WO2015052444A4 - Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique pour la production d'azote gazeux - Google Patents

Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique pour la production d'azote gazeux Download PDF

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Abstract

Un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique comprend une unité d'épuration (El) dans laquelle l'air (1) est épuré en eau et en dioxyde de carbone, une unité de distillation cryogénique (ASU), des moyens pour envoyer l'air épuré (3) dans l'unité d'épuration à l'unité de distillation cryogénique pour être séparé, des moyens pour sortir au moins un premier débit gazeux riche en azote (5, 7, 11) de l'unité de distillation, des moyens pour envoyer à l'unité d'épuration au moins une partie (11) du débit gazeux riche en azote pour servir de gaz de régénération pour l'unité d'épuration pour former un débit gazeux humide (15), un échangeur de chaleur (R3) pour refroidir le débit gazeux humide, une unité de séchage (E2), une conduite pour envoyer le débit gazeux refroidi de l'échangeur de chaleur à l'unité de séchage afin de retirer de l'eau n'ayant pas été évacuée par condensation et une conduite pour sortir un débit gazeux riche en azote épuré en eau (19) de l'unité de séchage.

Claims

8 REVENDICATIONS MODIFIÉES reçues par le Bureau international le 21 janvier 2016 (21.01.16)
1. Procédé de séparation d'air par distillation cryogénique dans lequel l'air (1) est épuré en eau et en dioxyde de carbone dans une unité d'épuration (El), l'air épuré (3) est séparé par distillation cryogénique pour former au moins un premier débit gazeux riche en azote (5, 7, 11), au moins une partie du débit gazeux riche en azote sert de gaz de régénération pour l'unité d'épuration pour former un débit gazeux humide (15) dans lequel:
• i) le débit gazeux humide est refroidi dans un échangeur de chaleur (R3) jusqu'à une température permettant la condensation partielle de l'eau contenue dans ce gaz, inférieure à 30°C, voire inférieure à 20°C, de préférence inférieure à 15°C pour former un débit gazeux partiellement séché (17),
· ii) le débit gazeux partiellement séché est ensuite séché dans une unité de séchage (E2) afin de retirer de l'eau n'ayant pas été évacuée par condensation, l'unité de séchage étant une unité d'adsorption ou un sécheur frigorifique, pour former un débit gazeux riche en azote épuré en eau (19) caractérisé en ce que la température permettant la condensation partielle est au-dessus de la température de gel de l'eau.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on produit un deuxième débit gazeux riche en azote (9) par distillation cryogénique qui ne sert pas à la régénération et on mélange ce deuxième débit avec le débit gazeux riche en azote épuré en eau (19) pour former un produit (21).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'unité de séchage (E2) est une unité d'adsorption et on envoie un débit gazeux riche en azote (13) provenant de la distillation de l'air épuré pour régénérer l'unité de séchage.
4. Procédé suivant la revendication 3, dans lequel les pressions d'adsorption et de régénération de l'unité de séchage sont sensiblement les mêmes.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le débit riche en azote (23) ayant servi à régénérer l'unité d'adsorption est ensuite refroidi dans l'échangeur de chaleur (R3) et partiellement condensé pour enlever au moins une partie de l'eau qu'il contient. 9
6. Procédé selon l'une des revendications 3, 4 ou 5 dans lequel l'unité de séchage épure le débit gazeux partiellement séché uniquement en eau.
7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6 dans lequel l'unité d'adsorption épure l'air en eau, C02 et éventuellement hydrocarbures.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on refroidit i'échangeur de chaleur (R3) au moyen d'un groupe frigorifique.
9. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le débit gazeux humide (15) est refroidi préalablement à I'échangeur de chaleur de condensation d'eau (R3) contre le débit gazeux riche en azote épuré en eau (23) sortant de l'unité de séchage (E2).
10. Procédé suivant l'une des revendications précédentes quand dépendante de la revendication 3, dans lequel le débit gazeux humide (15) est refroidi préalablement à I'échangeur de chaleur (R3) de condensation d'eau par échange de chaleur avec le débit gazeux riche en azote (13) en amont d'une étape de chauffage de celui-ci.
11. Procédé suivant une des revendications précédentes, dans lequel l'appareil de distillation cryogénique (ASU), dans lequel l'air épuré est séparé, produit deux débits gazeux riches en azote à deux niveaux de pression.
12. Appareil de séparation d'air par distillation cryogénique comprenant une unité d'épuration (El) dans laquelle l'air (1) est épuré en eau et en dioxyde de carbone, une unité de distillation cryogénique (ASU), des moyens pour envoyer l'air épuré (3) dans l'unité d'épuration à l'unité de distillation cryogénique pour être séparé, des moyens pour sortir au moins un premier débit gazeux riche en azote (5, 7, 11) de l'unité de distillation et pour envoyer à l'unité d'épuration au moins une partie (11) du débit gazeux riche en azote pour servir de gaz de régénération pour l'unité d'épuration pour former un débit gazeux humide (15) comprenant :
un échangeur de chaleur (R3) pour refroidir le débit gazeux humide jusqu'à une température permettant la condensation partielle de l'eau contenue dans ce gaz, inférieure à 30°C, voire inférieure à 20°C, de préférence inférieure à 15°C pour former un débit gazeux partiellement séché, une unité de séchage (E2), une conduite pour envoyer le débit gazeux 10
partiellement séché de l'échangeur de chaleur à l'unité de séchage afin de retirer l'eau n'ayant pas été évacuée par condensation, l'unité de séchage étant une unité d'adsorption ou un sécheur frigorifique et une conduite pour sortir un débit gazeux riche en azote épuré en eau (19) de l'unité de séchage caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour retirer " l'eau condensée de l'échangeur de chaleur sous forme liquide.
13. Appareil selon la revendication 12, dans lequel l'unité d'épuration (El) contient de l'alumine et/ou du tamis moléculaire 14 Appareil selon la revendication^ ou 13 dans lequel l'unité de séchage (E2) contient de l'alumine pour adsorber seulement de l'eau.
15 Appareil selon la revendication 12, 13 ou 14 dans lequel la conduite pour sortir le débit gazeux riche en azote est reliée à une récupération assistée d'hydrocarbures.
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