SU1663350A1 - Air separation unit - Google Patents

Air separation unit Download PDF

Info

Publication number
SU1663350A1
SU1663350A1 SU884603233A SU4603233A SU1663350A1 SU 1663350 A1 SU1663350 A1 SU 1663350A1 SU 884603233 A SU884603233 A SU 884603233A SU 4603233 A SU4603233 A SU 4603233A SU 1663350 A1 SU1663350 A1 SU 1663350A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
column
liquid
heat exchanger
air
nitrogen
Prior art date
Application number
SU884603233A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Михайлович Шляховецкий
Original Assignee
Краснодарский политехнический институт
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
Application filed by Краснодарский политехнический институт filed Critical Краснодарский политехнический институт
Priority to SU884603233A priority Critical patent/SU1663350A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1663350A1 publication Critical patent/SU1663350A1/en

Links

Landscapes

  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к криогенной технике. Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода чистых продуктов разделени  воздуха. Установка дл  разделени  воздуха характеризуетс  тем, что параллельно детандеру установлен струйный аппарат, входной патрубок которого подсоединен к трубопроводу воздуха высокого давлени  после основного теплообменника. 3 ил.This invention relates to a cryogenic technique. The aim of the invention is to increase the yield of pure air separation products. The air separation unit is characterized by the fact that a jet apparatus is installed parallel to the expander, the inlet of which is connected to the high pressure air pipeline after the main heat exchanger. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к криогенной технике.This invention relates to a cryogenic technique.

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода чистых продуктов разделени  воздуха.The aim of the invention is to increase the yield of pure air separation products.

На фиг. 1 представлена установка дл  разделени  воздуха; на фиг. 2 - аппарат с отделителем жидкости, вход щим в установку дл  разделени  воздуха; на фиг. 3 - патрубок ввода газового трубопровода в ректификационную колонну.FIG. 1 shows an air separation unit; in fig. 2 is an apparatus with a liquid separator entering the air separation unit; in fig. 3 - pipe input gas pipeline into a distillation column.

Установка содержит компрессор 1 дл  сжати  воздуха, предварительный теплообменник 2, аппарат 3 очистки воздуха от влаги , углекислоты и углеводородов, основной теплообменник 4, охладитель 5, детандер 6, ректификационную колонну 7, конденсатор 8 сжатого воздуха, аппарат 9 с отделителем жидкости, испаритель-конденсатор 10, азотный теплообменник 11, азотный дроссель-вентиль 12, азотный компрессор 13, аргонный теплообменник 14, концевой теплообменник 15, входной патрубок 16 подвода сжато го воздуха, сопл о 17 Лавал , камеру 18 мешени  с распределителем 19 жидкости , диффузор 20, отделитель 21 жидкости, патрубок 22 жидкостной, патрубок 23 газовый , корпус 24 колонны 7, ректификационные тарелки 25, перегородку 26, опору 27.The installation includes a compressor 1 for compressing air, a pre-heat exchanger 2, an air purification unit 3 for moisture, carbon dioxide and hydrocarbons, a main heat exchanger 4, a cooler 5, an expander 6, a distillation column 7, a compressed air condenser 8, an apparatus 9 with a liquid separator, an evaporator condenser 10, nitrogen heat exchanger 11, nitrogen throttle valve 12, nitrogen compressor 13, argon heat exchanger 14, end heat exchanger 15, inlet pipe 16 for supplying compressed air, 17 Laval nozzles, chamber 18 with distributor 19 fluid, diffuser 20, liquid separator 21, liquid pipe 22, gas pipe 23, body 24 columns 7, distillation plates 25, partition 26, support 27.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

Компрессор 1 сжимает воздух до давлени  5-9 МПа, затем воздух охлаждают в предварительном теплообменнике 2, очищают от влаги, углекислоты и углеводородов в аппарате 3, охлаждают в теплообменнике парами азота, охлаждают в охладителе 5 внешним хладоносителем и подают в теплообменник 4.Compressor 1 compresses the air to a pressure of 5-9 MPa, then the air is cooled in the preliminary heat exchanger 2, cleaned of moisture, carbon dioxide and hydrocarbons in the apparatus 3, cooled in the heat exchanger with nitrogen vapor, cooled in the cooler 5 by external coolant and fed to the heat exchanger 4.

Затем воздух раздел ют на два параллельных потока: основной поток в количестве не менее 80% подают на детандер 6, где воздух адиабатно расшир етс  до промежуточного давлени , при этом образуетс  жидкий воздух. В конденсаторе 8 происходит ожижение оставшегос  газообразного воздуха при РПр, а жидкий воздух собираетс  в нижней части конденсатора 8.The air is then divided into two parallel streams: the main stream in an amount of at least 80% is fed to the expander 6, where the air expands adiabatically to intermediate pressure, thereby forming liquid air. In the condenser 8, the remaining gaseous air is liquefied at the RP, and liquid air is collected in the lower part of the condenser 8.

Второй поток сжатого воздуха в количестве не более 20% подаетс  в аппарат 9.The second stream of compressed air in an amount of not more than 20% is fed into the apparatus 9.

(L

о оoh oh

GJ СО СЛ ОGJ CO SL O

Поток сжатого воздуха проходит через патрубок 16, адиабатически расшир етс  в сопле 17 Лавал  с достижением на срезе сопла числа . По патрубку распределител  19 жидкости через теплообменник 14 из конденсатора 8 в камеру 18 смешени  подаетс  жидкий воздух. Проход  через отверсти  во внутренней трубе камеры смешени , жидкость дросселируетс  в поток холодного расширившегос  воздуха, после чего смесь направл етс  в диффузор 20, Жидкий воздух отдел етс  в отделителе 21 жидкости и подаетс  в верхнюю часть колонны 7 на ректификационные тарелки 25, стекает вниз, обеспечива  осуществление процесса ректификации.The flow of compressed air passes through the pipe 16, adiabatically expands in the nozzle 17 Laval with the achievement of the number at the nozzle section. Liquid air is supplied through the pipe of the liquid distributor 19 through the heat exchanger 14 from the condenser 8 into the mixing chamber 18. The passage through the holes in the inner tube of the mixing chamber, the liquid is choked into a stream of cold expanded air, after which the mixture is directed into the diffuser 20, the liquid air is separated in the liquid separator 21 and fed into the upper part of the column 7 to the distillation plates 25, flows down, providing implementation of the rectification process.

Несжиженный воздух через патрубок 23 отводитс  из отделител  21 жидкости и через патрубок вводитс  через стенку корпуса 24 внутрь колонны 7, в зазор между ректификационными тарелками. Поток воздуха натекает на перегородку 26 и проходит через зазор в пространство между тарелками 25, где затормаживаетс . Тем самым в колонну вводитс  дополнительное количество теплоты, что способствует дополнительному выкипанию азота из стекающей по вышележащим тарелкам 25 колонны 7 флегмы. Это способствует увеличению выхода чистых продуктов. Стекающа  жидкость обогащаетс  кислородом, после чего она стекает в нижнюю часть колонны 7, где теплотой конденсации сжатого воздуха в конденсаторе 8 обеспечиваетс  испарение. Жидкий кислород из нижней части колонны 7 раздел етс  на два потока: один направл ют в теплообменник 15, где подогревают до параметров окружающей среды и в виде газа выдают потребителю; другой поток направл ют в испаритель-конденсатор 10, где из жидкости испар ют остаточный азот, после чего жидкий кислород подают в теплообменник 11, охлаждают и подают потребителю,The non-liquefied air through the pipe 23 is withdrawn from the liquid separator 21 and is introduced through the pipe through the wall of the housing 24 into the column 7, into the gap between the rectification plates. The air flow flows over the partition 26 and passes through the gap into the space between the plates 25, where it is braked. Thus, an additional amount of heat is introduced into the column, which contributes to additional boiling of nitrogen from the reflux column 7 flowing down over the overlying plates 25. This increases the yield of pure products. The flowing liquid is enriched with oxygen, after which it flows into the lower part of the column 7, where the evaporation is provided by the heat of condensation of the compressed air in the condenser 8. Liquid oxygen from the bottom of the column 7 is divided into two streams: one is sent to the heat exchanger 15, where it is heated to the environmental parameters and given as a gas to the consumer; the other stream is sent to the evaporator-condenser 10, where residual nitrogen is evaporated from the liquid, after which liquid oxygen is supplied to the heat exchanger 11, cooled and supplied to the consumer,

Азот из колонны 7 пропускают через теплообменник 11 и раздел ют на два потока , Большую часть потока нагревают в охладителе 4 и предварительном теплообменнике 2, меньшую часть направл ют в теплообменник 15, после чего потоки смешивают и направл ют к компрессору 13 дл  сжати  азота. Азот сжимают в компрессореNitrogen from column 7 is passed through heat exchanger 11 and divided into two streams. Most of the flow is heated in cooler 4 and pre-heat exchanger 2, a smaller part is sent to heat exchanger 15, after which the streams are mixed and sent to compressor 13 to compress nitrogen. Nitrogen is compressed in the compressor

13 до давлени  и дел т на два потока. Часть потока выдают потребителю в виде сжатого газа, основной поток - циркул ционный азот - направл ют на охлаждение в теплообменник 15, конденсируют в13 to pressure and divided into two streams. A part of the stream is delivered to the consumer in the form of compressed gas, the main stream — circulating nitrogen — is directed to the heat exchanger 15 for cooling, and is condensed into

испарителе-конденсаторе 10, охлаждают жидкий азот в теплообменнике 11, расшир ют в азотном дроссель-вентиле 12 и подают жидкий азот на верхнюю тарелку колонны 7 в качестве флегмы.evaporator condenser 10, liquid nitrogen is cooled in heat exchanger 11, expanded in nitrogen throttle valve 12, and liquid nitrogen is fed to the top plate of column 7 as reflux.

Из средней части ректификационной колонны 7 отбирают азотную фракцию, подогревают в теплообменниках 14 и 15 и либо используют в аппарате 3 дл  регенерации поглотителей, либо выбрасывают в атмосферу .The nitrogen fraction is taken from the middle part of the distillation column 7, heated in heat exchangers 14 and 15, and either used in the apparatus 3 for the regeneration of absorbers, or released into the atmosphere.

Предложенна  установка позвол ет увеличить выход чистых продуктов разделени  воздуха до 5%,The proposed installation allows to increase the yield of pure separation products of air up to 5%,

Claims (1)

Формула из обретени Formula of gain Установка дл  разделени  воздуха, содержаща  магистраль с последовательно установленными компрессором, охладителем воздуха, аппаратом очистки воздуха от влаги, углекислоты и углеводородов, основным теплообменником, детандером и колонной однократной ректификации, а также азотный компрессор и дроссельный вентиль азота, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  выхода чистых продуктов разделени , установка дополнительно содержит сопло Лавал , камеру смешени  с распределителем жидкости, диффузор и отделитель жидкости с жидкостным и газовым патрубками , последовательно подключенные кAn air separation unit comprising a manifold with a sequentially installed compressor, an air cooler, an air purification apparatus for moisture, carbon dioxide and hydrocarbons, a main heat exchanger, an expander and a single rectification column, as well as a nitrogen compressor and a nitrogen throttle valve, characterized in that In order to increase the yield of pure separation products, the installation additionally contains a Lawal nozzle, a mixing chamber with a liquid distributor, a diffuser and a liquid separator with a liquid and g zovym nozzles sequentially connected to магистрали между основным теплообменником и детандером, распределитель жидкости подключен к нижней части колонны, жидкостной патрубок отделител  жидкости - к верхней части колонны, газовый патрубок - к средней части колонны и в месте подключени  последнего в колонне расположена перегородка перпендикул рно оси патрубка.the line between the main heat exchanger and the expander, the liquid distributor is connected to the bottom of the column, the liquid pipe of the liquid separator to the top of the column, the gas pipe to the middle of the column and in the place where the latter is connected, there is a partition perpendicular to the axis of the pipe in the column. Фиг.FIG. 2323   ,,,, тt WbVt VfnWbvt vfn тt ЛL 7777 16sixteen фиг.22 2B / Г/ Y
SU884603233A 1988-11-09 1988-11-09 Air separation unit SU1663350A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603233A SU1663350A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Air separation unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603233A SU1663350A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Air separation unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1663350A1 true SU1663350A1 (en) 1991-07-15

Family

ID=21408420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884603233A SU1663350A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Air separation unit

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1663350A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498176C1 (en) * 2012-03-23 2013-11-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of cold generation in cryogenic compressor-expander unit for air separation
RU2619312C2 (en) * 2012-04-26 2017-05-15 Дженерал Электрик Компани Method and apparatus for separating co2 while cooling with using laval nozzle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 978810, кл. F 25J 01/00, 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498176C1 (en) * 2012-03-23 2013-11-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of cold generation in cryogenic compressor-expander unit for air separation
RU2619312C2 (en) * 2012-04-26 2017-05-15 Дженерал Электрик Компани Method and apparatus for separating co2 while cooling with using laval nozzle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4372764A (en) Method of producing gaseous oxygen and a cryogenic plant in which said method can be performed
US3216206A (en) Low temperature distillation of normally gaseous substances
SU417959A3 (en)
AU652864B2 (en) Air separation
JPH03170784A (en) Generation of coolness, cooling cycle and air rectification and its apparatus by use of the above system
RU2721347C1 (en) Plant for reduction of natural gas and production of gas motor fuel
EP0190355B1 (en) Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
US3791157A (en) Process for purification of natural gas
US3203193A (en) Production of nitrogen
EP0046367A2 (en) Production of oxygen by air separation
USRE25193E (en) Method and apparatus for separating gaseous mixtures
US5644933A (en) Air separation
SU1663350A1 (en) Air separation unit
US3264831A (en) Method and apparatus for the separation of gas mixtures
US3327488A (en) Refrigeration system for gas liquefaction
US3057167A (en) Process and apparatus for separating helium from helium-air mixtures
US2709348A (en) Process of and apparatus for separating gas mixtures
RU2069293C1 (en) Cryogenic method of producing nitrogen from air
US4530708A (en) Air separation method and apparatus therefor
US5548975A (en) Process and installation for the separation of a gaseous mixture by cryogenic distillation
US2213338A (en) Method and apparatus for fractionating gaseous mixtures
US3260056A (en) Regenerative heat exchange in low temperature gas fractionation
US3392536A (en) Recompression of mingled high air separation using dephlegmator pressure and compressed low pressure effluent streams
GB930682A (en) Improvements in and relating to the low temperature separation of gases
US2089543A (en) Method and apparatus for separation of gaseous mixtures