FR3145402A3 - Procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes - Google Patents
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Abstract
Titre : Procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes
Procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes comprenant une première colonne (20) opérant à une première pression et avec une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression, et un échangeur principal situé sous le système de colonnes dans lequel :
selon une première étape, on ouvre une première vanne (31) pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la deuxième colonne (30) et on ne soutire pas de liquide de purge d’une cuve de la première colonne et ensuite selon une deuxième étape, on ouvre une deuxième vanne (21) pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la première colonne (20) et la première vanne (31) reste ouverte.
Figure unique
Description
La présente invention est relative à un procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes, par exemple d’un appareil de séparation d’air par distillation cryogénique.
Lors de la purge de l’ensemble des liquides cryogéniques d’un appareil de séparation d’air, il s’agit de s’assurer que l’on ne peut pas renvoyer du liquide dans une tuyauterie gaz par débordement.
Dans le cadre d’un système de colonnes avec un échangeur gaz-gaz placé sous le système de colonnes, l’invention consiste à purger séquentiellement la cuve de la colonne la plus haute, puis la cuve de la colonne la plus basse.
Un aspect facultatif consiste à envoyer le liquide de la colonne la plus basse vers la colonne la plus haute, si on dispose d’assez de pression pour pousser le liquide, avant de purger le liquide de la colonne la plus basse.
On éviter ainsi d’envoyer du liquide dans la tuyauterie gaz qui arrive en cuve de la colonne la plus basse.
Selon un objet de l’invention, il est prévu un procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes, par exemple d’un appareil de séparation d’air par distillation cryogénique, comprenant une première colonne opérant à une première pression et avec une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression, et un échangeur principal situé sous le système de colonnes dans lequel :
- selon une première étape, on ouvre une première vanne pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la deuxième colonne et on ne soutire pas de liquide de purge d’une cuve de la première colonne et ensuite
- selon une deuxième étape, on ouvre une deuxième vanne pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la deuxième colonne et la première vanne reste ouverte.
Selon d’autres caractéristiques facultatives :
- selon la première étape, on ouvre toutes les vannes de purge placée sur les circuits opérant à la deuxième pression du système de colonnes et on laisse fermées toutes les vannes de purge placée sur les circuits opérant à la première pression du système de colonnes.
- entre les premières et deuxième étapes, on dépressurise la première colonne en ouvrant une vanne de remontée de liquide pauvre et/ou une vanne des incondensables au niveau d’un vaporiseur de cuve de la deuxième colonne.
- après la deuxième étape, on ouvre toutes vannes de purge placées sur ses points bas du circuit à la deuxième pression du système de colonnes et ouvre toutes vannes de purge placées sur les points bas du circuits à la première pression du système de colonnes et aussi une vanne de remontée de liquide riche.
- en fin de séquence, on referme toutes les vannes.
L’invention sera décrite de manière plus détaillé en se référant à la figure.
La description est faite dans le cadre d’un appareil de séparation d’air avec un système de colonnes comprenant une première colonne 20 opérant à une première pression dite colonne MP et avec une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression dite colonne BP, et un échangeur principal gaz-gaz 10 situé sous le système de colonnes. L’invention peut être extrapolée à d’autres configurations.
En opération normale, de l’air 1 est refroidi dans l’échangeur 10 par échange de chaleur indirect avec deux gaz. L’air refroidi dans l’échangeur 10 rentre dans la première colonne 20 où il se sépare pour former du liquide riche en cuve de la colonne et du liquide pauvre en tête de la colonne.
La vanne 22 étant ouverte et la vanne 21 fermée, le liquide riche est envoyé à la deuxième colonne 30.
La vanne 23 étant ouverte, le liquide pauvre est envoyé en tête de la deuxième colonne 30.
La deuxième colonne 30 a un vaporiseur de cuve chauffé par de l’azote de tête de la première colonne 20. La deuxième colonne 30 surmonte la première colonne 20.
De l’oxygène gazeux et de l’azote gazeux de la deuxième colonne 30 sont envoyés à l’échangeur de chaleur 10.
Lors d’un arrêt d’un appareil de séparation d’air, et notamment avant dégivrage, on doit purger l’ensemble des liquides cryogéniques.
La cuve de la colonne MP 20 est purgée via la vanne 21 pour envoyer la purge via 41 vers un système de vaporisation 40, qui peut être un simple bidon par exemple.
La cuve de la colonne BP 30 (où est situé aussi le vaporiseur) est purgée via la vanne 31 pour envoyer la purge via 41 vers le système de vaporisation 40, qui peut être un simple bidon par exemple.
En général, on ouvre toutes les vannes de purge 21, 31 en même temps. Un fort débit peut provoquer une contre-pression dans le tuyau commun 41 : par le principe de vases communicants, on peut envoyer du liquide de la cuve de la colonne BP vers la cuve de la colonne MP. Le niveau dans la cuve de la colonne MP peut alors dépasser le niveau maximal autorisé, puis le liquide peut déborder vers le tuyau 1 vers l’échangeur 10, ce que l’on veut éviter pour des raisons de sécurité.
Une façon de résoudre ce problème est de rajouter un point haut sur la ligne 1, par exemple en remontant aussi haut que la cuve de la colonne BP. Cela est couteux et augmente la perte de charge du circuit 1 en fonctionnement, et donc induit une pénalité énergétique.
On suit une séquence précise pour éviter le renvoi de liquide vers l’échangeur 10 par débordement. On peut alors supprimer ou limiter la taille du point haut sur le circuit d’air MP 1.
Etape 1 : on ouvre la vanne 31 pour purger la cuve de la colonne BP 30. La vanne 21 reste fermée.
On peut aussi ouvrir toutes les vannes de purge placée sur les circuits BP du système de colonnes (et laisser fermer toutes les vannes de purge placée sur les circuits MP du système de colonnes)
Etape 2 : on dépressurise la colonne MP 20 en ouvrant la vanne de remontée de liquide pauvre 23 et/ou la vanne des incondensables au niveau du vaporiseur.
Etape 3 : on ouvre la vanne 21 pour purger la cuve de la colonne MP 20. La vanne 31 reste ouverte.
Etape 4 : On ouvre toutes les vannes de purge placée sur les points bas du circuits BP du système de colonnes et ouvre toutes les vannes de purge placée sur les points bas du circuits MP du système de colonnes) et aussi la vanne de remontée de liquide riche 22
En fin de séquence, on referme toutes les vannes.
Claims (5)
- Procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes, par exemple d’un appareil de séparation d’air par distillation cryogénique, comprenant une première colonne (20) opérant à une première pression et avec une deuxième colonne opérant à une deuxième pression inférieure à la première pression, et un échangeur principal situé sous le système de colonnes dans lequel :
- selon une première étape, on ouvre une première vanne (31) pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la deuxième colonne (30) et on ne soutire pas de liquide de purge d’une cuve de la première colonne et ensuite
- selon une deuxième étape, on ouvre une deuxième vanne (21) pour soutirer un liquide de purge d’une cuve de la première colonne (20) et la première vanne (31) reste ouverte.
- Procédé selon la revendication 1 dans lequel selon la première étape, on ouvre toutes les vannes de purge placées sur les circuits opérant à la deuxième pression du système de colonnes (20, 30) et on laisse fermées toutes les vannes de purge placée sur les circuits opérant à la première pression du système de colonnes.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel entre les premières et deuxième étapes, on dépressurise la première colonne (20) en ouvrant une vanne de remontée de liquide pauvre (23) et/ou une vanne des incondensables au niveau d’un vaporiseur de cuve de la deuxième colonne.
- Procédé selon une des revendications précédentes dans lequel après la deuxième étape, on ouvre toutes vannes de purge placées sur ses points bas du circuit à la deuxième pression du système de colonnes (20, 30) et ouvre toutes vannes de purge placées sur les points bas du circuit à la première pression du système de colonnes et aussi une vanne de remontée de liquide riche (22).
- Procédé selon une des revendications précédentes dans lequel en fin de séquence, on referme toutes les vannes (21, 22, 31).
Priority Applications (1)
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| FR2308792 | 2023-08-18 |
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| FR3145402A3 true FR3145402A3 (fr) | 2024-08-02 |
| FR3145402B3 FR3145402B3 (fr) | 2025-02-07 |
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Family Applications (1)
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| FR2308792A Active FR3145402B3 (fr) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | Procédé de soutirage de liquide de purge d’un système de colonnes |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR3145402B3 (fr) |
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2023
- 2023-08-18 FR FR2308792A patent/FR3145402B3/fr active Active
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| FR3145402B3 (fr) | 2025-02-07 |
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