Способ и установка разделения воздуха методом криогенной дистилляции - RU2479805C2

Описание

Изобретение относится к способу и установке дистилляции воздуха методом криогенной дистилляции. В частности, оно относится к установке, использующей двойную колонну разделения воздуха и содержащей колонну среднего давления и колонну низкого давления, термически соединенные между собой посредством ребойлера-конденсатора.

В документе ЕР-А-1078212 приводится описание установки или теплообменника, установленной под колонной низкого давления, причем эта колонна располагается рядом с колонной среднего давления.

Согласно настоящему изобретению предусматривается установка разделения воздуха, содержащая: основную линию обмена; имеющий вытянутую форму первый элемент, содержащий колонну среднего давления двойной колонны, на которой размещаются ребойлер-конденсатор, и вспомогательную колонну, содержащую, по меньшей мере, одну теоретическую ступень, представляющую собой нижнюю часть колонны низкого давления; имеющий вытянутую форму второй элемент, образующий оставшуюся часть колонны низкого давления; средства перемещения воздуха из основной линии обмена в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части колонны среднего давления в ребойлер-конденсатор; средства перемещения конденсированного ребойлером газа из верхней части в колонну среднего давления; средства перемещения газа из верхней части вспомогательной колонны в резервуар имеющего вытянутую форму второго элемента; средства перемещения жидкости из резервуара имеющего вытянутую форму второго элемента в верхнюю часть вспомогательной колонны; переохладитель, расположенный под имеющим вытянутую форму первым или вторым элементом; средства перемещения жидкости из резервуара колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент и/или средства перемещения жидкости из верхней части колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент; средства перемещения газа из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента в переохладитель.

Предпочтительно, переохладитель располагается под имеющим вытянутую форму вторым элементом.

Переохладитель и имеющий вытянутую форму второй элемент могут быть расположены в пакете, длина которого не превышает 35 метров, даже 30 метров.

Такая конфигурация позволяет наилучшим образом заполнить объем холодного корпуса путем:

- сбалансированного подбора высоты двух секций колонн;

- грамотного расположения переохладителя для оптимизации секции холодного корпуса;

- размещения колонны среднего давления на земле, обеспечивая подачу находящегося в нагруженном состоянии двухфазного воздуха на колонну;

- обеспечения хорошего нагружения жидкостью насоса подъема жидкости;

- получения возможности иметь холодный корпус, включая параллельную объемную секцию, и минарет высотой менее 35 м, даже 30 м, используя по-прежнему перекрещивающиеся гофрированные конструктивные насадки.

Далее будет приведено более детальное описание предлагаемого изобретения со ссылкой на фиг.1, на которой изображена установка разделения воздуха согласно изобретению.

Установка разделения воздуха содержит имеющий вытянутую форму первый элемент А и имеющий вытянутую форму второй элемент В. Имеющий вытянутую форму первый элемент А содержит колонну среднего давления 1 двойной колонны, сверху которой размещен ребойлер-конденсатор 5. Сверху этого ребойлера находится вспомогательная колонна, содержащая несколько теоретических ступеней перекрещивающихся гофрированных конструктивных насадок, образующих нижнюю часть 2 колонны низкого давления.

Имеющий вытянутую форму второй элемент В состоит из оставшейся части колонны низкого давления 3, также содержащей перекрещивающиеся гофрированные конструктивные насадки.

Под вторым элементом находится переохладитель 6.

Установка содержит средства 11 перемещения сжатого воздуха, очищенного и охлажденного в основной линии обмена, в колонну среднего давления. Азот, содержащийся в верхней части колонны, подается в ребойлер 5, где он конденсируется.

Газообразный кислород 17 выводится в резервуар вспомогательной колонны.

Из верхней части вспомогательной колонны газ 15, насыщенный кислородом, отбирается и подается в резервуар колонны 3. Жидкость из сборника 13 колонны 3 перемещается в верхнюю часть вспомогательной колонны 2 после создания избыточного давления в насосе Р.

Имеющий вытянутую форму первый элемент размещается на уровне земли. Имеющий вытянутую форму второй элемент приподнят при помощи металлической станины, причем эта станина в свою очередь размещается на уровне земли. Данная станина в этом случае используется в качестве опоры для переохладителя. Насос Р также располагается на уровне земли.

Таким образом, верхние части вспомогательной колонны 2 и имеющего вытянутую форму второго элемента располагаются по существу на одном уровне.

Насыщенная жидкость, содержащаяся в резервуаре колонны среднего давления, охлаждается в переохладителе перед подачей в имеющий вытянутой формы второй элемент. Аналогичным образом одна или несколько обогащенных азотом жидкостей, поступающих из верхней части колонны среднего давления, могут быть там охлаждены перед подачей в верхнюю часть имеющего вытянутую форму второго элемента.

По меньшей мере, один газ из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента нагревается в переохладителе перед подачей в основную линию обмена.

Реферат

Изобретение относится к криогенной технике. Установка разделения воздуха содержит имеющий вытянутую форму первый элемент (А), содержащий колонну среднего давления (1) двойной колонны, на которой размещаются ребойлер-конденсатор (5) и вспомогательная колонна (2), содержащая, по меньшей мере, одну теоретическую ступень, представляющую собой нижнюю часть колонны низкого давления; имеющий вытянутую форму второй элемент (В), образующий оставшуюся часть колонны низкого давления; средства (11) перемещения воздуха из основной линии обмена в колонну среднего давления и ребойлер-конденсатор (6), размещенный сверху имеющего вытянутую форму первого или второго элемента; средства перемещения жидкости из резервуара (13) колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент и/или средства перемещения жидкости из верхней части колонны среднего давления в переохладитель, а затем в имеющий вытянутую форму второй элемент; средства перемещения газа из верхней части имеющего вытянутую форму второго элемента в переохладитель. Использование изобретения позволит обеспечить более эффективное заполнение объема холодного корпуса. 1 ил.

Формула