Способ разделения воздуха посредством низкотемпературной перегородки и установка для его осуществления - RU2006129296A

Реферат

1. Способ разделения воздуха посредством низкотемпературной перегонки в установке, содержащей воздухоразделительную колонну (100, 200) двукратного или трехкратного разделения, колонна которого, работающая при более высоком давлении (100), работает при так называемом среднем давлении, и теплообменник (9), при котором:

а) повышают давление всего воздуха до высокого давления, по выбору, по меньшей мере, на 5 бар выше среднего давления и очищают его, по выбору, при этом высоком давлении,

b) охлаждают в теплообменнике одну часть потока очищенного воздуха и затем разделяют ее на две фракции,

с) расширяют каждую фракцию в турбодетандере (17, 19),

d) обеспечивают давление на входе двух турбодетандеров (давления на входе двух турбодетандеров), которое, по меньшей мере, на 5 бар выше среднего давления,

е) обеспечивают давление на выходе, по меньшей мере, одного из двух турбодетандеров, по существу равное среднему давлению,

f) направляют, по меньшей мере, одну часть воздуха, расширенного в, по меньшей мере, одном из турбодетандеров, в колонну среднего давления колонны двукратного или трехкратного разделения,

g) подают в низкотемпературный поджимающий компрессор (23), механически соединенный с одним из двух турбодетандеров, воздух, который подвергали охлаждению в теплообменнике, и нагнетают компрессором воздух при температуре выше температуры на входе, и сжатую таким образом текучую среду снова направляют в теплообменник, в котором подвергают (псевдо)конденсации, по меньшей мере, одну часть текучей среды,

h) подвергают, по меньшей мере, одну находящуюся под давлением жидкость, выходящую из одной из колонн, (псевдо)испарению в теплообменнике при температуре испарения,

i) соединяют турбодетандер (17), не соединенный с низкотемпературным поджимающим компрессором, с поджимающим компрессором (5), за которым следует охладитель, и, по выбору,

j) обеспечивают температуру на входе низкотемпературного поджимающего компрессора (23), близкую к температуре (псевдо)испарения жидкости,

отличающийся тем, что используют установку, которая в дополнение к колонне двукратного или трехкратного разделения включает смесительную колонну (300), и направляют воздух, выходящий из, по меньшей мере, одного из турбодетандеров (17, 19), в смесительную колонну, по выбору, после прохождения через колонну среднего давления (100).

2. Способ по п.1, при котором воздух, направленный к, по меньшем мере, одному из турбодетандеров (17, 19), расположенному перед смесительной колонной по направлению технологического потока, подают из другого поджимающего компрессора (5), а не из низкотемпературного поджимающего компрессора (23), и выводят из этого поджимающего компрессора при давлении выше высокого давления.

3. Способ по п. 1 или 2, при котором направляют воздух (13, 15), расширенный в, по меньшей мере, одном из турбодетандеров (17, 19), в нижнюю часть смесительной колонны (300) для обеспечения массообмена в ней.

4. Способ по п.1, при котором направляют воздух (123), по меньшей мере, при высоком давлении в нижний ребойлер (301) смесительной колонны (300), где он, по меньшей мере, частично конденсируется до направления в колонну двукратного или трехкратного разделения.

5. Установка для разделения воздуха низкотемпературной перегонкой, содержащая:

а) воздухоразделительную колонну (100, 200) двукратного или трехкратного разделения, колонна (100) которого, работающая при более высоком давлении, работает при так называемом среднем давлении,

b) теплообменник (9),

с) средство для повышения давления всего воздуха до высокого давления выше среднего давления и средство для его очистки, по выбору, при этом высоком давлении,

d) средство для направления одной части потока очищенного воздуха в теплообменник для его охлаждения и средство для разделения этого охлажденного воздуха на две фракции,

е) два турбодетандера (17, 19) и средство для направления одной фракции воздуха к каждому турбодетандеру,

f) средство для направления, по меньшей мере, одной части воздуха, расширенного в, по меньшей мере, одном из турбодетандеров, в колонну среднего давления колонны двукратного или трехкратного разделения,

g) низкотемпературный поджимающий компрессор (23), средство для направления воздуха, предпочтительно отведенного из промежуточной точки в основном теплообменнике, в низкотемпературный поджимающий компрессор и средство для направления воздуха, дополнительно сжатого в низкотемпературном поджимающем компрессоре, в теплообменник в промежуточной точке перед точкой отвода по направлению технологического потока,

h) средство (500) для повышения давления, по меньшей мере, одной жидкости, выходящей из одной из колонн, средство для направления, по меньшей мере, одной находящейся под давлением жидкости в теплообменник и средство для отвода испарившейся жидкости из теплообменника, и

i) низкотемпературный поджимающий компрессор, соединенный с одним из турбодетандеров (19), и

j) турбодетандер (17), не соединенный с низкотемпературным поджимающим компрессором и соединенный с поджимающим компрессором (5), за которым следует охладитель,

отличающаяся тем, что она содержит смесительную колонну и средство для направления воздуха в смесительную колонну из, по меньшей мере, одного из турбодетандеров (17, 19).

6. Установка по п.5, содержащая средство для направления одной части воздуха, сжатого в поджимающем компрессоре (5), составляющем средство рассеяния энергии или образующем часть последнего, в, по меньшей мере, один турбодетандер (17, 18) перед смесительной колонной по направлению технологического потока.

7. Установка по п.5 или 6, содержащая средство для направления воздуха, выходящего из, по меньшей мере, одного из турбодетандеров (17, 19), в смесительную колонну для обеспечения массообмена в ней.

8. Установка по п.5, содержащая средство для направления воздуха (123), по меньшей мере, при высоком давлении в нижний ребойлер (301) смесительной колонны (300) и средство для направления воздуха, по меньшей мере, частично сконденсированного в этом нижнем ребойлере, в колонну двукратного или трехкратного разделения.