EP0870524A1 - Installation de séparation d'un mélange gazeux par distillation - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an installation for separating a gas mixture by distillation and, in particular, by cryogenic distillation.
- cryogenic distillation installations a set of distillation columns is enclosed in a cold box in order to isolate it from the ambient heat.
- the height of the cold box is generally determined by the height of the longest column.
- argon of less than 1 ppm of oxygen by cryogenic way, it is necessary to install up to 250 trays in the argon column which makes the cold box very high and poses instability problems. It also contains a lot empty spaces which must be filled with insulating material.
- DE-A-2633272 describes a double column with a low column pressure in two sections, the head of the two sections being at the same height.
- the purpose of the present invention is to make the cold boxes more compact and reduce the empty spaces inside.
- a separation installation of a gaseous mixture by distillation comprising at least two columns, the heads of two of the columns being at the same height, characterized in that minus two of the columns have the same height.
- Figure 1 shows a double column 1 consisting of a column medium pressure 2 and a low pressure column 3, thermally connected by a reboiler-condenser.
- An argon column in two sections 5A, 5B is supplied with a fluid enriched with argon from the lower column pressure.
- the heads of the two sections of the argon 5 column and the column low pressure 3 are on the same level.
- a liquid nitrogen storage 7 is located in the space below the argon column.
- the cold box 9 contains the double column 1, the argon column 5 and the storage 7.
- Figure 2 shows a double column 1, the lower column of which pressure is in two sections 3A, 3B.
- the heads of the two sections 3A, 3B are at the same level.
- the tank of second section 3B is supplied with overhead gas from the first section 3A and liquid is returned from the tank of the second section to the head of the first section.
- the height of the second section 3B is identical to the total height of the first section 3A and the medium pressure column 2.
- Figure 2 could obviously be adapted to include a argon column supplied by sections 3A, 3B of the low pressure column.
- Figure 1 could include a storage of oxygen, nitrogen or argon below section 5A.
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Abstract
Une installation de séparation d'un mélange gazeux comprend au moins deux colonnes (1, 3, 5) ayant la même hauteur. Les têtes de deux des colonnes sont à la même hauteur. <IMAGE>
Description
La présente invention est relative à une installation de séparation d'un
mélange gazeux par distillation et, en particulier, par distillation cryogénique.
Dans les installations de distillation cryogénique, un ensemble de
colonnes de distillation est enfermé dans une boíte froide afin de l'isoler de la
chaleur ambiante. La hauteur de la boíte froide est généralement déterminée
par la hauteur de la colonne la plus longue. De nos jours, pour produire de
l'argon de moins de 1 ppm d'oxygène par voie cryogénique, il faut installer
jusqu'à 250 plateaux dans la colonne argon ce qui rend la boíte froide très
haute et pose des problèmes d'instabilité. Elle contient de plus beaucoup
d'espaces vides qui doivent être remplis de matière isolante.
DE-A-2633272 décrit une double colonne avec une colonne basse
pression en deux tronçons, la tête des deux tronçons étant à la même hauteur.
Le but de la présente invention est de rendre les boítes froides plus
compactes et de réduire les espaces vides à l'intérieur.
Selon un objet de l'invention, il est prévu une installation de séparation
d'un mélange gazeux par distillation comprenant au moins deux colonnes, les
têtes de deux des colonnes étant à la même hauteur, caractérisée en ce.qu'au
moins deux des colonnes ont la même hauteur.
Selon d'autres aspects de l'invention, il est prévu que :
- deux des colonnes ont la même hauteur et les têtes de ces colonnes sont à la même hauteur
- les têtes de trois des colonnes sont à la même hauteur.
- les têtes de toutes les colonnes sont à la même hauteur.
- les colonnes sont adaptées à la séparation de l'air et comprennent une première colonne capable d'opérer à une moyenne pression, une deuxième colonne comprenant deux tronçons capables d'opérer à une basse pression, la première colonne et le premier tronçon étant reliés thermiquement par un rebouilleur-condenseur, des moyens pour envoyer des fluides de la première colonne au deuxième tronçon et des moyens pour envoyer un gaz de tête du premier tronçon à la cuve du deuxième tronçon et un liquide de cuve du deuxième tronçon à la tête du premier tronçon, le deuxième tronçon (3B) ayant éventuellement la même hauteur que la hauteur du premier tronçon et de la première colonne.
- quatre colonnes sont adaptées à la séparation de l'air dont deux colonnes adaptées à la séparation d'un mélange enrichi en argon.
- une des colonnes est plus courte qu'au moins une des autres et en ce qu'un stockage est localisé dans l'espace en dessous de celle-là.
Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit
en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une installation de production d'oxygène et d'argon selon l'invention.
- la figure 2 représente schématiquement une installation de production d'azote et d'oxygène selon l'invention.
La figure 1 montre une double colonne 1 constituée par une colonne
moyenne pression 2 et une colonne basse pression 3, reliées thermiquement
par un rebouilleur-condenseur. Une colonne argon en deux tronçons 5A, 5B
est alimentée en un fluide enrichi en argon provenant de la colonne basse
pression. Les têtes des deux tronçons de la colonne argon 5 et la colonne
basse pression 3 se trouvent au même niveau.
Cette disposition correspond à celle de EP-A-628 777, ce document ne
divulguant pas cependant que les têtes des colonnes sont toutes au même
niveau.
Un stockage d'azote liquide 7 est situé dans l'espace en dessous de la
colonne argon.
La boíte froide 9 contient la double colonne 1, la colonne argon 5 et le
stockage 7.
La figure 2 montre une double colonne 1, dont la colonne basse
pression est en deux tronçons 3A, 3B.
Les têtes des deux tronçons 3A, 3B sont au même niveau. La cuve du
deuxième tronçon 3B est alimentée par du gaz de tête du premier tronçon 3A
et du liquide est renvoyé de la cuve du deuxième tronçon à la tête du premier
tronçon.
La hauteur du deuxième tronçon 3B est identique à la hauteur totale du
premier tronçon 3A et la colonne moyenne pression 2.
On pourrait envisager de combiner les concepts des figures 1 et 2 avec
une installation comprenant une colonne moyenne pression 2, une colonne
basse pression en deux sections 3A, 3B et une colonne argon en deux
sections 5A, 5B. Dans ce cas, la section 3B de la colonne basse pression
pourrait être située en dessous de la section 5A de la colonne argon (ou le
contraire).
La figure 2 pourrait évidemment être adaptée pour comprendre une
colonne argon alimentée par les sections 3A, 3B de la colonne basse pression.
Evidemment, l'installation de la figure 1 pourrait comprendre un
stockage d'oxygène, d'azote ou d'argon en dessous de la section 5A.
Claims (8)
- Installation de séparation d'un mélange gazeux par distillation comprenant au moins deux colonnes (1, 3, 5) les têtes de deux des colonnes étant à la même hauteur, caractérisée en ce qu'au moins deux des colonnes ont la même hauteur.
- Installation selon la revendication 1 selon laquelle deux des colonnes ont la même hauteur et les têtes de ces colonnes sont à la même hauteur.
- Installation selon les revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que les têtes de trois des colonnes (1, 5A, 5B) sont à la même hauteur.
- Installation selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisée en ce que les têtes de toutes les colonnes (1, 3, 5) sont à la même hauteur.
- Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les colonnes (1, 2, 3, 5) sont adaptées à la séparation de l'air et comprennent une première colonne (2B) capable d'opérer à une moyenne pression, une deuxième colonne comprenant deux tronçons (3A, 3B) capables d'opérer à une basse pression, la colonne moyenne pression et le premier tronçon (3A) étant reliées thermiquement par un rebouilleur-condenseur, des moyens pour envoyer des fluides de la colonne moyenne pression au deuxième tronçon et des moyens pour envoyer un gaz de tête du premier tronçon à la cuve du deuxième tronçon et un liquide de cuve du deuxième tronçon à la tête du premier tronçon.
- Installation selon la revendication 5 dans laquelle le deuxième tronçon (3B) a la même hauteur que le premier tronçon et la première colonne.
- Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend quatre colonnes (2, 3, 5A, 5B) adaptées à la séparation de l'air dont deux colonnes (5A, 5B) adaptées à la séparation d'un mélange enrichi en argon.
- Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'une des colonnes (5) est plus courte qu'au moins une des autres et en ce qu'un stockage (7) est localisé dans l'espace en dessous de celle-là.
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