ES2197540T3

ES2197540T3 - Sistema de reinicio rapido de una planta de separacion criogenica de aire.

Info

Publication number: ES2197540T3
Application number: ES99106880T
Authority: ES
Inventors: John Frederic Billingham; Dante Patrick Bonaquist; James Robert Dray; Michael James Lockett; Robert Arthur Beddome
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: EP0949473B1; CA2268308C; US6272884B1; KR19990082997A; DE69909162D1; KR100400074B1; DE69909162T3; CA2268308A1; ID23544A; EP0949473A1; EP0949473B2; CN1232168A; BR9901051A; ES2197540T5; DE69909162T2; CN1134636C

Abstract

SISTEMA PARA VOLVER A ARRANCAR UNA PLANTA SEPARADORA DE AIRE TRAS UNA INTERRUPCION DEL FUNCIONAMIENTO EN EL QUE EL LIQUIDO DESCENDENTE SE RECOGE EN UNA COLUMNA DE DESTILACION APAGADA Y SE DEVUELVE A LA SECCION SEPARADORA DE ESA COLUMNA ANTES O DESPUES DEL NUEVO ARRANQUE. LA INVENCION PUEDE EMPLEAR UN DISPOSITIVO COLECTOR SITUADO EN LA COLUMNA ENCIMA DEL SUMIDERO. TRAS LA INTERRUPCION DEL FUNCIONAMIENTO, EL DISPOSITIVO COLECTOR ACUMULA EL LIQUIDO DESCENDENTE. DESDE ESTE DISPOSITIVO, EL LIQUIDO PUEDE PASAR FUERA DE LA COLUMNA Y SER TRASLADADO A UN RECIPIENTE DE ALMACENAMIENTO PARA REINVENTARIAR EL MATERIAL DE LA COLUMNA TRAS LA REANUDACION DEL FUNCIONAMIENTO.

Description

Sistema de reinicio rápido de una planta de separación criogénica de aire.

Campo técnico

Este invento se refiere a un método y aparato para reiniciar eficientemente una columna de destilación de una instalación criogénica de separación de aire después de una interrupción en el funcionamiento, de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3. Dichos método y aparato son conocidos a partir del documento US-A- 55050.

Antecedentes en la técnica anterior

Usualmente se requiere un período considerable de tiempo para reiniciar una instalación criogénica de separación de aire después de una parada o de una interrupción en el funcionamiento. La parada o la interrupción pueden deberse a una serie de razones tales como un corte de energía, una avería en el equipo, un exceso de suministro de gas incondensable a una columna, o una elección de índole económico originada por altas tarifas de energía. El período improductivo que transcurre desde la reiniciación hasta que se restablecen las purezas de los productos finales es costoso, consumiendo la misma cantidad de energía que durante la producción normal, pero sin suministrar el producto deseado. Además, puede que haya que fabricar el producto por otros medios durante la inactividad de la instalación a un coste considerable y suponiendo una carga en un sistema de fabricación de producto. En muchas instalaciones, el número de paradas o interrupciones no programadas en el funcionamiento convierte este período improductivo en un factor significativo.

A lo largo de una columna de destilación existe un perfil de composición vertical. El líquido mantenido en diversos niveles en la columna se va haciendo progresivamente más rico en el componente más volátil en orden ascendente en la columna. Se pueden encontrar ejemplos de perfiles típicos de composición de instalaciones de separación de aire en la bibliografía publicada (por ejemplo, ``Destilación de aire'', de R. Latimer, Chemical Engineering Progress, Volumen 63, Número 2, páginas 35-59, 1967). Una columna de destilación en una instalación de separación de aire promueve la separación de los componentes del aire cuando el aire, en estados líquido y de vapor, entra en contacto con el material interno situado en la columna de destilación. El material interno puede ser cualquiera de los materiales conocidos que se usan para promover la separación en columnas de destilación, tales como bandejas o empaquetadura. El vapor ascendente en la columna sirve para retener líquido sobre el material interno en la columna. Cuando cesa el flujo de vapor en una columna de destilación, la mayor parte del líquido, que era retenido por el vapor sobre el material interno, drenará desde los componentes internos hasta la cola de la columna o sumidero de columna. El líquido resultante contenido en el depósito tiene una composición intermedia entre las composiciones de cabeza y cola de la columna durante el funcionamiento normal.

Para reiniciar el funcionamiento de la columna (o columnas) de separación de aire, el líquido retenido en la cola o sumidero de la columna (o columnas) normalmente se drena o se vuelve a tratar hasta restablecer la pureza deseada. Al drenar el líquido del sumidero, se pierde la refrigeración proporcionada por ese líquido a la instalación, lo que representa una penalización energética. Al volver a tratar el líquido del sumidero, tras la reiniciación de la instalación, se requiere un período de tiempo significativo hasta restablecer la pureza del líquido, lo cual resulta en un consumo costoso de energía.

En las instalaciones productoras de argón, al drenar líquido del sumidero se pierde una cantidad considerable de este producto. Debido a que el argón es un componente del aire en un porcentaje muy pequeño, se produce un retardo costoso de tiempo antes de que se restablezca la pureza del argón cuando se vuelve a poner en marcha la instalación o la columna de argón.

Tras una interrupción en el funcionamiento, sería deseable y ventajoso reiniciar eficientemente una instalación mediante la reducción del tiempo necesario para conseguir la pureza deseada en una instalación de separación de aire o en una columna de destilación perteneciente a una instalación, de una manera económica y sencilla.

De acuerdo con ello, un objeto del presente invento es proveer un sistema para reiniciar una instalación criogénica de separación de aire de una manera más rápida y menos costosa de la que es posible con la técnica convencional.

Sumario del invento

El anterior y otros objetos, que resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras la lectura de esta descripción, se alcanzan mediante el presente invento, uno de cuyos aspectos es:

Un método para reiniciar eficientemente una columna de destilación de una instalación criogénica de separación de aire después de una interrupción en el funcionamiento, que comprende las etapas de acuerdo con las reivindicaciones.

Otro aspecto del invento es:

Un aparato para reiniciar eficientemente una columna de destilación de una instalación criogénica de separación de aire después de una interrupción en el funcionamiento, que comprende las características de la reivindicación 3.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama esquemático de una realización preferida del invento en la que, tras la interrupción del funcionamiento de una instalación de separación de aire de dos columnas, el líquido descendente en la columna de baja presión se recoge en una bandeja hermética y se extrae de la columna.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una realización preferida del invento en la que, tras la interrupción del funcionamiento de una instalación de separación de aire de dos columnas, el líquido descendente en la columna de baja presión se recoge, almacena y habilita para su retorno a la columna cuando se reinicie la instalación.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de otra realización preferida del invento en la que, tras la interrupción del funcionamiento en una instalación de separación de aire de tres columnas, el líquido descendente en la columna de baja presión y el líquido descendente en la columna de argón se recogen, almacenan y habilitan para su retorno a las columnas respectivas tras la reiniciación de las columnas.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de otra realización preferida del invento en la que, tras la interrupción del funcionamiento en una instalación de separación de aire de tres columnas, el líquido descendente en la columna superior y en la columna de argón se extraen, almacenan y habilitan para su retorno a las columnas respectivas tras la reiniciación de las mismas y en la que el retorno de líquido a la columna de argón puede requerir una bomba de trasiego de líquido.

La Figura 5 es un ejemplo de acuerdo con el invento. El sistema de separación de aire de esta realización es similar al de la Figura 4, con la excepción de que la columna de argón está dividida en dos secciones separadas.

Los números en los dibujos son iguales para los elementos comunes.

Descripción detallada del invento

El invento lleva a cabo una reiniciación eficiente de una columna o columnas de separación de aire en una instalación criogénica de separación de aire. La reiniciación eficiente se realiza recogiendo el líquido descendente en una columna de destilación cuando se interrumpe o detiene el funcionamiento en esa columna, y luego usando el líquido recogido para restablecer el inventario de líquido de la sección de separación de la columna de destilación antes o tras la reiniciación del funcionamiento. Con el término de ``líquido descendente'' se hace referencia al líquido que drena o desciende del material interno y paredes interiores en una columna de destilación de la instalación.

En una columna de destilación donde existe un condensador principal, la recogida del líquido descendente en la columna impide que ese líquido se mezcle con el líquido acumulado en la cola de la columna, evitando así la pérdida de pureza del líquido de cola. Antes de reiniciar el funcionamiento de la columna, o tras la reiniciación del suministro de gas a la columna, se proporciona el líquido recogido a la sección de separación de la columna, es decir, a la sección de la columna que tiene material interno. En esta sección de separación, el líquido recogido se usa para restablecer el inventario de líquido en el material interno de la misma. Cada una de las dos operaciones de mantenimiento de la pureza del condensador principal y del restablecimiento del inventario de líquido a la sección de separación dan lugar a una reiniciación más eficiente de la columna en una manera oportuna.

Cuando se detiene o interrumpe el funcionamiento de una columna de argón, la recogida de líquido descendente en la columna de argón facilita también una reiniciación más eficiente. El líquido recogido se usa para restablecer el inventario de líquido en la sección de separación de la columna de argón antes de reiniciar esa columna o después de reiniciar el suministro de gas a la columna.

En la Figura 1, un dispositivo de recogida, situado en una columna de destilación se usa para desviar el flujo de líquido descendente de un depósito de condensador principal y mantener la pureza en el mismo. El dispositivo de recogida o colector comprende, por ejemplo, una bandeja hermética 10 con elevadores 11 cubiertos por sombreretes 11A. El colector 10 permite al vapor y al líquido circular a contracorriente sin impedírselo entre sí. El líquido se recoge en la bandeja hermética 10 y drena a través de uno o más conductos o bajantes 12 que se extienden debajo de la bandeja. Estas bajantes contienen un ramal. Un tramo 13 de este ramal está abierto a la columna superior 4. El otro tramo o circuito de desviación 14, está conectado por tubería al exterior de la columna. El circuito de desviación 14 contiene una válvula 15. Durante el funcionamiento normal de la instalación, la válvula 15 está cerrada y el líquido descendente se recoge en la bandeja hermética 10, circula hacia abajo por la bajante 12 y rebosa a través del tramo 13 al depósito de oxígeno líquido 18 situado en la parte inferior en el condensador principal 6. Tras una parada o una interrupción en el funcionamiento de la instalación, la válvula 15 se abre y el líquido 19 que se acumula en la bandeja hermética 10 fluye a través de la bajante 12 y se desvía por la válvula 15. Tras reanudarse el suministro de aire a la instalación, la válvula 15 se cierra y el funcionamiento de la instalación continúa con el depósito 18 de oxígeno en el condensador principal, esencialmente a la misma pureza que antes de interrumpirse el funcionamiento.

Las tuberías 12, 13 y 14 se han mostrado esquemáticamente en la Figura 1 y podrían modificarse de acuerdo con técnicas de diseño aceptadas para el servicio criogénico de líquidos. Por ejemplo, podrían incluirse juntas de dilatación térmica y el circuito de desviación 14 podría estar situado en el exterior de la columna 4. El sistema ilustrado en la Figura 1 requiere poca inversión de capital. Como se mantiene la pureza del líquido de cola, este método también disminuye el tiempo requerido para que una instalación de separación de aire fabrique un producto deseable después de una parada o de una interrupción en el funcionamiento. El invento es aplicable a cualquier ciclo de separación de aire. La realización del invento mostrada en la Figura 1 es especialmente útil para un proceso de separación de aire que elabore un producto final de oxígeno de gran pureza.

El sistema mostrado en la figura 1 es de hecho una parte del mostrado en la Figura 2, que muestra una instalación criogénica de separación de aire que tiene dos columnas. La Figura 2 describe el modo en que el líquido descendente en una columna de destilación para separación de aire se recoge y almacena en una vasija de contención cuando se interrumpe el funcionamiento de la columna. El líquido contenido en la vasija de contención se habilita para restablecer el inventario de líquido en la sección de separación de la misma columna de la que se recogió el líquido.

En la Figura 2, el aire frío y limpio a una presión moderada contenido en las tuberías 1 se introduce la columna inferior 2 de destilación o columna de alta presión. La columna inferior 2 puede emplear material interno 3 de cualquier tipo adecuado en su sección de separación, por ejemplo bandejas, o la empaquetadura normalmente utilizada en la industria para llevar a cabo el proceso de separación. En la columna inferior 2 se separa la corriente de aire para producir una corriente rica en nitrógeno en la cabeza y un líquido en equilibrio con el aire de alimentación, denominado líquido 23 de caldera, en la cola de la columna. El líquido 23 de caldera situado en la cola de la columna inferior 2 se transfiere a un nivel intermedio en la columna superior 4 de destilación o columna de baja presión mediante las tuberías 5. La columna superior 5 también dispone de material Interno 3 en su sección de separación, que no es necesariamente el mismo que el material interno de la columna inferior 2. El nitrógeno 22 extraído en la cabeza de la columna inferior se envía por tubería al condensador principal 6, donde se condensa totalmente contra el oxígeno líquido vaporizante 18 situado en la cola de la columna superior 4. El nitrógeno líquido resultante 7 se divide en dos corrientes, 8 y 9. La corriente 8 devuelve una parte del nitrógeno líquido como reflujo a la columna inferior 2. El resto, corriente 9, transfiere nitrógeno líquido como reflujo a la cabeza de la columna superior 4.

Durante el funcionamiento normal, existe un perfil de composiciones en la columna superior 4, por lo cual el contenido de nitrógeno de ambas fases de líquido y de vapor aumenta desde la cola hasta la cabeza de la columna. Cuando se interrumpe el flujo de aire 1 de alimentación a la columna inferior 2, la presión en la columna inferior 2 cae rápidamente, hasta que se produce poca o ninguna condensación/ebullición en el condensador principal 6. El cese de la actividad en el condensador principal causa un cese de todas las alimentaciones de líquido a la columna superior 4 y detiene el flujo de vapor de separación del depósito 18 de oxígeno líquido en el sumidero de la columna superior 4. El líquido retenido en los materiales internos 3 de la columna superior drena como líquido descendente, por gravedad, dentro de la columna superior 4. Cuando el material interno está constituido, por ejemplo, por bandejas de criba, el líquido lloverá a través de las perforaciones de las bandejas. Cuando el material interno esté constituido por empaquetadura, la película sobre la empaquetadura y el líquido retenido en los distribuidores instalados en la parte más alta de la empaquetadura drenarán hacia abajo.

Un dispositivo colector, por ejemplo, una bandeja hermética 10, recoge el líquido descendente dentro de la columna superior 4 en un nivel situado encima del condensador principal 6. Esta bandeja hermética 10 impide que el líquido descendente, tal como desde el material interno 3, llegue al condensador principal 6 y contamine el depósito de oxígeno líquido 18. La concentración de oxígeno o la pureza del oxígeno líquido del depósito 18 está típicamente dentro del intervalo de 95-99,9 por ciento en moles.

Cuando se detiene el flujo de aire 1 de alimentación a la columna inferior 2, se abren las válvulas 15 y 16. La apertura de estas válvulas hace que el flujo de líquido procedente del colector 10 se desvíe del tramo 13 y circule a través del circuito 14 de desviación a la vasija 20 de contención. La vasija 20 de contención puede estar situada o bien dentro o bien fuera de la caja fría que encierra a la columna 4 de destilación.

Por tanto, el oxígeno líquido 18 contenido en el sumidero de la columna superior 4 mantiene su pureza. La vasija 20 de contención está dimensionada de tal manera que puede retener el contenido del líquido de la columna superior 4 y, en los casos en que se usa una disposición convencional de tres columnas, también el contenido de la columna de argón. El volumen de la vasija 20 de contención es típicamente entre un 5 y un 20 por ciento del volumen de las columnas superior y de argón. El tamaño de la vasija 20 de contención depende de si los componentes internos son bandejas o empaquetadura. La válvula 16 se abre cuando se llena la vasija 20, para permitir que se iguale la presión entre la columna superior 4 y la vasija 20 de contención.

Tras la reanudación de la alimentación 1 de aire a la columna inferior 2, se puede usar el líquido contenido dentro de la vasija 20 de contención para restablecer el inventario de líquido en el material interno 3 en la sección de separación de la columna superior 4. El restablecimiento del inventario de líquido a la columna superior 4 se puede llevar a cabo por transferencia de presión. Se cierran las válvulas 15 y 16 y se abre la válvula 17. Al hacerlo, la presión en el interior de la vasija 20 de contención aumenta hasta el valor de la presión de la columna inferior 2. Entonces, se transfiere el líquido almacenado a la columna superior 4. Esta transferencia de líquido se puede realizar midiendo el líquido contenido en el sumidero de la columna inferior 2. El líquido de la vasija 20 de contención circula luego a través de la válvula 21 a la tubería 5 de transferencia de líquido de caldera.

La velocidad de transferencia de líquido se regula de tal manera que se mantenga la pureza de oxígeno en el condensador principal.

Una vez que la vasija 20 de contención se ha vaciado de su inventario de líquido, se cierran las válvulas 17 y 21 y se abre la válvula 16. La presión en el interior de la vasija 20 de contención disminuye hasta el valor de la presión de la columna superior 4. El sistema se encuentra entonces en una situación de espera hasta la próxima interrupción en el funcionamiento de la columna de destilación.

La tubería de retorno de la vasija 20 de contención puede introducirse en cualquier ubicación en la sección de separación de la columna superior 4 de la Figura 2. Se puede usar también para inventariar el condensador 27 de baja proporción o de columna de argón. Opcionalmente, aunque no con preferencia, podría incluso proporcionar líquido a la propia columna 30 de argón en instalaciones de tres columnas.

En la figura 3 se muestra una disposición de tres columnas con unas columnas superior e inferior de destilación como en la Figura 2 y una tercera columna de destilación donde se produce argón. En esta realización del invento, el líquido contenido en una columna de argón de una instalación de separación de aire se recoge tras la interrupción del funcionamiento de la columna. El líquido recogido se puede almacenar en una vasija de contención. Bien antes de la reiniciación o bien tras la reiniciación del funcionamiento de la columna de argón, se puede utilizar el líquido recogido de esa columna para restablecer el inventario de líquido en la sección de separación de la columna de argón que contiene material interno 3. Para columnas de argón, es deseable que cualquier líquido contenido en el sumidero de la columna se recoja junto con el líquido de la sección de separación de la columna.

Durante el funcionamiento normal, se hace pasar una alimentación 31 de vapor de argón crudo de columna desde la columna superior 4 a la columna 30 de argón, y se devuelve una corriente 32 de líquido a la columna superior 4 en la misma ubicación. El líquido contenido en el interior de la columna 30 de argón tiene una concentración de argón mucho mayor que el líquido contenido en la columna superior 4. Por tanto, es ventajoso mantener el líquido de la columna 30 de argón separado del líquido de la columna superior 4 durante la parada o la interrupción en el funcionamiento de la columna de argón.

Cuando se interrumpe el funcionamiento de la columna, se puede impedir que el líquido de la columna de argón se mezcle con el líquido de la columna superior mediante la instalación de un sistema de tuberías análogo al de la realización ilustrada en la Figura 2 a la base de la columna 30 de argón. Para el almacenamiento del argón líquido se puede usar una vasija externa 40 de contención. Alternativamente, se puede usar una vasija que comparta la misma envuelta que la columna 30 de argón, pero con un cabezal separado. El líquido recogido de la columna de argón se bombea o transfiere a presión a través de las tuberías 38 de retorno a la cabeza de la columna 30 de argón o a alguna ubicación intermedia situada dentro de la sección de separación de esa columna.

Una disposición de tuberías y válvulas permite efectuar la transferencia de presión de líquido entre la vasija 40 de contención y la columna 30 de argón. Durante el funcionamiento normal, las válvulas 33 y 34 están cerradas. La válvula 36 está abierta, de tal manera que la presión en el interior de la vasija 40 de contención es la misma que la presión en la base de la columna 30 de argón. Tras la interrupción del funcionamiento, se abre la válvula 33 y un líquido rico en argón contenido en la columna 30 de argón se transfiere a la vasija 40 de contención en lugar de a la columna superior 4.

En la reiniciación, se cierran las válvulas 33 y 36 y se abre la válvula 34. La presión en el interior de la vasija 40 de contención aumenta hasta el valor de la presión de la columna inferior 2. El líquido contenido en la vasija 40 de contención se vuelve a pasar, a través de la válvula de control 35, para restablecer el inventario de líquido en una sección de separación de la columna 30 de argón. En condiciones óptimas, el líquido recogido se suministra a una posición intermedia dentro de la columna 30 de argón.

Para obtener argón de alta pureza, se pueden usar columnas multietapas de destilación de argón para conseguir un producto de argón con baja concentración de oxígeno, con menos de 10 ppm de oxígeno. Una columna multietapas de argón contiene un número de etapas mayor que una columna de argón de baja proporción. Dicha columna multietapas incluye el número de etapas requerido para la columna de baja proporción de argón, más las etapas adicionales necesarias para obtener un argón de alta pureza o de grado de producto final.

Las columnas multietapas requieren un período considerable de tiempo para lograr la pureza de producto tras una interrupción en el funcionamiento. Esto se debe a que las columnas multietapas tienen gran cantidad de etapas, y el líquido retenido en la columna multietapa es argón, que es un componente del aire en un porcentaje muy bajo. La interrupción del funcionamiento de las columnas de argón o de las columnas multietapas de argón se puede producir bien debido al agarrotamiento del condensador o bien a una pérdida de aire de alimentación a la instalación de separación de aire. El término ``agarrotamiento del condensador'' se refiere a una acumulación de vapores incondensables, por ejemplo, nitrógeno en exceso, que impida la condensación de vapor en la cabeza de la columna de argón contra el líquido refrigerante de la cabeza de la columna de argón.

La columna multietapas es quizás la más importante de todas las columnas para mantener el inventario de líquido, puesto que contiene un gran volumen de argón. En funcionamiento normal, transcurre un período de varias horas después de la puesta en marcha para inventariar el material interno de la columna multietapas de argón con una cantidad de líquido en régimen estacionario con la composición correcta.

Se puede usar una disposición similar a la de las columnas superior e inferior ilustradas en la Figura 2 para reiniciar una columna multietapas. Sin embargo, la disposición se simplifica, porque ya existe una bomba de líquido para el funcionamiento normal que puede devolver líquido recogido a la cabeza de la columna multietapas antes de volver a poner en marcha el condensador. Por tanto, no se necesitan las tuberías y válvulas requeridas para la transferencia de presión del líquido.

En la Figura 4, la disposición de tres columnas incluye una columna multietapas 50 de argón. Durante el funcionamiento normal, el vapor 31 de la columna superior 4 se suministra a la columna 50 de argón. La válvula 58 está cerrada y el líquido 51 se devuelve a la columna superior 4, a través de la bomba 52, pasando por la válvula abierta 54 y tuberías 56. Tras la interrupción del funcionamiento en la columna multietapas 50, y no de acuerdo con el invento, el líquido descendente se recoge en la cola de esa columna. El nivel de líquido sube en la columna 50 desde LL1 hasta LL2.

Tras la reiniciación de la columna multietapas, se abre la válvula 58. El líquido 51 se transfiere desde la cola de la columna 50 por medio de la bomba 52 a través de la válvula 58 a una tubería especial 60 hasta la columna 50 para restablecer el inventario de líquido en la sección de separación de la misma. Usualmente, el restablecimiento del inventario de líquido se inicia antes de reiniciar el suministro de gas a la columna. Al suministrar líquido a la cabeza o a una sección intermedia de la columna 50 se acumula líquido sobre el material interno 3 en la sección de separación.

La composición del líquido recogido 51 es igual a la composición media de líquido retenida en la columna 50 durante el funcionamiento normal. Tras reiniciar el condensador 27, el vapor 31 se extrae de la columna superior 4 hacia la columna multietapas 50, y el reflujo de líquido 62 circula desde el condensador y suplementa al líquido 60 que se está bombeando a la cabeza de la columna 50. Cuando se extrae el vapor 31, la válvula 58 de líquido de recirculación 60 se cierra lentamente y la válvula 54 de líquido 56 de la columna superior se abre lentamente. La válvula 58 de circuito de recirculación está eventualmente cerrada por completo, y se reanuda el funcionamiento normal con el líquido de retorno 56 que llega a la columna superior controlando el nivel de líquido del sumidero.

En la figura 5, que describe un ejemplo que no corresponde al invento, la instalación criogénica de separación de aire tiene una columna de argón de dos secciones que incluye una columna 50A de baja proporción de argón y una columna adicional 50B con etapas suficientes para que la combinación sea equivalente a la columna multietapas de argón 50 ilustrada en la Figura 4. La columna dividida en dos de la Figura 5 es conveniente a veces para satisfacer restricciones severas de la columna.

Después de la interrupción del funcionamiento, el líquido descendente en la columna 50A se puede enviar por medio de las tuberías 75 a la cola de la columna adicional 50B. De nuevo se consigue una reiniciación eficiente de la columna (o columnas) mediante la recirculación de líquido 83 desde la cola de la columna adicional 50 B de vuelta a la cabeza de la columna adicional 50B a través de la válvula 88 y tuberías 80, y a la cabeza de la columna 50A, a través de la válvula 74 y tuberías 76, antes o después de extraer vapor al interior de las columnas 50A y 50B.

El invento se puede utilizar con cualquier disposición de proceso. Por ejemplo, se puede presurizar la vasija de contención usando una tubería común entre la columna inferior o la alimentación de aire prepurificado desde el extremo caliente de la instalación. La tubería de ventilación se puede conectar a los desechos o a la atmósfera.

En un sistema de dos columnas tal como el que se ha ilustrado en la figura 2, no es necesario que la desviación de líquido descendente en la columna de destilación se realice inmediatamente tras la falta de aire de alimentación a esa columna de destilación. El líquido retenido en el material interno de la columna de destilación directamente encima del sumidero será también esencialmente oxígeno puro. Puesto que el volumen del sumidero es significativamente mayor que la cantidad de líquido retenido en unas cuantas bandejas o en tramos de empaquetadura de poca altura, es posible permitir que algo de líquido de la columna se mezcle con líquido del sumidero sin comprometer significativamente la pureza del producto. Se puede tolerar cierto retraso, pero la duración del mismo dependerá de la contención de líquido en el material interno y del tipo de ciclo. Como alternativa, sería posible instalar la bandeja hermética en una ubicación situada encima de unas pocas bandejas o tramos de poca altura de empaquetadura por encima del sumidero. Con ello se permitiría que el líquido rico en oxígeno situado debajo de la bandeja drenase al sumidero, pero impidiendo que otro líquido drenase al sumidero.

Claims

1. Un método para reiniciar eficientemente una columna (4) de destilación de una instalación criogénica de separación de aire tras una interrupción en el funcionamiento, cuya columna tiene una sección (3) de separación y que contiene líquido, que comprende las etapas de:

(A): recoger, durante una interrupción en el funcionamiento, el líquido descendente (19) de la sección (3) de separación de la columna (4) de destilación;

(B): hacer pasar el líquido recogido en la etapa (A) de nuevo a la sección (3) de separación de la columna (4) de destilación; y

(C): reiniciar la columna (4) de destilación;

en el que

en la etapa (A) dicho líquido descendente (19) se recoge mediante un dispositivo colector (10) que impide que, durante una interrupción en el funcionamiento, dicho líquido descendente se mezcle con el líquido acumulado (18) en la cola de la columna (4) de destilación,

caracterizado porque el líquido (19) recogido en la etapa (A) se pasa a una vasija (20 ) de contención para almacenamiento por separado de los sumideros de la columna (4) de destilación y luego se vuelve a pasar a la sección (3) de separación de la columna (4) de destilación.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el dispositivo colector (10) es una bandeja hermética.

3. Un aparato para reiniciar eficientemente una columna de destilación de una instalación criogénica de separación de aire tras una interrupción en el funcionamiento, que comprende:

(A): como mínimo una columna (4) de destilación que tiene una sección (3) de separación con material interno; y

(B): un dispositivo colector (10) para recoger, durante una interrupción en el funcionamiento, el líquido descendente (19) en la columna (4) de destilación, cuyo dispositivo colector impide que, durante una interrupción en el funcionamiento, dicho líquido descendente se mezcle con el líquido acumulado (18) en la cola de la columna de destilación;

caracterizado porque

(C): dicho dispositivo colector (10) para recoger el líquido descendente (19) comunica con una vasija (20) de contención par almacenar el líquido recogido por separado de los sumideros de la columna(14) de destilación, y

(D): medios para pasar el líquido recogido desde la vasija (20) de contención a la sección (3) de separación de la columna (4) de destilación antes de reiniciar la columna de destilación.

4. El aparato de la reivindicación 3, en el que el dispositivo colector (10) tiene medios para permitir que el vapor pase a través de él, para recoger el líquido (19) y para controlar la distribución de líquido.

5. El aparato de la reivindicación 4, en el que como mínimo una columna (4) de destilación tiene un condensador principal inferior (6) y el dispositivo colector (10) está situado entre el condensador principal inferior y la sección (3) de separación de la columna de destilación.

6. El aparato de la reivindicación 3, en el que al menos una columna de destilación es una columna de argón.

7. El aparato de la reivindicación 3, en el que al menos una columna de destilación es una columna multietapas de argón.