UA89365C2 - Спосіб кріогенної дистиляції та установка для розділення повітря - Google Patents

Спосіб кріогенної дистиляції та установка для розділення повітря Download PDF

Info

Publication number
UA89365C2
UA89365C2 UAA200607616A UAA200607616A UA89365C2 UA 89365 C2 UA89365 C2 UA 89365C2 UA A200607616 A UAA200607616 A UA A200607616A UA A200607616 A UAA200607616 A UA A200607616A UA 89365 C2 UA89365 C2 UA 89365C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
air
pressure
column
exchange line
turbines
Prior art date
Application number
UAA200607616A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Бо Патрик Ле
Original Assignee
Лер Ликид, Сосьетэ Аноним А Директуар Э Консей Де Сюрвейонс Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседэ Жорж Клод
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 Лер Ликид, Сосьетэ Аноним А Директуар Э Консей Де Сюрвейонс Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседэ Жорж Клод filed Critical Лер Ликид, Сосьетэ Аноним А Директуар Э Консей Де Сюрвейонс Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседэ Жорж Клод
Publication of UA89365C2 publication Critical patent/UA89365C2/uk

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
    • F25J3/04248—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
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04048—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams
    • F25J3/04054—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams of 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
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • 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
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04175—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities at a pressure of substantially more than the highest 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
    • F25J3/04248—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
    • 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
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04387—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using liquid or hydraulic turbine expansion
    • 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
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04393—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using multiple or multistage gas work expansion
    • 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
    • F25J3/0446—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 the heat generated by mixing two different phases
    • 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
    • F25J3/0446—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 the heat generated by mixing two different phases
    • F25J3/04466—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 the heat generated by mixing two different phases for producing oxygen as a mixing column overhead gas by mixing gaseous air feed and liquid oxygen
    • 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F25J2200/06—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system in a classical double column flow-sheet, 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
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/50—Oxygen or special cases, e.g. isotope-mixtures or low purity O2
    • F25J2215/52—Oxygen production with multiple purity O2
    • 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
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/50—Oxygen or special cases, e.g. isotope-mixtures or low purity O2
    • F25J2215/54—Oxygen production with multiple pressure O2
    • 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
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being oxygen
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/04—Multiple expansion turbines in parallel
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/10—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

яка відрізняється тим, що турбіна, не під'єднана до холодного бустера-компресора, під'єднана до засобів дисипації енергії, які включають бустер-компресор, розташований за охолоджувачем.
Згідно з іншими необов'язковими аспектами установка має: - змішувальну колону та засоби для подачі повітря до змішувальної колони від принаймні однієї з турбін; - засоби для подачі однієї частини повітря, стисненого в бустері-компресорі, який утворює засоби дисипації енергії, або формує частину останніх, до принаймні одного турбодетандера, розміщеного вверх по технологічній лінії від змішувальної колони; - засоби для подачі повітря, яке надходить від принаймні однієї з турбін, до змішувальної колони для приймання участі в масообміні; та - засоби для подачі повітря під високим тиском до нижнього ребойлера змішувальної колони та засоби для подачі повітря, принаймні частково конденсованого у цьому нижньому ребойлері, до подвійної або потрійної колони.
Допоміжна турбіна буде використовуватися, працюючи паралельно з турбіною першої збірної конструкції турбіни/бустера-компресора, і оснащена своєю власною системою дисипації енергії. Бажано, щоб ця система була бустером-компресором, розташованим за водяним охолоджувачем, встановленим в розігрітій частині.
Вираз "близько по відношенню до тиску" означає, що значення тиску відрізняються щонайбільше на 5 бар, переважно щонайбільше на 2 бари. Вираз "близько по відношенню до температури" означає, що значення температур відрізняються щонайбільше на 15"С, переважно щонайбільше на 107.
Бустер-компресор є одноступінчастим компресором. Усі зазначені значення тиску є значеннями абсолютного тиску. Термін "конденсація" включає псевдоконденсацію. Термін "випарювання" включає псевдовипарювання.
Цей винахід відрізняється від винаходу патента О5-А-5 475 980 тим, що на фіг.4 (необов'язкова турбіна 9), дві турбіни 8, 32 мають дуже різні значення тиску на вході, при цьому різниця становить принаймні 14 бар, а на
Фіг.5, різниця тиску становить приблизно 13 бар і турбіна виснажується при низькому тиску, що є шкідливим для одержання чистого кисню.
Винахід буде описуватися більш детально з посиланням на фігури, на яких: - Фіг.1 та 2 зображають установку для розділення повітря згідно з винаходом.
На Ффіг.1 струмінь повітря під атмосферним тиском стискається до приблизно 15 бар в основному компресорі (не зображений). Потім повітря необов'язково охолоджують перед очищенням (не зображено) для видалення домішок. Очищене повітря розділяють на дві частини. Одну частину З повітря подають до бустера- компресора 5, де воно стискається до значення тиску 17-20 бар, і потім стиснене повітря охолоджують за допомогою водяного охолоджувача 7 перед подачею до розігрітого кінця основної теплообмінної лінії 9 установки для розділення повітря. Стиснуте повітря 11 охолоджують до проміжної температури перед полишенням теплообмінної лінії і розділяють на дві фракції. Зазвичай, можна, щоб фракція струменя 11 продовжувала охолоджуватися до досягання холодного кінця теплообмінної лінії 9, з якої вона буде виходити зрідженою. Фракцію 13 подають до турбіни 17, а решту - фракцію 15 - подають до турбіни 19. Дві турбіни мають однакову температуру та тиск на вході, і однакову температуру та тиску на виході, проте зазвичай можна, щоб значення цих температур та тиску були близькими замість однакових. Два струменя, що випускаються турбінами, перемішують з формуванням струменя 21 повітря, частину 121 якого подають до подвійної колони, а решту - частину 122 - подають до змішувальної колони 300. Струмінь 122 утворює одну частину струменя 21 або необов'язково фракцію газоподібної частини струменя 21 у випадку, коли останній є двофазним струменем. Зазвичай, можна подавати увесь струмінь 21 до колони 100 середнього тиску та виводити з неї газоподібну частину 122, яка подається до змішувальної колони, яка у цьому випадку замінює фазороздільник. Значення тиску колони середнього тиску та змішувальної колони можуть бути різними. Як варіант, турбіна 19 може бути нагнітальною турбіною, яка випускає струмінь під тиском, що співпадає з тиском колони низького тиску.
Іншу частину 2 повітря під тиском 15 бар, яка утворює решту живильного повітря, охолоджують в теплообмінній лінії до проміжної температури, вищої за температуру на вході турбін 17, 19, стискають в другому бустері-компресорі 23 до приблизно 30 бар та повторно вводять в теплообмінну лінію 9 при вищій температурі для продовження його охолодження.
Таким чином, повітря 37 під тиском приблизно 30 бар зріджується в теплообмінній лінії і рідкий кисень 25 випарюється в ній, при цьому температура випарювання рідини близька до температури на вході другого бустера-компресора 23. Зріджене повітря залишає теплообмінну лінію і подається до системи колон.
Струмінь відпрацьованого азоту 27 нагрівають в теплообмінній лінії 9.
Перший бустер-компресор 5 під'єднують до однієї з турбін 17 або 19, а другий бустер-компресор 23 з'єднують з іншою із турбін 19 або 17.
Система колон установки для розділення повітря утворена колоною 100 середнього тиску, сполученою тепловим потоком з колоною 200 низького тиску, яка має вежу, змішувальною колоною 300 та необов'язковою аргоновою колоною (не зображена). Колона низького тиску не має обов'язково вежі.
Колона середнього тиску працює при тиску 5,5 бар, проте вона може працювати при вищому тиску.
Повітря 121, яке надходить від двох турбін 17, 19 є струменем, поданим до дна колони 100 середнього тиску.
Зріджене повітря 37 розширюють в клапані 39 або необов'язково в турбіні і подають до системи колон.
Збагачену рідину 51, нижню бідну рідину 53 та верхню бідну рідину 55 подають від колони 100 середнього тиску до колони 200 низького тиску після етапів розширення в клапані та переохолодження.
Рідкий кисень стискають насосом 500 та подають у вигляді стисненої рідини 25 до теплообмінної лінії 9.
Інші рідини, стиснені або ні, можуть випарюватися в теплообмінній лінії.
Необов'язково газоподібний азот виводять з колони середнього тиску і знову охолоджують в теплообмінній лінії 9.
Азот 33 виводять з верхньої частини колони низького тиску і нагрівають теплообмінній лінії після використання для переохолодження флегм.
Відпрацьований азот 27 виводять з нижнього рівня колони низького тиску і нагрівають в теплообмінній лінії після використання для переохолодження флегм.
Необов'язково колона може виробляти аргон шляхом обробки струменя 51, відведеного в колону 200 низького тиску. Струмінь 52 є нижньою рідиною, поданою з аргонової колони, якщо вона існує.
Змішувальна колона 300 живиться зверху збагаченою киснем рідиною 35, відведеною з проміжного рівня колони 200 низького тиску і стисненою насосом 600, а знизу - струменем 122 газоподібного повітря, яке надходить з турбін 17, 19. По суті змішувальна колона працює при середньому тиску.
Струмінь 37 газоподібного кисню виводять з верхньої частини змішувальної колони, а потім нагрівають в теплообмінній лінії 9, а струмінь 41 рідини виводять як донні осади і подають до колони низького тиску після розширення в клапані. Можна виводити проміжний струмінь з колони 300, який подають до колони низького тиску.
На Фіг2 струмінь повітря при атмосферному тиску стискають до приблизно 15 бар в основному компресорі (не зображений). Потім повітря необов'язково охолоджують перед очищенням (не зображено) для видалення домішок. Очищене повітря розділяють на дві частини. Одну частину З повітря подають до бустера- компресора 5, де її стискають до тиску 17-20 бар, а потім стиснене повітря охолоджують водним охолоджувачем 7 перед подачею до нагрітого кінця основної теплообмінної лінії 9 установки для розділення повітря. Стиснене повітря 11 охолоджують до проміжної температури перед розділенням на дві фракції 103, 123. Фракція 103 залишає теплообмінну лінію і її знову розділяють на дві фракції. Одну фракцію 13 подають до турбіни 17, а решту - фракцію 15 - подають до турбіни 19. Дві турбіни мають однакову температуру та тиск на вході, і однакову температуру та тиск на виході, проте зазвичай можна, щоб ці значення температур та тиску були близькими, замість однакових. Два струмені, які виходять з турбін, змішують з формуванням струменя 21 повітря, одну частину 121 якого подають до подвійної колони, а решту - частину 122 - подають до змішувальної колони 300. Як варіант, турбіна 19 може бути нагнітальною турбіною, яка випускає струмінь під тиском, що співпадає з тиском колони низького тиску.
Фракцію 123 продовжують охолоджувати в теплообмінній лінії 9 і її подають вверх по ходу технологічної лінії від холодного кінця до нижнього ребойлера 301 змішувальної колони 300, де фракція принаймні частково конденсується для формування струменя 125.
Іншу частину 2 повітря під тиском 15 бар, яка утворює решту живлячого повітря, охолоджують в теплообмінній лінії до проміжної температури, вищої за температуру на вході в турбіни 17, 19, стискають в другому бустері-компресорі 23 до приблизно 30 бар і повторно вводять в теплообмінну лінію 9 при вищій температурі для продовження її охолодження.
Таким чином, повітря 37 під тиском приблизно 30 бар зріджують в теплообмінній лінії, а рідкий кисень 25 випарюють в теплообмінній лінії, при цьому температура випарювання рідини близька до температури на вході другого бустера-компресора 23. Зріджене повітря залишає теплообмінну лінію і його подають до системи колон після змішування із зрідженим повітрям 125, яке надходить з ребойлера 301.
Струмінь 27 відпрацьованого азоту нагрівають в теплообмінній лінії 9.
Перший бустер-компресор 5 з'єднаний з однією із турбін 17 або 19, а другий бустер-компресор 23 з'єднаний з іншою із турбін 19 або 17.
Система колон установки для розділення повітря утворена колоною 100 середнього тиску, сполучену тепловим потоком з колоною 200 низького тиску, яка має вежу, змішувальною колоною 300 та необов'язковою аргоновою колоною (не зображена). Колона низького тиску не має обов'язково вежу.
Колона середнього тиску працює при тиску 5,5 бар, проте вона може працювати при вищому тиску.
Газоподібне повітря 21, яке надходить з двох турбін 17, 19 є струменем, поданим до нижньої частини колони 100 середнього тиску.
Зріджене повітря 37 розширюють в клапані 39 і подають принаймні до колони 100 середнього тиску.
Збагачену рідину 51, нижню бідну рідину 53 та верхню бідну рідину 55 подають з колони 100 середнього тиску до колони 200 низького тиску після етапів розширення в клапані та переохолодження.
Рідкий кисень стискають насосом 500 і подають у вигляді стисненої рідини 25 до теплообмінної лінії 9.
Окрім того або альтернативно, інші рідини, стиснені або ні, можуть випарюватися в теплообмінній лінії.
Газоподібний азот необов'язково виводять з колони середнього тиску і знову охолоджують в теплообмінній лінії 9.
Азот 33 виводять з верхньої частини колони низького тиску і нагрівають в теплообмінній лінії після використання для переохолодження флегм.
Відпрацьований азот 27 виводять з нижнього рівня колони низького тиску і нагрівають в теплообмінній лінії після використання для переохолодження флегм.
Необов'язково колона може виробляти аргон шляхом обробки струменя 51, виведеного в колону 200 низького тиску.
Змішувальна колона 300 живиться тільки у верхній частині збагаченою киснем рідиною 35, виведеною з проміжного рівня колони 200 низького тиску і стисненою в насосі 600. Змішувальна колона працює по суті при середньому тиску. Коригуючи тиск струменя 123, змішувальна колона 300 може працювати при тиску, відмінному від середнього тиску. Необов'язково одну частину збагаченої рідини 51 можуть подавати до нижньої частини колони 300.
Струмінь 37 газоподібного кисню виводять з верхньої частини змішувальної колони і нагрівають в теплообмінній лінії 9, а струмінь 41 рідини виводять у вигляді донних осадів і подають до колони низького тиску після розширення в клапані.
ср
Й 55 " ; : | 200
Я ук М а лу 30 Ш - ся Ге димшканя - 1 ї І ва те чл ри ен
ЩІ, КАМ о нюєте
Б рі со вався
І і моз Я А - в Б. - і | -- іш. і і; кінні п сего ую 21 р : 39 - ва нн ння пи и а чо
ШІ 121 в
ФІГ. 1 ши й, 2 м Й 58
З 7 нп- до 37 о -- В!
Тон - зоба ЕЕ. ст в воза СУЯ -чив тен
НИ ла диво
Здати йо ер А рН Енн и ша вл вух ложа 23 | 19 | | І хі суно їх -й 3 НЕ 255 і ай ни МО МИ
Й стан
ФІГ. 2 2БИШ0Ш0ИВШВ--ШТО0О Р ло
UAA200607616A 2004-01-12 2005-07-01 Спосіб кріогенної дистиляції та установка для розділення повітря UA89365C2 (uk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0450067A FR2865024B3 (fr) 2004-01-12 2004-01-12 Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA89365C2 true UA89365C2 (uk) 2010-01-25

Family

ID=34685057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200607616A UA89365C2 (uk) 2004-01-12 2005-07-01 Спосіб кріогенної дистиляції та установка для розділення повітря

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20080223076A1 (uk)
EP (1) EP1711765B8 (uk)
JP (1) JP2007518054A (uk)
CN (1) CN100432601C (uk)
BR (1) BRPI0506789B1 (uk)
ES (1) ES2425944T3 (uk)
FR (1) FR2865024B3 (uk)
PL (1) PL1711765T3 (uk)
RU (1) RU2360194C2 (uk)
UA (1) UA89365C2 (uk)
WO (1) WO2005073651A1 (uk)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005225027A1 (en) * 2005-07-21 2007-02-08 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L"Exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation
FR2895068B1 (fr) * 2005-12-15 2014-01-31 Air Liquide Procede de separation d'air par distillation cryogenique
FR2913759B1 (fr) * 2007-03-13 2013-08-16 Air Liquide Procede et appareil de production de gaz de l'air sous forme gazeuse et liquide a haute flexibilite par distillation cryogenique.
DE102012017484A1 (de) * 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Erzeugung flüssiger und gasförmiger Sauerstoffprodukte durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
RU2641766C2 (ru) * 2012-11-02 2018-01-22 Линде Акциенгезелльшафт Способ низкотемпературного разделения воздуха в установке для разделения воздуха и установка для разделения воздуха
IT201700042150A1 (it) * 2017-04-14 2018-10-14 Cristiano Galbiati Separation equipment
EP3438585A3 (fr) 2017-08-03 2019-04-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de dégivrage d'un appareil de séparation d'air par distillation cryogénique et appareil adapté pour être dégivré par ce procédé
EP3719427A4 (en) * 2017-11-29 2021-12-01 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude CRYOGENIC DISTILLATION PROCESS AND DEVICE FOR GENERATING COMPRESSED AIR BY USING AN EXPANDER-BOOSTER IN COMBINATION WITH A NITROGEN EXPANDER FOR BRAKING
WO2020124427A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for starting up a cryogenic air separation unit and associated air separation unit
FR3090831B1 (fr) * 2018-12-21 2022-06-03 L´Air Liquide Sa Pour L’Etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude Appareil et procédé de séparation d’air par distillation cryogénique
EP4004468B1 (en) * 2019-07-26 2024-07-17 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216510A1 (de) * 1982-05-03 1983-11-03 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur gewinnung von gasfoermigem sauerstoff unter erhoehtem druck
GB9008752D0 (en) * 1990-04-18 1990-06-13 Boc Group Plc Air separation
JP2909678B2 (ja) * 1991-03-11 1999-06-23 レール・リキード・ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 圧力下のガス状酸素の製造方法及び製造装置
US5379598A (en) * 1993-08-23 1995-01-10 The Boc Group, Inc. Cryogenic rectification process and apparatus for vaporizing a pumped liquid product
US5475980A (en) * 1993-12-30 1995-12-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for production of high pressure gaseous fluid
FR2721383B1 (fr) * 1994-06-20 1996-07-19 Maurice Grenier Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous pression.
US5454227A (en) * 1994-08-17 1995-10-03 The Boc Group, Inc. Air separation method and apparatus
US5490391A (en) * 1994-08-25 1996-02-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for producing oxygen
FR2731781B1 (fr) * 1995-03-15 1997-05-23 Air Liquide Procede et appareil de vaporisation d'un debit liquide
GB9515907D0 (en) * 1995-08-03 1995-10-04 Boc Group Plc Air separation
FR2744795B1 (fr) * 1996-02-12 1998-06-05 Grenier Maurice Procede et installation de production d'oxygene gazeux sous haute pression
JP3737611B2 (ja) * 1997-08-08 2006-01-18 大陽日酸株式会社 低純度酸素の製造方法及び装置
FR2787560B1 (fr) * 1998-12-22 2001-02-09 Air Liquide Procede de separation cryogenique des gaz de l'air
DE19951521A1 (de) * 1999-10-26 2001-05-03 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
FR2851330B1 (fr) * 2003-02-13 2006-01-06 Air Liquide Procede et installation de production sous forme gazeuse et sous haute pression d'au moins un fluide choisi parmi l'oxygene, l'argon et l'azote par distillation cryogenique de l'air
FR2854683B1 (fr) * 2003-05-05 2006-09-29 Air Liquide Procede et installation de production de gaz de l'air sous pression par distillation cryogenique d'air
FR2854682B1 (fr) * 2003-05-05 2005-06-17 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique

Also Published As

Publication number Publication date
EP1711765A1 (fr) 2006-10-18
CN100432601C (zh) 2008-11-12
PL1711765T3 (pl) 2013-10-31
BRPI0506789B1 (pt) 2018-02-06
RU2360194C2 (ru) 2009-06-27
EP1711765B8 (fr) 2013-08-28
RU2006129296A (ru) 2008-02-20
US20080223076A1 (en) 2008-09-18
WO2005073651A1 (fr) 2005-08-11
CN1910419A (zh) 2007-02-07
EP1711765B1 (fr) 2013-06-19
JP2007518054A (ja) 2007-07-05
FR2865024B3 (fr) 2006-05-05
ES2425944T3 (es) 2013-10-18
FR2865024A1 (fr) 2005-07-15
BRPI0506789A (pt) 2007-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA89365C2 (uk) Спосіб кріогенної дистиляції та установка для розділення повітря
KR101541742B1 (ko) 저온 공기 분리 방법 및 장치
JP4331460B2 (ja) 低温空気分離によるクリプトン及び／又はキセノンの製造方法及び装置
AU2010213189B2 (en) Method for removing nitrogen
RU2362954C2 (ru) Очистка сжиженного природного газа
US20090078001A1 (en) Cryogenic Distillation Method and System for Air Separation
JP4450886B2 (ja) 高純度酸素製造方法及び装置
JP2002327981A (ja) ３塔式深冷空気分離方法
US20110067445A1 (en) Method And Apparatus For Separating Air By Cryogenic Distillation
JP2006525487A (ja) 空気の低温蒸留により加圧空気ガスを製造するための方法及びシステム
CN102652247A (zh) 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和单元
JP2002541421A (ja) 可変生産能力の流体混合物分離装置及びプロセス
JPH04283390A (ja) 可変量のガス状酸素を製造する空気精留方法及び設備
RU2287120C2 (ru) Интегрированный способ и система для разделения воздуха, поступающего посредством сжатого воздуха из нескольких компрессоров
US6269659B1 (en) Method and installation for air distillation with production of argon
JP2002235982A (ja) 三塔式空気低温精留システム
US20100071411A1 (en) Method And Device For Separating A Mixture of At Least Hydrogen, Nitrogen, and Carbon Monoxide By Cryogenic Distillation
JP2000180050A (ja) 空気深冷分離による高圧酸素及びクリプトン／キセノンの製造方法及び装置
US5586451A (en) Process and installation for the production of oxygen by distillation of air
US9103587B2 (en) Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation
JP2011519010A (ja) 低温蒸留によって空気を分離する装置および方法
US4530708A (en) Air separation method and apparatus therefor
KR100775877B1 (ko) 공기 분리를 위한 극저온 증류 장치
JP5647853B2 (ja) 空気液化分離方法及び装置
JPH11325716A (ja) 空気の分離