RU2254905C1 - Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method - Google Patents
Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254905C1 RU2254905C1 RU2004104104/15A RU2004104104A RU2254905C1 RU 2254905 C1 RU2254905 C1 RU 2254905C1 RU 2004104104/15 A RU2004104104/15 A RU 2004104104/15A RU 2004104104 A RU2004104104 A RU 2004104104A RU 2254905 C1 RU2254905 C1 RU 2254905C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- column
- section
- liquid
- condenser
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике, в частности к очистке и разделению ректификацией газовых смесей изотопов и изотопных соединений, имеющих малое значение коэффициента разделения, и может быть использовано в химической промышленности.The invention relates to cryogenic technology, in particular to the purification and separation by distillation of gas mixtures of isotopes and isotopic compounds having a small separation coefficient, and can be used in the chemical industry.
Известен способ концентрирования соединения HD, содержащегося в электролизном водороде, методом низкотемпературной ректификации (см. рис.14.4, стр.345 “Справочник по физико-техническим основам криогеники” под ред. М.П.Малкова, – 3е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 432 с). Известный способ предусматривает разделение смеси в ректификационной колонне, получение флегмы с использованием цикла высокого давления и цикла низкого давления с промежуточным отбором рабочего тела низкого давления из компрессора высокого давления, причем оба цикла используют для получения непосредственно флегмы.There is a method of concentration of the HD compound contained in electrolytic hydrogen by the method of low temperature distillation (see Fig. 14.4, p. 345 “Handbook of the physical and technical foundations of cryogenics”, edited by MPMalkov, - 3rd ed., Rev. and add. - M.: Energoatomizdat, 1985 - 432 s). The known method involves the separation of the mixture in a distillation column, obtaining reflux using a high pressure cycle and a low pressure cycle with an intermediate selection of a working fluid low pressure from a high pressure compressor, both cycles being used to obtain reflux directly.
Недостатками известного способа являются значительные металлоемкость и энергоемкость при получении чистых целевых компонентов из трудноразделимых смесей, имеющих коэффициент разделения 1,002-1.1. Например, при получении продукционного изотопа неона массовым числом 22 с концентрацией 0,995 из газообразного неона, представляющего собой смесь изотопов 20Ne, 21Ne, 22Ne с коэффициентом разделения 1.037-1.044, высота ректификационной колонны: доставит: приблизительно 100 м. При такой большой высоте ректификационной колонны и учитывая, что процесс ректификации происходит при температуре 27-28К, габариты и металлоемкость оборудования определяют, настолько высокие величины теплопотерь в окружающую среду и, соответственно, энергоемкость процесса, что реализация известного способа практически невозможна. При этом за счет неоптимальности расходов рабочего тела в циклах низкого и высокого давлений, вызванной применением одного компрессора, появляется дополнительный расход энергии. Вместе с тем, известным способом невозможно получить в качестве продукционного легколетучий компонент смеси.The disadvantages of this method are significant metal consumption and energy consumption in obtaining pure target components from difficult to separate mixtures having a separation coefficient of 1.002-1.1. For example, when producing a production neon isotope with a mass number of 22 with a concentration of 0.995 from gaseous neon, which is a mixture of 20 Ne, 21 Ne, 22 Ne isotopes with a separation coefficient of 1.037-1.044, the distillation column height will deliver: approximately 100 m. At such a high height distillation column and taking into account that the distillation process occurs at a temperature of 27-28K, the dimensions and metal intensity of the equipment determine such high values of heat loss to the environment and, accordingly, the energy intensity of the process, that An analysis of the known method is practically impossible. In this case, due to the non-optimal flow rate of the working fluid in low and high pressure cycles caused by the use of one compressor, an additional energy consumption appears. However, in a known manner it is impossible to obtain as a productive volatile component of the mixture.
Целью изобретения является уменьшение металлоемкости и энергоемкости при разделении трудноразделимых смесей.The aim of the invention is to reduce the metal and energy consumption in the separation of difficult to separate mixtures.
Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения трудноразделимых смесей, включающем разделение смесей в ректификационных колоннах, генерацию теплоносителя в циклах высокого и низкого давлений, размещение оборудования в кожухе, согласно изобретению по крайней мере одну ректификационную колонну разбивают на последовательно соединенные секции, устанавливаемые рядом, при этом жидкость из предыдущей секции отбирают из-под контактного пространства этой секции и посредством побудителя расхода подают над контактным пространством последующей секции на ее орошение, причем над контактным пространством последующей секции отбирают пар, который направляют под контактное пространство предыдущей секции, при этом в качестве побудителя расхода используют парлифт с испарением жидкости в испарителе парлифта в нижней части и конденсацией пара в конденсаторе парлифта в верхней части, полость парлифта сообщают с контактным пространством секций через гидрозатворы, испарение жидкости и конденсацию пара в парлифте осуществляют подачей в испаритель парлифта и конденсатор парлифта рабочего тела, циркулирующего в цикле низкого давления и в цикле высокого давления, причем циркуляцию в цикле низкого давления осуществляют с помощью отдельного компрессора, при этом флегму низкокипящего компонента получают вверху головной секции колонны конденсацией, а регулирование тепловых потоков в конденсаторах парлифтов производят по перепаду давления между полостью конденсации конденсатора парлифта и полостью контактного пространства в верхней части соответствующей секции, кожух с оборудованием вакуумируют, а теплопритоки между кожухом и оборудованием экранируют.This goal is achieved by the fact that in the method of separation of difficultly separated mixtures, including the separation of mixtures in distillation columns, the generation of coolant in high and low pressure cycles, the placement of equipment in a casing, according to the invention, at least one distillation column is divided into series-connected sections installed side by side, while the liquid from the previous section is taken from under the contact space of this section and is fed over the contact space by means of a flow inducer of the subsequent section for irrigation, and steam is taken over the contact space of the subsequent section, which is sent under the contact space of the previous section, while a steam lift with evaporation of liquid in the steam lift evaporator in the lower part and steam condensation in the steam lift condenser in the upper part is used , the cavity of the steam lift is communicated with the contact space of the sections through the hydraulic locks, the evaporation of liquid and condensation of steam in the steam lift is carried out by supplying a steam lift to the evaporator and a condenser steam lift of the working fluid circulating in the low-pressure cycle and in the high-pressure cycle, and the circulation in the low-pressure cycle is carried out using a separate compressor, while the low-boiling component is refluxed by condensation at the top of the head section of the column, and the heat flux in the parlift condensers is controlled by the pressure drop between the condensation cavity of the parlift condenser and the cavity of the contact space in the upper part of the corresponding section, the casing with the equipment is evacuated, and heat scum between the casing and the equipment screen.
Известно устройство для концентрирования соединения HD из электролизного водорода (см. рис.14.4, стр.345 “Справочник по физико-техническим основам криогеники” под ред. М.П.Малкова, - 3е изд., перераб. и доп. - М,: Энергоатомазот, 1985 - 432 с). Известное устройство состоит из ректификационной колонны, соединенных линиями аппаратов, арматуры циклов высокого и низкого давлений, компрессора высокого давления.A device is known for concentrating an HD compound from electrolysis hydrogen (see Fig. 14.4, p. 345 “Handbook of the Physicotechnical Fundamentals of Cryogenics” edited by MPMalkov, 3rd ed., Revised and additional - M ,: Energoatomazot, 1985 - 432 s). The known device consists of a distillation column connected by lines of apparatuses, valves of high and low pressure cycles, a high pressure compressor.
Недостатками известного устройства являются значительные металлоемкость и энергоемкость при получении целевых компонентов из трудноразделимых смесей, невозможность получения в качестве продукционного легкокипящего компонента смеси.The disadvantages of the known device are significant metal consumption and energy consumption in obtaining the target components from difficult to separate mixtures, the inability to obtain as a production low boiling component of the mixture.
Целью изобретения является уменьшение металлоемкости и энергоемкости при разделении трудноразделимых смесей.The aim of the invention is to reduce the metal and energy consumption in the separation of difficult to separate mixtures.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разделения трудноразделимых смесей, включающем ректификационные колонны, соединенные трубопроводами аппараты, арматуру холодильных циклов высокого и низкого давлений, размещенные в кожухе, компрессор высокого давления, согласно изобретению по крайней мере одна ректификационная колонна разбита на головную секцию колонны, промежуточные секции колонны и секцию с кубом колонны, головная секция колонны и каждая промежуточная секция колонны в нижней части под контактным пространством имеют патрубки выхода жидкости и входа пара, секция с кубом колонны и каждая промежуточная секция колонны в верхней части над контактным пространством имеют патрубки входа жидкости, выхода пара и штуцер, патрубки выхода и входа пара разных секций последовательно соединены паровыми линиями, а патрубки выхода и входа жидкости этих же секций - жидкостными линиями с дополнительно установленными побудителями расхода, причем головная секция колонны в верхней части дополнительно содержит конденсатор колонны, полость охлаждающей среды которого включена в циркуляционный контур высокого и низкого давлений, патрубки выхода и входа жидкости секций через гидрозатворы соединены линиями с парлифтом, содержащим в нижней части испаритель парлифта, а в верхней части конденсатор парлифта, причем полость греющей среды испарителя парлифта и полость охлаждающей среды конденсатора парлифта соединены линиями с циркуляционными контурами цикла низкого давления и цикла высокого давления, причем цикл низкого давления снабжен отдельным компрессором, при этом полость конденсации каждого конденсатора парлифта содержит штуцер, который вместе со штуцером в верхней части соответствующей промежуточной секции колонны или секции с кубом колонны соединен импульсными линиями с устройством сравнения давлений, которое формирует сигнал воздействия на орган регулирования теплового потока в конденсаторе парлифта, а кожух с размещенным оборудованием сообщен линией с вакуумными насосом, причем между кожухом и оборудованием дополнительно установлены один или несколько экранов.This goal is achieved by the fact that in the device for the separation of difficult to separate mixtures, including distillation columns connected by pipelines, valves for high and low pressure refrigeration cycles, housed in a casing, the high pressure compressor according to the invention, at least one distillation column is divided into the head section of the column , intermediate sections of the column and the section with the cube of the column, the head section of the column and each intermediate section of the column at the bottom under the contact spaces m have nozzles for fluid outlet and steam inlet, a section with a cube of columns and each intermediate section of the column in the upper part above the contact space have nozzles for fluid inlet, steam outlet and nozzle, nozzles for steam outlet and inlet of different sections are connected in series by steam lines, and outlet nozzles and the liquid inlet of the same sections - liquid lines with additionally installed flow drivers, and the head section of the column in the upper part further comprises a column condenser, the cavity of the cooling medium it is included in the high and low pressure circulation circuit, the nozzles for the outlet and inlet fluid of the sections through the hydraulic locks are connected by lines to a parlift containing a steam lift evaporator in the lower part, and a steam lift condenser in the upper part, and the cavity of the heating medium of the vaporizer vapor and the cavity of the cooling medium of the steam elevator condenser are connected lines with circulating circuits of the low-pressure cycle and the high-pressure cycle, the low-pressure cycle equipped with a separate compressor, while the condensation cavity of each the steam lift detector contains a fitting, which together with the fitting in the upper part of the corresponding intermediate section of the column or section with the column cube is connected by impulse lines to a pressure comparison device that generates a signal of influence on the heat flow regulating organ in the vaporizer condenser, and the casing with the equipment placed is connected by a line with a vacuum pump, moreover, between the casing and the equipment one or more screens are additionally installed.
Заявляемый способ разделения трудноразделимых смесей может быть реализован в заявляемом устройстве, схематично показанном на чертеже.The inventive method of separation of difficultly separated mixtures can be implemented in the inventive device, schematically shown in the drawing.
Устройство (установка) содержит головную секцию 1 колонны, несколько (К) промежуточных секций 2-1-2-К колонны, секцию 3 с кубом колонны, установленные рядом, цикл высокого давления, цикл низкого давления, блок подачи и подготовки разделяемой смеси, сосуд 4 с жидким хладогентом и системой линий (трубопроводов) 51, 52, 55-57, 67 с арматурой подачи жидкого хладогента к аппаратам и отвода пара (газа), кожух 5 с размещенным внутри оборудованием, соединенным линией 6 с вакуумным насосом 7. Между кожухом 5 и размещенным внутри кожуха оборудованием помещен охлаждаемый экран 68.The device (installation) contains the head section 1 of the column, several (K) intermediate sections 2-1-2-K of the column, section 3 with the cube of the column installed side by side, a high pressure cycle, a low pressure cycle, a supply and preparation unit for the shared mixture, a vessel 4 with liquid refrigerant and a system of lines (pipelines) 51, 52, 55-57, 67 with valves for supplying liquid refrigerant to the apparatus and venting steam (gas), a casing 5 with equipment located inside, connected by a line 6 to a vacuum pump 7. Between the casing 5 and the equipment placed inside the casing is cooled emy screen 68.
Головная секция 1 колонны и промежуточные секции 2-1-2-К колонны в нижней части под контактным пространством имеют патрубки 8 выхода жидкости и патрубки 9 входа пара. Секция 3 с кубом колонны и промежуточные секции 2-1-2-К колонны в верхней части над контактным пространством имеют патрубки 10 входа жидкости, патрубки 11 выхода пара и штуцеры 12.The head section 1 of the column and the intermediate sections 2-1-2-K of the column in the lower part under the contact space have nozzles 8 for liquid outlet and nozzles 9 for steam inlet. Section 3 with the cube of the column and intermediate sections 2-1-2-K of the column in the upper part above the contact space have nozzles 10 of the fluid inlet, nozzles 11 of the steam outlet and fittings 12.
Патрубки 11 выхода пара и патрубки 9 входа пара разных секций последовательно соединены паровыми линиями 72, патрубки 8 выхода жидкости и патрубки 10 входа жидкости этих же секций соединены жидкостными линиями 13 с дополнительно установленными побудителями расхода 14-1 (патрубки 8-11, штуцер 12, паровые линии 72, жидкостные линии 13, побудители расхода 14-1 обозначены условно только у головной секции 1 колонны и промежуточной секции 2-1 колонны).The steam outlet pipes 11 and the steam inlet pipes 9 of different sections are connected in series by steam lines 72, the liquid outlet pipes 8 and the liquid inlet pipes 10 of the same sections are connected by liquid lines 13 with additionally installed flow drivers 14-1 (pipes 8-11, fitting 12, steam lines 72, liquid lines 13, flow drivers 14-1 are conventionally indicated only at the head section 1 of the column and the intermediate section 2-1 of the column).
В качестве побудителей расхода 14-1 могут быть использованы насосы или парлифты. При применении парлифтов, каждый из которых в нижней части содержит испаритель 15 парлифта, в верхней части конденсатор 16 парлифта и тяговый трубопровод 73, патрубки выхода 8 и входа 10 жидкости секций соединены жидкостной линией 13 с парлифтом через гидрозатворы 17, 18. Полость конденсации каждого конденсатора 16 содержит штуцер 19, который вместе со штуцером 12 соединен импульсными трубопроводами с устройством сравнения давлений 20, формирующим сигнал воздействия на орган 21 регулирования теплового потока в конденсаторе 16 парлифта.Pumps or parlifts can be used as flow boosters 14-1. When using parlifts, each of which contains a vaporizer vaporizer 15 in the lower part, in the upper part there is a steam elevator condenser 16 and a traction pipe 73, nozzles of the outlet 8 and the liquid inlet 10 of the sections are connected by a liquid line 13 to the parlift through the hydraulic locks 17, 18. The condensation cavity of each condenser 16 contains a nozzle 19, which, together with the nozzle 12, is connected by impulse pipelines to a pressure comparing device 20, which generates a signal of influence on the heat flux regulating organ 21 in the steam lift condenser 16.
Цикл высокого давления состоит из соединенных трубопроводами 48, 49, 50, 58 69 с арматурой компрессора высокого давления 22 рекуперативных газовых теплообменников 23, 24 погружного теплообменника 25 и адсорбента 26, охлаждаемых жидким хладагентом, кипящим под вакуумом, создаваемым вакуумным насосом 27, фильтра 28, погружного испарителя-конденсатора 29, расположенного в кубе секции 3 с кубом колонны, отделителя 30, конденсатора 31 колонны, расположенного в верхней части головной секции 1 колонны. Для запусков циклов высокого и низкого давлений в устройстве предусмотрена рампа 47 с баллонами, заполняемыми рабочим телом, соединенная линией 58 с линией 50 на всасе компрессора высокого давления 22 и линией 69 с линией 48 - на нагнетании.The high pressure cycle consists of 22 recuperative gas heat exchangers 23, 24 of the immersion heat exchanger 25 and adsorbent 26, cooled by liquid refrigerant boiling under vacuum created by the vacuum pump 27, filter 28, connected by pipelines 48, 49, 50, 58 69 to the fittings of the high pressure compressor submersible evaporator-condenser 29 located in the cube of section 3 with the cube of the column, the separator 30, the condenser 31 of the column located in the upper part of the head section 1 of the column. To start the high and low pressure cycles, the device has a ramp 47 with cylinders filled with a working fluid, connected by line 58 to line 50 at the inlet of the high-pressure compressor 22 and line 69 to line 48 for discharge.
Цикл низкого давления состоит из соединенных трубопроводами 49, 53, 54, 62 с арматурой компрессора низкого давления 32, рекуперативных газовых теплообменников 33, 34, погружного теплообменника 35, адсорбера 36, охлаждаемых жидким хладогентом, кипящим под вакуумом, фильтра 37, испарителей 15 парлифтов, испарителя-конденсатора 38, включенных параллельно по потоку конденсирующегося рабочего тела, сборника жидкости 39, отделителя 30, включенных параллельно по потоку кипящего рабочего тела конденсаторов 16. Испарители 15 парлифта и конденсатор-испаритель 38 посредством линии 74 с вентилем 75 могут быть подключены к циклу высокого давления.The low-pressure cycle consists of pipelines 49, 53, 54, 62 connected to the valves of a low-pressure compressor 32, recuperative gas heat exchangers 33, 34, a submersible heat exchanger 35, an adsorber 36 cooled by liquid refrigerant boiling under vacuum, a filter 37, evaporators 15 parlifts, evaporator-condenser 38 connected in parallel to the flow of the condensing working fluid, liquid collector 39, separator 30, connected in parallel to the flow of the boiling working fluid of the condensers 16. Evaporators 15 of the elevator and condenser-evaporator 38 p through line 74 with valve 75 can be connected to a high pressure cycle.
Блок подачи и подготовки разделяемой смеси включает соединенные трубопроводами 64, 65, 66 с арматурой разрядную рампу 39 с баллонами разделяемой смеси, редуктор 40 и компрессор 41, рекуперативные газовые теплообменники 42, 43, погружной теплообменник 44, адсорбер 45, охлаждаемые жидким хладагентом, кипящим под вакуумом, фильтр 46.The supply and preparation unit for the shared mixture includes a discharge ramp 39 connected to pipelines with valves, a shared mixture cylinders, a reducer 40 and a compressor 41, recuperative gas heat exchangers 42, 43, an immersion heat exchanger 44, an adsorber 45 cooled by a liquid refrigerant boiling under vacuum filter 46.
Способ разделения трудноразделимой смеси на примере разделения смеси изотопов неона осуществляется следующим образом.The method of separation of a difficult to separate mixture by the example of separation of a mixture of neon isotopes is as follows.
Перед пуском установки кожух 5 полости аппаратов и трубопроводы циклов высокого и низкого давлений, секции ректификационной колонны, блок подачи и подготовки разделяемой смеси вакуумируют, соединяя их линиями 6, 59-61 с вакуумным насосом 7. На рампу 47 устанавливают баллоны, заполненные очищенным рабочим телом - неоном, а на разрядную рампу 39 - баллоны с очищенной разделяемой смесью-неоном, представляющей собой смесь изотопов неона, сосуд 4 заполняют по линии 67 жидким азотом, который подают по линиям 51, 55, 57 в погружные теплообменники 25, 35, 44 на охлаждение адсорберов 26, 36, 45 и экрана 68. Одновременно из рампы 47 по линии 58 подают рабочее тело в цикл высокого давления. Сжимаемое компрессором высокого давления 22 рабочее тело сжижают, последовательно охлаждая вначале в рекуперативном газовом теплообменнике 23 за счет обратных потоков холодного рабочего тела и паров азота, затем в погружном теплообменнике 26 за счет кипящего под вакуумом жидкого азота, рекуперативном газовом теплообменнике 24 за счет обратного потока пара рабочего тела и, наконец, в погружном испарителе-конденсаторе 29 за счет кипения жидкого неона с массовым числом 22 (в стационарном режиме при наличии жидкости в кубе), а затем дроселлируют в отделитель 30. Образовавшийся при дросселировании пар рабочего тела по линии 63 направляют в рекуперативный газовый теплообменник 22 в качестве обратного потока, а жидкость - по линии 49 в конденсатор колонны 31 и конденсаторы 16 парлифтов. Пар испарившейся жидкости из конденсаторов возвращают по линиям 62, 63 в отделитель 30. В адсорбере 26 поглощают возможные в рабочем теле микропримеси.Before starting the installation, the casing 5 of the apparatus cavity and pipelines of the high and low pressure cycles, the distillation column sections, the supply and preparation unit for the shared mixture are evacuated by connecting them with lines 6, 59-61 and the vacuum pump 7. Cylinders filled with cleaned working fluid are installed on ramp 47 - neon, and on discharge ramp 39 - cylinders with a cleaned separated neon mixture, which is a mixture of neon isotopes, vessel 4 is filled along line 67 with liquid nitrogen, which is fed through lines 51, 55, 57 to immersion heat exchangers 25, 35, 44 on cool the adsorbers 26, 36, 45 and the screen 68 are deposited. At the same time, from the ramp 47, a working fluid is fed via line 58 to the high pressure cycle. Compressed by a high-pressure compressor 22, the working fluid is liquefied, first sequentially cooled in a recuperative gas heat exchanger 23 due to return flows of a cold working fluid and nitrogen vapor, then in a submersible heat exchanger 26 due to boiling liquid nitrogen, a recuperative gas heat exchanger 24 due to a reverse steam flow working fluid and, finally, in a submersible evaporator-condenser 29 due to the boiling of liquid neon with a mass number of 22 (in a stationary mode when there is liquid in the cube), and then they are drosellated to the separator 30. The vapor formed during the throttling of the working fluid vapor through line 63 is sent to a recuperative gas heat exchanger 22 as a return flow, and the liquid is transferred via line 49 to the condenser of the column 31 and the condensers 16 of the elevators. The vapor of the evaporated liquid from the condensers is returned via lines 62, 63 to the separator 30. In the adsorber 26, possible microimpurities are absorbed.
После накопления жидкости в отделителе 30, конденсаторе 31 колонны и захолаживании всех конденсаторов 16 парлифтов по линии 66 в секции колонны подают охлажденную разделяемую смесь и запускают в работу цикл низкого давления. Разделяемая смесь по паровым линиям 72 поступает во все секции колонны и конденсируется в конденсаторе 31 колонны, образуя флегму и охлаждая вначале контактное пространство. После завершения захолаживания контактного пространства жидкость появляется внизу головной секции 1 колонны и из патрубка 8 по жидкостной линии 13 через гидрозатвор 17 сливается в испаритель 15 парлифта 14-1, где частично или полностью испаряется за счет конденсации сжатого и охлажденного в цикле низкого давления рабочего тела. Затем парожидкостной (паровой) поток по тяговому трубопроводу 73 поступает в захоложенный конденсатор 16 парлифта 14-1, куда одновременно открытием регулирующего органа 21 из отделителя 30 по линии 49 подают жидкость. Паровая часть поступившего в конденсатор 16 парлифта потока конденсируется, смешивается с жидкостной частью потока и стекает через гидрозатвор 18 на орошение в верхнюю часть первой промежуточной секции 2-1 колонны. Далее процесс запуска первой промежуточной секции 2-1 колонны протекает аналогично процессу запуска головной секции 1 колонны. Так, последовательно запуская очередные промежуточные секции колонны, и, наконец, секцию 3 с кубом колонны, включают в работу всю установку.After the accumulation of liquid in the separator 30, the condenser 31 of the column and cooling all the condensers 16 of the parlift along line 66 in the section of the column serves a cooled shared mixture and start the low-pressure cycle. The separated mixture along the steam lines 72 enters all sections of the column and condenses in the condenser 31 of the column, forming phlegm and initially cooling the contact space. After the cooling of the contact space is completed, the liquid appears at the bottom of the head section 1 of the column and from the pipe 8 through the liquid line 13 is discharged through the hydraulic lock 17 into the vaporizer 15 of the steam lift 14-1, where it partially or completely evaporates due to condensation of the working fluid compressed and cooled in the low pressure cycle. Then, the vapor-liquid (steam) flow through the traction pipe 73 enters the refrigerated condenser 16 of the steam lift 14-1, where at the same time, by opening the regulator 21 from the separator 30, liquid is supplied via line 49. The vapor part of the flow received in the condenser 16 of the steam lift stream is condensed, mixed with the liquid part of the stream and flows through the hydraulic lock 18 for irrigation into the upper part of the first intermediate section 2-1 of the column. Next, the process of starting the first intermediate section 2-1 of the column proceeds similarly to the process of starting the head section 1 of the column. So, sequentially launching the next intermediate sections of the column, and finally, section 3 with the cube of the column, include the entire installation.
Паропроизводительность испарителей 15 парлифта регулирует вентилями 71, установленными на линии слива конденсата в сборник жидкости 70, что приводит к изменению поверхности теплообмена за счет изменения уровня конденсата в полости конденсации.The steam output of the steam lift evaporators 15 is controlled by valves 71 installed on the condensate drain line to the liquid collector 70, which leads to a change in the heat exchange surface due to a change in the level of condensate in the condensation cavity.
Тепловой поток в конденсаторах 16 парлифтов регулируют изменением поверхности теплообмена за счет изменения уровня кипящей среды путем воздействия на регулирующие органы 21 в зависимости от перепада давления между давлением в полости конденсации конденсатора парлифта, импульс которого отбирут из штуцера 19, и давлением в верхней части соответствующей промежуточной секции колонны или секции 3 с кубом колонны, импульс которого отбирают из штуцера 12.The heat flux in the elevator condensers 16 is controlled by changing the heat transfer surface due to a change in the level of the boiling medium by influencing the regulating bodies 21 depending on the pressure difference between the pressure in the condensation cavity of the steam elevator condenser, the pulse of which is taken from the fitting 19, and the pressure in the upper part of the corresponding intermediate section columns or sections 3 with the cube of the column, the pulse of which is taken from the fitting 12.
Сжатое компрессором низкого давления 32 рабочее тело в цикле низкого давления по линии 53 подают и последовательно охлаждают в начале в рекуперативном газовом теплообменнике 33 за счет обратных потоков холодного рабочего тела и паров азота, затем в погружном теплообменнике 35 за счет кипящего под вакуумом жидкого азота очищают от возможных примесей в охлажденном адсорбере 36, фильтруют в фильтре 37, охлаждают в рекуперативном газовом теплообменнике 34 за счет обратного потока пара рабочего тела, подают на конденсацию в погружной испаритель-конденсатор 38 и испарители 15 парлифтов, собирают конденсат в сборнике жидкости 39 и дросселируют в отделитель 30. Полученную жидкость из отделителя 30 подают по линии 49 на испарение в конденсаторы 16 парлифтов и конденсатор 31 колонны, а образовавшиеся пары из аппаратов отводят по линии 62 обратно в отделитель 30 и по линии 54 через рекуперативные газовые теплообменники 34, 33 направляют на всас компрессора низкого давления 32.Compressed by a low-pressure compressor 32, the working fluid in the low-pressure cycle via line 53 is fed and sequentially cooled at the beginning in a recuperative gas heat exchanger 33 due to the reverse flows of the cold working fluid and nitrogen vapor, then in the immersion heat exchanger 35, it is cleaned of boiling under vacuum liquid nitrogen possible impurities in the cooled adsorber 36, filtered in the filter 37, cooled in a recuperative gas heat exchanger 34 due to the return flow of steam of the working fluid, is fed to condensation in an immersion evaporator the condenser 38 and the vaporizer 15 evaporators, collect the condensate in the liquid collector 39 and throttle it to the separator 30. The liquid obtained from the separator 30 is fed through line 49 to the vapor condensers 16 and the condenser 31 of the column for evaporation, and the formed vapors from the apparatus are taken back via line 62 back to the separator 30 and through line 54 through recuperative gas heat exchangers 34, 33 are sent to the inlet of the low pressure compressor 32.
Поток разделяемой смеси вначале подают по линии 66 непосредственно из разрядной рампы 39, охлаждая его в рекуперативных газовых теплообменниках 42 и 43 за счет обратных продукционных потоков легкого компонента 20Nе, 21Ne разделяемой смеси, выводимого по линии 65 из-под крышки конденсатора 31 колонны, и продукционного потока тяжелого компонента 22Ne разделяемой смеси, выводимого по линии 64 из куба секции 3 с кубом колонны. После рекуперативного газового теплообменника 42 поток разделяемой смеси охлаждают в погружном теплообменнике 44 за счет кипящего под вакуумом азота, очищают от возможных микропримесей в адсорбере 45 и фильтруют в фильтре 46. При уменьшении давления в расходной рампе 39 включают в работу дожимающий компрессор 41 и поток разделяемой смеси по линии 69 подают в линию 66. Направляют поток подготовленной разделяемой смеси в промежуточную секцию колонны, имеющей при работе устройства состав пара, близкий к составу разделяемой смеси.The stream of the mixture to be separated is first fed through line 66 directly from the discharge ramp 39, cooling it in recuperative gas heat exchangers 42 and 43 due to the return production flows of the light component 20 Ne, 21 Ne of the mixture to be separated, discharged through line 65 from under the cap of the condenser 31 of the column, and a production stream of the heavy component 22 Ne of the separable mixture discharged along line 64 from the cube of section 3 to the cube of the column. After the recuperative gas heat exchanger 42, the flow of the shared mixture is cooled in the submersible heat exchanger 44 by boiling under vacuum of nitrogen, cleaned of any trace contaminants in the adsorber 45 and filtered in the filter 46. When the pressure in the supply ramp 39 decreases, the booster compressor 41 and the flow of the divided mixture are turned on. along line 69 it is fed to line 66. The flow of the prepared shared mixture is directed to the intermediate section of the column, which, when the device is in operation, has a vapor composition close to the composition of the shared mixture.
Предложенное изобретение позволяет уменьшить металлоемкость и энергоемкость при разделении трудноразделимых смесей, а также получить кроме продукционного потока тяжелого компонента смеси продукционный поток легкого компонента.The proposed invention allows to reduce the metal and energy consumption during the separation of difficult to separate mixtures, and also to obtain, in addition to the production stream of the heavy component of the mixture, the production stream of the light component.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104104/15A RU2254905C1 (en) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104104/15A RU2254905C1 (en) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2254905C1 true RU2254905C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004104104/15A RU2254905C1 (en) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2254905C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006112746A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Mikhail Jurievich Savinov | Method and device for splitting hardly-splittable mixtures |
| RU2489655C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-08-10 | Виталий Леонидович Бондаренко | Separation method of gas mixtures in distillation columns, and plant for its implementation |
| WO2013141761A2 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Bondarenko Vitaly Leonidovich | Assembly for separating gas mixtures in fractionating columns |
-
2004
- 2004-02-13 RU RU2004104104/15A patent/RU2254905C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Б.М.АНДРЕЕВ и др. Разделение стабильных изотопов физико-химическими методами. М., Энергоатомиздат, 1982, с.84. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006112746A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Mikhail Jurievich Savinov | Method and device for splitting hardly-splittable mixtures |
| RU2489655C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-08-10 | Виталий Леонидович Бондаренко | Separation method of gas mixtures in distillation columns, and plant for its implementation |
| WO2013141761A2 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Bondarenko Vitaly Leonidovich | Assembly for separating gas mixtures in fractionating columns |
| WO2013141761A3 (en) * | 2012-03-20 | 2013-11-28 | Bondarenko Vitaly Leonidovich | Assembly for separating gas mixtures in fractionating columns |
| US9168467B1 (en) | 2012-03-20 | 2015-10-27 | Vitaly Leonidovich Bondarenko | Assembly for separating gas mixtures in fractionating columns |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW587151B (en) | Process and apparatus for producing krypton and/or xenon by low-temperature fractionation of air | |
| CA2013680C (en) | Absorption refrigeration method and apparatus | |
| IE20190043A1 (en) | N2 generator with argon co-production | |
| JP2010223581A (en) | Low-temperature air separation method and device | |
| JP2009030966A (en) | Method and device for producing argon by low-temperature air separation | |
| CN103998883B (en) | The method and apparatus of low temperature air separating | |
| RU2254905C1 (en) | Method of separation of difficult-to-separate mixtures and device for realization of this method | |
| WO2013141761A2 (en) | Assembly for separating gas mixtures in fractionating columns | |
| EP0538520A1 (en) | Method of air separation | |
| EP1903290B1 (en) | Nitrogen generating method and apparatus for use in the same | |
| CN117287872A (en) | Composite condensation evaporator and application thereof | |
| WO2006112746A1 (en) | Method and device for splitting hardly-splittable mixtures | |
| JPH08240380A (en) | Separation of air | |
| JPH0842962A (en) | Method and equipment for separating air at low temperature | |
| RU2212598C1 (en) | Method and apparatus for natural gas partial liquefaction | |
| JPH10132458A (en) | Method and equipment for producing oxygen gas | |
| US4530708A (en) | Air separation method and apparatus therefor | |
| CN216808187U (en) | Separation tower for treating condensed water | |
| UA78866C2 (en) | Method and device for separation of hard-to-separate mixtures | |
| RU2265778C1 (en) | Method of purifying and separating mixture | |
| CN114044551A (en) | Separation tower for treating condensed water and method thereof | |
| JP2001165564A (en) | Low-temperature air separation method and device | |
| JP4230094B2 (en) | Nitrogen production method and apparatus | |
| RU2482903C1 (en) | Method of producing krypton-xenon mix and device to this end | |
| RU2175949C2 (en) | Method of cleaning carbon dioxide from low-boiling impurities |