Способ разделения воздуха

 

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет увеличить суммарную производительность по аргону из двух совместно работающих воздухоразделительных установок. Отбираемая из верхней колонны (К) 1 первой установки (У) аргонная фракция обогащается в К 3 до содержания аргона 15 - 30%, конденсируется в конденсаторе 4 и по трубопроводу 12 подается в аргонную К 17 второй У, из которой сырой аргон отводится по трубопроводу 23. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, Я0„„1553804 А 1 (51) 5 F 25 J 3/04

Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/7ер3аР устанобиь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4367490/23-06 (22) 16. 11. 87 (46) 30.03.90. Бюл. У 12 (72) С.Н.Волков, Д.Т.Хагажеев, М.Ю.Раджибаев, В.А.Шахалов, Д.Г.Медиханов, Г,П,Мироевский, Н.Ю.Харичков, С.Р.Минсеитов и И.А.Рогачев (53) 621,57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 832273, кл. F 25 J 3/04, 1981. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА

2 (57) Изобретение относится к криогенной технике и позволяет увеличить суммарную производительность по аргону из двух совместно работающих воздухоразделительных установок. Отбираемая из верхней колонны (К) 1. первой установки (У) аргонная фракция обога" щается в К 3 до содержания аргона

15-30ь, конденсируется в конденсаторе 4 и по трубопроводу 12 подается в аргонную К 17 второй У, из которой сырой аргон отводится по трубопроводу 23. 1 ил.

1553804

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к воздухоразделительным установкам дпя получения кислорода, азота и аргона.

Цель изобретения - увеличение про5 изводительности по аргону.

На чертеже представлена комбинированная схема системы из первой и второй совместно работающих воздухораз10 делительных установок дпя осуществления предлагаемого способа.

Система содержит в первой установке верхнюю 1 и нижнюю 2 колонны, ко1 лонну 3 обогащения аргонной фракции

15, конденсатор 4 и трубопроводы 5-14. Во .второй установке система содержит верхнюю 15 и нижнюю 16 колонны, аргонную колонну 17 и трубопроводы

l18-23.

Установки работают следующим обра,зом.

По трубопроводам 5 и 18 воздух по дают на разделение в колонны 2 и 16. Из верхней колонны 1 первой установки отбирают аргонную фракцию и по трубопроводу 9 направляют в колонну 3 обогащения аргонной фракции, в ко1 ,торои происходит разделение на жид,,кую фракцию, возвращаемую в колонну

30, 1, и на обогащенную до содержания

,15-301 по аргону фракцию, сжижаемую в конденсаторе 4, установленном на верхнем уровне установки.

Конденсацию паров в конденсаторе колонны 3 и в конденсаторе 4 осуществляют испарением кубовой жидкости, отбираемой из нижней колонны 2 по

,трубопроводу 6, Пары кубовой жидкости направляют в верхнюю колонну 1 по трубопроводам 13 и 14.

Жидкую обогащенную фракцию под гидростатическим напором подают в среднюю часть аргонной колонны 17 второй установки на тарелку с равным содер к анием аргона в жидкости.

Получение аргона в установке осуществляют известным способом. Аргонную фракцию отбирают из верхней колонны 15 по трубопроводу 21 и подвергают ректификации в аргонной колонне

17, в результате чего получают жидкую аргонную фракцию, возвращаемую в верхнюю колонну 15, и аргон, отводимый по трубопроводу 23. Флегма в колонне 17 образуется за счет испаре- 55 ния кубовой жидкости, Отбор кислорода из установок осуществ.пяют из нижней части верхних колонн 1 и 15 по трубогде количество передаваемого холода; теплосодержание воздуха, поступающего в установку

I; теплосодержание жидкой обогащенной аргонной фракции, выводимой из установки I s установку II; проводам 8 и 19. Азот отбирают из верхней части тех .же колонн 1 и 15 по трубопроводам 7 и 20 соответственно.

Получение аргонной фракции в верхней колонне первой, установки и ее переработку в колонне 3 обогащения аргонной фракции осуществляют известным способом. Однако содержание аргона повышается лишь до величины 15о

304, что позволяет реализовать процесс, например, при 6-15 теоретических тарелках в колонне 3, Для получения "сырого аргона" (95 ь аргона и 43 кислорода) необходимо 40-50 тарелок.

Это позволяет получать аргон при меньших капитальных затратах. При конденсировании обогащенной аргонной фракции в конденсаторе 4, установленном на верхнем уровне установки, создается перепад высот между точками отбора фракции из первой установки и подачи ее во вторую, Созданный гидростатическим напором передаваемой жидкости перепад давлений необходим для преодоления сопротивления коммуникаций и регулирования количества передаваемой жидкости, Предлагаемый способ позволяет извлечь аргон из сырья первой установки и передать его во вторую установку. Помимо этого, достигается побочный эффект - отвод аргона из верхней колонны 1 воздухоразделительной установки повышает выход кислорода на 3-53. Вторым побочным эффектом является передача с жидкой аргонной фракцией во вторую установку значительного количества холода, что улучшает технологический режим работы этой установки, Количество холода, передаваемого из установки I e установку II, регулируется изменением содержания аргона в обогащенной аргоннрй. фракции и рассчитывается по формуле ф 1

1553804 ф1 количество жидкой аргонной фракции (количество флегмы в колонне обогащения ар" гонной Фракции) содержание аргона в газообразной аргонной Фракции;. ф1

2 Ф ф Фг ф (у Г X Ф ) Ф1 (Y

А р у пр уЪ;.

2 где Ф, ф

Ф I

Лр

Формула изобретения

Способ разделения воздуха в двух совместно работающих воздухораздеСоставитель И.Тайдаков

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Редактор А.Огар

Заказ 449 Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r.Óæãoðoä, ул.Гагарина, 191 количество жидкой аргонной фракции (количество флегмы в аргонной колонне второй установки)

15 содержание аргона в газообразной аргонной фракции

Ю второй установки; содержание а р гона в жидкой аргонной фракции, возвраща- О емой в верхнюю колонну второй установки; содержание аргона в отводимом аргоне.

6

Ф

X " - содержание аргона в жидкой аргонной фракции; 1 о6

Х - содержание аргона в обогащенной фракции.

Суммарная выработка аргона рассчивается по формуле. t фк +os фr

-Х ) (Х -Y )

Х @of у7 лительных установках путем предварительного разделения в их нижних колоннах на жидкий азот и кубовую жидкость, получения в верхних колоннах кислорода и азота, отбора из верхней колонны второй установки аргонной фракции и получения из последней сырого аргона в аргонной колонне второй установки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности по сырому аргону, из верхней колонны первой установки также отбирают аргонную фракцию и направляют ее на ректификацию с получением обогащенной аргоном паровой фракции конденсируют последнюю и подают в среднюю часть аргоннай колонны второй установки.