qu'il soit nécessaire de supresser l'air à une pression supérieure à celle de la colonne moyenne pression, cette invention ne présente pas d'intérêt puisque l'on dépense globalement plus d'énergie de compression avec cette situation, étant donné
que le débit d'air surpressé est approximativement trois fois supérieur à celui du système selon EP-A422.974, si tout l'air non turbiné passe à l'échangeur auxiliaire.
Si le reflux de tête de la colonne basse pression est faible, lorsqu'on veut séparer l'argon selon une méthode classique de distillation dans une colonne en parallèle avec la colonne basse pression, ceci conduit à un mauvais rendement en argon.

21~6~31 Cette réduction du reflux de tête peut être due à plusieurs facteurs:
Si de l'air est condensé dans un vaporiseur d'oxygène ne participe pas à la distillation dans la colonne moyenne pression et donc ne 5 participe pas au chauffage dans le vaporiseur principal en cuve de la colonne basse pression. Ainsi, la quantité d'azote liquide pour le reflux de tête de la colonne basse pression est réduite.
Il en est de même si l'air turbiné est envoyé uniquement dans la colonne basse pression, réduisant encore plus le reflux de tête de la 10 colonne basse pression.
Pour pallier ces défauts, on proposait dans EP-A422.974 d'envoyer une partie de l'air condensé dans la colonne moyenne pression, quelques plateaux au-dessus de la cuve pour qu'elle puisse participer, au moins faiblement, à la distillation dans cette colonne.
Or, dans la présente invention, pour compenser les pertes de reflux, due par exemple, au fait que la phase liquide de l'air condensé dans le vaporiseur extérieur se retrouve dans le liquide riche en cuve de la colonne moyenne pression, ce liquide riche est divisé en deux fractions:
-une première fraction est envoyée dans la colonne basse pression à un premier niveau, habituellement au niveau de l'insufflation d'air dans le cas où il y a une turbine d'insufflation;
- une deuxième fraction est envoyée dans la colonne basse pression à un niveau intermédiaire entre le premier niveau et le niveau de soutirage d'azote impur.
ll est clair que cette disposition des niveaux d'injection peut présenter un intérêt pour des procédés de distribution cryogénique autres que celui décrit dans la présente demande.
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention et de l'art antérieur vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation de l'installation selon l'art antérieur; et - les figures 2 et 3 représentent schématiquement deux modes de réalisation de l'installation conforme à l'invention.

21~6~31 _ L'installation représentée à la figure 1 comprend essentiellement un compresseur d'air principal 1 à débit variable, par exemple du type centrifuge à aubages mobiles, un surpresseur d'air à aubages mobiles 2, une ligne d'échange thermique 3, une turbine 4 de maintien en froid, un 5 appareil 5 de distillation d'air constitué par une double colonne comprenant elle-même une colonne moyenne pression 6 surmontée d'une colonne basse pression 7 et un minaret 7A, un vaporiseur-condenseur 8, un échangeur de chaleur auxiliaire 9 et une pompe 10. Cette installation est destinée à
produire un débit variable d'oxygène gazeux via une conduite 12, sous une 10 pression supérieure à la pression atmosphérique.
Le débit nominal d'air à traiter, comprimé à 6 bar par le compresseur 1, refroidi à la température ambiante et épuré, est divisé en deux fractions. La première fraction est surpressée par le surpresseur 2 et la deuxième fraction passe directement à la ligne d'échange 3 où elle est 15 divisée en deux flux ayant chacun un débit constant:
- un premier flux est refroidi dans des passages de la ligne d'échange; une partie est sortie de cette ligne d'échange après un refroidissement partiel, détendue vers 1 bar dans la turbine 4 et insufflée dans la colonne basse pression 7 au voisinage de son point de rosée; un 20 second flux poursuit son refroidissement jusqu'au voisinage de son point de rosée sous 6 bar, puis est injecté au bas de la colonne moyenne pression 6 via une conduite 14.
La première fraction surpressée est refroidie jusqu'au voisinage de son point de rosée dans des passages de la ligne d'échange puis 25 condensée dans l'échangeur auxiliaire 9 et est divisée en un premier débit constant détendu sous 6 bar envoyé dans la colonne moyenne pression via une conduite 16, et un second débit constant détendu vers 1 bar dans une vanne de détente 13 puis injecté dans la colonne basse pression 7.
Le vaporiseur-condenseur 8 vaporise un débit constant d'oxygène 30 liquide en cuve de la colonne basse pression par condensation d'un débit à
peu près égal d'azote de tête de la colonne moyenne pression. Du "liquide riche" (air enrichi en oxygène) prélevé en cuve de la colonne moyenne pression et détendu vers 1 bar dans une vanne de détente 18 est injecté à
un niveau intermédiaire de la colonne basse pression, et du "liquide pauvre"
35 (azote à peu près pur) prélevé en tête de la colonne moyenne pression et 21~6g~1 -détendu vers 1 bar dans une vanne de détente 19 est injecté au sommet de la colonne basse pression.
De l'azote liquide est injecté au sommet du minaret 7A à travers la vanne de détente 21. De l'azote pur est soutiré du sommet du minaret 7A et 5 envoyé à la ligne d'échange 3 pour y être réchauffé avant de ressortir par la conduite 20. L'azote impur sort par la conduite 25 du sommet de la colonne basse pression 7 et est envoyé à l'extérieur par la conduite 18.
L'oxygène liquide soutiré de la cuve de la colonne basse pression 7 est pompé à la pression de production avant d'être vaporisé dans 10 I'échangeur auxiliaire 9 (constitué par un vaporiseur du type "à film") par échange de chaleur avec l'air qui s'y condense partiellement. L'oxygène vaporisé sort, après réchauffement dans la ligne d'échange 3, par la conduite 12.
Pour produire de l'argon, une fraction riche en argon est soutirée 15 de la partie inférieure de la colonne basse pression 7 et est envoyée à la colonne d'argon 16 pour y être distillée. Cette fraction comprend essentiellement de l'argon et de l'oxygène. Le liquide de cuve résultant de la distillation dans la colonne 16 est renvoyée en partie inférieure de la colonne basse pression 7. Le condenseur de tête 29 de la colonne argon 16 20 est refroidi par du liquide riche provenant de la cuve de la colonne moyenne pression 6, détendu par la vanne 23, vaporisé et envoyé à la colonne basse presslon.
La partie restante du liquide riche de la cuve de la colonne moyenne pression 6 est détendu par la vanne 18 à une pression légèrement 25 au-dessus de la pression atmosphérique et envoyée dans la colonne basse pression 7 par la vanne 18, sensiblement au même niveau que le niveau d'injection de l'air détendu par la turbine 4 (I'air d'insufflation).
L'installation représentée à la figure 2 diffère de l'art antérieur par le fait que tout l'air qui n'est pas surpressé par le surpresseur 2 est envoyé à30 la turbine 4 pour être détendu et envoyé à la colonne basse pression 7. L'air surpressé et partiellement condensé dans l'échangeur 9 auxiliaire est entièrement injecté en cuve de la colonne moyenne pression 6.
Pour améliorer le rendement en argon, la partie restante de liquide riche non vaporisée en 29 est divisée en deux fractions: une 35 première fraction est injectée, comme représenté sur la figure 1, après 6 21~6831 détente par la vanne 18 dans la colonne basse pression 7 au niveau de l'insufflation d'air et la deuxième fraction de liquide riche est envoyée à la colonne basse pression 7, après détente à la pression de celle-ci par la vanne 17, à un niveau intermédiaire entre le niveau d'injection de la 5 première fraction de liquide riche à travers la vanne 18 et le niveau de soutirage d'azote à travers la conduite 25.
Dans le cas où l'oxygène liquide est pressurisé à une pression dite concomitante à la pression de la colonne moyenne pression (c'est-à-dire à environ 2 bar), le système de la figure 2 peut être simplifié.
La variante de la figure 3 ne comporte qu'un seul compresseur d'air 1, tout l'air comprimé étant envoyé soit à la turbine 4, soit à
l'échangeur 9. L'air partiellement condensé dans l'échangeur 9 passe entièrement à la cuve de la colonne moyenne pression 6. La dénivellation entre le niveau d'oxygène liquide de la cuve de la colonne BP et son entrée 15 dans le vaporiseur 9 fixe, dans ce cas, la pression de vaporisation de l'oxygène; la pompe 10 de la figure 2 est donc supprimée.
Si besoin est, on peut sous-refroidir les fractions de liquide riche pour que la température de la fraction injectée au niveau de l'insufflation d'air soit moins élevée que celle de la fraction injectée au niveau 20 intermédiaire.
Cette disposition de l'échangeur 9 permet un gain d'environ 6 %
sur la compression de l'air et donc sur l'énergie spécifique de l'oxygène produit.
Cette disposition des niveaux d'injection du liquide riche permet 25 d'obtenir un gain de production d'argon d'environ 5 %, en comparaison avec celle de EP-A-422.974. Le rendement obtenu avec le procédé de la présente invention est d'environ 80 %.

Claims (10)

1. Procédé de production d'oxygène gazeux sous pression par distillation cryogénique d'air dans une double colonne comprenant une colonne moyenne pression et une colonne basse pression, dans lequel on divise du liquide riche provenant de la colonne moyenne pression en une première et une deuxième fractions liquides que l'on envoie à des niveaux différents dans la colonne basse pression, caractérisé en ce que les niveaux différents sont au-dessous d'un niveau de soutirage d'azote impur de la colonne basse pression.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on soutire un fluide enrichi en argon de la colonne basse pression et on le distille dans une colonne.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel on soutire un liquide enrichi en oxygène d'une partie inférieure de la colonne basse pression.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les deux fractions sont refroidies à des températures différentes avant d'être envoyées dans la colonne basse pression.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel, une partie de l'air d'alimentation est insufflée à un niveau intermédiaire de la colonne basse pression et les niveaux d'injection de liquide riche ne sont pas au-dessous de ce niveau intermédiaire.
6. Installation de production d'oxygène gazeux sous pression par distillation cryogénique d'air comprenant une double colonne, constituée par au moins une colonne moyenne pression surmontée d'une colonne basse pression, des moyens pour soutirer de l'azote impur de la colonne basse pression, et des moyens pour soutirer du liquide riche de la cuve de la colonne moyenne pression et l'envoyer à deux niveaux différents de la colonne basse pression, situés endessous du niveau de soutirage de l'azote impur.
7. Installation selon la revendication 6, comprenant une colonne de distillation d'argon.
8. Installation selon l'une des revendications 6 ou 7, comprenant des moyens pour soutirer un liquide enrichi en oxygène de la partie inférieure de la colonne basse pression.
9. Installation selon l'une des revendications 6 ou 7, comprenant des moyens pour envoyer le liquide riche dans la colonne basse pression à deux températures différentes.
10. Installation selon l'une des revendications 6 ou 7, compressant des moyens pour envoyer de l'air à un niveau intermédiaire de la colonne basse pression et des moyens pour envoyer les deux fractions de liquide riche à des niveaux dans le voisinage de ou au-dessus du niveau intermédiaire.
CA002146831A 1994-04-12 1995-04-11 Procede et installation pour la production de l'oxygene par distillation de l'air Abandoned CA2146831A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR94.04298 1994-04-12
FR9404298A FR2718518B1 (fr) 1994-04-12 1994-04-12 Procédé et installation pour la production de l'oxygène par distillation de l'air.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA2146831A1 true CA2146831A1 (fr) 1995-10-13

Family

ID=9461989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA002146831A Abandoned CA2146831A1 (fr) 1994-04-12 1995-04-11 Procede et installation pour la production de l'oxygene par distillation de l'air

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5586451A (fr)
EP (1) EP0677713B1 (fr)
JP (1) JPH0854181A (fr)
CN (1) CN1121172A (fr)
CA (1) CA2146831A1 (fr)
DE (1) DE69512821T2 (fr)
FR (1) FR2718518B1 (fr)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9807833D0 (en) * 1998-04-09 1998-06-10 Boc Group Plc Separation of air
US6178775B1 (en) * 1998-10-30 2001-01-30 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for separating air to produce an oxygen product
GB9910701D0 (en) 1999-05-07 1999-07-07 Boc Group Plc Separation of air
GB9925097D0 (en) * 1999-10-22 1999-12-22 Boc Group Plc Air separation
US6253576B1 (en) * 1999-11-09 2001-07-03 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the production of intermediate pressure oxygen
EP1338856A3 (fr) * 2002-01-31 2003-09-10 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédé et installation pour la séparation d'air par distillation cryogénique
FR2854232A1 (fr) * 2003-04-23 2004-10-29 Air Liquide Procede de distillation d'air pour produire de l'argon
FR2864214B1 (fr) * 2003-12-22 2017-04-21 Air Liquide Appareil de separation d'air, appareil integre de separation d'air et de production d'un metal et procede de demarrage d'un tel appareil de separation d'air
US20070095100A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-03 Rankin Peter J Cryogenic air separation process with excess turbine refrigeration
US9279613B2 (en) * 2010-03-19 2016-03-08 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus
CN105115244B (zh) * 2015-08-10 2017-06-27 开封空分集团有限公司 一种低纯度氧空气分离的装置及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1253717A (fr) * 1960-04-08 1961-02-10 Union Carbide Corp Séparation à basse température de l'air en oxygène, azote et argon
DE1112997B (de) * 1960-08-13 1961-08-24 Linde Eismasch Ag Verfahren und Einrichtung zur Gaszerlegung durch Rektifikation bei tiefer Temperatur
US4737177A (en) * 1986-08-01 1988-04-12 Erickson Donald C Air distillation improvements for high purity oxygen
GB8820582D0 (en) * 1988-08-31 1988-09-28 Boc Group Plc Air separation
FR2655137B1 (fr) * 1989-11-28 1992-10-16 Air Liquide Procede et installation de distillation d'air avec production d'argon.
US4994098A (en) * 1990-02-02 1991-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen-lean argon from air
US5076823A (en) * 1990-03-20 1991-12-31 Air Products And Chemicals, Inc. Process for cryogenic air separation
GB9008752D0 (en) * 1990-04-18 1990-06-13 Boc Group Plc Air separation
US5228296A (en) * 1992-02-27 1993-07-20 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with argon heat pump
US5275003A (en) * 1992-07-20 1994-01-04 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid air and nitrogen recycle liquefier

Also Published As

Publication number Publication date
DE69512821D1 (de) 1999-11-25
EP0677713A1 (fr) 1995-10-18
FR2718518B1 (fr) 1996-05-03
FR2718518A1 (fr) 1995-10-13
JPH0854181A (ja) 1996-02-27
CN1121172A (zh) 1996-04-24
EP0677713B1 (fr) 1999-10-20
DE69512821T2 (de) 2000-05-25
US5586451A (en) 1996-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0576314B2 (fr) Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous pression
EP0689019B1 (fr) Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous pression
EP0628778B2 (fr) Procédé et unité de fourniture d'un gaz sous pression à une installation consommatrice d'un constituant de l'air
EP0547946B2 (fr) Procédé de production d'oxygène impur
EP0504029B1 (fr) Procédé de production d'oxygène gazeux sous pression
EP0618415B1 (fr) Procédé et installation de production d'oxygène gazeux et/ou d'azote gazeux sous pression par distillation d'air
EP1014020B1 (fr) Procédé de séparation cryogénique des gaz de l'air
EP0789208A1 (fr) Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous haute pression
EP0694746B1 (fr) Procédé de production d'un gaz sous pression à débit variable
EP0677713B1 (fr) Procédé et installation pour la production de l'oxygène par distillation de l'air
EP0606027A1 (fr) Procédé et installation de production d'au moins un produit gazeux sous pression et d'au moins un liquide par distillation d'air
EP1711765B1 (fr) Procédé et installationde de séparation d'air par distillation cryogénique
EP0611218B2 (fr) Procédé et installation de production d'oxygene sous pression
FR2724011A1 (fr) Procede et installation de production d'oxygene par distillation cryogenique
FR2702040A1 (fr) Procédé et installation de production d'oxygène et/ou d'azote sous pression.
EP1132700B1 (fr) Procédé et installation de séparation d'air par distillation cryogénique
EP0641982A1 (fr) Procédé et installation de production d'au moins un gaz de l'air sous pression
CA2109148A1 (fr) Procede et installation de production d'azote et d'oxygene
EP1063485A1 (fr) Appareil et procédé de séparation d'air par distillation cryogénique
EP3913310A1 (fr) Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique

Legal Events

Date Code Title Description
FZDE Discontinued