Předmět vynálezu se týká zapojení adsorbéru k odstraňování stopových množství uhlovodíků v zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an adsorber for the removal of trace hydrocarbons in a low temperature air separation apparatus.
V zařízení na dělení vzduchu za nízkých teplot jsou umístěny adsorbáry ve kterých jsou adsorpčně odstraňovány stopy uhlovodíků z kapalin s vySším obsahem kyslíku. Uhlovodíky se totiž mohou za dlouhodobého provozu hromadit v kapalném kyslíku a způsobit pak explozí destrukci celého zařízení. Známá jsou zapojení adsorberů k odstraňování uhlovodíků u nichž je na výstupu adsorbéru zapojeno cirkulační čerpadlo kapalného kyslíku. Kapalný kyslík, nebo kyslíkem obohacená kapalina je pak cirkulována přes adsorbér cirkulačním čerpadlem. Toto zapojení má však některé nevýhody. Především cirkulační čerpadlo představuje značné investiční náklady, má omezené přepravní výkony a nízkou spolehlivost. Mimo to vyžaduje stálý příkon energie.In low temperature air separation plants adsorbars are placed in which traces of hydrocarbons are removed from liquids with higher oxygen content by adsorption. Hydrocarbons can accumulate in liquid oxygen during long-term operation and cause explosion destruction of the whole equipment. It is known to use adsorber to remove hydrocarbons in which a liquid oxygen circulation pump is connected at the outlet of the adsorber. The liquid oxygen or oxygen-enriched liquid is then circulated through the adsorber through a circulation pump. However, this connection has some disadvantages. In particular, the circulation pump entails considerable investment costs, limited transport performance and low reliability. It also requires a constant power input.
Tyto nevýhody jsou odstraněny zapojením adsorbéru k odstraňování uhlovodíků v zařízení na nízkoteplotní dělení,vzduchu, které sestává především z výměníků tepla, rektifikačních kolon, kondenzátoru, potrubí a armatur a které je charakterizováno tím, že vstup do adsorbéru je propojen s kyslíkovým prostorem kondenzátoru, zatímco jeho výstup je propojen se směšovacím tělesem, které je na svém vstupu propojeno s patou tlakové rektifikačhí kolony a na výstupu s kyslíkovým prostorem kondenzátoru. Směšovacím tělesem je s výhodou injektor.These drawbacks are overcome by engaging an adsorber to remove hydrocarbons in a low-temperature separator, air, consisting primarily of heat exchangers, rectification columns, condenser, piping and fittings, and characterized in that the adsorber inlet is connected to the condenser oxygen space while its outlet is connected to a mixing body, which at its inlet is connected to the foot of the pressure rectification column and at the outlet to the oxygen space of the condenser. The mixing body is preferably an injector.
Hlavní výhoda zapojeni adsorbézu dle vynálezu tkví v tom, že v zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu odpadá nutnost instalace čerpadla na kapalný plyn a tak je dosaženo vyšší spolehlivosti zařízeni a jeho nižší ceny.The main advantage of the adsorption connection according to the invention is that in the low-temperature air separation plant there is no need to install a liquid gas pump and thus a higher reliability of the device and its lower cost are achieved.
Příkladné zapojení adsorbéru k odstraňování uhlovodíků v zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu je patné z obrázku, na kterém je zajednodušené technologické schéma rektifikačního systému. Zařízeni na výrobu čistého tlakového dusíku jednostupňovou rektifikaci. Rektifikační systém sestává z tlakové rektifikační kolony 2 a kondenzátoru 2· Do spodní části rektifikační kolony, která je nadimenzována na pracovní tlak 0,6 MPa až 1 MPa je zapojen přívod 2 vzduchu z teplosměnného systému výměníků, v kterých je vzduch ochlazován produkty dělení na teplotu blízkou teplotě sytosti. Kondenzátor 3 je propojen potrubím plynného a kapalného dusíku s rektifikační kolonou 2. V kondenzátoru kondenzuje plynný dusík z rektifikační kolony a zajištuje tak příslušný reflux, Z rektifikační kolony je potrubím 2 vyváděn plynný tlakový dusík jako produkt dělení. V patě kolony se shromažďuje kyslíková kapalina o koncentraci cca 38 % Ο2· V kyslíkovém prostoru kondenzátoru 2 pak tato kapalina vře o tlaku 0,2 až 0,25 MPa a vzniklá pára je odváděna potrubím 2· V kyslíkovém prostoru kondenzátoru by mohlo docházet k hromadění nebezpečných uhlovodíků a proto je nutné zabezpečit příslušné adsorpční čištěni kyslíkové kapaliny. Kyslíkový prostor kondenzátoru je proto propojen potrubím 2 s adsorberem 2· Tímto potrubím proudí kyslíková kapalina do adsorbéru 2· Výstup z adsorbéru je propojen potrubím 11 se sacím hrdlem injektoru, který je v podstatě směšovacím tělesem. Pata tlakové rektifikační kolony 2 je spojena se vstupním tlakovým hrdlem injektoru 7_ potrubím 2· Výtlačná strana injektoru je propojena s kyslíkovým prostorem kondenzátoru 2 potrubím 10. Potrubím 6 proudí kyslíková kapalina o tlaku 0,6 MPa a je hnacím médiem cirkulace kyslíkové kapaliny přes adsorbér 2Zapojení adsorbéru podle vynálezu nalezne uplatnění především u zařízení na dělení vzduchu s produkcí tlakového dusíku jednostupňovou rektifikaci, kde zabezpečí zvýšení provozní bezpečnosti zařízení.An exemplary adsorber wiring for hydrocarbon removal in a low temperature air separation plant is illustrated in the figure, which simplifies the flow diagram of the rectification system. Equipment for the production of pure pressure nitrogen by one-stage rectification. The rectification system consists of a pressure rectification column 2 and a condenser 2 · The air inlet 2 of the heat exchange system of the exchangers is connected to the lower part of the rectification column, which is dimensioned to a working pressure of 0.6 MPa to 1 MPa, in which the air is cooled near saturation temperature. The condenser 3 is connected via a gas and liquid nitrogen line with a rectification column 2. In the condenser, the gaseous nitrogen condenses from the rectification column and thus provides the appropriate reflux. From the rectification column, the nitrogen gas is discharged via line 2 as a separation product. At the base of the column, an oxygen liquid of about 38% is collected shromažď 2 · In the oxygen space of the condenser 2, the liquid boils at a pressure of 0.2 to 0.25 MPa and the resulting steam is discharged through line 2. the accumulation of hazardous hydrocarbons and therefore it is necessary to provide adequate adsorption purification of the oxygen liquid. Oxygen space of the capacitor is thus connected with the pipe 2 · adsorber 2 through the pipe flowing the liquid oxygen into the adsorber 2 · The output of the adsorber is connected through line 11 to suction port of the injector, which is basically a mixing element. The foot of the pressure rectification column 2 is connected to the inlet pressure port of the injector 7 via line 2. The adsorber according to the invention will find application especially in air separation plants with pressurized nitrogen production by a one-stage rectification, whereby it will increase the operational safety of the device.