Ректификационная установка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 0 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807118/26 (22) 12.02.90 (46) 23,02.92. Бюл.4Ф7 (71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения и

Одесский институт ниэкотемпературной техники и энергетики (72) Q.È.Áîâà, И,В.Горенштейн, Б.Э.Кицис и

А.Э Побереэкин (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Криогенное оборудование. Каталог

ЦИНТИхимнефтемаш, М., 1985, с.42 и 43.

Там же, с. 39 — 40.

54) РЕКТИФИКАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

7) Изобретение относится к установкам для получения газообразного и жидкого азота. Цель изобретения — предотвращение потери азота путем увеличения выхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота. Эта цель достигается тем, что ректификационная установка; предназначенная для получения газообразного азота под давлением и,жидкого азота и включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, предварительный тепИзобретение относится к криогенной технике, а именно к установкам для получения газообразного и жидкого азота путем низкотемпературной ректификации в процессах разделения воздуха. Известна ректификационная установка, в которой разделение воздуха осуществляется путем низкотемпературной ректификации с получением газообразного азота, включающая связанные линией подачи воз„„Я2„„171361Î А1 лообменник, блок очистки, основной теплообменник и ректификационную колонну с конденсатором-испарителем, а также детандер на линии отбросной фракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, снабжена дополнительным детандером. вход и выход которого соединены с линией вывода газообразного азота между конденсатором-испарителем и основным теплообменником линиями, на которых установлены запорные вентили, а на участке линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий от дополнительного детандера установлен запорный вентиль, Снабжение установки дополнительным детандером, установленным на дополнительной ветви выхода газообразного азота из конденсатора-испарителя в основной теплообменник, позволяет получать в периоды уменьшения потребления газообразного азота дополнительный холод и в результате увеличивать выход жидкого азота, который может быть зарезервирован и затем использован. 1 ил. духа компрессор, предварительные теплоабменники, блок очистки воздуха, узел теплообменников, турбодетандер на потоке воздуха и аппарат двукратной ректификации.

Недостатками ее являются невозможность производства жидкого азота из-за относительно низкой холодопроизводительности цикла; большие капитальные эа1 траты, связанные с громоздкостью узла теплообменника и узла ректификации.

Наиболее близкой к предлагаемой является ректификациоиная установка, включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, узел предварительного- охлаждения, блок очистки воздуха, основной теплообменник и узел однократной ректификации, включающий ректификациоиную колонну с конденсатором-испарителем, а также турбодетандер на потоке отбросной фракции.

Недостатком известной установки является то, что происходят значительные потери азота из-за невозможности повышения выхода (и соответственно невозмежиости резервирования) жидкого азота в периоды,. когда отсутствует потребность в газообразном азоте (он выбрасывается). Последнее вызвано неравномерностью потребления газообразного азота в пределах суток, в выходные и праздничные дии.

Цель изобретения — предотвращение потерь азота путем увеличения выхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота.

Указанная цель достигается тем, что ректификационная установка, предназначенная для получения газообразного азота под давлением и жидкого азота и включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, предварительный теплообмеиник, блок очистки. основной теплообмеиник и ректификацианиую колонну с конденсаторам-испарителем, а также детандер на линии отбрасной фракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, снабжена дополнительным детандером, вход и выход которого соединены с линией вывода газообразного азота между конденсатором-испарителем и основным теплообменником линиями, н" которых установлены эапорные вентили, а иа участке линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий от дополнительного детандера установлен запори ый.вентиль, Снабжение установки дополнительным детандером, установленным иа дополнительной параллельной ветви линии выхода газообразного азота иэ конденсатора-испарителя в основной теплообменник, позволяет получать в периоды уменьшения потребления газообразного азота дополнительный холод, и в результате увеличивать выход жидкого азота, который может быть зарезервирован и затем использован. В результате уменьшаются потери азота, обеспечивается максимальный выход его

20 независимо от потребления газообразного азота.

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

Установка включает связанные линией

1 подачи сжатого очищенного воздуха ком пресса а 2, пред наритель н ый теплообменник 3, блок 4 очистки. основной теплообмеииик 5 и ректификацианную колонну

6 с конденсатором-испарителем 7, а также детандер 8 на линии 9 вывода отбросной фракции, в атмосферу после конденсатораиспарителя °, линию 10 вывоДа жиДкОГО азота, линию l1 выводы газообразного азота потребителю, проходящую через основной теплообменник 5, и дополнительный детаидер 12, вход 13 и выход 14 которого соединены соответственно линиями 15 и 16 с линией 11 выхода газообразного азота между конденсатором-испарителем 7 и основным теплоабменником 5, На линиях 15 и

16 иа участке 17 линии 11 между вводами 18 и 19 укаэанных линий 15 и 16 в линию 11 установлены вентили 20 — 22.

Установка работает следующим образам, Весь перерабатываемый воздух после сжатия в компрессоре 2 да давления 0,9

МПа, охлаждения в предварительном теплоабменнике 3 и очистки от влаги, углекислоты и диоксида углерода в блоке 4 очистки по линии 1 направляют на охлаждение в основной теплообменник 5, а затем на разделение в ректификационную колонну G, в верхней части которой расположен конденсатор-испаритель 7.

Из нижней части колонны 6 отбирают (в

-.îëè÷åñòâå = 60% от перерабатываемого воздуха) жидкую фракцию состава 35 кислорода, направляют ее на испарение в конденсатор-испаритель 7, затем подогревают в основном теплообменнике 5 до 120 — 125

К (на части длины теплоабменника), расширяют в детандере 8 до давления 0,125 МПа, 45. возвращают на теплоабмен в основной теплаобменник 5 и по линии 9 выводят в атмосферу (либо используют для регенерации блока очистки).

В период, когда имеются потребители

50 газообразного азота, из ректификационной колонны 3 по линии 10 выводят потребителю (= 2,5 от перерабатываемого воздуха) жидкий азот с содержанием кислорода не более 0,0001 давлением 0,6 — 0,7 МПа, Из конденсатора-испврителя 7 по линии 11 выводят (e количестве = 37,5ф, От перерабатываемого воздуха) газообразный азот с содержанием кислорода не более

0,0001 ф давлением 0,6-0,7 МПа и через

1713610

Формула изобретения

Составитель А,Сондор

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор А.Козориэ

Корректор Л,Патай

Заказ 645 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 открытый вентиль 22 (вентили 20 и 21 закрыты) направляют на теплообмен в основной теплообменник 2 и затем выводят его потреI бителю.

В периоды, когда нет потребителей газообразного азота, установку переводят в режим резервирования жидкого азота.

Для этого, закрыв вентиль 22 и открыв вентили 20 и 21, включают в работу дополнительный детандер 12, в котором азот расширяют до давления 0,125 МПа и по линиям

16 и 11 направляют на теплообмен в основной теплообменник 2 и затем потребителю.

Включение в работу дополнительного детандера 12 увеличивает холодопроиэводительность установки, в результате чего по линии 10 выводят в количестве 7ф от количества перерабатываемого воздуха жидкий азот. а по линии 11 газообразный в количестве = 33 от перерабатываемого воздуха.

Использование предлагаемой установ-. ки по сравнению с известной при введении дополнительного детандера позволит увеличить выход жидкого азота на 75 кг/ч.

Ректификационная установка для получения газообразного азота под давлением

5 и жидкого азота из воздуха, включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, предварительный теплообменник, блок очистки, основной теплообменник, ректификационную колонну с конденсатором-ис10 парителем, детандер на линии отбросной фракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью предот15 вращения потерь азота путем увеличения выхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота, она снабжена дополнительным детандером, вход и выход которого соединены с линией вывода

20 газообразного азота между конденсаторомиспарителем и основным теплообменником линиями, на которых установлены запорные вентили, а участок линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий

25 от дополнительного детандера снабжен 3апорным вентилем,