Une unité cryogénique de séparation de l'air comprime l'air dans le compresseur principal à une pression comprise entre 4 et 10 atm, puis élimine l'eau, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures lourds avant la distillation, conformément à la norme EIGA Doc 147/22, la directive relative aux pratiques de sécurité pour les unités de séparation cryogénique de l’air que les associations de gaz industriels publient conjointement avec la norme CGA P-8. L’ Ultra Controlo fournit la centrale « ULTRAOX » VSA, qui produit de l’oxygène sur site et peut remplacer les systèmes cryogéniques équipés de réservoirs d’oxygène liquide, et assure la distribution et le service après-vente des compresseurs sans huile Gardner Denver.
La directive relative aux pratiques de sécurité pour les unités cryogéniques de séparation de l'air (EIGA Doc 147/22, harmonisée avec la norme CGA P-8) et le guide du ministère américain de l'Énergie (2016) décrivent ces étapes.
L'air est comprimé à une pression comprise entre 4 et 10 atm, puis refroidi à température ambiante ; les compresseurs axiaux sont courants dans les grandes installations, et les compresseurs centrifuges sont largement utilisés dans ce type d'application.
Une unité de pré-épuration équipée d'un tamis moléculaire et d'alumine, ou d'un échangeur de chaleur réversible, élimine de l'air l'eau, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures lourds.
L'échangeur principal refroidit l'air jusqu'à une température proche de celle de la liquéfaction, les colonnes haute et basse pression séparent l'oxygène, l'azote et l'argon, et un détendeur assure le refroidissement.
Les compresseurs centrifuges servent à comprimer l'oxygène et l'azote produits ; les compresseurs à pistons alternatifs sont largement utilisés pour l'oxygène, l'azote, l'argon brut et l'air à haute pression.
L'entrée du compresseur est éloignée des sources de contaminants, telles que les échappements des moteurs et les évents ; les filtres à poussière du pré-épurateur retiennent généralement les particules de 2 à 5 µm et plus.
L'oxygène traverse une membrane plus rapidement que l'azote, laissant de l'azote à la sortie ; le DOE mentionne la production d'azote pour la conservation des aliments.
Sources : EIGA Doc 147/22, « Lignes directrices relatives aux pratiques de sécurité pour les installations de séparation cryogénique de l'air » (Association européenne des gaz industriels, harmonisées avec la norme CGA P-8), sections 3, 7 et 8 ; Département américain de l'Énergie (DOE) et Compressed Air Challenge, « Improving Compressed Air System Performance » (2016), p. 13.
La directive de l'EIGA explique en quoi le type de compresseur et le mode de lubrification influent sur la qualité de l'air acheminé vers le processus de séparation.
Les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile nécessitent des séparateurs suivis de filtres, de filtres coalescents, de lits adsorbants ou d'une combinaison de ces éléments, afin d'assurer une élimination complète de l'huile ; cela est particulièrement crucial lorsque le compresseur à vis est le compresseur d'air principal.
Source : EIGA Doc 147/22, section 8.8.
La tolérance du gaz à la contamination par l'huile est l'un des facteurs à prendre en compte pour choisir entre des compresseurs à cylindres non lubrifiés et lubrifiés.
Source : EIGA Doc 147/22, section 8.4.
Lorsque les aérosols de brouillard risquent de dépasser les limites prévues lors de la conception, il est possible d'installer un filtre à haute efficacité capable de retenir les particules de taille supérieure à 0,1 à 0,4 µm à l'entrée du compresseur ou à la sortie du préfiltre.
Source : EIGA Doc 147/22, section 7.5.
La directive précise que les projections d’huile provenant du compresseur d’air principal risqueraient de salir la chambre froide. Source : EIGA Doc 147/22, harmonisé avec la norme CGA P-8.
Cette comparaison s'appuie sur les travaux de Nickerson (2008) et Losordo (2014), sur un article publié en 2001 par le ministère américain de l'Énergie (DOE) et sur la fiche technique « ULTRAOX VSA ».
| Critère | Livraison d'oxygène liquide | VSA sans local |
|---|---|---|
| Pureza | Jusqu'à 99,9 % (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA : 75 % à 95 % à 50 kPa (fiche technique) |
| Électricité | Ce n'est pas nécessaire ; cela est assuré par sa propre pression (Nickerson, 2008) | Indispensable ; la fiabilité de l'alimentation électrique est un critère de choix (Losordo, 2014) |
| Pression | Alimenté par sa propre pression (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA : 50 kPa ; pressions plus élevées grâce à un surpresseur d'oxygène supplémentaire, fourni sur demande (fiche technique) |
| Facteurs de coût mentionnés | Le prix de l'oxygène liquide, qui dépend généralement de la distance par rapport à l'unité de production (Losordo, 2014) | Le coût de l'électricité (DOE, 2001) et la fiabilité de l'alimentation électrique (Losordo, 2014) |
Une centrale à oxygène qui, selon sa fiche technique, peut remplacer les systèmes cryogéniques équipés de réservoirs d’oxygène liquide, ainsi que deux gammes du catalogue « Industrial 2026 » d’ Ultra Controlo , conçues pour répondre aux exigences relatives à l’huile des compresseurs : les compresseurs sans huile et les tours à charbon actif qui adsorbent les vapeurs d’huile en aval d’un compresseur lubrifié à l’huile.
Oxygène à une concentration comprise entre 75 % et 95 % à 50 kPa, dans une structure (skid) ou un conteneur ; la fiche technique indique qu'il peut remplacer les systèmes cryogéniques équipés de réservoirs d'oxygène liquide ou servir de source d'approvisionnement principale.
ULTRAOXCompresseurs à vis sans huile pour un air exempt de contaminants, classe ISO 0, dans le catalogue d'Ultra Controlo (p. 12) ; une marque partenaire que Ultra Controlo distribue et pour laquelle elle assure le service après-vente.
Gardner DenverUne étape d'adsorption qui élimine les vapeurs d'huile de l'air comprimé jusqu'à un niveau inférieur à 0,003 mg/m³ et nécessite l'installation d'un filtre coalescent en amont.
ULTRAKSources : fiche technique « ULTRAOX » de VSA, pp. 2 et 3 ; catalogue « Industrial 2026 » d’ Ultra Controlo, pp. 12 et 19 ; fiche technique « ULTRAK ».
Ultra Controlo est un fabricant portugais de systèmes d'air comprimé, de vide et de gaz techniques, fort de 40 ans d'expérience. Nous concevons, assemblons et testons au Portugal nos compresseurs, sécheurs et tours à charbon, et nous assurons la distribution et le service après-vente de cinq marques partenaires.
Compresseurs « ULTRASCREW », sécheurs ULTRASEC et ULTRADRY, et tours à charbon actif ULTRAK.
Gardner Denver, Elmo Rietschle, Thomas, Speck Pumpen (Circutec) et Speck Triplex.
Maintenance préventive et corrective, pièces de rechange d'origine et assistance d'urgence, assurées par notre propre équipe.
Source : catalogue « Industrial 2026 » de l'Ultra Controlo, pp. 3, 10, 16, 17 et 22.
La directive relative aux pratiques de sécurité pour les unités cryogéniques de séparation de l'air (EIGA Doc 147/22, harmonisée avec la norme CGA P-8) précise que l’air est comprimé dans le compresseur principal à une pression comprise entre 4 et 10 atm, puis refroidi, avant que l’eau, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures lourds ne soient éliminés en amont de la chambre froide.
Le document EIGA Doc 147/22 précise que les compresseurs à vis lubrifiés à l'huile nécessitent une élimination de l'huile en aval, généralement au moyen de séparateurs suivis de filtres, de filtres coalescents ou de lits adsorbants, mis en place pour garantir une élimination complète ; cela est particulièrement crucial lorsque le compresseur à vis est le compresseur d'air principal.
Non. Le guide des bonnes pratiques relatives aux unités de séparation cryogéniques de l'air (EIGA Doc 147/22) stipule que l'air respirable doit provenir d'une source vérifiée et qu'un système d'air instrumental de l'installation ne doit pas être utilisé comme source d'air respirable.
La fiche technique de l'ULTRAOX e VSA indique que cette centrale peut remplacer les systèmes cryogéniques existants équipés de réservoirs d'oxygène liquide ou servir de source d'approvisionnement principale, avec de l'oxygène à une concentration comprise entre 75 % et 95 % à 50 kPa ; l'oxygène liquide fourni présente une pureté pouvant atteindre 99,9 % (Nickerson, 2008).
Le guide du Département américain de l'Énergie (2016) explique que des molécules telles que l'oxygène traversent une membrane semi-perméable plus rapidement que l'azote, ce qui entraîne une concentration d'azote à la sortie du générateur ; il mentionne la production d'azote pour la conservation des aliments.
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