Способ получения сжатого или жидкого продукта разделения воздуха

 

Использование: криогенная техника, в установках низкотемпературной ректификации воздуха. Сущность изобретения: при получении сжатого или жидкого продукта разделения воздуха последний перед разделением охлаждают в узле охлаждения газообразным продуктом низкого давления и сжатым продуктом. В жидкостном режиме полностью или частично отключают охлаждение воздуха сжатым продуктом разделения, а после узла охлаждения отбирают часть газообразного продукта низкого давления, компримируют ее, детандируют и охлаждают ее, по крайней мере, часть перерабатываемого воздуха. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установкам, предназначенным для попеременного получения сжатого или жидкого продуктов разделения воздуха.

Цель изобретения повышение экономичности путем увеличения выхода жидкого продукта, снижение удельных энергозатрат, стабилизация параметров воздуха перед детандером, а также, в случае необходимости, получение аргона в жидкостном режиме.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

Установка для реализации способа состоит из компрессора 1 с выходящим из него потоком 2 в теплообменник 3, блока комплексной очистки 4 с выходящими из него потоками 5 и 6, автономного источника охлаждения 7, теплообменника 8, с выходящими из него потоками 9 и 10. Поток 9 через теплообменник 11 соединен с узлом ректификации 12. Теплообменник 8 потоком 10 через детандер 13 соединен с узлом ректификации 12. Узел ректификации 12 потоком 14 через насос 15 соединен с теплообменниками 11, 8 и 3. Жидкий продукт поток 16 выводится из узла ректификации 12. Узел ректификации 12 потоком 17 также соединен с теплообменниками 11, 8, 3 и выходящим потоком 18.

Пунктирной линией показан циркуляционный контур 19. Компрессор 20 с выходящими в него потоками 21 и 22 через газодувку 23, теплообменник 24 и автономный источник охлаждения 7 соединен с детандером 25, потоками 26 и 27 соединен с теплообменником 8. Теплообменник 8 потоками 21 и 28 соединен соответственно с потоками 3 и 24.

Способ попеременного получения сжатого или жидкого продукта разделения воздуха осуществляется следующим образом.

Режим получения сжатого воздуха.

Разделяемый воздух поток 2 сжимают в компрессоре 1 до давления 4,0-6,0 МПа, охлаждают в теплообменнике 3, очищают от влаги, углекислоты и других растворимых в воздухе примесей в блоке комплексной очистки (БКО) и разделяют на два потока.

Часть воздуха поток 5 охлаждают в автономном источнике охлаждения 7 (холодильной машине) и смешивают с остальным потоком 6.

Воздух охлаждают в теплообменнике 8 и разделяют на два потока. Поток 9 охлаждают в теплообменнике 11 и дросселируют в узел ректификации 12. Поток 10 расширяют в детандере 13.

Жидкий кислород поток 14 сжимают в насосе 15 до заданного давления, нагревают в теплообменниках 11, 8 и 3 и выводят из установки. Жидкий азот поток 16 выводят из узла ректификации 12. Азот низкого давления поток 17 последовательно нагревают в теплообменниках 11, 8 и 3 и выводят из установки поток 18.

Режим получения жидкого продукта.

В режиме получения жидкого продукта поток 14 полностью (или частично) отключают, включают циркуляционный контур 19.

Часть газообразного продукта низкого давления потоки 21 и 22 сжимают в компрессоре 20, дожимают в газодувке 23, охлаждают в теплообменнике 24, холодильной машине 7, расширяют в детандере 25 поток 26 и присоединяют к обратному потоку низкого давления потоку 17. После смешения поток 27 нагревают в теплообменнике 8 и разделяют на два потока. Поток 21 нагревают в теплообменнике 24, поток 28 в теплообменнике 3. Потоки 21 и 22 сжимают в компрессоре 20, а поток 18 выводят из установки. Жидкий продукт поток 16 выводят из узла ректификации 12.

Для предлагаемого способа характерно чередование потоков 14 и 26: в режиме получения продукта под давлением поток 14, который и является основным продуктом максимален, в режиме получения жидкого продукта имеет место поток 26, обеспечивающий сближение температуры воздуха пеpед детандером 13 в газовом и жидкостном режимах, т.е. циркуляционный цикл 19 включается тогда, когда поток 14 полностью (или частично) отключен.

Предлагаемый способ позволяет в установке, предназначенной для периодического получения продуктов разделения воздуха под давлением или в жидком виде, увеличить производство жидких продуктов в жидкостном режиме примерно в два раза, а удельный расход энергии снизить более чем в 1,5 раза, получить значительное количество жидкого азота или жидкого кислорода в режиме получения сжатого кислорода, получать, в случае необходимости, и в жидкостном режиме аргон, стабилизировать работу детандера 13.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЖАТОГО ИЛИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА путем охлаждения перерабатываемого воздуха в узле охлаждения газообразным продуктом низкого давления и сжатым продуктом и разделения воздуха на дросселируемый и детандируемый потоки, отличающийся тем, что в жидкостном режиме полностью или частично отключают охлаждение воздуха сжатым продуктом разделения, а после узла охлаждения отбирают часть газообразного продукта низкого давления, компримируют ее, детандируют и охлаждают ею по крайней мере часть перерабатываемого воздуха.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть газообразного продукта низкого давления перед детандированием охлаждают автономным источником охлаждения.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что часть газообразного продукта низкого давления перед детандированием дополнительно охлаждают путем теплообмена с частью газообразного продукта низкого давления из узла теплообмена.

РИСУНКИ

Рисунок 1