Установка и способ получения кислорода низкотемпературным разделением воздуха - RU2016108638A
Код документа: RU2016108638A
Формула
1. Установка для получения кислорода низкотемпературным разделением воздуха, имеющая
- колонну (1) высокого давления и колонну (2) низкого давления,
- главный конденсатор (3), который выполнен как конденсатор-испаритель,
причем пространство сжижения главного конденсатора (3) находится в соединении(13, 14, 15) по потоку с верхом колонны (2) высокого давления, и пространство испарения главного конденсатора (3) находится в соединении (31, 33, 34, 35) по потоку с колонной (2) низкого давления,
- линию (37) для продуктового кислорода, которая соединена с колонной (2) низкого давления,
- вспомогательную колонну (4),
- устройство для введения газообразной фракции (12), содержание кислорода в которой равно содержанию его в воздухе или выше, в сборник вспомогательной колонны (4), и имеющая
- линию (19, 20, 20b) для флегмовой жидкости, для введения потока жидкости из колонны (1) высокого давления, главного конденсатора (3) или колонны (2) низкого давления в качестве флегмы на верх вспомогательной колонны (4), причем поток жидкости имеет содержание азота, которое по меньшей мере равно содержанию его в воздухе,
отличающаяся
- колонной (5) для выделения аргона, которая находится в соединении (29, 30) по потоку с промежуточным участком колонны (2) низкого давления,
- верхним конденсатором (6) колонны для выделения аргона, который выполнен как конденсатор-испаритель, причем пространство сжижения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона находится в соединении (38, 39) по потоку с верхом колонны (5) для выделения аргона,
- линией (21, 22) для сырого кислорода, для введения жидкого сырого кислорода из сборника колонны (1) высокого давления в пространство испарения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона, и
- конфигурацией колонн, в которой
- колонна (2) низкого давления размещена рядом с колонной (1) высокого давления,
- главный конденсатор (3) находится над колонной (1) высокого давления,
- вспомогательная колонна (4) расположена над главным конденсатором (3),
- колонна (5) для выделения аргона находится выше вспомогательной колонны (4), и
- верхний конденсатор (6) колонны для выделения аргона размещен выше колонны (5) для выделения аргона.
2. Установка по п.1, отличающаяся устройством для выделения первой газообразной головной фракции (26b) из вспомогательной колонны (4) в качестве первого газообразного азотного продукта.
3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся устройством для выделения второй газообразной головной фракции (26а) из колонны (2) низкого давления в качестве второго газообразного азотного продукта.
4. Установка по п. 2, отличающаяся устройствами (26b; 27, 28) для раздельного пропускания первой и второй головной фракции через главный теплообменник (103) для подогревания этих фракций подаваемым воздухом (102, 108, 112) для колонны (1) высокого давления.
5. Установка по одному из пп. 1 и 2, отличающаяся устройством для введения газа (23b) из пространства испарения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона во вспомогательную колонну (4).
6. Установка по одному из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для введения газообразной фракции, содержание кислорода в которой равно содержанию его в воздухе или выше, во вспомогательную колонну выполнено как устройство для введения расширенного в турбодетандере воздуха (12) во вспомогательную колонну (4).
7. Способ получения кислорода низкотемпературным разделением воздуха в системе дистилляционных колонн, которая содержит
- колонну (1) высокого давления и колонну (2) низкого давления,
- главный конденсатор (3), который выполнен как конденсатор-испаритель,
причем пространство сжижения главного конденсатора (3) находится в соединении (13, 14, 15) по потоку с верхом колонны (2) высокого давления, и пространство испарения главного конденсатора (3) находится в соединении (31, 33, 34, 35) по потоку с колонной (2) низкого давления, и
- вспомогательную колонну (4), причем
- поток (37) кислорода выводится из колонны (2) низкого давления и выделяется как продуктовый кислород,
- газообразная фракция (12), содержание кислорода в которой равно содержанию его в воздухе или выше, вводится в сборник вспомогательной колонны (4),
- поток (19, 20, 20b) жидкости из колонны (1) высокого давления, главного конденсатора (3) или колонны (2) низкого давления подается на верх вспомогательной колонны (4) в качестве флегмы, причем поток жидкости имеет содержание азота, которое по меньшей мере равно содержанию его в воздухе,
отличающийся тем, что
- обогащенный аргоном поток (29) из промежуточного участка колонны (2) низкого давления подается в колонну (5) для выделения аргона,
- флегма (39) для колонны (5) для выделения аргона создается в верхнем конденсаторе (6) колонны для выделения аргона, который выполнен как конденсатор-испаритель, причем пространство сжижения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона находится в соединении (38) по потоку с верхом колонны (5) для выделения аргона,
- сырой кислород (21, 22) из сборника колонны (1) высокого давления вводится в пространство испарения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона,
причем
- колонна (2) низкого давления размещена рядом с колонной (1) высокого давления,
- главный конденсатор (3) находится выше колонны (1) высокого давления,
- вспомогательная колонна (4) расположена выше главного конденсатора (3),
- колонна (5) для выделения аргона находится выше вспомогательной колонной (4), и
- верхний конденсатор (6) колонны для выделения аргона размещен выше колонны (5) для выделения аргона.
8. Способ по п.7, в котором первая головная фракция (26b) из вспомогательной колонны (4) выделяется как первый газообразный азотный продукт.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором вторая газообразная головная фракция (26а) из колонны (2) низкого давления выделяется в качестве второго газообразного азотного продукта.
10. Способ по п. 8, в котором первая и вторая головная фракция (26b; 27, 28) пропускаются по отдельности через главный теплообменник (103) для подогревания этих фракций подаваемым воздухом (102, 108, 112) для колонны (1) высокого давления.
11. Способ по одному из пп. 7 и 8, в котором газ (23b) из пространства испарения верхнего конденсатора (6) колонны для выделения аргона вводится во вспомогательную колонну (4).
12. Способ по одному из пп. 7 и 8, отличающийся тем, что газообразная фракция, содержание кислорода в которой равно содержанию его в воздухе или выше, образуется расширенным в турбодетандере воздухом (12).
13. Способ по одному из пп. 7 и 8, отличающийся тем, что колонна (2) низкого давления размещена рядом с колонной (1) высокого давления, главный конденсатор (3) находится над колонной (1) высокого давления, вспомогательная колонна (4) расположена над главным конденсатором (3) или над колонной (2) низкого давления, колонна (5) для выделения аргона находится над вспомогательной колонной (4) или на такой же высоте, как вспомогательная колонна (4), или выше главного конденсатора (3), и верхний конденсатор (6) колонны для выделения аргона размещен выше колонны (5) для выделения аргона.
