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WO2008129198A2 - Procede et appareil de production de gaz de l'air sous forme gazeuse et liquide a haute flexibilite par distillation cryogenique - Google Patents

Procede et appareil de production de gaz de l'air sous forme gazeuse et liquide a haute flexibilite par distillation cryogenique Download PDF

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WO2008129198A2
WO2008129198A2 PCT/FR2008/050418 FR2008050418W WO2008129198A2 WO 2008129198 A2 WO2008129198 A2 WO 2008129198A2 FR 2008050418 W FR2008050418 W FR 2008050418W WO 2008129198 A2 WO2008129198 A2 WO 2008129198A2
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WO
WIPO (PCT)
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pressure
turbine
air
booster
main
Prior art date
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Application number
PCT/FR2008/050418
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English (en)
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WO2008129198A3 (fr
Inventor
Alain Guillard
Patrick Lebot
Xavier Pontone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to BRPI0808718-0A priority patent/BRPI0808718B1/pt
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    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
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    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/40—Air or oxygen enriched air, i.e. generally less than 30mol% of O2
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    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/04—Multiple expansion turbines in parallel

Definitions

  • a step of compressing the products by means of compressors An independent nitrogen liquefaction cycle making it possible to produce all or part of each of the constituents in liquid form if necessary.
  • the object of this invention is to be able to combine the economic benefits of integrated processes, while retaining the flexibility and flexibility offered by traditional methods.
  • a method for producing at least one air gas by cryogenic distillation in a column system comprising at least one medium pressure column operating at a medium pressure and a low pressure column operating at a pressure of low pressure, thermally interconnected wherein in a first and a second mode of operation a) the entire compressed air flow is brought to a high pressure, at least 5 bar above the pressure of the middle column pressure, and purified at this high pressure, called the main pressure; b) this main pressure is possibly variable depending on the productions requested; c) a first portion of the air flow at at least the main pressure is cooled in an exchange line to an intermediate temperature thereof and is expanded in at least a first turbine; d) optionally a second portion of the air flow is expanded in at least a second turbine (21 B) whose intake and discharge conditions differ by at most 5 bar and at most 15 ° C or are identical in terms of pressure and temperature to those of the first turbine; e) possibly the work provided by the first or third turbine serves at least partially to the work required by
  • the discharge pressure of the auxiliary turbine is greater than or substantially equal to the atmospheric pressure, preferably substantially equal to the low pressure; m) at least a portion of the air flow expanded in the auxiliary turbine is heated in the exchange line; n) part of the constituents of the air is produced in liquid form as final product; and in the second mode of operation, o) the air flow rate treated in the auxiliary turbine is reduced compared to the flow rate treated in the auxiliary turbine in the first mode of operation, possibly to zero and p) the production of liquid as product final is reduced, compared to the production of liquid as the final product in the first mode of operation, possibly zero.
  • At least one booster coupled to one of the turbines sucks at room temperature
  • the suction temperature of the first turbine differs by at most 15 ° C. from the pseudo vaporization temperature of the oxygen; the main incoming air flow rate is reduced, during the second mode, preferably by a flow rate at least equal to the reduction during the second mode of the air flow sent to the auxiliary turbine;
  • variable vanes of a compressor the variation of the main air flow is ensured by the variable vanes of a compressor
  • the variation of the main air flow is ensured by the starting and / or stopping of an auxiliary air compressor
  • the main air pressure varies between the first mode and the second mode; the first part of the air is supercharged at a pressure greater than the main pressure upstream of the first turbine so that it enters the first turbine substantially at a pressure greater than the main pressure;
  • the suction temperature of the auxiliary turbine is higher than the suction temperature of the first turbine
  • the unit may be arranged so that in operation one of the following conditions is met: i) the suction temperature of the auxiliary turbine is higher than the suction temperature of the first turbine ii) the suction temperature of the auxiliary turbine is higher than the suction temperature of the booster iii) the temperature of the booster suction of the booster is lower than the suction temperature of the first turbine iv) the discharge temperature of the booster is higher than the suction temperature of the first turbine v) the discharge temperature of the booster is higher than the discharge temperature of the auxiliary turbine.
  • This method uses a known distillation system (thermally connected medium pressure and low pressure columns, optionally an intermediate pressure column and / or a mixing column and / or an argon mixture column, etc.) and involves at least one two relaxation turbines.
  • Two flow rates are at substantially equal pressure if their pressures differ only in the pressure drops.
  • the gaseous fraction of the air flow sucked by the auxiliary turbine is previously relaxed in the first and / or second turbine, possibly sent to the medium pressure column and withdrawn from the medium pressure column before being sent to the auxiliary turbine, after having been reheated in the main exchange line.
  • the production of liquid product, all final products combined constitutes 1%, or 2% or 5% of the air flow sent to the columns (or to the column if only the medium pressure column is supplied with air ).
  • a compressed air flow 1 from a main compressor is supercharged in a booster 3 at a high pressure at least 5 bar abs above the pressure of the medium pressure column, this high pressure being called main pressure.
  • This main pressure may for example be between 10 and 25 bar abs.
  • the flow 5 is then purified with water and carbon dioxide (not shown).
  • the total flow of supercharged and purified air is sent to an exchange line 7 where it cools to a temperature T1.
  • T1 At this temperature, the flow 5 is divided in two to form a flow 9 which liquefies and is sent to the column system and a flow 11.
  • the flow 11 leaves the exchange line 7 at the temperature T1 different from at most ⁇ 5 ° C of the vaporization temperature of the pressurized oxygen 33 and is sent to a cold booster 13 to produce a flow 15 at a pressure substantially greater than the average pressure and possibly greater than the main pressure.
  • the flow rate 15 at a cold booster outlet temperature T2 cools in the exchange line 7 to a temperature T3 higher than T1.
  • T3 the temperature of the flow 15 is divided into two flow rates 17, 19.
  • the flow 17 is expanded in a turbine 21 from the temperature T3 close to the pseudo vaporization temperature of the pressurized oxygen 33.
  • the suction pressure of the turbine 21 is equal to the discharge pressure of the booster 13 thus very substantially greater than the average pressure (greater than 5 bars) and possibly greater than the main pressure and the discharge pressure is higher or equal to the average pressure, preferably substantially equal to the average pressure.
  • the flow rate expanded to a pressure greater than or equal to the average pressure, preferably substantially equal to the average pressure, is sent to the column system as the flow rate 25.
  • the flow 19 continues cooling in the exchange line and is sent in the form gaseous to the column system.
  • the cold booster 13 is driven by the turbine 21.
  • a residual nitrogen flow is heated in the exchange line.
  • a flow of liquid oxygen 35 pressurized in a pump 33 vaporizes in the exchange line 7.
  • a liquid column system other than liquid oxygen, is pressurized, vaporized in the exchange line 7 and then serves as a product under pressure.
  • a fraction of air 25 is taken from the purified air 5 at the main pressure and is cooled in the exchange line 7.
  • the fraction 25 is sent to a turbine 27 where it expands to a temperature T5 forming an air flow 29. This air flow is heated in the exchange line.
  • a liquid product is withdrawn from the column system as final product 32.
  • the only product of the apparatus is liquid oxygen but other products can obviously be produced in liquid form.
  • the air flow 25 treated in the auxiliary turbine 27 is reduced to zero if necessary, the main incoming air flow 1 is reduced by a flow rate at least equal to the reduction of the air flow sent. to the auxiliary turbine 27 and the production of liquid 37 is reduced to zero if necessary.
  • This variation of the air flow 1 between the two modes of operation is provided by the variable vanes of a compressor and / or by the start and / or stop of an auxiliary air compressor.
  • These two modes of operation may be the only modes of operation of the apparatus or there may be other modes of operation.
  • booster 3B There may be a compression step (booster 3B) between the hot booster which brings the air to the main pressure and the cold booster, so that the cold booster is from a pressure above the booster. main pressure.
  • the turbine 21 is driven by the booster 13 and the booster 3 drives the auxiliary turbine 27.

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Abstract

Dans un procédé de production d'au moins un gaz de l'air par distillation cryogénique au moins dans un premier mode de fonctionnement, une turbine auxiliaire (27) aspire une fraction gazeuse du débit d'air ayant été refroidie dans la ligne d'échange principale (7), la pression d'aspiration de la turbine auxiliaire est sensiblement supérieure ou substantiellement égale à la moyenne pression, et une partie des constituants de l'air est produite sous forme liquide comme produit finalet dans un deuxième mode de fonctionnement, le débit d'air traité dans la turbine auxiliaire est réduit et la production de liquide comme produit final est diminuée.

Description

Procédé et appareil de production de gaz de l'air sous forme gazeuse et liquide à haute flexibilité par distillation cryogénique
Les procédés traditionnels de production de gaz de l'air sous forme liquide ou gazeuse présentaient des architectures de procédés distinctes. Ainsi on trouvait :
• un appareil de séparation de l'air produisant les constituants principaux (O2, N2, Ar), à pression atmosphérique ou légèrement supérieure ;
• une étape de compression des produits au moyen de compresseurs ; • un cycle indépendant de liquéfaction d'azote permettant de produire tout ou partie de chacun des constituants sous forme liquide si nécessaire.
Cette configuration permettait une grande souplesse d'utilisation car chacune des trois « fonctions » mises en œuvre (séparation, compression, liquéfaction) pouvait être opérée ou stoppée de façon indépendante sans affecter le fonctionnement des deux autres.
Néanmoins, cette configuration souffre d'un manque de compétitivité important, compte tenu du coût très élevé de cette architecture, qui réclame un appareil par fonction.
Les procédés plus récents de production de gaz de l'air, que nous appelons procédés intégrés, présentent l'avantage de pouvoir combiner dans un seul équipement ces trois fonctions. Les appareils dits « à pompe », incluant des cycles de détente d'air ou éventuellement d'azote, permettent de produire à partir du même équipement les constituants de l'air sous forme gazeuse sous pression et liquide. Parmi ceux-ci, les procédé à paliers de vaporisation décalés pour délivrer des produits sous pression, tels que décrits dans le brevet EP-A-0504029 ou encore FR-A-2688052, sont particulièrement intéressants puisqu'ils permettent la combinaison de ces fonctions à partir d'un unique compresseur d'air, à haute pression. L'efficacité énergétique de l'ensemble est comparable au procédé traditionnel et l'investissement est grandement diminué.
Par contre la souplesse de production est affectée par la combinaison « 3 en 1 » des fonctions, et on pourra plus difficilement opérer ou arrêter une fonction sans affecter l'ensemble. Le but de cette invention est de pouvoir combiner les avantages économiques des procédés intégrés, tout en conservant la souplesse et la flexibilité offerte par les procédés traditionnels.
Selon l'invention, il est prévu un procédé de production d'au moins un gaz de l'air par distillation cryogénique dans un système de colonnes comprenant au moins une colonne moyenne pression opérant à une moyenne pression et une colonne basse pression opérant à une basse pression, thermiquement reliées entre elles dans lequel dans un premier et un deuxième mode de fonctionnement a) la totalité d'un débit d'air comprimé est portée à une haute pression, au moins 5 bars au dessus de la pression de la colonne moyenne pression, et épurée à cette haute pression, appelée pression principale ; b) cette pression principale est éventuellement variable en fonction des productions demandées ; c) une première partie du débit d'air à au moins la pression principale est refroidie dans une ligne d'échange jusqu'à une température intermédiaire de celle-ci et est détendue dans au moins une première turbine ; d) éventuellement une seconde partie du débit d'air est détendue dans au moins une seconde turbine (21 B) dont les conditions d'admission et de refoulement diffèrent d'au plus 5 bars et d'au plus 15°C ou sont identiques en termes de pression et de température à celles de la première turbine ; e) éventuellement le travail fourni par la première ou une troisième turbine sert au moins partiellement au travail requis par un surpresseur ; f) la pression d'admission de la première turbine est très sensiblement supérieure à la moyenne pression et éventuellement supérieure à la pression principale ; g) la pression de refoulement de la première turbine est supérieure ou égale à la moyenne pression, préférablement sensiblement égale à la moyenne pression ; h) un/le surpresseur comprime au moins une fraction du débit d'air à une haute pression, supérieure ou égale à la pression d'air principale refroidie dans la ligne d'échange jusqu'à une température cryogénique (<-100°C), et renvoie le débit surpressé dans la ligne d'échange, où au moins une partie se liquéfie au bout froid puis est envoyée dans le système de colonnes après détente ; i) un produit liquide sous pression du système de colonnes se vaporise dans la ligne d'échange ; et dans le premier mode de fonctionnement, j) une turbine auxiliaire aspire une fraction gazeuse du débit d'air ayant été refroidie dans la ligne d'échange principale ; k) la pression d'aspiration de la turbine auxiliaire est supérieure ou substantiellement égale à la pression principale, préférablement supérieure d'au moins 2 bars abs ou substantiellement égale à la pression principale ;
I) la pression de refoulement de la turbine auxiliaire est supérieure ou substantiellement égale à la pression atmosphérique, préférablement substantiellement égale à la basse pression ; m) au moins une partie du débit d'air détendu dans la turbine auxiliaire est réchauffée dans la ligne d'échange; n) une partie des constituants de l'air est produite sous forme liquide comme produit final ; et dans le deuxième mode de fonctionnement, o) le débit d'air traité dans la turbine auxiliaire est réduit par rapport au débit traité dans la turbine auxiliaire dans le premier mode de fonctionnement, éventuellement à zéro et p) la production de liquide comme produit final est diminuée, par rapport à la production de liquide comme produit final dans le premier mode de fonctionnement, éventuellement à zéro. Selon d'autres aspects facultatifs :
- toutes les turbines sont freinées par un surpresseur d'air ;
- au moins un surpresseur couplé à une des turbines aspire à température ambiante ;
- de tous les surpresseurs, seul le surpresseur relié mécaniquement à la première turbine a une température d'aspiration en dessous de -1000C ;
- la température d'aspiration de la première turbine diffère d'au plus 15°C, de la température de pseudo vaporisation de l'oxygène ; - le débit d'air principal entrant est réduit, pendant le deuxième mode, de préférence d'un débit au moins égal à la réduction pendant le deuxième mode du débit d'air envoyé à la turbine auxiliaire ;
- la variation du débit d'air principal est assurée par les aubages variables d'un compresseur ;
- la variation de débit d'air principal est assurée par la mise en route et/ou l'arrêt d'un compresseur d'air auxiliaire ;
- la pression d'air principale varie entre le premier mode et le deuxième mode ; - la première partie de l'air est surpressée à une pression supérieure à la pression principale en amont de la première turbine de sorte qu'elle rentre dans la première turbine substantiellement à une pression supérieure à la pression principale ;
- la température d'aspiration de la turbine auxiliaire est plus élevée que la température d'aspiration de la première turbine ;
- l'air détendu dans la turbine auxiliaire est rejeté à l'atmosphère.
Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu une unité de refroidissement et de réchauffage de débits destinés à et provenant d'un système de colonnes de séparation d'air comprenant une ligne d'échange, une première turbine, une turbine auxiliaire, un surpresseur, la ligne d'échange comprenant : i) au moins un passage pour recevoir un premier débit d'air épuré, l'au moins un passage pour recevoir un premier débit d'air épuré étant relié au surpresseur, ii) au moins un passage relié au refoulement du surpresseur, l'au moins un passage relié au surpresseur étant relié à la première turbine, iii) au moins deux passages pour recevoir au moins deux fluides (35,37) qui se réchauffent, iv) au moins un passage pour recevoir un deuxième débit d'air épuré, l'au moins un passage pour recevoir le deuxième débit d'air épuré étant relié à l'aspiration de la turbine auxiliaire et le refoulement de la turbine auxiliaire étant relié à au moins un passage d'air à réchauffer.
L'unité peut être disposée de sorte qu'en opération, une des conditions suivantes est remplie : i) la température d'aspiration de la turbine auxiliaire est supérieure à la température d'aspiration de la première turbine ii) la température d'aspiration de la turbine auxiliaire est supérieure à la température d'aspiration du surpresseur iii) la température d'aspiration du surpresseur est inférieure à la température d'aspiration de la première turbine iv) la température de refoulement du surpresseur est supérieure à la température d'aspiration de la première turbine v) la température de refoulement du surpresseur est supérieure à la température de refoulement de la turbine auxiliaire.
On se propose ici d'améliorer la flexibilité de production des procédés de type mono-machines tels que décrits précédemment :
• soit en offrant la possibilité de réduire voire annuler la production de liquide des unités utilisant un procédé tel que décrit dans EP-A-0504029 ; • soit en offrant la possibilité de produire de façon efficace des liquides avec des procédés tels que décrits dans FR-A-2688052 ;
• et en offrant la possibilité de faire l'un ou l'autre de façon réversible, et énergétiquement efficace dans les deux cas.
Ce procédé utilise un système de distillation connu (colonnes moyenne pression et basse pression thermiquement reliées, éventuellement une colonne à pression intermédiaire et/ou une colonne de mélange et/ou une colonne de mixture argon, etc..) et met en jeu au moins deux turbines de détente.
Deux débits sont à pression substantiellement égale si leurs pressions ne différent que par les pertes de charge. La fraction gazeuse du débit d'air aspiré par la turbine auxiliaire est préalablement détendue dans la première et/ou la seconde turbine, éventuellement envoyé à la colonne moyenne pression et soutiré de la colonne moyenne pression avant être envoyé à la turbine auxiliaire, après avoir été réchauffée dans la ligne d'échange principale. En premier mode de fonctionnement, la production de produit liquide, tous produits finaux confondus, constitue 1 %, ou 2% ou 5% du débit d'air envoyé aux colonnes (ou à la colonne si seule la colonne moyenne pression est alimentée en air). L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures, qui montrent des installations de séparation d'air capables de fonctionner selon le procédé de l'invention.
Dans la Figure 1 , un débit d'air comprimé 1 provenant d'un compresseur principal est surpressé dans un surpresseur 3 à une haute pression au moins 5 bar abs au-dessus de la pression de la colonne moyenne pression, cette haute pression étant appelée pression principale. Cette pression principale peut par exemple être entre 10 et 25 bars abs. A cette pression principale le débit 5 est ensuite épuré en eau et dioxyde de carbone (non-illustré). Le débit total d'air surpressé et épuré 5 est envoyé à une ligne d'échange 7 où il se refroidit jusqu'à une température T1. A cette température, le débit 5 est divisé en deux pour former un débit 9 qui se liquéfie et est envoyé au système de colonnes et un débit 11. Le débit 11 quitte la ligne d'échange 7 à la température T1 différent d'au plus ±5°C de la température de vaporisation de l'oxygène pressurisé 33 et est envoyé à un surpresseur froid 13 pour produire un débit 15 à une pression très sensiblement supérieure à la moyenne pression et éventuellement supérieure à la pression principale. Le débit 15 à une température T2 de sortie de surpresseur froid se refroidit dans la ligne d'échange 7 jusqu'à une température T3 plus élevée que T1. A cette température T3, le débit 15 est divisé en deux débits 17, 19. Le débit 17 est détendu dans une turbine 21 à partir de la température T3 proche de la température de pseudo vaporisation de l'oxygène pressurisé 33.
La pression d'aspiration de la turbine 21 est égale à la pression de refoulement du surpresseur 13 donc très sensiblement supérieure à la moyenne pression (supérieure d'au moins 5 bars) et éventuellement supérieure à la pression principale et la pression de refoulement est supérieure ou égale à la moyenne pression, préférablement sensiblement égale à la moyenne pression. Le débit détendu jusqu'à une pression supérieure ou égale à la moyenne pression, préférablement sensiblement égale à la moyenne pression est envoyé au système de colonne comme débit 25. Le débit 19 poursuit son refroidissement dans la ligne d'échange et est envoyé sous forme gazeuse au système de colonnes.
Le surpresseur froid 13 est entraîné par la turbine 21.
Un débit d'azote résiduaire se réchauffe dans la ligne d'échange. Un débit d'oxygène liquide 35 pressurisé dans une pompe 33 se vaporise dans la ligne d'échange 7.
Optionnellement un liquide du système de colonnes, autre que l'oxygène liquide, est pressurisé, vaporisé dans la ligne d'échange 7 et sert ensuite de produit sous pression.
Selon un premier mode de fonctionnement, une fraction d'air 25 est prélevé dans l'air épuré 5 à la pression principale et est refroidi dans la ligne d'échange 7. A une température T4 inférieure à -10O0C et supérieure à T2, la fraction 25 est envoyée à une turbine 27 où elle se détend jusqu'à une température T5 formant un débit d'air 29. Ce débit d'air se réchauffe dans la ligne d'échange.
Un produit liquide est soutiré du système de colonnes comme produit final 32. Dans l'exemple le seul produit de l'appareil est de l'oxygène liquide mais d'autres produits peuvent évidemment être produits sous forme liquide. Selon un deuxième mode de fonctionnement le débit d'air 25 traité dans la turbine auxiliaire 27 est réduit éventuellement à zéro, le débit d'air principal entrant 1 est réduit d'un débit au moins égal à la réduction du débit d'air envoyée à la turbine auxiliaire 27 et la production de liquide 37 est diminuée éventuellement à zéro. Cette variation du débit d'air 1 entre les deux modes de fonctionnement est assurée par les aubages variables d'un compresseur et/ou par la mise en route et/ou l'arrêt d'un compresseur d'air auxiliaire.
Ces deux modes de fonctionnement peuvent constituer les seuls modes de fonctionnement de l'appareil ou bien il peut y avoir d'autres modes de fonctionnement.
Il peut y avoir une étape de compression (surpresseur 3B) entre la surpression chaude qui amène l'air à la pression principale et la surpression froide, de sorte que la surpression froide s'effectue à partir d'une pression au- dessus de la pression principale. De préférence, la turbine 21 est entraînée par le surpresseur 13 et le surpresseur 3 entraîne la turbine auxiliaire 27.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'au moins un gaz de l'air par distillation cryogénique dans un système de colonnes comprenant au moins une colonne moyenne pression opérant à une moyenne pression et une colonne basse pression opérant à une basse pression, thermiquement reliées entre elles dans lequel dans un premier et un deuxième mode de fonctionnement a) la totalité d'un débit d'air comprimé est portée à une haute pression, au moins 5 bars au dessus de la pression de la colonne moyenne pression, et épurée à cette haute pression, appelée pression principale ; b) cette pression principale est éventuellement variable en fonction des productions demandées ; c) une première partie du débit d'air à au moins la pression principale est refroidie dans une ligne d'échange (7) jusqu'à une température intermédiaire de celle-ci et est détendue dans au moins une première turbine
(21 ) ; d) éventuellement une seconde partie du débit d'air est détendue dans au moins une seconde turbine (21 B) dont les conditions d'admission et de refoulement diffèrent d'au plus 5 bars et d'au plus 15°C ou sont identiques en termes de pression et de température à celles de la première turbine ; e) éventuellement le travail fourni par la première ou une troisième turbine sert au moins partiellement au travail requis par un surpresseur ; f) la pression d'admission de la première turbine est très sensiblement supérieure à la moyenne pression et éventuellement supérieure à la pression principale ; g) la pression de refoulement de la première turbine est supérieure ou égale à la moyenne pression, préférablement sensiblement égale à la moyenne pression ; h) un/le surpresseur (13) comprime au moins une fraction du débit d'air à une haute pression, supérieure ou égale à la pression d'air principale refroidie dans la ligne d'échange jusqu'à une température cryogénique (<- 1000C), et renvoie le débit surpressé dans la ligne d'échange, où au moins une partie se liquéfie au bout froid puis est envoyée dans le système de colonnes après détente ; i) un produit liquide (35) sous pression du système de colonnes se vaporise dans la ligne d'échange ; et dans le premier mode de fonctionnement, j) une turbine auxiliaire (27) aspire une fraction gazeuse du débit d'air ayant été refroidie dans la ligne d'échange principale ; k) la pression d'aspiration de la turbine auxiliaire est supérieure ou substantiellement égale à la pression principale, préférablement supérieure d'au moins 2 bars abs ou substantiellement égale à la pression principale ;
I) la pression de refoulement de la turbine auxiliaire est supérieure ou substantiellement égale à la pression atmosphérique, préférablement substantiellement égale à la basse pression ; m) au moins une partie du débit d'air détendu dans la turbine auxiliaire est réchauffée dans la ligne d'échange ; n) une partie des constituants de l'air est produite sous forme liquide comme produit final ; et dans le deuxième mode de fonctionnement, o) le débit d'air traité dans la turbine auxiliaire est réduit par rapport au débit traité dans la turbine auxiliaire dans le premier mode de fonctionnement, éventuellement à zéro et p) la production de liquide comme produit final est diminuée, par rapport à la production de liquide comme produit final dans le premier mode de fonctionnement, éventuellement à zéro.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel toutes les turbines sont freinées par un surpresseur d'air (3, 13).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins un surpresseur (3) couplé à une des turbines aspire à température ambiante.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel de tous les surpresseurs, seul le surpresseur (13) relié mécaniquement à la première turbine (21 ) a une température d'aspiration en dessous de -1000C.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la température d'aspiration de la première turbine (21 ) diffère d'au plus 15°C, de la température de pseudo vaporisation de l'oxygène.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le débit d'air principal entrant (1) est réduit, pendant le deuxième mode, de préférence d'un débit au moins égal à la réduction pendant le deuxième mode du débit d'air envoyé à la turbine auxiliaire (27).
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel la variation du débit d'air principal (1) est assurée par les aubages variables d'un compresseur.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7 dans lequel la variation de débit d'air principal (1) est assurée par la mise en route et/ou l'arrêt d'un compresseur d'air auxiliaire.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la pression d'air principale varie entre le premier mode et le deuxième mode.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la première partie de l'air est surpressée à une pression supérieure à la pression principale en amont de la première turbine (21 ) de sorte qu'elle rentre dans la première turbine substantiellement à une pression supérieure à la pression principale.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la température d'aspiration de la turbine auxiliaire (27) est plus élevée que la température d'aspiration de la première turbine (21 ).
12. Unité de refroidissement et de réchauffage de débits destinés à et provenant d'un système de colonnes de séparation d'air comprenant une ligne d'échange (7), une première turbine (21 ), une turbine auxiliaire (27), un surpresseur (13), la ligne d'échange comprenant : i) au moins un passage pour recevoir un premier débit d'air épuré, l'au moins un passage pour recevoir un premier débit d'air épuré étant relié au surpresseur, ii) au moins un passage relié au refoulement du surpresseur, l'au moins un passage relié au surpresseur étant relié à la première turbine, iii) au moins deux passages pour recevoir au moins deux fluides (35,37) qui se réchauffent, iv) au moins un passage pour recevoir un deuxième débit d'air épuré, l'au moins un passage pour recevoir le deuxième débit d'air épuré étant relié à l'aspiration de la turbine auxiliaire et le refoulement de la turbine auxiliaire étant relié à au moins un passage d'air à réchauffer.
13. Unité selon la revendication 12 disposée de sorte qu'en opération, une des conditions suivantes est remplie : i) la température d'aspiration de la turbine auxiliaire (27) est supérieure à la température d'aspiration de la première turbine (21 ) ii) la température d'aspiration de la turbine auxiliaire (27) est supérieure à la température d'aspiration du surpresseur (13) iii) la température d'aspiration du surpresseur (13) est inférieure à la température d'aspiration de la première turbine (21 ) iv) la température de refoulement du surpresseur (13) est supérieure à la température d'aspiration de la première turbine (21 ) v) la température de refoulement du surpresseur (13) est supérieure à la température de refoulement de la turbine auxiliaire (27).
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