Способ получения газообразного азота

 

О П И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)711321

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030376 (21) 2328704/23-26 о (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

F 25 J 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (З) АК 661.938 (088,8) Опубликовано 2501.80, Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 2601.80 (72) Автор изобретения

Б.С, Коршунов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО АЗОТА лучения газообразного азота, по Которому воздух после сжатия, бчистки и охлаждения ректифицируют под давлением 5-6 бар с получением азота и кубовой жидкости. Кубовую жидкость дросселируют до давления 1,5-2 бара и испаряют конденсирующимся азотом, Испаренную кубовую жидкость и газообразный азот нагревают поступающим воздухом, после чего газообразный азот подают потребителю, а испаренную кубовую жидкость удаляют как отбросный гаэ в атмосферу (2), Это достигается тем, что в способе получения газообразного азота, включающем ректификацию сжатого,очищенного и охлажденного воздуха под

Изобретение относится к установкам для разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации и может найти применение в химической газовой, криогенной и других отраслях промышленности.

Известен способ получения газообразного азота путем ректификации под давлением предварительно сжатого, очищенного и охлажденного возду10 ха, Полученные при ректификации азотную флегму и жидкостт испарителя, обогащенную кислородом, подвергают вторичной ректификации под вакууМом, При этом получают азот с большим содержанием кислорода и технический кислород (1)а

Недостатками этого способа, предназначенного для получения азота с большим содержанием кислорода, явля- 20 ются применение вакуума, компенсирование холодопотерь поступлением жидкости.испарителя и азотной флегмы, получение необходимого продукта только при вторичной ректификации, а также значительная высота установки, составляющая 10-12 м.

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности и достигаемому результату является способ поОднако для этого способа характерны низкий выход газообразного азота под давлением, составляющий

0 28-0,29 м /м -воздуха,и невозможность получения азота заданной чистоты при небольшой высоте установки.

Цель изобретения — выделение азота на каждой ступени ректификации и увеличение выхода газообразного азота (под давлением до 12-15 бар) при одновременном снижении энергозатрат .

711321

5р давлением, дросселирование и испаре ние полученной при этом кубовой жидкости, проводят дополнительную ступенчатую ректификацию паров испаренной кубовой жидкости, а дросселированную кубовую жидкостй подают на каждую последующую ступень ректификации.

Отличительными признаками способа является проведение ступенчатой ректификации паров испаренной кубовой жидкости с выделением продукционного азота на каждой ступени ректификации, а также подача сдросселированной кубовой жидкости в каждую ступень ректификации, Способ осуществляют следующим образом.

Воздух после фильтрации, сжатия, очистки и охлаждения подвергают ступенчатой ректификации при давлении на 2-5 бар меньше, чем в предыдущей ступени ректификации. Давление последней ступени ректификации равно давлению, необходимому потребителю

Кубовую жидкость, полученную в каждой ступени ректификации, дросселируют и испаряют конденсирующимися парами азота, после чего пары испаренной кубовой жидкости подвергают дополнительной последующей ректификации с получением дополнительного количества газообразного азота про,дукционной чистоты и кубовой жидкости, Необходимое количество азотной флегмы каждой последующей" ступени ректификации обеспечивают подачей сдросселированной кубовой жидкости, полученной в одной из предыдущей ступени ректификации . Полученную в последней ступени ректификации кубо- 4р вую жидкость после дросселирования до 1,5-2 бар и испарения конденсирующнмися парами азота нагревают поступающим воздухом и удаляют в виде отбросного газа в атмосферу. Газообразный азот продукционного состава, полученный в каждой ступени ректификации, после нагревания поступаницим воздухом -подают потребите лю. При необходимости получения всего азота под одним давлением— азот, полученный в ступенях ректификации при повышенном давлении,дросселируют до давления потребителя.

П.р и м е р, Атмосферный воздух в количестве 300 м /ч после фильтрации сжатия, очистки и охлаждения подают в,первую ступень ректификации, на которой при давлении 5,4 бар получают газообразный азот чистотой

0,001% по кислороду .и кубовую жидкость чистотой 27% по кислороду, Количество получаемого газообразного азота при давлении 5,4 бар составлят 60 м3, Кубовую жидкость, полученную при давлении 5, 4 бар, дросселируют до давления 3,1 бар и испаряют конденсирующимися парами азота, после чего пары кубовой жидкости подвергают дополнительной второй ступени ректификации. При этом дополнительно получают газообразный азот чистотОй

0,001% по кислороду в количестве

50 м и остаточную кубовую жидкость чисъотой 34% по кислороду. После дросселирования до 1,66 бар и испарения конденсирующимися парами азота пары остаточной кубовой жидкости нагревают поступающим воздухом и удаляют в виде остаточного газа в атмосферу или на регенерацию, Компенсация холодопотерь при второй ступени ректификации пара кубовой жидкости осуществляют подачей иэ первой ступени ректификации сдросселированной до

1,6 бар кубовой жидкости в количестве 5В от количества перерабатываемого воздуха. Газообразный азот, содержащий 0,001% кислорода, полученный в результате двухступенчатой ректификации, после нагревания поступающим воздухом подают потребителю,При необходимости подачи всего азота при давлении 3,1 бар, азот полученный в первой ступени ректификации при 5,4 бар, дросселируют до давления 3,1 бар и смешивают с азотбм, полученным иэ второй ступени ректификации, При необходимости получения для потребителя азота с более высоким давлением, например, 8 бар, первую ступень ректификации проводят при давлении 11 бар, а вторую ступень ректификации при 8 бар и т.д, Использование предложенного способа позволит при равном количестве перерабатываемого воздуха увеличить на 30-35% выпуск газообразного азота высокой чистоты под давлением, необт ходимым потребителю, при одновремен-. ном уменьшении на 15-20% удельного расхода электроэнергии и уменьшении высоты установки до 3 м.

Формула изобретения

Способ получения газообразного азота, включающими ректификацию под давлением бжатого, очищенного и охлажденного воздуха, дросселированив полученной при этом кубовой жидкости, последующее ее испарение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью выделения азота на каждой

® ступени ректификации и увеличения общего выхода продукта при одновременном снижении энергозатрат, пары испаренной кубовой жидкости подвергают дополнительной ступенчатой рек-я тификации, а сдросселированную ку711321

Составитель М, Савельева

Те е Н.Ковалева Ко екто В Б тяга

РЕ акто Ф. Се еб янский

Заказ 8987/24 Тираж 575 Подпи сн ое цИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра сная наб

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 бовую жидкость подают на каждую последующую ступень ректификации.

Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 72200 кл Г 25 l .3/04, 1946.

2 ° Каталог Криогенное оборудование, часть 2, Бинтихимнефтемаш, М,, 1976, с. 65-66 (прототип) .