Способ получения одного или более продуктов из воздуха и установка по разделению воздуха - RU2018120350A
Код документа: RU2018120350A
Формула
1. Способ получения одного или более продуктов из воздуха с помощью установки (100) по разделению воздуха, имеющей систему (14-17) ректификационных колонн, которая включает колонну (14) высокого давления и колонну (15) низкого давления, а также основной теплообменник (9) и основной воздушный компрессор (1), в котором
- общее количество воздуха, подаваемого в систему (14-17) ректификационных колонн сжимают в основном воздушном компрессоре (1) до первого уровня давления, причем колонну (15) высокого давления эксплуатируют при втором уровне давления, который по меньшей мере на 300 кПа (3 бар) ниже первого уровня давления, и
- газообразную, насыщенную азотом текучую среду извлекают из колонны (15) высокого давления при втором уровне давления и нагревают в газообразном состоянии без предварительного сжижения,
отличающийся тем, что
- первое частичное количество газообразной насыщенной азотом текучей среды нагревают до первого уровня температуры от -150 до -100°С, в частности от -140 до -120°С, подают при первом уровне температуры в бустер (12) и с помощью бустера (12) дополнительно сжимают до третьего уровня давления, причем
- указанное первое частичное количество после сжатия до третьего уровня давления нагревают до второго уровня температуры выше первого уровня температуры и постоянно извлекают из установки (100) по разделению воздуха.
2. Способ по п. 1, в котором второе частичное количество газообразной насыщенной азотом текучей среды нагревают совместно с первым частичным количеством до первого уровня температуры, подают при этом уровне температуры в бустер (12) и дополнительно сжимают до третьего уровня давления с помощью бустера (12), при этом указанное второе частичное количество после сжатия до третьего уровня давления, охлажденное до третьего уровня температуры ниже первого уровня температуры, затем расширяют до второго уровня давления и возвращают в колонну (15) высокого давления.
3. Способ по п. 2, в котором третье частичное количество насыщенной азотом текучей среды без сжатия до третьего уровня давления нагревают до первого уровня температуры и постоянно выгружают из установки (100) по разделению воздуха.
4. Способ по п. 2 или 3, в котором первое и второе частичные количества нагревают до первого уровня температуры с помощью основного теплообменника (9) и/или первое частичное количество нагревают до второго уровня температуры с помощью основного теплообменника (9) и/или в котором второе частичное количество охлаждают до третьего уровня температуры с помощью основного теплообменника (9).
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором третий уровень давления составляет от 800 до 1200 кПа (от 8 до 12 бар).
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором бустер (12) механически соединен с турбиной (11) дросселирования, в частности часть воздуха, который подают в систему (14-17) ректификационных колонн и который был предварительно охлажден до четвертого уровня температуры с помощью основного воздушного компрессора (9) и затем подан в колонну (14) высокого давления, расширяют до второго уровня давления в турбине (11) дросселирования, соединенной с бустером (12).
7. Способ по одному из пп. 1-5, в котором бустер (12) приводят в действие с помощью внешней энергии, в частности с помощью электромотора (М).
8. Способ по п. 2 или любому из пунктов, зависимых от п. 2, в которых второе частичное количество содержит фракцию, составляющую от 10 до 50% газообразной насыщенной азотом текучей среды, которую извлекают из колонны (15) высокого давления при втором уровне давления и нагревают в газообразном состоянии без предварительного сжижения.
9. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором часть воздуха, который подают в систему (14-17) ректификационных колонн, сжимают в дополнительном бустере (6) от первого уровня давления до пятого уровня давления, охлаждают до пятого уровня температуры с помощью основного теплообменника (9), расширяют до второго уровня давления в турбине (7) дросселирования, находящейся в механическом соединении с дополнительным бустером (6), и затем подают в колонну (14) высокого давления.
10. Способ по п. 9, в котором часть воздуха, который подают в систему (14-17) ректификационных колонн, сжимают от первого уровня давления до пятого уровня давления в дополнительном бустере (6), охлаждают до шестого уровня температуры с помощью основного теплообменника (9), расширяют до второго уровня давления и затем подают в колонну (14) высокого давления..
11. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором часть воздуха, который подают в систему (14-17) ректификационных колонн, охлаждают при первом уровне давления с помощью основного теплообменника (9), расширяют от первого уровня давления до второго уровня давления и затем подают в колонну (14) высокого давления.
12. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором система (14-17) ректификационных колонн включает по меньшей мере одну ректификационную колонну (16), в которую первую текучую среду, которая обогащена аргоном в сравнении с кубовой жидкостью колонны (15) высокого давления, перемещают из колонны (15) низкого давления, и в котором первую текучую среду обедняют аргоном, а остаток от первой текучей среды, который остается после обеднения аргоном, возвращают в колонну (15) низкого давления.
13. Способ по п. 12, в котором используют колонну (16) для сырого аргона и колонну (17) для чистого аргона, эксплуатируют их с верхними конденсаторами, в которых обогащенная кислородом жидкость из куба колонны (14) высокого давления частично испаряется, а неиспарившуюся фракция из верхнего конденсатора колонны (17) для чистого аргона подают обратно в колонну (15) низкого давления на от 5 до 15 теоретических ступеней разделения выше загрузки неиспарившейся фракции из верхнего конденсатора колонны (16) для сырого аргона.
14. Установка (100) для получения одного или более продуктов из воздуха, имеющая систему (14-17) ректификационных колонн, которая включает колонну (14) высокого давления и колонну (15) низкого давления, а также основной теплообменник (9) и основной воздушный компрессор, где установка (100) имеет средства, которые предназначены для:
- сжатия общего объема воздуха, подаваемого в систему (14-17) ректификационных колонн, в основном воздушном компрессоре (1) до первого уровня давления и эксплуатации колонны (15) высокого давления при втором уровне давления, который по меньшей мере на 300 кПа (3 бар) ниже первого уровня давления, и
- извлечения газообразной насыщенной азотом текучей среды из колонны (15) высокого давления при в тором уровне давления и нагревания ее в газообразном состоянии без предварительного сжижения,
отличающаяся тем, что включает средства, предназначенные для
- нагревания первого частичного количества газообразной насыщенной азотом текучей среды до первого уровня температуры от -150 до -100°С, в частности от -140 до -120°С, подачи его при первом уровне температуры в бустер (12) и дополнительного сжатия его до третьего уровня давления с помощью бустера (12), и
- нагревания указанного первого частичного количества после сжатия до третьего уровня давления до второго уровня температуры выше первого уровня температуры и постоянной выгрузки его из установки (100) по разделению воздуха.
