La production cryogénique d’oxygène consiste d’abord à liquéfier l’air, puis à séparer l’oxygène et l’azote en fonction de leurs différents points d’ébullition. La liquéfaction de l'air nécessite un refroidissement en dessous de -140,6 degrés. En règle générale, la séparation de l'air fonctionne dans une plage de températures allant de -172 degrés à -194 degrés. Les équipements de production d'oxygène cryogénique présentent les caractéristiques de sécurité suivantes :
Isolation thermique : Les échangeurs de chaleur à basse-température, les colonnes de distillation et autres récipients et pipelines cryogéniques sont logés dans des boîtes froides isolées remplies de matériaux isolants à faible conductivité thermique pour empêcher la pénétration de chaleur de l'environnement et minimiser les pertes de froid-sinon, l'équipement ne peut pas fonctionner.
Exigences matérielles: Les matériaux utilisés pour les équipements cryogéniques doivent posséder une résistance et une ténacité suffisantes à basses températures, ainsi qu'une bonne soudabilité et usinabilité. Les matériaux courants comprennent les alliages d’aluminium, les alliages de cuivre et l’acier inoxydable.
Élimination des impuretés (point d'ébullition élevé): Les impuretés de l'air à point d'ébullition élevé, telles que l'humidité et le dioxyde de carbone, doivent être préalablement éliminées à température ambiante. Sinon, ils bloqueront les canaux internes et rendront l'unité inutilisable.
Contrôle des risques liés aux hydrocarbures: L'acétylène et les hydrocarbures pénétrant dans la colonne de séparation de l'air peuvent s'accumuler jusqu'à des niveaux dangereux, affectant la sécurité du fonctionnement ou même provoquant des explosions. Des équipements de purification doivent donc être installés pour les éliminer.
Protection contre la surpression: Les conteneurs scellés stockant des liquides cryogéniques subiront une augmentation automatique de la pression lorsque la chaleur externe provoque une vaporisation partielle. Des dispositifs de sécurité fiables doivent être installés pour éviter la surpression.
Protection des fondations: Une fuite de liquide cryogénique dans les fondations peut geler et fissurer la base, provoquant le basculement des équipements. Par conséquent, l’intégrité de l’étanchéité des équipements, des canalisations et des vannes doit être garantie, en tenant compte des contraintes et déformations de dilatation/contraction thermique.
Interdiction des matières organiques: Les matières organiques poreuses telles que le bois ou le coke imbibés d'oxygène liquide peuvent subir une violente combustion ou une explosion lorsqu'elles sont exposées à des sources d'inflammation ou à un impact. Ainsi, aucune matière organique poreuse n’est autorisée à l’intérieur des glacières. L'évacuation de l'oxygène liquide doit utiliser des canalisations et des conteneurs dédiés-jamais des siphons de sol.
Compatibilité des matériaux : L'impact à long-terme des liquides cryogéniques sur les plaques d'acier au carbone peut provoquer une fracture fragile. Par conséquent, les canalisations de décharge et les bacs de collecte de liquides cryogéniques ne peuvent pas utiliser de produits en acier au carbone.
Prévention de l'asphyxie: L'azote et l'argon sont des gaz asphyxiants-leurs canalisations d'évacuation des liquides doivent être acheminées à l'extérieur. Les conduites d'évacuation des gaz doivent avoir une hauteur d'évacuation adéquate, avec des sorties ne faisant pas face à des plates-formes ou des escaliers.
Prévention des incendies : L'oxygène favorise fortement la combustion -ses tuyaux d'évacuation ne doivent pas être évacués directement dans des bâtiments non ventilés.
