Aller au contenu principal

Unités de séparation d’air

Installations industrielles pour la production sur site

Domaines d’application

  • Oxygène : industrie alimentaire, chimie/pétrochimie, industrie des métaux, raffinerie, médecine, industrie des semi-conducteurs, aéronautique, industrie du verre, traitement de l’eau
  • Azote : industrie alimentaire, chimie et pétrochimie, construction mécanique, laboratoires, raffineries pétrolières, médecine, industrie des semi-conducteurs, du fer et de l’acier, industrie du verre
  • Argon : construction mécanique, laboratoires, industrie des semi-conducteurs, industrie du fer et de l’acier

Nous installons une unité de séparation d’air à partir d’un débit d’environ 4 000 m³/h d’oxygène et d’environ 3 000 m³/h d’azote.

Dans le cadre de cette technologie ultra-complexe, nous pouvons nous appuyer sur l’expertise de l’équipe d’ingénierie internationale expérimentée du groupe Air Liquide.

Histoire

La liquéfaction du gaz n’a été découverte qu’à la fin du XIXe siècle. Pour cela, il a fallu tout d’abord prendre conscience que l’air comprimé se refroidissait lors de sa détente. La rectification (phase de distillation au cours de laquelle un liquide et de la vapeur sont introduits à contre-courant) a permis l’utilisation industrielle des gaz de l’air.

Principe de fonctionnement

Un compresseur aspire l’air à travers un filtre et le comprime. L’air est ensuite refroidi de façon à atteindre une température inférieure à 20 °C. L’humidité, ainsi que les polluants contenus dans l’air, comme le dioxyde de carbone et les hydrocarbures, sont écartés et placés dans des adsorbeurs situés en aval.

Un second processus de refroidissement de l’air est appliqué dans la boîte froide. Les gaz refroidis dans la colonne de distillation permettent de réfrigérer l’air de traitement. Alors qu’ils se rapprochent progressivement de la température ambiante, l’air de traitement est refroidi et atteint quasiment sa température de liquéfaction.

L’air passe ensuite dans la colonne moyenne pression. La séparation de l’air intervient à ce stade, ce qui génère de l’azote et un liquide riche en oxygène. L’azote présent sous forme de gaz s’élève dans la partie supérieure de la colonne, où il est liquéfié. La chaleur de condensation qui s’en dégage est utilisée pour permettre l’évaporation de l’oxygène liquide en retour, qui s’accumule au fond de la colonne basse pression.

Dans la partie supérieure de la colonne basse, l’azote aussi bien à l’état gazeux que liquide peut être extrait en tant que produit extra-pur. Le produit est ensuite acheminé par une conduite directement auprès du client sous forme gazeuse ou stocké de façon provisoire dans des citernes sous forme liquide.

Une partie de l’azote liquide est utilisée en tant que liquide de nettoyage dans la colonne basse pression. Dans cette colonne, le liquide riche en oxygène extrait de la partie basse est séparé pour générer, d’une part, de l’azote à l’état liquide ou gazeux et, de l’autre, de l’oxygène gazeux.

Pour permettre la production de froid, nous utilisons des turbines dans lesquelles le gaz est détendu (refroidi). Si le coefficient de débit est suffisamment élevé, les turbines sont couplées à un compresseur ou à un générateur électrique. Il est ainsi possible de récupérer en partie l’énergie libérée du gaz en expansion.

Extraction de gaz rares

L’extraction d’argon implique le prélèvement d’un mélange oxygène/argon à partir de la colonne basse pression. Au cours d’un procédé distinct, l’oxygène et l’azote obtenus sont retirés, ce qui permet d’obtenir de l’argon extra-pur en tant que produit final.

L’extraction d’autres gaz rares, comme le xénon, le krypton, l’hélium et le néon, nécessite des colonnes de distillation distinctes. Le xénon et le krypton sont obtenus à partir d’une distillation supplémentaire de l’oxygène liquide, une fois celui-ci extrait. L’hélium et le néon, quant à eux, sont obtenus par distillation des gaz non condensables dépressurisés.

En raison de leur propriété en tant que gaz dits inertes, il convient d’accorder une grande attention aux gaz rares.

N’hésitez pas à nous contacter !