CZ103195A3 - Process and apparatus for separating gaseous mixture by cryogenic distillation - Google Patents

Process and apparatus for separating gaseous mixture by cryogenic distillation Download PDF

Info

Publication number
CZ103195A3
CZ103195A3 CZ951031A CZ103195A CZ103195A3 CZ 103195 A3 CZ103195 A3 CZ 103195A3 CZ 951031 A CZ951031 A CZ 951031A CZ 103195 A CZ103195 A CZ 103195A CZ 103195 A3 CZ103195 A3 CZ 103195A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
mixture
nominal
production
amount
fractionation
Prior art date
Application number
CZ951031A
Other languages
English (en)
Inventor
Norbert Rieth
Bernadr Darredeau
Jean-Yves Lehman
Original Assignee
L Air Liquide Sicuete Anonyme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26231111&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ103195(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by L Air Liquide Sicuete Anonyme filed Critical L Air Liquide Sicuete Anonyme
Publication of CZ103195A3 publication Critical patent/CZ103195A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04787—Heat exchange, e.g. main heat exchange line; Subcooler, external reboiler-condenser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04139—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
    • F25J3/04836—Variable air feed, i.e. "load" or product demand during specified periods, e.g. during periods with high respectively low power costs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/40—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

(57) Pro zvýšení produkce destilačního přístroje (15) se strukturovanou výplní nad hodnotu nominální produkce je zařízení opatřeno dmychadlem (1) a kompresorem (3) směsi pro frakcionaci, dimenzovaným na maximální kapacitu. Tyto prostředky slouží pro zvýšení pracovního tlaku tak, že se zvýší mez zahlcení přístroje v příslušném poměru.
TV 70 η
li
Postup a zařízení pro separaci plynné směsi kryogenickou destilací
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro produkci variabilního i množství alespoň jedné čisté látky kryogenní destilací směsi. Jde o zařízení pracující v nominálním chodu, které může z tohoto chodu přejít do maximálního chodu, při čemž se dosáhne daleko vyšší produkce.
Dosavadní stav techniky
U zařízení pro destilaci vzduchu známého typu jsou veškeré součásti zařízení předimenzovány a mohou pracovat i v redukovaném režimu, při čemž tato redukce může činit až 40% maximální produkce. Je zřejmé, že zařízení zkonstruované pro funkci na 100% kapacity, které by pak pracovalo pouze na 60% své kapacity, by nebylo rentabilní.
V talířové koloně bez jakéhokoli předimenzování je možno dosáhnout zvýšeného množství o 5 až 10%. Nad tyto hodnoty by bylo nutno zvýšit průměr kolony, zrovna tak jako provést větší rozestup talířů, aby bylo možno výkon zvýšit o více než 10%.
Podstata vynálezu
Vynález má za cíl vytvořit nové zařízení, které by mohlo pracovat v daných podmínkách v nominálním chodu, ale které by mohlo fungovat o větší kapacitě než je nominální chod, při čemž potřebuje pouze minimální technickou úpravu.
2a tímto účelem je podle vynálezu vytvořeno zařízení pro produkci variabilního množství alespoň jedné čisté látky frakcionací směsi v destilačním přístroji se strukturovanou výplní, dimenzovanou pro zpracování nominálního množství uvedené směsi při nominálním tlaku vyznačené tím, že je za účelem dosažení produkce vyšší než je produkce nominální vybaveno prostředky pro poměrné zvýšení směsi destilované'v přístroji, zrovna tak jako prostředky pro zvýšení pracovního tlaku pří stroje tím, že se zvýší mez zahlcení přístroje.
Směs destilovaná v přístroji může být vzduch. Výplň může být typu zvlněná / křížená.
Za účelem vyčištění směsi určené k frakcionaci a zejména tehdy, jde-li o vzduch, je zařízení vybaveno nejprve adsorpčním čisticím systémem dimenzovaným ták, aby vyčistil nominální množství a schopným pracovat za sníženého tlaků tehdy, když je množství k frakcionaci vyšší než je množství nominální, při čemž systém může být regenerován množstvím plynu produkovaným přístrojem a redukovaným vzhledem k regenerovanému množství při nominálním chodu přístroje v poměru niž ším vzhledem k množství směsi k frakcionaci a nominálnímu množství.
Zařízení obsahuje také výměník, ve kterém dochází k nepřímé tepelné výměně mezi směsí k frakcionaci, která se zde chladí a alespoň jedním produktem přístroje, jenž se zde ohřívá, výměník je dimenzován na režim nominální produkce. Vztah mezi počtem příslušných kanálů je s výhodou variabilní podle stanoveného režimu.
Když je tedy produkce větší než produkce nominální, počet kanálů určených pro alespoň jeden produkt přístroje je redukován vzhledem k počtu kanálů určených pro nominální:
chod a kanály dané takto k disposici jsou pak určeny bud pro směs k frakoionaci nebo alespoň pro jeden další pro dukt přístroje.
Např. když směs k frakoionaci je vzduch, počet kanálů určených pro odpadní dusík je redukován, je-li produkce vyšší než produkce nominální.
t
Vynález se rovněž týká postupu modifikace zařízení pro produkci alespoň jedné čisté látky z frakcionační směsi v destilačním přístroji se strukturovanou výplní dimenzo vanou pro nominální množství uvedené směsi, podle kterého se přejde z nominální produkce na produkci zvýšenou
i) podstatným zvýšením množství směsi k frakoionaci, ii) současným zvýšením frakčního tlaku přístroje tak, že se zvýší mez zahlcení přístroje.
Dále se vynález týká modifikace zařízení pro produkci alespoň jedné čisté látky destilací a obsahuje výměník tepla s řadou kanálů určených pro kapaliny, které se mají chladit nebo ohřívat a které se mění podle podmínek produkce.
Když se produkce zařízení zvyšuje, zvýší se také počet kanálů určených pro kapaliny, jež se mají chladit a sníží se tak počet kanálů, které by se měly ohřívat.
Kapaliny, které se mají chladit, jsou kapaliny určené . k destilaci a kapaliny, které se mají ohřívat, jsou produkty této destilace.
Uvedeme nyní příklady provedení vynálezu s odvoláním na následující výkresy :
- obr. '1 znázorňuje schematicky provedení vynálezu a
- obr. 2 znázorňuje schematicky část výměníku na obr. 1
Zařízení znázorněné na obr. 1 je vybaveno dmychadlem 1, hlavním kompresorem vzduchu 3, chladičem 5, adsorpčním čisticím přístrojem 7, tepelným výměníkem 9, turbinou pro výdřž na teplotě 11 napojenou na kompresor vzduchu 13, destilačním přístrojem 15, který tvoří dvojitá kolona se střednětlakou; kolonou (MP) 15A a s nízkotlakou kolonou (BP) 15B, při čemž 1 obě kolony jsou opatřeny výplní 17, ohřívačem regenerace 19, kompresorem dusíku 21 a kompresorem kyslíku 23.
Pokud jde o funkci tohoto zařízení, budeme nejprve předpokládat, že pracuje v nominálním chodu (480T/J) kyslíku.
V tomto případě dmychadlo vzduchu 1 nepracuje a nominální množství vzduchu je stlačeno na 5 x 10$ Pa kompresorem 3, dále zchlazeny na okolní teplotu, vyčištěno v přístroji 7 a rozděleno do dvou částí. Jedna část z tohoto množství se odvede přímo do výměníku 9, kde se ochladí až na rosný bod pod 5 x 1C>5 Pa před tím, než se vstřikne do spodku střednětlaké kolony 15A. Další díl se stlačí kompresorem 13, částečně se zchladí ve výměníku 9a, uvolní se v turbině 11 a a poté se převede do nízkotlaké kolony 15B.
Obohacená kapalina odebraná v jímce střednětlaké kolo:
15A se uvolní za 10 Pa a vstřikne se do střední polohy ní kotlaké kolony 15B a ochuzená kapalina odebraná v hlavě 5 střednětlaké kolony 15A se uvolní na 10 Pa a vstřikne se di vrcholu nízkotlaké kolony 15B.
ny
2Množství nečistého dusíku odebrané z nízkotlaké kolony 15B se znovu ohřeje ve výměníku 9 a poté se dopraví do čis*ticího přístroje 7 za účelem regenerace po eventuelním ohřevu v ohřívači 19. Množství plynného kyslíku se odebere z jímky nízkotlaké kolony 15B a přejde do výměníku 9, kde se ohřeje spolu s množstvím plynného dusíku odebraného z vrcholu nízkotlaké kolony 15A. Dusík a kyslík se pak stlačí komprešory 21 a 23.
1
Abychom docílili toho, že zařízení bude fungovat na 130% své nominální produkce (620tun/den ) kyslíku,* uvede se v chod dmychadlo 1, které je.uzpůsobeno tak, aby mohlo zpracovat objemové množství stejné jako kompresor 3a, takže se u výfuku dosáhne tlaku 1,3 x 105Pa. Kompresor 3 dimenzovaný pro funkci o nominální kapacitě, když se jeho sací tlak rovná atmosférickému tlaku, může při zpracová vání konstantního objemového množství absorbovat rovněž i toto zvýšení. Tak je zajištěno zachování sacího množství kompresoru 3 a tlak plnicího vzduchu se zvýší na 6.5 x 10^ pa
Chladič 5 je dimenzován na maximální produkci (130% nominální produkce ), přístroj pro čištění vzduchu je di menzován na nominální produkci. Když množství plnicího vzduchu stoupne až na maximální hodnotu, množství CO2 obsažené ve vzduchu rovněž přiměřeně stoupne a cyklus pří stroje se tedy sníží asi o 11%, aby se adsorboval všechen CO2, čímž se zajistí, že se regenerované množství ohřeje v ohřívači 19 a nepřekročí přitom regenerované množství při nominálním chodu o více než 20%.
Tabulka 1
480 tun/den (obr.l) nominální chod 620 tun/den (obr.1) zvýšený chod
tlak v lahvích (lO^.a a) 5,26 6z4
teplota vzduchu k čistění *C 10 10
3 množství vzduchu (Nm /h) 68 660 89 196
množství vody (kg/h) 131 141
množství CO2 (kg/h) 54 70
cyklus (mn) 180 160
regenerované množství(Nm^/h) 11 404 13 677
Díky strukturovaným výplním 17 v koloně 15 se objemová množství udržují zvýšením tlaku přibližně na poměrné úroVni kapacity, když se produkce blíží produkci maximální. Za těchto podmínek nedochází k filtraci, jelikož strukturované výplně jsou schopny vydržet tíhu kapaliny o 30 až 50 % vyšší, než je kapacita nominální. To však neplatí pro perfo rované talíře, jejichž rozestup a sklon pro odvod kapaliny nemůže zvládnout větší množství než je množství, pro které jsou dimenzovány.
Tabulka 2
480 tun/den 620 tun /den
tlak v hlavě MP (lO^Pa ) 4,92 6 ,07
tlak v koloně BP ( lO^pa ) 1,35 1 ,72
plynné množství v jímce kolony BP ( MnJ/h) 36 372 47 192
plynné-množství v hlavě kolony MP (Nnr/h) 69 339 91 974
Obrázek 2 znázorňuje quasi-identické zachování objemových množství v kolonách, což je umožněno strukturovanými výplněmi.
Kolony 15 mají podobně silné stěny jako prstence kotle, takže jsou schopny vydržet zvýšení tlaku při maximální produkci.
Kompresory 21 a 23 jsou mírně předimenzovány vzhledem k nominálnímu provedení a mohou při maximálním režimu vyvi: žádaný tlak.
lOUt
Při variantním provedení je možno dmychadlo 1 odstranit a kompresor 3 může být dimenzován pro extrémní funkční podmínky
Je známo, že u přístroje, kde dochází k destilaci vzduchu ve dvojité koloně typu znázorněném na obr. 1, je tlak vzduchu funkcí výstupního tlaku produktů separovaných destilací, ztrát tlaku těchto produktů ve výměníku a v regeneraci v důsledku vyčištění od odpadního dusíku, dále rozpětí teplot v hlavním výparníku, ztrát tlaku v kolonách a ztrát ve výměníku. V nízkotlaké koloně dochází ke kritické produkci, která vzhledem k danému výstupnímu tlaku, jakož i ztrátám tlaku ve výměníku a nízkotlaké koloně určuje tyto tlaky :
- minimální tlak v jímce nízkotlaké kolony, tedy v hlavním výparníku, kondenzační tlak dusíku v hlavě střednětlaké kolony (vzhledem ke ztrátám tlaku ve střednětlaké koloně a ve vý měníku ) a
- výtlačný tlak kompresoru vzduchu.
Při režimu maximální produkce je za účelem dostatečného posunutí meze zahlcení nezbytné, aby tlak v kolonách stou pal rychleji než vznikají ztráty tlaku výchozích produktů tím, že u produktu, který se nezhodnocuje, jako je nečistý dusík, bude možno zvýšit ztrátu tlaku tak, aby jeho tlak byl dostatečný k regeneraci adsorbantů při atmosférickém tlaku Tohoto zvýšení se dosáhne snížením počtu kanálů pro odpadní dusík a zvýšením počtu kanálů pro vzduch, jehož ztráty tlaku se tím sníží. Při daném tlaku destilace se redukuje energie kompresoru vzduchu, který uniká při nejnižším tlaku.
Je tedy jasné, že další přerozdělení kanálů je třeba přizpůsobit typu žádaných produktů.
Při maximálním chodu se tedy redukuje počet kanálů určených pro odpadní dusík a takto uvolněné kanály mohou být určeny pro jiný produkt nebo jiné produkty destilace, které se ohřívají ve výměníku, aniž jsou určeny pro vzduchu, jak výše popsáno. Tak je možno zvýšit výstupní tlak alespoň jednoho dalšího produktu destilace, přičemž jsou ztráty tlaku redukovány.
Tento způsob redistribuce kanálů výměníku se může aplikovat také u jiných zařízení než u zařízení pro destilaci vzduchu.
Podle obr. 2 se změna chodu produkce provádí redi stribucí medií v deskovém výměníku 9. V horní části výměníku na obr. 1 je možno rozeznat dva vstupy a tři výstupy medií. Pouze jedna ze čtyř částí výměníku je znázorněna. Plnicí vzduch je pod dvojím tlakem (HP, MP) , vzduch o vysokém tlaku (HP) pochází z kompresoru 13 a vzduch o středním tlaku (MP) pochází přímo z čisticího přístroje 7. Při minimálním chodu se vzduch ochladí v protiproudu kyslíku z nízkotlaké kolony 15B, dále v protiproudu dusíku z vrcholu nízkotlaké kolony 15B, jakož i odpadního dusíku určeného k regeneraci čisticího přístroj
7. Tato poslední media se znovu ohřívají.
Při nominálním chodu se střednětlaký vzduch rozděluje do 48 kanálů ve výměníku 9 se ztrátami tlaku 200 irtbar a odpadní dusík se rozděluje do 30 kanálů se ztrátami tlaku 94 mbar ( viz tabulky 3 a 4 ) .
Při maximálním chodu jedenáct z kanálů,kterými pro téká odpadní dusík při nominálním chodu, slouží průtoku vzduchu o středním tlaku a ztráty tlaku jsou u tohoto vzduchu redukovány na 186 mbar, zatímco ztráty tlaku u odpadního dusíku, který obsadí pouze 19 kanálů, činí 259 mbar.
Při maximálním tlaku se zvyšuje tlak plnicího vzduchu zrovna tak jako tlak výstupních produktů; je tedy možno připustit vyšší ztráty tlaku u odpadnícho dusíku, který se vypouští do atmosféry. Ztráty tlaku u vzduchu, který tak představuje veškerou tlakovou energii, jež se vrací do systému, jsou v důsledku toho menší.
ztráta tlaku (mbar) 186 186 16 90 147 259
rt Ω Ό Ω Ω
X (D 0 CD (D
3 X rx X X
x x ro x X“
0 X 0 0
Η* < < <
O (D» x !D» (D»
tn 3
3 3 3 3
»3 3 3» 3 3
3 0 I—1 0 0
N< 3· N< N<
tn tn tn
rt rt rt
< < <
X X X
3
3 rt Z
ΠΧ 3
X“ X to
3 ÍD
3 tn 3
3» 0
X
Z
3
to
\
3“
X cn
cn cn -J
<·
ro co C3 tn
<0 tn λ. to to
l·-» NJ co 03 X
X
to tn
NJ to 03 Ji
tO tn X Ό co
X NJ X NJ to
to • to
o x 03 tn
o •J O
cn to 03 tn o
to
X co to
Ot NJ NJ o
X tn to tn O
tn 00 NJ o o
X
j» co
X
to NJ NJ
~o NJ X tn O
I—1 tn Ji o O
03
to
X 03 tn
σ\ co to
M et X Ji co
CN to i_,n o
tn < X N t-i< G ft) 3 G Ω 3 3* X tn < ft N K< Dj O 5 G O 3 3* X rt < < X>< N 3 tn G xoe x o 3
G*O HC H N MM XH3 <>X3
ΧΌ η; x tn *< x 3 X 3 X><'
G O 3 G tn Ό X 3 X G
p, N rt Ω Ό Ω Ω
O- rt X ro 0 ro ro
g M 3 X Ω< X X
j— 3» X X ro X X
?7* rt 0 X 0 0
&> 3 X < < <
O Φ» X fD» ro»
X tn 3
X 3 3 3 3
| 3 *3 3 3» 3 3
X 3 0 X 0 0
3 N< 3· N< N<
»<χ tn \ tn tn
\ X X X X
Ω< 3 < ro< < <
3 σ pv X X X
Η» x 3 H 3 3 eso - z 3
Ό H< X X 3 X ro< X to 3
3 ro
Ό 3» tn
X 0
0 z
G X
3 ΠΧ 3
X“ X to
Ω X ro tn 3
o
cn
NJ
O
X
3
3
~~v
G
ro
3 X cn
tn tn to
*«
NJ X to Ό X
O tn NJ Ji -j o
O cn to CO tn o
to
-J tn
«» X co
o o Ό o
NJ O\ to CO tn o
X to NJ
X cn tn
s
NJ X NJ o
Ό tn to to tn o
O Ό tn NJ 1 ° o
X
to Ji
X NJ tn o
X to tn X o X
X tn O Ji to to
—J Ji NJ
X et Ό
NJ NJ OJ tn
to tn to to to OO
Ji tn o O -u
tn <

Claims (10)

  1. Patentové nároky
    1. Zařízení pro produkci variabilního množství alespoň jedné čisté látky frakcionací směsi v destilačním přístroji (15) se strukturovanou výplní (17). dimenzovanou pro zprai cování nominálního množství směsi při nominálním tlaku, i vyznačené tím, že za účelem dosažení vyšší pro dukce než je produkce nominální obsahuje prostředky pro poměrné zvýšení zpracovávaného množství směsi destilované v přístroji (15), jakož i prostředky pro zvýšení pracovního tlaku přístroje tím, že se zvýší přiměřeně mez* zahlcení přístroje.
  2. 2. Zařízení podle nároku 1 vyznačené tím, že směs je vzduch.
  3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2vyznačené tím, že je opatřeno kompresorem směsi k frakcionaci dimenzovaným na kapacitu nominální a v protisměru dmychadlem (1) .
  4. 4. Zařízení podle jednoho z nároků 1 nebo 2 vvy značené tím, že je opatřeno kompresorem směsi pro frak cionaci (3) dimenzovaným na maximální kapacitu.
    I
  5. 5. Zařízení podle jednoho z nároků laž4vyznač e n é tím, že je vybaveno adsorpčním systémem čištění ' směsi pro frakcionaci (7) dimenzovaným pro vyčištění no minálního množství a schopným pracovat za sníženého tlaku tehdy, když je množství k frakcionaci vyšší než je množství nominální, při'-čemž tento systém může být regenerován množstvím plynu produkovaným přístrojem (15) a redukovaným vzhledem k regenerovanému množství při nominálním chodu přístroje v poměru nižším vzhledem k množství směsi k frajccionaci a nominálnímu množství.
  6. 6. Zařízení podle jednoho z předchozích nároků vyznačené tím, že je vybaveno výměníkem (9), ve kterém dochází k nepřímé tepelné výměně mezi směsí k frakcionaci, jež se zde ochlazuje a alespoň jedním produktem přístroje (15), který se zde ohřívá, při čemž výměník je dimenzován na režim nominální produkce a jeho poměr mezi počtem kanálů pro směs k frakcionaci a počtem kanálů určených pro produkt přístroje je variabilní podle stanoveného režimu produkce.
  7. 7. Zařízení podle jednoho z předchozích nároků vy Značené tím, že je vybaveno výměníkem.(9)-y. ve kterém se provádí nepřímá tepelná, výměna mezi směsí pro frak cionaci, jež se zde ochlazuje a několika produkty přístroje, které se zde ohřívají, při čemž výměník je dimenzován na režim nominální produkce a jeho poměr mezi počtem kanálů určených pro produkt přístroje a počtem kanálů určených alespoň pro jeden další produkt přístroje je variabilní podle stanoveného režimu produkce.
  8. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7vyznačené tím, že je-li produkce vyšší než produkce nominální, počet kanálů určených pro alespoň jeden produkt přístroje je redukován vzhledem k počtu určenému pro nominální chod a takto použitelné kanály jsou určeny bud pro směs k frak -, cionaci nebo alespoň pro jeden další produkt přístroje (15)
  9. 9. Zařízení podle jednoho z nároků § ,1 nebo 8 vyznačené·/ tím, že směs k frakcionaci je vzduch,přístroj (15) produkuje odpadní dusík a počet kanálů výměníku (9) určených pro odpadní dusík je redukován, když je pro dukce vyšší než produkce nominální.
  10. 10. Postup modifikace zařízení pro produkci alespoň jedné čisté látky frakcionaci směsi v destilačním přístroji (15) se strukturovanou výplní dimenzovanou pro nominální množství uvedené směsi, vyznačený tím, že se přejde z nominální produkce na vyšší produkci
    i) podstatným zvýšením množství směsi k frakcionaci v poměru k uvedeným produkcím a ii) současným zvýšením frakcionačního tlaku přístrčje (15) tak, že se zvýší mez zahlcení přístroje.
CZ951031A 1994-04-22 1995-04-21 Process and apparatus for separating gaseous mixture by cryogenic distillation CZ103195A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9404865A FR2718977B1 (fr) 1994-04-22 1994-04-22 Procédé et installation de séparation d'un mélange gazeux par distillation cryogénique.
US08/393,265 US5548975A (en) 1994-04-22 1995-02-23 Process and installation for the separation of a gaseous mixture by cryogenic distillation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ103195A3 true CZ103195A3 (en) 1995-12-13

Family

ID=26231111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ951031A CZ103195A3 (en) 1994-04-22 1995-04-21 Process and apparatus for separating gaseous mixture by cryogenic distillation

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5548975A (cs)
EP (1) EP0678317B1 (cs)
JP (1) JP3784854B2 (cs)
CN (1) CN1097716C (cs)
AU (1) AU685230B2 (cs)
BR (1) BR9501745A (cs)
CA (1) CA2147573C (cs)
CZ (1) CZ103195A3 (cs)
DE (1) DE69525482T2 (cs)
ES (1) ES2171509T3 (cs)
FI (1) FI951832A (cs)
FR (1) FR2718977B1 (cs)
PL (1) PL308286A1 (cs)
ZA (1) ZA952947B (cs)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1045543C (zh) * 1995-10-24 1999-10-13 永济电机厂 废丙酮、甲苯溶剂综合提纯装置
US5921109A (en) * 1998-10-21 1999-07-13 Praxair Technology, Inc. Method for operating a cryogenic rectification column
US6212907B1 (en) 2000-02-23 2001-04-10 Praxair Technology, Inc. Method for operating a cryogenic rectification column
FR2880418B1 (fr) * 2004-12-30 2007-04-27 Air Liquide Ensemble d'echangeurs de chaleur, appareil de distillation cryogenique incorporant un tel ensemble et procede de distillation cryogenique utilisant un tel ensemble
CN106440659A (zh) * 2016-08-19 2017-02-22 浙江智海化工设备工程有限公司 一种低能耗内压缩空分装置
FR3075658B1 (fr) * 2017-12-21 2022-01-28 Air Liquide Procede de limitation de la concentration d'oxygene contenu dans un courant de biomethane
CN110478930B (zh) * 2019-08-21 2021-05-04 乐平市瑞盛制药有限公司 一种分馏塔

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5076823A (en) * 1990-03-20 1991-12-31 Air Products And Chemicals, Inc. Process for cryogenic air separation
DE4030749A1 (de) * 1990-09-28 1992-04-02 Linde Ag Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft
US5282365A (en) * 1992-11-17 1994-02-01 Praxair Technology, Inc. Packed column distillation system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0861842A (ja) 1996-03-08
CA2147573C (fr) 2006-12-05
EP0678317A1 (fr) 1995-10-25
FI951832A (fi) 1995-10-23
FR2718977B1 (fr) 1996-06-07
PL308286A1 (en) 1995-10-30
CN1097716C (zh) 2003-01-01
DE69525482T2 (de) 2002-10-10
US5548975A (en) 1996-08-27
BR9501745A (pt) 1995-11-14
JP3784854B2 (ja) 2006-06-14
ES2171509T3 (es) 2002-09-16
CN1112670A (zh) 1995-11-29
DE69525482D1 (de) 2002-03-28
CA2147573A1 (fr) 1995-10-23
EP0678317B1 (fr) 2002-02-20
ZA952947B (en) 1995-12-20
AU1639395A (en) 1995-11-02
FI951832A0 (fi) 1995-04-18
FR2718977A1 (fr) 1995-10-27
AU685230B2 (en) 1998-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2397412C2 (ru) Способ и устройство для выделения продуктов из синтез-газа
RU2414659C2 (ru) Способ и устройство для выделения продуктов из синтез-газа
EP0791388B1 (en) VSA adsorption process with energy recovery
FI95662C (fi) Ilman esipuhdistaminen erottamista varten
EP0463535B1 (en) Hybrid prepurifier for cryogenic air separation plants
KR100289876B1 (ko) 대용량 진공 압력 순환 흡착 방법 및 시스템
EP0063318B1 (en) Low power, freon refrigeration assisted air separation
EP0460636B1 (en) Improved membrane nitrogen process and system
JP2001162126A (ja) ガス精製プロセス及びガス精製装置
KR19980080582A (ko) 고순도 아르곤을 제조하는 극저온 하이브리드 시스템
CN102232003A (zh) 纯化二氧化碳并生成硫酸和硝酸的多步法
KR19990044962A (ko) 진공 압력 순환 흡착 시스템 및 방법
US2968160A (en) Method and apparatus for separating gaseous mixtures including high boiling point impurities
US2793507A (en) Recovery of krypton and xenon
US5571309A (en) Adsorption process
EP3208563A1 (en) Method for argon production via cold pressure swing adsorption
US4380457A (en) Separation of air
CZ103195A3 (en) Process and apparatus for separating gaseous mixture by cryogenic distillation
JPH08318121A (ja) 不活性ガスを精製するための方法
JPH04295587A (ja) 粗ネオン製造方法及び装置
GB2171927A (en) Method and apparatus for separating a gaseous mixture
KR880001511B1 (ko) 터어빈 배출가스의 과열도를 저감하는 공기분리 방법
EP1221337A1 (en) Pressure swing adsorption process for removing carbon dioxide and water vapour from a gas mixture
US4834956A (en) Process for the production of high purity argon
CN106403500B (zh) 基于膨胀制冷提纯一氧化碳的方法及用于该方法的装置