Способ разделения воздуха низкотемпературной ректификацией

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

<11783539 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 3Q0179 (21) 2753569/23-26 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 3011.80 Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 301130 (51)М. Кл.з

Р 25 3 3/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.593 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Б. Наринский, Ю.Г. Писарев и B.Ê. Волков (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ

РЕКТИФИКАЦИЕИ

Изобретение относится к области ниэкотемпературного разделения воздуха, а точнее к области промышленного получения кислорода и азота, и наиболее эффективно может быть использовано в воэдухоразделительных установках.

Известен способ разделения воздуха,при котором обеспечение незабиваемости регенераторов осуществляется пропусканием несбалансированного

"петлевого" потока воздуха в холодной зоне регенераторов, выводом этого потока из середины регенераторов и дальнейшим раоширением в турбодетандерах I1j. 15

Недостатком указанного способа является существенная потеря кислорода в режиме работы установки с малыми холодопотерями (например, при прекращении отбора жидких продуктов). В 20 этом режиме количество петлевого потока воздуха становится больше, чем необходимо подавать в детандеры и поэтому избыток воздуха сбрасывается помимо детандера в верхнюю колонну, ухудшая извлечение кислорода.

Известен также способ разделения воздуха, при котором обеспечение незабиваемости регенераторов осуществляется отбором части прямого потока 30 воздуха из середины регенераторов с последующей очисткой в адсорберах и расширением этого потока воздуха в турбодетандерах. При этом в случае избытка петлевого потока над детандерным в режиме с малыми холодопотерями он сбрасывается в нижнюю ректификационную колонну, что позволяет сохранить иэвлечение кислородаЬ2)

Однако такой способ требует повышенного расхода электроэнергии в связи с необходимостью создания перепада давлений между регенераторами и нижней колонной.

Таким образом, недостатки перечисленных способов заключается в снижении извлечения кислорода при сохранении общих энергозатрат или увеличении общих энергозатрат при сохранении извлечения кислорода в режиме с малыми золодопотерями, например при прекращении отбора жидких продуктов.

Цель изобретения — увеличение выхода кислорода и других продуктов разделения воздуха и снижение удельных энергозатрат на их производство.

Поставленная цель достигается тем, что часть несбалансированного потока воздуха конденсируют при теплообмене

783539 с жидким кислородом и подают на ректификацию.

На чертеже представлена схема установки.

Сжатый воздух, поступающий по трубопроводу 1, охлаждают и очищают от примесей в теплообменнике 2, после чего основную его часть по трубопроводу 3 направляют на разделение в нижнюю ректификационную колонну 4..

Флегма, образовавшаяся в конденсаторе 5, по трубопроводам 6 и 7 поступает на орошение в верхнюю ректификационную колонну 8.

Другая часть воздуха из средней части теплообменника поступает в трубопровод 9. Далее, в случае малой потребной холодопроизводительности для компенсации теплопритоков, эту часть воздуха разделяют по турбопроводам 10 и 11. По трубопроводу 10 воздух поступает в турбодетандер L2, где расширяется с отдачей внешней работы и охладившись, обеспечивает компенсацию потерь при процессе разделения. По трубопроводу 11 оставшаяся часть воздуха поступает в конденсатор 13, где охлаждается и компенсируется жидким кислородом, поступающим по трубопроводу 14 иэ верхней ректификационной колонны 8. Испарившийся при этом кислород выходит по трубопроводу 15 и далее присоединя— ется к потоку продукционного кислорода, отводимого по трубопроводу 16.

Флегма воздуха, образовавшаяся в нижней полости конденсатора 13, отводится по трубопроводу 17 и далее по трубопроводам 18 и 19 поступает на орошение 8 нижнюю и верхнюю колонны

4 и 8 соответственно.

Рассмотренный способ разделения воздуха позволяет увеличить выход кислорода при работе установки в газовом режиме или режиме с малым отбором жидкого продукта, или же соответственно снизить энергоэатраты на получение продуктов разделения воздуха °

Формула изобретения

Способ разделения воздуха ниэкотемпературной ректификацией, включаю3$ щий охлаждение потока воздуха при теплообмене с продуктами разделения, отбор несбалансированного потока воздуха при промежуточной температуре, его расширение с отдачей внешней ,"ф работы и последующую ректификацию воздуха с получением жидкого кислорода и газообразных продуктов разделения, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат часть несбалансированного потока воздуха конденсируют при теплообмене с жидким кислородом к подают на ректификацию.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог "Криогенное оборудование", ч.П, Установка разделения воздуха, ЦИНТИХимнефтемаш, 1976, с. 17, 30„ 34.

2. Каталог "Криогенное оборудоваИ ние", ч.11, Установки разделения воздуха„ ЦИНТИХимнефтемаш, 1976, с. 4.

783539

Составитель С. Катенев

Редактор A. Соловьева Техред Н. Вабурка Корректор A. Гриценко

Заказ 8518/40 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4