Способ и устройство для разделения воздуха криогенной дистилляцией - RU2019140617A
Код документа: RU2019140617A
Формула
1. Способ разделения воздуха криогенной дистилляцией в системе колонн, содержащей первую колонну и вторую колонну, работающую при более низком давлении, чем первая колонна, включающий этапы:
i) сжатия всего подаваемого воздуха в первом компрессоре (6) до первого давления на выходе, превышающего не более чем на один бар давление первой колонны, и предпочтительно по сути равного ему,
ii) направления первой части воздуха (505) при первом давлении на выходе во второй компрессор (230) и сжатия воздуха до второго давления на выходе,
iii) охлаждения и конденсации по меньшей мере части воздуха при втором давлении на выходе в теплообменнике (5),
iv) направления газового потока воздуха при первом давлении на выходе в систему колонн без применения более сильного сжатия, и разделения воздуха в системе колонн,
v) выпускания жидкости из колонны системы колонн, приложения давления к жидкости и испарения жидкости (38) посредством теплообмена в теплообменнике, и
vi) уменьшения давления по меньшей мере фракции охлажденного и сконденсированного воздуха от второго давления на выходе до по меньшей мере третьего давления, по меньшей мере частичного испарения указанного воздуха (107A, 107B, 107C) в теплообменнике при по меньшей мере третьем давлении, при этом третье давление является промежуточным между первым давлением на выходе и вторым давлением на выходе, необязательного нагревания указанного по меньшей мере частично испаренного воздуха в теплообменнике, отличающийся тем, что по меньшей мере испаренную часть этого воздуха направляют во второй компрессор (230) с целью сжатия до второго давления на выходе.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшение давления проводят в по меньшей мере одном клапане (116A,116B,116C).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшение давления проводят в по меньшей мере одной турбине с выполнением работы.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура по меньшей мере фракции перед уменьшением давления меньше, чем сумма температуры испарения жидкости и минимального температурного перепада в теплообменнике.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй компрессор представляет собой многоступенчатый компрессор.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере третье давление представляет собой по меньшей мере давление на входе одной из ступеней второго компрессора.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ступень второго компрессора приводится в движение прибором для уменьшения давления по отношению к текучей среде в способе.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что температура на входе прибора для уменьшения давления меньше, чем температура окружающей среды.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна ступень второго компрессора имеет температуру всасывания, которая меньше, чем температура окружающей среды.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что температура всасывания больше, чем температура испарения жидкости, но близка к ней.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкость представляет собой поток, обогащенный кислородом.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкость представляет собой поток, обогащенный азотом.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что производственный поток конечного жидкого продукта или продуктов не превышает 10% от подаваемого воздуха, предпочтительно не превышает 5% от подаваемого воздуха.
14. Устройство для разделения воздуха криогенной дистилляцией в системе колонн, содержащей первую колонну и вторую колонну, работающую при более низком давлении, чем первая колонна, дополнительно содержащее:
i) первый компрессор (6) для сжатия подаваемого воздуха до первого давления на выходе, превышающего давление первой колонны не более чем на один бар,
ii) средство для направления очищенного и охлажденного воздуха из первого компрессора при первом давлении в систему колонн с целью разделения в ней,
iii) второй компрессор (230) и средство для направления первой части воздуха при первом давлении на выходе из первого компрессора во второй компрессор с целью сжатия воздуха до второго давления на выходе,
iv) теплообменник (5), в котором по меньшей мере часть воздуха при втором давлении на выходе охлаждают и конденсируют,
v) средство для удаления жидкости из колонны системы колонн, средство (37) для повышения давления жидкости, средство для направления жидкости под давлением в теплообменник и средство для удаления испаренной жидкости из теплообменника, и
vi) средство для уменьшения давления фракции воздуха, охлажденного и сконденсированного при втором давлении на выходе, средство для направления указанного воздуха под уменьшенным давлением в теплообменник, отличающееся тем, что содержит средство для направления по меньшей мере части указанного воздуха под уменьшенным давлением, который был испарен в теплообменнике при по меньшей мере третьем давлении, промежуточном между первым и вторым давлениями на выходе, из теплообменника во второй компрессор с целью его сжатия до второго давления на выходе.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что средство для уменьшения давления представляет собой клапан или турбину.
