Способ и устройство для получения сжатого газообразного продукта посредством низкотемпературного разделения воздуха - RU2015126528A
Код документа: RU2015126528A
Формула
1. Способ получения сжатого газообразного продукта (72; 73) посредством низкотемпературного разделения воздуха в системе дистилляционных колонн, которая содержит колонну (21) высокого давления и колонну (22) низкого давления, при котором
весь подаваемый воздух в основном воздушном компрессоре (2) сжимается до первого давления, которое по меньшей мере на 4 бар выше, чем рабочее давление колонны (21) высокого давления,
первый частичный поток (8, 11, 14) сжатого в основном воздушном компрессоре (2) подаваемого воздуха (7) охлаждается в основном теплообменнике (13) до промежуточной температуры и расширяется с совершением работы в первой воздушной турбине (15),
по меньшей мере первая часть расширенного с совершением работы первого частичного потока (16) вводится (40; 18, 19, 20) в систему дистилляционных колонн,
второй частичный поток (12, 27, 29, 30) сжатого в основном воздушном компрессоре (2) подаваемого воздуха в первом дополнительном компрессоре (9), который, в частности, приводится в действие первой турбиной (15), дополнительно сжимается до второго давления, которое выше, чем первое давление, охлаждается в основном теплообменнике (13) до промежуточной температуры, во втором дополнительном компрессоре (28), который работает как холодный компрессор и, в частности, приводится в действие второй турбиной (38), дополнительно сжимается до третьего давления, которое выше, чем второе давление, охлаждается в основном теплообменнике (13) и затем расширяется (31) и вводится (32) в систему дистилляционных колонн,
третий частичный поток (436, 37) сжатого в основном воздушном компрессоре (2) подаваемого воздуха (7) охлаждается в основном теплообменнике (13) до промежуточной температуры и расширяется с совершением работы во второй воздушной турбине (38), и
по меньшей мере первая часть (339) расширенного с совершением работы третьего частичного потока вводится (340) в систему дистилляционных колонн,
первый поток (69; 75) продукта в жидком виде отбирается из системы дистилляционных колонн и подвергается повышению давления (71; 76) до первого давления продукта,
первый поток продукта под первым давлением продукта испаряется или псевдо-испаряется и нагревается в основном теплообменнике (13), и
нагретый первый поток продукта (72; 77) извлекается как первый сжатый газообразный продукт (GOX IX; GAN IC),
отличающийся тем, что
третий частичный поток (37) расширяется во второй воздушной турбине (38) до давления, которое по меньшей мере на 1 бар выше, чем рабочее давление колонны (21) высокого давления,
входное давление первой воздушной турбины (15) по меньшей мере на 1 бар меньше, чем упомянутое третье давление, и
по меньшей мере первая часть (339) расширенного с совершением работы третьего частичного потока в основном теплообменнике (13) дополнительно охлаждается, сжижается и затем расширяется (341) и вводится в систему дистилляционных колонн.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что четвертый частичный поток (41, 42) сжатого в основном воздушном компрессоре (2) воздуха (7) под первым давлением в основном теплообменнике (13) охлаждается и затем расширяется (43) и вводится в систему дистилляционных колонн.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый частичный поток совместно со вторым частичным потоком в первом дополнительном компрессоре (9) приводится на второе давление и под вторым давлением вводится в первую воздушную турбину (15).
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что третий частичный поток совместно со вторым частичным потоком и, при необходимости, с первым частичным потоком приводится в первом дополнительном компрессоре (9) на второе давление и под вторым давлением вводится во вторую воздушную турбину (38).
5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что третий частичный поток под первым давлением вводится во вторую воздушную турбину (38).
6. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что по
меньшей мере время от времени вторая часть (350) расширенного с совершением работы третьего частичного потока вводится не в основной теплообменник (13), а в камеру сжижения кубового испарителя (351) колонны высокого давления, который выполнен как конденсатор-испаритель.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что поток (352), по меньшей мере частично сконденсированный в испарительной камере кубового испарителя (351) колонны высокого давления, подводится к колонне высокого давления в промежуточном месте.
8. Устройство для получения сжатого газообразного продукта (72; 73) посредством низкотемпературного разделения воздуха, содержащее
систему дистилляционных колонн, которая имеет колонну (21) высокого давления и колонну (22) низкого давления,
основной воздушный компрессор (2) для сжатия полного подаваемого воздуха (1) до первого давления, которое по меньшей мере на 4 бар выше, чем рабочее давление колонны (21) высокого давления,
средства для охлаждения первого частичного потока (8, 11, 14) подаваемого воздуха (7), сжатого в основном воздушном компрессоре (2), в основном теплообменнике (13) до промежуточной температуры,
средства для ввода охлажденного до промежуточной температуры первого частичного потока в первую воздушную турбину (15),
средства (40; 18, 19, 20) для ввода расширенного с совершением работы в первой воздушной турбине (15) первого частичного потока (16) в систему дистилляционных колонн,
первый дополнительный компрессор (9), который, в частности, приводится в действие первой турбиной (15), для дополнительного сжатия второго частичного потока (12, 27, 29, 30) подаваемого воздуха, сжатого в основном воздушном компрессоре (2), до второго давления, которое выше, чем первое давление,
средства для охлаждения дополнительно сжатого второго частичного потока в основном теплообменнике (13) до
промежуточной температуры,
второй дополнительный компрессор (28), который работает как холодный компрессор и, в частности, приводится в действие второй турбиной (38), для дополнительного сжатия второго частичного потока до третьего давления, которое выше, чем второе давление,
средства для охлаждения дополнительно сжатого второго частичного потока в основном теплообменнике (13) и для последующего расширения (31) и ввода (32) в систему дистилляционных колонн,
средства для охлаждения третьего частичного потока (436, 37) подаваемого воздуха (7), сжатого в основном воздушном компрессоре (2), в основном теплообменнике (13) до промежуточной температуры,
вторую воздушную турбину (38) для расширения с совершением работы охлажденного третьего частичного потока,
средства для ввода (340) расширенного с совершением работы третьего частичного потока в систему дистилляционных колонн,
средства для отбора в жидком виде первого потока продукта (69; 75) из системы дистилляционных колонн,
средства для повышения давления (71; 76) отобранного в жидком виде первого потока продукта (69; 75) до первого давления продукта,
средства для испарения и псевдоиспарения первого потока продукта под первым давлением продукта в основном теплообменнике (13), и
средства для извлечения нагретого первого потока продукта (72; 77) как первого сжатого газообразного продукта (GOX IX; GAN IC),
отличающееся тем, что содержит
средства регулирования для установки выходного давления второй воздушной турбины (38) на давление, которое по меньшей мере на 1 бар выше, чем рабочее давление колонны (21) высокого давления,
средства для ввода первого частичного потока в первую
воздушную турбину (15) под входным давлением, которое по меньшей мере на 1 бар меньше, чем третье давление,
средства для ввода расширенного с совершением работы третьего частичного потока (339) в основной теплообменник (13) для охлаждения и сжижения, и
средства для расширения (341) и ввода сжиженного третьего частичного потока в систему дистилляционных колонн.
