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FR2721383A1 - Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous pression. - Google Patents

Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous pression. Download PDF

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FR2721383A1 FR9407531A FR9407531A FR2721383A1 FR 2721383 A1 FR2721383 A1 FR 2721383A1 FR 9407531 A FR9407531 A FR 9407531A FR 9407531 A FR9407531 A FR 9407531A FR 2721383 A1 FR2721383 A1 FR 2721383A1
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Abstract

Dans ce procédé du type "à pompe", l'air est réparti en plusieurs flux. Un premier flux est comprimé à la moyenne pression, refroidi et envoyé à la double colonne de distillation (7). Un deuxième flux est comprimé au-dessus de 25 bars environ, mais au-dessous de la pression de condensation par vaporisation de l'oxygène liquide sous pression, puis refroidi jusqu'à une température intermédiaire, où une partie de l'air poursuit son refroidissement et est liquéfié (en 20A), puis détendu (en 21A) et envoyé à la double colonne, tandis que le reste est turbiné (en 4). Application aux installations de production d'oxygène de grande taille.

Description

La présente invention est -relative à un procédé de production d'oxygène
gazeux sous pression du
type dans lequel: on distille de l'air dans une instal-
lation à double colonne de distillation qui comprend une colonne moyenne pression fonctionnant sous une pression dite moyenne pression, une colonne basse pression fonctionnant sous une pression dite basse pression, et une ligne d'échange thermique pour mettre l'air à distiller en relation d'échange thermique avec les produits soutirés de la double colonne; on soutire de l'oxygène liquide de la colonne basse pression; on amène cet oxygène liquide à une pression de vaporisation d'oxygène d'au moins 13 bars environ, et on le vaporise et on le réchauffe sous cette pression de vaporisation, par échange de chaleur avec de l'air à distiller en cours
de refroidissement.
Dans le présent mémoire, les pressions indiquées sont des pressions absolues. De plus, on entend
par "condensation" et "vaporisation" soit une condensa-
tion ou une vaporisation proprement dite, soit une pseudo- condensation ou une pseudo-vaporisation, selon que
les pressions sont subcritiques ou supercritiques.
Les procédés du type ci-dessus, dits procédés --"à pompe", présentent l'avantage de supprimer ou de réduire la nécessité de compresseurs d'oxygène gazeux, qui sont des machines coûteuses, posant de sérieux
problèmes de fiabilité et dont le rendement est générale-
ment médiocre.
L'invention a pour but de fournir un procédé "à pompe" offrant une grande liberté de régulation des paramètres de fonctionnement et particulièrement bien adapté, du point de vue de la consommation énergétique spécifique ainsi que de la production de liquide, aux installations de grande taille, c'est-à-dire produisant
au moins 700 tonnes d'oxygène par jour.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de production d'oxygène gazeux du type précité, caractérisé en ce que: - on comprime une première fraction de l'air à distiller à une première pression voisine de la moyenne pression, on refroidit cet air jusqu'au voisinage de son point de rosée dans la ligne d'échange thermique, et on l'envoie dans la double colonne; - on comprime une deuxième fraction de l'air à distiller à une haute pression d'air, notamment au moins égale à 25 bars environ, inférieure à la pression de condensation de l'air par échange de chaleur avec l'oxygène en cours de vaporisation sous ladite pression de vaporisation d'oxygène, on refroidit cet air, et on en liquéfie une partie, que l'on détend ensuite avant de l'introduire dans la double colonne, tandis qu'une autre partie de l'air sous la haute pression d'air est sorti de la ligne d'échange thermique à une température intermédiaire de refroidissement et est détendu à la moyenne pression dans une turbine de détente, puis est envoyé dans la colonne moyenne pression; et - on soutire au moins un produit liquide de
l'installation.
Le procédé suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - on comprime une troisième fraction de l'air à distiller à une pression intermédiaire entre lesdites première et haute pressions d'air, on la refroidit, on la liquéfie, on la détend et on l'introduit dans la double colonne; - ladite deuxième fraction d'air est portée à une pression d'air intermédiaire, n'est refroidie que partiellement, puis est surpressée par une soufflante froide, réintroduite dans]a ligne d'échange thermique, et refroidie jusqu'à ladite température intermédiaire, à laquelle cet air est de nouveau sorti de la ligne d'échange thermique, détendu à la moyenne pression dans ladite turbine de détente, laquelle est couplée à la soufflante froide, et envoyé dans la double colonne; - une partie de la troisième fraction d'air est détendue à la moyenne pression, après refroidissement
partiel, dans une seconde turbine couplée à une souf-
flante de surpression de ladite deuxième fraction d'air, puis est envoyée à la colonne moyenne pression; - une partie de l'air à la première pression est sorti de la ligne d'échange thermique à une troisième température intermédiaire de refroidissement, et détendu à la basse pression dans une turbine d'insufflation avant d'être introduit en un point intermédiaire de la colonne basse pression; - ladite pression de vaporisation d'oxygène
est sensiblement la pression de production.
L'invention a également pour objet une installation de production d'oxygène gazeux destinée à la mise en oeuvre du procédé défini cidessus. Cette installation, du type comprenant: une double colonne de distillation d'air qui comprend une colonne moyenne pression fonctionnant sous une pression dite moyenne -- pression, et une colonne basse pression fonctionnant sous une pression dite basse pression; une ligne d'échange thermique pour mettre l'air à distiller en relation d'échange thermique avec des produits issus de la double colonne; des moyens pour soutirer de l'oxygène liquide de la colonne basse pression; et des moyens pour amener cet oxygène liquide à une pression de vaporisation d'oxygène d'au moins 13 bars environ, la ligne d'échange thermique comprenant des moyens pour mettre l'oxygène liquide sous ladite pression de vaporisation en relation d'échange thermique avec de l'air à distiller en cours de refroidissement, est caractérisée en ce qu'elle comprend: - des premiers moyens de compression pour comprimer une première fraction de l'air à distiller à une première pression voisine de la moyenne pression, et des passages de la ligne d'échange thermique reliés d'une part à ces premiers moyens de compression et d'autre part à la double colonne; - des deuxièmes moyens de compression pour comprimer une deuxième fraction de l'air à distiller à une haute pression d'air, notamment au moins égale à 25 bars environ, inférieure à la pression de condensation de l'air par échange de chaleur avec l'oxygène en cours de vaporisation sous ladite pression de vaporisation; - la ligne d'échange thermique comprenant des passages d'air haute pression pour refroidir ladite
deuxième fraction d'air jusqu'à une température intermé-
diaire et pour refroidir plus avant et liquéfier une partie de cette deuxième fraction, et l'installation
comprenant des moyens de détente de cette partie liqué-
fiée, reliés à la double colonne; - une turbine de détente dont l'aspiration est reliée aux passages d'air haute pression et dont l'échappement est reliée à la double colonne; et - des moyens pour soutirer au moins un
produit liquide de l'installation.
L'installation peut notamment comprendre un compresseur d'air unique à n étages, lesdits premiers moyens de compression étant constitués par un certain nombre p d'étages, avec p < n, et lesdits deuxièmes moyens de compression étant constitués par l'ensemble du compresseur. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins D annexés, sur lesquels les Figures 1 à 3 représentent
respectivement trois installations de production d'oxy-
gène conformes à l'invention.
L'installation de distillation d'air repré-
sentée à la Figure 1 comprend essentiellement: un compresseur d'air 1; un appareil 2 d'épuration de l'air comprimé en eau et en C02 par adsorption, cet appareil comprenant deux bouteilles d'adsorption 2A, 2B dont l'une fonctionne en adsorption pendant que l'autre est en cours de régénération; un ensemble turbine-soufflante 3 comprenant une turbine de détente 4 et une soufflante ou surpresseur 5 dont les arbres sont couplés, la soufflante étant éventuellement équipée d'un réfrigérant (non représenté); un échangeur de chaleur 6 constituant la ligne d'échange thermique de l'installation; une double colonne de distillation 7 comprenant une colonne moyenne pression 8 surmontée d'une colonne basse pression 9, avec un vaporiseur-condenseur 10 mettant la vapeur de tête (azote) de la colonne 8 en relation d'échange thermique avec le liquide de cuve (oxygène) de la colonne 9; un réservoir d'oxygène liquide 11 dont le fond est relié à une pompe d'oxygène liquide 12; et un réservoir d'azote liquide 13 dont le fond est relié à une pompe d'azote
liquide 14.
Cette installation est principalement -- destinée à fournir, via une conduite 15, de l'oxygène gazeux sous une haute pression prédéterminée, qui peut être comprise entre environ 13 bars et quelques dizaines de bars. Il s'agit de quantités importantes d'oxygène gazeux, au moins égales à 700 t/jour environ et pouvant
atteindre plusieurs milliers de tonnes par jour.
Pour cela, de l'oxygène liquide soutiré de la cuve de la colonne 9 via une conduite 16 est stocké dans le réservoir 11. Un débit d'oxygène, soutiré de ce réservoir, est amené à la haute pression par la pompe 12 à l'état liquide, puis vaporisé et réchauffé sous cette
haute pression dans des passages 17 de l'échangeur 6.
La chaleur nécessaire à cette vaporisation et
à ce réchauffage, ainsi qu'au réchauffage et éventuelle-
ment à la vaporisation d'autres fluides soutirés de la double colonne, est fournie par l'air à distiller, dans
les conditions suivantes.
Le compresseur 1 est un compresseur multi-
étages, à n étages. La totalité de l'air atmosphérique entrant est comprimé par les p premiers étages à la moyenne pression, qui est la pression de fonctionnement de la colonne 8, puis est prérefroidi en 18 et refroidi au voisinage de la température ambiante en 19, est épuré dans l'une, 2A par exemple, des bouteilles d'adsorption,
et divisé en deux fractions.
La première fraction, sous la moyenne pression, représentant par exemple 40% environ du débit d'air traité, est refroidie, du bout chaud au bout froid de la ligne d'échange thermique 6, dans des passages 20 de celle-ci, jusqu'au voisinage de son point de rosée,
puis est directement introduite en cuve de la colonne 8.
Le reste de l'air épuré en 2A est renvoyé à l'entrée du (p + 1) ème étage du compresseur 1 et est comprimé par les étages suivants jusqu'à une première haute pression d'air, nettement supérieure à la moyenne pression de la
colonne 8, en pratique supérieure à 9 bars.
L'air ainsi comprimé, prérefroidi en 19A, est
de nouveau divisé en deux flux.
Le premier flux, représentant au moins 45% du débit d'air traité, est surpressé à une deuxième haute pression par le surpresseur 5, lequel est entraîné par la turbine 4. Cette deuxième haute pression d'air est
comprise entre 25 bars environ et la pression de conden-
sation de l'air par vaporisation de l'oxygène sous la
haute pression d'oxygène.
Le premier flux d'air est alors introduit au bout chaud de l'échangeur 6 et refroidi en totalité
jusqu'à une température intermédiaire. A cette températu-
re, une fraction de l'air poursuit son refroidissement et est liquéfiée dans des passages 20A de l'échangeur, puis est détendue pour partie à la basse pression dans une vanne de détente 21 et pour partie à la moyenne pression dans une vanne de détente 21A et introduite respectivement à un niveau intermédiaire dans la colonne 9 et dans la partie inférieure de la colonne 8. Le reste de l'air est détendu à la moyenne pression dans la turbine 4 puis envoyé directement, via une conduite 22,
à la base de la colonne 8.
Le deuxième flux est introduit sous la première haute pression dans la ligne d'échange 6, refroidi et liquéfié jusqu'au bout froid de celle-ci dans des passages 20B, détendu dans une vanne de détente 21B
et réuni au courant issu de la vanne de détente 21A.
On reconnait par ailleurs sur la Figure 1 les conduites habituelles des installations à double colonne,
celle représentée étant du type dit "à minaret", c'est-
à-dire avec production d'azote sous la basse pression: les conduites 23 à 25 d'injection dans la colonne 9, à des niveaux croissants, de "liquide riche" (air enrichi en oxygène) détendu, de "liquide pauvre inférieur" (azote impur) détendu et de "liquide pauvre supérieur" (azote pratiquement pur) détendu, respectivement, ces trois fluides étant respectivement soutirés à la base, en un point intermédiaire et au sommet de la colonne 8; et les conduites 26 de soutirage d'azote gazeux partant du
sommet de la colonne 9 et 27 d'évacuation du gaz rési-
duaire (azote impur) partant du niveau d'injection du liquide pauvre inférieur. L'azote basse pression est réchauffé dans des passages 28 de l'échangeur 6 puis
récupéré via une conduite 29, tandis que le gaz résiduai-
re, après réchauffement dans des passages 30 de l'échan-
geur, est utilisé pour régénérer une bouteille d'adsorp-
tion, la bouteille 2B dans l'exemple cdnsidéré, avant
d'être évacué via une conduite 31.
On voit encore sur la Figure 1 qu'une partie de l'azote liquide moyenne pression est, après détente dans une vanne de détente 32, stockée dans le réservoir 13, et qu'une production d'azote liquide et/ou d'oxygène liquide est fournie via une conduite 33 (pour l'azote) et/ou 34 (pour l'oxygène). De plus, l'installation produit, outre l'azote gazeux basse pression provenant directement de la tête de la colonne 9 et l'oxygène gazeux haute pression, de l'azote gazeux sous pression, obtenu par vaporisation dans la ligne d'échange thermique d'un débit d'azote liquide prélevé dans la conduite 33 via une conduite 35. Cette vaporisation d'azote peut notamment s'effectuer par condensation de l'air contenu
dans les passages 20A ou 20B.
Comme expliqué dans d'autres demandes de brevet qui décrivent des procédés "à pompe" et "à paliers décalés", c'est-à-dire dans lesquels comme dans la présente invention, l'air qui apporte l'essentiel de la
chaleur de vaporisation de l'oxygène se condense au-
dessous de la température de vaporisation de cet oxygène
(voir par exemple les demandes de brevet français n 91-
02 917, 91-15 935, 92-02 462, 92-07 662 et 93-04 274), le bilan frigorifique de l'installation est équilibré, avec un écart de température au bout chaud de la ligne d'échange thermique de l'ordre de 3 C, en soutirant de l'installation au moins un produit (oxygène et/ou azote)
sous forme liquide, via les conduites 33 et/ou 34.
Dans le procédé ci-dessus, le fait de ne comprimer une partie de l'air entrant qu'à la moyenne
pression réduit la quantité de liquide qu'il est néces-
saire de soutirer de l'installation. Ceci est très avantageux dans le cas des grosses installations, o les quantités de liquide soutiré,es avec les procédés de l'art antérieur sont importantes. De plus, le 'fait de devoir soutirer une quantité réduite de liquide est parfaitement compatible avec les conditions d'exploitation de ces grosses installations, qui doivent généralement produire
également une certaine quantité de liquide.
Par ailleurs, les calculs montrent que le procédé décrit ci-dessus conduit à une énergie spécifique
de production d'oxygène très avantageuse.
L'installation représentée à la Figure 2 est destinée à produire de l'oxygène gazeux sous une pression élevée, par exemple de l'ordre de 40 bars. Elle comprend essentiellement deux compresseurs d'air 41 et 42, un appareil 43 d'épuration par adsorption, une double colonne de distillation 44 constituée d'une colonne moyenne pression 45, fonctionnant sous environ 6 bars, surmontée d'une colonne basse pression 46, fonctionnant sous une pression légèrement supérieure à 1 bar, une ligne d'échange thermique 47, un sous-refroidisseur 48, une pompe à oxygène liquide 49, une soufflante froide 50, une première turbine 51 dont la roue est montée sur le même arbre que celle de la soufflante froide, et une deuxième turbine 52 freinée par un frein approprié 53 tel
qu'un alternateur.
- - On reconnait sur le dessin les conduites classiques de la double colonne, à savoir: une conduite 54 de remontée en un point intermédiaire de la colonne 46, après sous-refroidissement en 48 et détente à la basse pression dans une vanne de détente 55, du "liquide riche" (air enrichi en oxygène) recueilli en cuve de la colonne 45; une conduite 56 de remontée en tête de la colonne 46, après sous- refr-oidissement en 48 et détente à la basse pression dans une vanne de détente 57, de "liquide pauvre" (azote à peu près pur) soutiré en tête de la colonne 45; et une conduite 58 de soutirage d'azote impur, constituant le gaz résiduaire W de l'installation, cette conduite partant de la tête de la colonne 46, traversant le sous-refroidisseur 48 puis se raccordant à des passages 59 de réchauffement d'azote de la ligne d'échange 47. L'azote impur ainsi réchauffé jusqu'à la température ambiante est évacué de l'installation via une
conduite 60.
La pompe 49 aspire l'oxygène liquide sous environ 1 bar en cuve de la colonne 46, le porte à la pression de production désirée et l'introduit dans des passages 61 de vaporisation-réchauffement d'oxygène de
la ligne d'échange.
L'air à distiller, comprimé à la moyenne pression par le compresseur 41 et épuré en eau et en C02
en 43, est divisé en deux flux.
Le premier flux est directement refroidi dans
des passages 62 de la ligne d'échange 47. A une tempéra-
ture Tl relativement froide mais supérieure à la tempéra-
ture du bout froid de cette ligne d'échange, une fraction de cet air est sorti de la ligne d'échange, détendu à la basse pression dans la turbine 52, et insufflé en un
point intermédiaire de la colonne 46 via une conduite 63.
Le reste de l'air moyenne pression poursuit son refroi-
dissement jusqu'au bout froid de la ligne d'échange, o il se trouve au voisinage de son point de rosée, puis est
envoyé en cuve de la colonne 45.
Le reste de l'air issu de l'appareil 43 est comprimé à une première haute pression, par exemple de 16,5 bars, par le compresseur 42, puis pénètre dans des
passages 64 de refroidissement d'air de la ligne d'échan-
ge. A une température intermédiaire T2 inférieure à la température ambiante, nettement supérieure à Tl et voisine de la température cie vaporisation de l'oxygène, une partie de cet air est sortie de la ligne d'échange via une conduite 65 et amenée à l'aspiration de la soufflante froide 50. Celle-ci porte cet'air à la haute pression de 23 bars et, via une conduite 66, l'air ainsi surpressé est renvoyé dans la ligne d'échange, à une
température T3 supérieure à T2, et poursuit son refroi-
dissement dans des passages d'air surpressé 67 de cette dernière. Une partie de l'air véhiculé par les passages 67 est de nouveau sorti de la ligne d'échange à une deuxième température intermédiaire T4 inférieure à T2 et supérieure à T1, et détendu à la moyenne pression (6 bars) dans la turbine 51. L'air qui s'échappe de cette turbine est envoyé en cuve de la colonne 45. Le reste de
l'air véhiculé par les passages 67 poursuit son refroi-
dissement jusqu'au bout froid de la ligne d'échange, en étant liquéfié puis sous-refroidi. Il est ensuite détendu à la moyenne pression dans une vanne de détente 68 et envoyé quelques plateaux au-dessus de la cuve de la colonne 45. De même, l'air véhiculé par les passages 64 et non sortie via la conduite 65 est refroidi jusqu'au bout froid de la ligne d'échange, puis détendu à la moyenne pression dans une vanne de détente 69 et envoyé
quelques plateaux au-dessus de la cuve de la colonne 45.
Comme expliqué dans la demande FR 92 02 462 précitée, la compression d'une partie au moins de l'air sous la première haute pression de la température
intermédiaire T2, qui est voisine du palier de vaporisa-
tion de l'oxygène, à la température T3 introduit dans la ligne d'échange, entre ces deux températures, une quantité de chaleur qui compense sensiblement l'excédent de froid produit par cette vaporisation. On remarque qu'entre T3 et T2, l'oxygène échange de la chaleur avec la totalité de l'air à 16,5 bars et avec l'air surpressé à 23 bars. On peut ainsi obtenir un diagramme d'échange thermique (enthalpie en ordonnées, température en abscisses) très favorable, avec un faible écart de température, de l'ordre de 2 à 3cC, au bout chaud de la
ligne d'échange.
La soufflante 50 qui assure cette compression est entraînée par la turbine 51, de sorte qu'aucune énergie extérieure n'est nécessaire. Compte-tenu des pertes mécaniques, la quantité de froid produite par cette turbine est légèrement supérieure à la chaleur de compression, et l'excédent contribue au maintien en froid de l'installation. Le solde des frigories nécessaires pour ce maintien en froid est fourni par la turbine 52, ou, en variante, si l'oxygène à produire doit avoir une pureté élevée, par détente d'air ou d'azote à la moyenne
pression dans une turbine, de façon classique.
Le très bon rendement énergétique assuré par l'utilisation de la soufflante froide 50 est conservé ici, avec en outre l'avantage, comme précédemment, d'une production de liquide moindre, voire nulle dans ce cas,
et également avec l'avantage d'une alimentation simpli-
fiée de la turbine d'insufflation 52.
L'installation peut également produire de l'oxygène sous une pression suffisamment basse pour permettre la vaporisation d'oxygène par condensation d'air à la plus haute pression d'air du procédé. Cette pression d'oxygène serait par exemple inférieure à 8 -- bars. Ainsi, on a indiqué en traits mixtes à la Figure 2 une seconde pompe 70 comprimant de l'oxygène liquide à pureté réduite à une pression intermédiaire inférieure à 8 bars. Cet oxygène est vaporisé par condensation d'une
partie correspondante de 'air surpressé par la souf-
flante 50, laquelle n'a à fournir que La chaleur de compensation de l'excédent de froid dû à la vaporisation
de l'oxygène haute pression.
De même, on a indiqué en traits mixtes à la Figure 2 une pompe 71 d'azote liquide moyenne pression amenant cet azote, soutiré de la colonne 45, à une pression intermédiaire suffisamment basse pour permettre sa vaporisation par condensation d'air à la plus haute
pression du procédé, soit 23 bars.
On a également représenté sur la Figure 2 une conduite 72 de production d'oxygène liquide soutiré de la cuve de la colonne 46, ainsi qu'une conduite 72A de production d'azote liquide provenant de la tête de la
colonne 45.
L'installation de la Figure 3 est une variante de celle de la Figure 2. Dans cette variante,
une fraction de l'air issu du compresseur 42 est surpres-
sée par une soufflante chaude 73, refroidie en 47 jusqu'à
la température T2, surpressée de nouveau par la souf-
flante froide 50, réintroduite dans la ligne d'échange à une température T3 supérieure à T2, puis traitée en deux flux différents à partir de la température T4, comme précédemment. Le reste de l'air issu du compresseur 42 est refroidi dans des passages additionnels 74 de la ligne d'échange 47 jusqu'à une température T5 comprise entre les températures T4 et T1, et, à cette température, une partie de cet air est sorti de la ligne d'échange,
détendu à la moyenne pression dans une turbine addition-
nelle 75 couplée à la soufflante 73, puis envoyée en cuve de la colonne 45. Le reste de l'air véhiculé par les passages 74 poursuit son refroidissement jusqu'au bout
froid de la ligne d'échange, o il est liquéfié et sous-
refroidi, puis est détendu à la moyenne pression dans une vanne de détente 76 et envoyé dans la partie inférieure
de la colonne 45.
On comprend que l'invention est compatible avec de nombreuses variante; d'installation de production d'oxygène gazeux sous pression du type "à pompe" et "à paliers décalés", notamment telles que décrites dans les
demandes de brevet précitées.
L'invention est particulièrement avantageuse, du point de vue énergétique, lorsque la pression de
vaporisation d'oxygène est supérieure à 2b bars environ.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 - Procédé de production d'cxygène gazeux sous pression, du type dans lequel: on distille de l'air dans une installation à double colonne de distillation (7; 44) qui comprend une colonne moyenne pression (8; 45) fonctionnant sous une pression dite moyenne pression, une colonne basse pression (9; 46) fonctionnant sous une pression dite basse pression, et une ligne d'échange thermique (6; 47) pour mettre l'air à distiller en relation d'échange thermique avec des produits soutirés de la double colonne; on soutire de l'oxygène liquide de la colonne basse pression; on amène cet oxygène liquide à une pression de vaporisation d'oxygène d'au moins 13 bars environ, et on le vaporise et on le réchauffe sous cette pression de vaporisation, par échange de chaleur avec de l'air à distiller en cours de refroidissement, caractérisé en ce que: - on comprime (en 1; 41) une première fraction de l'air à distiller à une première pression voisine de la moyenne pression, on refroidit cet air jusqu'au voisinage de son point de rosée dans la ligne d'échange thermique (6; 47), et on l'envoie dans la double colonne (7; 44); - on comprime (en 1, 5; 41, 42, 50; 41, 42, 73, 50) une deuxième fraction de l'air à distiller à une haute pression d'air, notamment au moins égale à 25 bars environ, inférieure à la pression de condensation de l'air par échange de chaleur avec l'oxygène en cours de vaporisation sous ladite pression de vaporisation d'oxygène, on refroidit cet air, et on en liquéfie une partie, que l'on détend ensuite (en 21, 21A; 68) avant de l'introduire dans la double colonne, tandis qu'une autre partie de l'air sous la haute pression d'air est sorti de la ligne d'échange thermique (6; 47) à une température intermédiaire de refroidissement et est détendu à la moyenne pression dans une première turbine de détente (4; 51), puis est envoyé dans la double colonne (7; 44); et - on soutire (en 33, 34; 72, 72A) au moins un produit liquide de l'installation. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on comprime (en 1; 1, 42) une troisième fraction de l'air à distiller à une pression intermédiaire entre lesdites première et haute pressions d'air, on la refroidit, on la liquéfie (en 20B; 64; 74), on la détend (en 21B; 69; 76) et on l'introduit dans la
double colonne (7; 44).
3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite deuxième fraction d'air est portée à une pression d'air intermédiaire (en 42; 42,
73), n'est refroidie que partiellement, puis est surpres-
sée par une soufflante froide (en 50), réintroduite dans la ligne d'échange thermique (47), et refroidie jusqu'à ladite température intermédiaire, à laquelle cet air est de nouveau sorti de la ligne d'échange thermique, détendu à la moyenne pression dans ladite turbine de détente (51), laquelle est couplée à la soufflante froide, et
envoyé dans la double colonne (44).
4 - Procédé suivant les revendications 2 et
3 prises ensemble, caractérisé en ce qu'une partie de la troisième fraction d'air est détendue à la moyenne pression, après refroidissement partiel, dans une seconde turbine (75) couplée à une soufflante (73) de surpression de ladite deuxième fraction d'air, puis est envoyée à la
colonne moyenne pression (45).
- Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une partie de l'air à la première pression est sorti de la ligne d'échange thermique (47)
à une troisième température intermédiaire de refroidisse-
ment, et détendu à la basse pression dans une turbine 1 7 d'insufflation (52) avant d'être introduit en un point
intermédiaire de la colonne basse pression (46).
6 - Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite
pression de vaporisation d'oxygène est sensiblement la
pression de production.
7 - Installation de production d'oxygène gazeux sous pression, du type comprenant: une double colonne de distillation d'air (7; 44) qui comprend une colonne moyenne pression (8; 45) fonctionnant sous une pression dite moyenne pression, et une colonne basse pression (9; 46) fonctionnant sous une pression dite basse pression; une ligne d'échange thermique (6; 47) pour mettre l'air à distiller en relation d'échange thermique avec des produits issus de la double colonne; des moyens pour soutirer de l'oxygène liquide de la colonne basse pression; et des moyens (12; 49) pour amener cet oxygène liquide à une pression de vaporisation d'oxygène d'au moins 13 bars environ, la ligne d'échange thermique comprenant des moyens pour mettre l'oxygène liquide sous ladite pression de vaporisation en relation d'échange thermique avec de l'air à distiller en cours de refroidissement, caractérisée en ce qu'elle comprend: - des premiers moyens de compression (1; 41) pour comprimer une première fraction de l'air à distiller -- à une première pression voisine de la moyenne pression, et des passages (20; 62) de la ligne d'échange thermique reliés d'une part à ces premiers moyens de compression et d'autre part à la double colonne (7; 44); - des deuxièmes moyens de compression (1, 5; 41, 42, 50; 41, 42, 73, 50; pour comprimer une deuxième fraction de l'air à distiller à une haute pression d'air, notamment au moins égale à 25 bars environ, inférieure à la pression de condensation de l'air par échange de chaleur avec l'oxygène en cours de vaporisation sous ladite pression de vaporisation; - la ligne d'échange thermique comprenant des passages d'air haute pression (20A; 64) 'pour refroidir ladite deuxième fraction d'air jusqu'à une température intermédiaire et pour refroidir plus avant et liquéfier une partie de cette deuxième fraction, et l'installation comprenant des moyens (21A; 68, 69) de détente de cette partie liquéfiée, reliés à la double colonne; une première turbine de détente (4; 75) dont l'aspiration est reliée aux passages d'air haute pression (74) et dont l'échappement est reliée à la double colonne (7; 44); et - des moyens (72, 72A) pour soutirer au moins
un produit liquide de l'installation.
8 - Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (1; 1, 42)
pour comprimer une troisième fraction de l'air à distil-
ler à une pression intermédiaire entre lesdites première et haute pressions d'air, la ligne d'échange thermique
(6; 47) comportant des passages (20B; 64; 74) de refroi-
dissement et de liquéfaction de cette troisième fraction, et une conduite reliant le bout froid de ces passages à la double colonne (7; 44) et équipée d'une vanne de
détente (21B; 69; 76).
9 - Installation suivant la revendication 7 -- ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un compresseur d'air unique (1) à n étages, lesdits premiers moyens de compression étant constitués par un certain nombre p d'étages, avec p < n, et lesdits deuxièmes moyens de
compression étant constituées par l'ensemble du compres-
seur. - Installation suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de compression (42, 50) comprennent un compresseur dont le refoulement est relié au bout chaud de la ligne d'échange thermique (47), et une soufflante (50) dont l'aspiration et le refoulement sont relies à des points intermédiaires
de cette dernière.
11 - Installation suivant les revendications
8 et 10 prises ensemble, caractérisée en ce que les
deuxièmes moyens de compression comprennent une souf-
flante (73) de surpression de ladite deuxième fraction d'air, couplée à une seconde turbine (75) de détente
d'une partie de ladite troisième fraction d'air.
12 - Installation suivant la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que la soufflante froide (50) est couplée à ladite première turbine (51), et en ce que l'installation comprend une turbine d'insufflation (52) alimentée par une partie de l'air sous la première pression et dont l'échappement est relié à la colonne
basse pression (46).
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