Ректификационная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1713610 О 3/32 ЕНИЯ ПИСА ВТОРС алог дварительные тепло ки воздуха, узел теп детандер на потоке укратной ректифика духа компрессор, прабменники, блок очилообменников, турбвоздуха и аппарат дции. авапВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕ 1 ч 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения и Одесский институт ниэкотемпературной техники и энергетики(56) Криогенное оборудование. Кат ЦИНТИхимнефтемаш, М., 1985, с,42 и 43.Там же, с. 39 - 40.54) РЕКТИФИКАЦИОННАЯ УСТАНОВКА7) Изобретение относится к установкам для получения газообразного и жидкого азота. Цель изобретения - предотвращение потери азота путем увеличения выхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота. Этэ цель достигается тем, что ректификэционная установка; предназначенная для получения газообразного азота под давлением и,жидкого азота и включающая связанные .линией подачи воздуха компрессор, предварительный тепИзобретение относится к криогенной технике, а именно к установкам для получения газообразного и жидкого азота путем низкотемпературной ректификации в процессах разделения воздуха.Известна ректификационная установка, в которой разделение воздуха осуществляется путем низкотемпературной ректификации с получением газообразного азота. включающая связанные линией подачи возлообменник, блок очистки, основной теплообменник и ректификационную колонну с конденсатором-испарителем, а также детандер на линии отбросной Фракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, снабжена дополнительным детандером, вход и выход которого соединены с линией вывода газообразного азота между конденсатором-испарителем и основным теплообменником линиями, на которых установлены запорные вентили, э на участке линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий от дополнительного детандера установлен запорный вентиль, Снабжение установки дополнительным де тандером, установленным на дополнительной ветви выхода газообразного азота из онденсатора-испарителя в основной теплообменник, позволяет получать в периоды уменьшения потребления газообразного азота дополнительный холод и в результате увеличивать выход жидкого азота, который может быть зарезервирован и затем использован. 1 ил. Недостатками ее являются невозможность производства жидкого азота иэ-за относительно низкой холодопроиэводительности цикла; большие капитальные эатраты, связанные с громоздкостью узла теплообменника и узла ректификации.Наиболее близкой к предлагаемой является ректификациоиная установка, включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, узел предварительного. охлаждения, блок очистки воздуха, основной теплообменник и узел однократной ректификации, включающий ректификациоиную колонну с конденсатором-испарителем, а также турбадетандер на потоке отбросной фракции.Недостатком известной установки является то, что происходят значительные потери азота из-за невозможности повышения выхода (и соответственно невозможности резервирования) жидкого азота в периоды,. когда отсутствует потребность в газообразном азоте (он выбрасывается), Последнее вызвано неравномерностью потребления газообразного азота в пределах суток, в выходные и праздничные дии.Цель изобретения - предотвращение потерь азота путем увеличения выхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота.Указанная цель достигается тем, что ректификационная установка, предназначенная для получения газообразного азота под давлением и жидкого азота и включающая связанные линией подачи воздуха компрессор, предварительный теплообмеиник, блок очистки, основной теплообмеиник и ректификациониую колонну с конденсаторам-испарителем, а также детандер на линий отбросной фракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, снабжена дополнительным детандером, вход и выход которого соединены с линией вывода газообразного азота между конденсатором-испарителем и основным теплообменником линиями, на которых установлены эапорные вентили, а иа участке линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий от дополнительного детандера установлен запори ый.вентиль,Снабжение установки дополнительным детандером, установленным иа дополнительной параллельной ветви линии выхода газообразного азота иэ конденсатора-испарителя в основной теплообменник, позволяет получать в периоды уменьшения потребления газообразного азота дополнительный холод, и в результате увеличивать выход жидкого азота, который может быть зарезервирован и затем использован. В результате уменьшаются потери азота, обеспечивается максимальный выход его20 независимо от потребления газообразного азота.На чертеже показана схема предлагаемой установки.Установка включает связанные линией 1 подачи сжатого очищенного воздуха ком пресса о 2, пред наритель н ый теплообменник 3, блок 4 очистки. основной теплообмеииик 5 и ректификацианную колонну б с конденсатором-испарителем 7, а также детандер 8 на линии 9 вывода отброснойфракции, в атмосферу после конденсатораиспарителя , линию 10 вывоДа жиДкОГО азота, линию 11 выводы газообразного азота потребителю, проходящую через основной теплообменник 5, и дополнительный детаидер 12, вход 13 и выход 14 которогосоединены соответственно линиями 15 и 16 с линией 11 выхода газообразного азота между кондеисатором-испарителем 7 и основным теплообменником 5, На линиях 15 и 16 иа участке 17 линии 11 между вводами 18 и 19 укаэанных линий 15 и 16 в линию 11 установлены вентили 20 - 22.Установка работает следующим образам,Весь перерабатываемый воздух после сжатия в компрессоре 2 до давления 0,9 МПа, охлаждения в предварительном теплоОбменнике 3 и очистки от влаги, углекислотыи диоксида углерода в блоке 4 очистки по линии 1 направляют на охлаждение в основной теплообменник 5, а затем на разделение в ректификационную колонну 6, в верхней части которой расположен конденсатор-испаритель 7,Из нижней части колонны 6 отбирают (в количестве = 60 от перерабатываемого воздуха) жидкую фракцию состава 35, кислорода, направляют ее на испарение в канденсатор-испаритель 7, затем подогревают в основном теплообменнике 5 до 120 - 125 К (на части длины теплоабменника), расширяют в детандере 8 до давления 0,125 МПа, 45 возвращают на теплоабмен в основной теплаобменник 5 и по линии 9 выводят в атмосферу (либо используют для регенерации блока очистки).В период, когда имеются потребители 50 газообразного азота, из ректификационнойколонны 3 по линии 10 выводят потребителю ( = 2,5"-,ь от перерабатываемого воздуха) жидкий азот с содержанием кислорода не более 0,0001 давлением 0,6 - 0,7 МПа,Из конденсатора-испарителя 7 по линии 11 выводят (в количестве = 37,57 ь от перерабатываемого воздуха) газообразный азот с содержанием кислорода не более0,0001 ф давлением 0,6-0,7 МПа и через1713610 Формула изобретения Составитель А,СондорТехред М,Моргентал Корректор Л,Патай едактор А,Козориэ аказ 645 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская араб 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,открытый вентиль 22 (вентили 20 и 21 за крыты) направляют на теплообмен в основной теплообменник 2 и затем выводят его потре/бителю.В периоды, когда нет потребителей газообразного азота, установку переводят в режим резервирования жидкого азота.Для этого, закрыв вентиль 22 и открыв вентили 20 и 21, включают в работу дополнительный детандер 12, в котором азот расширяют додавления 0,125 МПа и по линиям 16 и 11 направляют на теплообмен в основной теплообменник 2 и затем потребителю.Включение в работу дополнительного детандера 12 увеличивает холодопроиэводительность установки, в реэультатечего по линии 10 выводят в количестве7 от количества перерабатываемого воздуха жидкий азот, а по линии 11 газообразный в количестве = 33 от перерабатываемого воздуха.Использование предлагаемой установки по сравнению с известной при введении дополнительного детандера позволит увеличить выход жидкого азота на 75 кг/ч,Ректификационная установка для получения газообразного азота под давлением 5 и жидкого азота из воздуха, включающаясвязанные линией подачи воздуха компрессор, предварительный теплообменник, блок очистки, основной теплообменник, ректификационную колонну с конденсатором-ис парителем, детандер на линии отброснайфракции, линию вывода жидкого азота и линию вывода газообразного азота, проходящую через основной теплообменник, о тл и ч э ю щ а я с я тем, что, с целью предот вращения потерь азота путем увеличениявыхода жидкого азота при сокращении потребления газообразного азота, она снабжена дополнительным детандером, вход и выход которого соединены с линией вывода 20 газообразного азота между конденсаторомиспарителем и основным теплообменником линиями, на которых установлены запорные вентили, а участок линии вывода газообразного азота между вводами указанных линий 25 от дополнительного детандера снабжен запорным вентилем,