Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха - RU2015130628A
Код документа: RU2015130628A
Формула
1. Способ для низкотемпературного разделения воздуха в системе дистилляционных колонн, которая содержит колонну (11) высокого давления и колонну (12) низкого давления, и в котором
- исходный воздух сжимают в главном воздушном компрессоре,
- сжатый исходный воздух очищают в очистительном устройстве,
- очищенный исходный воздух охлаждают в главном теплообменнике,
- первый частичный поток (1) охлажденного исходного воздуха в газообразной форме вводят в систему дистилляционных колонн,
- второй частичный поток (2a; 2b) охлажденного исходного воздуха вводят в камеру сжижения вторичного конденсатора, который выполнен в виде конденсатора-испарителя, имеющего конденсационную камеру и испарительную камеру,
- жидкую кислородную фракцию из колонны низкого давления вводят в испарительную камеру вторичного конденсатора (46),
- фракцию кислородного продукта в газообразной форме выводят из испарительной камеры вторичного конденсатора (46), нагревают в главном теплообменнике и затем получают в виде газообразного кислородного продукта; и при котором
- первую газообразную фракцию азотного продукта выводят из системы дистилляционных колонн, нагревают в главном теплообменнике и получают в виде первого газообразного азотного продукта,
отличающийся тем, что
- система дистилляционных колонн имеет, кроме того, предварительную колонну (10), рабочее давление которой выше, чем рабочее давление колонны (11) высокого давления,
- первый частичный поток (1) охлажденного исходного воздуха вводят в предварительную колонну (10),
- первую газообразную фракцию азотного продукта выводят из предварительной колонны,
- предварительная колонна (10) имеет дефлегматор (14), который выполнен в виде конденсатора-испарителя, имеющего
конденсационную камеру и испарительную камеру,
- сжиженную долю второго частичного потока выводят из камеры сжижения вторичного конденсатора и вводят в испарительную камеру дефлегматора (14),
- вторичный конденсатор (46), дефлегматор (14) и предварительная колонна (10) расположены друг над другом,
- газообразную фракцию(31) из верхней области предварительной колонны (10) вводят в конденсационную камеру дефлегматора (14); и что
- образовавшуюся в конденсационной камере жидкость (6) по меньшей мере частично подают в предварительную колонну (10) в виде возвратного продукта (7).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторичный конденсатор (46) расположен над предварительной колонной (10).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вторичный конденсатор (46) и дефлегматор (14) расположены в одном общем резервуаре.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторичный конденсатор (46) расположен под предварительной колонной (10).
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторую газообразную фракцию азотного продукта выводят из колонны высокого давления, нагревают в главном теплообменнике и получают в виде второго газообразного азотного продукта.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что третий частичный поток охлажденного исходного воздуха, совершая работу, расширяется и вводится в колонну высокого давления.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый поток (33) неочищенного кислорода в жидком виде выводят из куба колонны (11) высокого давления и вводят (38) в колонну (12) низкого давления в первом промежуточном месте, и что второй жидкий поток (5a) неочищенного кислорода из предварительной колонны (10) вводят (5b) в колонну (12) низкого давления во втором промежуточном месте, которое расположено выше, чем первое промежуточное место.
8. Устройство для низкотемпературного разделения воздуха, имеющее
- систему дистилляционных колонн, колонну (11) высокого давления и колонну (12) низкого давления,
- при этом система дистилляционных колонн имеет, кроме того, предварительную колонну (10), рабочее давление которой при эксплуатации устройства выше, чем рабочее давление колонны (11) высокого давления;
- главный воздушный компрессор для сжатия исходного воздуха;
- очистительное устройство для очистки сжатого исходного воздуха;
- главный теплообменник для охлаждения очищенного исходного воздуха;
- средства для ввода первого частичного потока (1) охлажденного исходного воздуха в предварительную колонну (10);
- при этом предварительная колонна (10) имеет дефлегматор (14), который выполнен в виде конденсатора-испарителя, имеющего конденсационную камеру и испарительную камеру;
- средства для вывода первой газообразной азотной фракции из предварительной колонны;
- средства для нагрева первой газообразной азотной фракции в главном теплообменнике и для последующего вывода в виде первого газообразного азотного продукта;
- средства для ввода газообразной фракции (30, 31) из верхней области предварительной колонны (10) в конденсационную камеру дефлегматора (14);
- средства для подачи жидкости (6), образовавшейся в конденсационной камере, в предварительную колонну (10) в виде возвратного продукта (7);
- средства для вывода первой газообразной фракции азотного продукта из предварительной колонны;
- вторичный конденсатор (46), выполненный в виде конденсатора-испарителя, имеющего конденсационную камеру и испарительную камеру, причем вторичный конденсатор (46), дефлегматор (14) и предварительная колонна (10) расположены друг над другом;
- средства для ввода второго частичного потока (2a; 2b)
охлажденного исходного воздуха в камеру сжижения вторичного конденсатора;
- средства для ввода сжиженной доли второго частичного потока из камеры сжижения вторичного конденсатора в испарительную камеру дефлегматора (14);
- средства для ввода жидкой кислородной фракции из колонны низкого давления в испарительную камеру вторичного конденсатора; и
- средства для нагрева газообразной фракции кислородного продукта из испарительной камеры вторичного конденсатора в главном теплообменнике и для последующего вывода в виде газообразного кислородного продукта.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что вторичный конденсатор (46) расположен над предварительной колонной (10).
10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что вторичный конденсатор (46) и дефлегматор (14) расположены в одном общем резервуаре.
11. Устройство по п. 8, отличающееся
- средствами для вывода второй газообразной азотной фракции из колонны высокого давления и
- средствами для нагрева второй газообразной азотной фракции в главном теплообменнике и для последующего вывода в виде второго газообразного азотного продукта.
12. Устройство по п. 8, отличающееся
- расширительной машиной для расширения с совершением работы третьего частичного потока охлажденного исходного воздуха и
- средствами для ввода третьего частичного потока, расширенного с совершением работы, в колонну высокого давления.
13. Устройство по п. 8, отличающееся первым трубопроводом для неочищенного кислорода для вывода первого жидкого потока (33) неочищенного кислорода из куба колонны (11) высокого давления и для ввода первого потока неочищенного кислорода в колонну (12) низкого давления в первом промежуточном месте и вторым трубопроводом для неочищенного кислорода для вывода второго жидкого потока (5a) из предварительной колонны (10) и
для ввода (5b) второго потока неочищенного кислорода в колонну (12) низкого давления во втором промежуточном месте, которое расположено выше, чем первое промежуточное место.
