SU353115A1

SU353115A1 - Способ разделения воздуха

Info

Publication number: SU353115A1
Application number: SU1423226A
Authority: SU
Original assignee: Л. П. Ронжин, В. Д. Добудько , Н. И. Костромин

Description

Изобретение относитс к технике низких температур, к способу разделени воздуха методом низкотемперат фной ректификации на кислород и другие компоненты с применением холодильного цикла низкого давлени .

Известен способ разделени воздуха методом низкотемпературной ректификации, с использованием колонны двойной ректификации, включающий расширение части газа в детандере .

При получении кислорода чистоты выше процесс разделени воздуха затрудн етс тем, что в нижней части ректификационной колонны низкого давлени происходит накопление аргона, в результате чего процесс разделени в этой части идет практически между кислородом и аргоном, имеющими малую разность температур кипени и, соответственно , малую разницу в летучести.

Дл отделени кислорода от аргона в нижней части колонны низкого давлени необходим такой паровой поток, который обеспечил бы переход в пар всего избыточного аргона.

Так, например, при получении кислорода чистоты 99,5% флегмовое отношение (отношение потока жидкости к потоку пара) в нижней части колонны низкого давлени должно быть при бесконечном числе тарелок не более 1,5, а лри практически допустимом числе тарелок не более 1,43. На воздухоразделительных установках низкого давлени потери холода в окружающую среду и потери в результате выдачи части продуктов под давлением определ ют расход воздуха на производство холода (детандерный поток) обычно таким, который не позвол ет подвести к испарителю кислорода достаточного количества тепла за счет конденсации воздуха, не расшир емого в турбодетандере . Это приводит к тому, что необходимое

флегмовое отношение достигают за счет уменьшени отбора продукционного кислорода .

При этом достигаетс неполное извлечение кислорода, соответственно, ухудшаютс энергетические показатели установки разделени воздуха низкого давлени при получении кислорода чистоты более 96-97% и получают аргон с низким коэффициентом его извлечени . Цель изобретени - интенсификаци процесса разделени и снижение расхода энергии при получении кислорода чистоты выше 96- 97% и аргона (в случае его получени ) путем увеличени потока пара в нижней части ректификационной колонны на участке разделени кислорода и аргона.

Дл этого к испарителю кислорода кроме тепла конденсации воздуха подвод т часть тепла перегрева детандерного потока после его расширени (под теплом перегрева подотдать детаидериый поток после его расширепн при охлаждении до температуры конденсации ). Это тепло в совремеппых установках разделени воздуха, работающих с долей детаидерного потока пор дка 6-15% от перерабатываемото воздуха, получаетс в результате работы детандера па наиболее высоком температурном уровпе, допускаемом тепловым балансом установки, и может достигать суптественпой величины.

При увеличении количества пара в нижней части колонны повышаетс эффективность процесса разделени , что позвол ет при получении кислорода новыше} ной концентрации увеличить его выход, либо увеличить коицентрацию получаемого кислорода без сииженн выхода, либо использовать возникший резерв ректификации дл выдачи части нродуктов иод давлением. В конечном итоге во всех случа х энергетические показателп установки разделени воздуха улучшаютс .

Иа фиг. 1 показана возможна схема узла ректификации установки разделени воздуха с иерегре ом паров кислорода за счет охлаждеЮШ детаидерного потока; на фиг. 2 - схе.ма узла ректификации установки с испарением дополнительного количества кислорода за счет охлаждени детандерного потока.

Воздух при давлении пор дка 5-6 ата подают в колонну высокого давлени / (см. фиг. 1), в которой он подвергаетс предварительному разд,елеиию. Из колонны высокого давлени кубова жидкость поступает в середину колонны низкого давлени 2 через переохладитель кубовой жидкости 5 и дроссельный вентиль 4. у зотпую флегму, образующуюс в кондеисаторе-иснарителе 5 за счет кипени жидкого кислорода, поступающего из колонны низкого давлени , направл ют частично на орошение колонны высокого давлени и частичио на орошение колонны низкого давлени через переохладитель азотной флег.мы 6 и

дроссельный ве 1тнль 7. Переохлаждение кубовой жидкости и азотной флегмы производ т за счет подогрева отход щего азота. Жидкий кислород из колонны низкого давлени поступает в конденсатор-испаритель, где его испар ют н частично направл ют в подогреватель 8, отбира остальную часть в качестве продукционного кислорода. Перегретые в подогревателе пары кислорода направл ют в колонну низкого давлени , где они вызывают иснареиие дополнительного количества жидкости и увеличение парового потока, поднимающегос но колонне.

Перегрев наров кислорода в подогревателе 8 осуществл ют за счет охлаждени детандерного потока. Благодар этому обеспечиваетс перераспределение подводимого к колонне тепла, вследствие чего количество нара в нижней части колонны увеличиваетс . При этом достигаетс новышение эффективности процесса разделени воздуха и улучшепие энергетических показателей установки.

Тот же эффект можно получить за счет иснарени дополнительного количества кислорода в исиарителе 9 ири охлаждении в нем детандерного нотока, как это показано на фиг. 2.

Предмет изобретени

Способ разделени воздуха методом низкотемпературной ректификации, с использованием колонны двойной ректификации, включающий расп:ирение частн газа в детандере до темнературы, превышающей температуру кипени кислорода при давлении в нижней части ректификационной колонны, отличающийс тем, что, с целью увеличеии количества пара в нижней части ректификационной ко.тонны, часть кислорода, отводи1мого из нижней части ректификационной колонны, перегревают за счет теплообмена с расширеиным в детандере газом и пары возвращают в колонну.