Способ разделения воздуха низкотемпературной ректификацией

Союз Советскнк Соцналнстнческнк РеспублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ 11783539(51)М. Кл. Г 25 3 3/02 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОИ РЕКТИФИКАЦИЕИИзобретение относится к области ниэкотемпературного разделения воздуха, а точнее к области промышленного получения кислорода и азота, и наиболее эффективно может быть использовано в воэдухоразделительных установках.Известен способ разделения воздуха,при котором обеспечение незабиваемости регенераторов осуществляется пропусканием несбалансированного "петлевого" потока воздуха в холодной зоне регенераторов, выводом этого потока из середины регенераторов и дальнейшим раоширением в турбодетандерах 11, 15Недостатком указанного способа является существенная потеря кислорода в режиме работы установки с малыми холодопотерями (например, при прекращении отбора жидких продуктов). В 20 этом режиме количество петлевого потока воздуха становится больше, чем необходимо подавать в детандеры и поэтому избыток воздуха сбрасывается помимо детандера в верхнюю колонну, ухудшая извлечение кислорода.Известен также способ разделения воздуха, при котором обеспечение незабиваемости регенераторов осуществляется отбором части прямого потока 30 воздуха из середины регенераторов с последующей очисткой в адсорберах и расширением этого потока воздуха в турбодетандерах, При этом в случае избытка петлевого потока над детандерным в режиме с малыми холодопотерями он сбрасывается в нижнюю ректификационную колонну, что позволяет сохранить иэвлечение кислородаЬ 2Однако такой способ требует повышенного расхода электроэнергии в связи с необходимостью создания перепада давлений между регенераторами и нижней колонной. Таким образом, недостатки перечисленных способов заключается в снижении извлечения кислорода при сохране. нии общих энергозатрат или увеличении общих энергозатрат при сохранении извлечения кислорода в режиме с малыми золодопотерями, например при прекращении отбора жидких продуктов.Цель изобретения - увеличение выхода кислорода и других продуктов разделения воздуха и снижение удельных энергозатрат на их производство.Поставленная цель достигается тем, что часть несбалансированного потока воздуха конденсируют при теплообменес жидким кислородом и подают на ректификацию.На чертеже представлена схема установки.Сжатый воздух, поступающий по трубопроводу 1, охлаждают и очищают от примесей в теплообменнике 2, после чего основную его часть по трубопроводу 3 направляют на разделение в нижнюю ректификационную колонну 4 Флегма, образовавшаяся в конденсаторе 5, по трубопроводам 6 и 7 поступает на орошение в верхнюю ректификационную колонну 8. Другая часть воздуха из средней части теплообменника поступает в трубопровод 9, Далее, в случае малой потребной холодопроизводительности для компенсации теплопритоков, эту часть воздуха разделяют по турбопроводам 10 и 11. По трубопроводу 10 воздух поступает в турбодетандер 12, где расширяется с отдачей внешней работы и охладившись, обеспечивает компенсацию потерь при процессе разделения. По трубопроводу 11 оставшаяся часть воздуха поступает в конденсатор 13, где охлаждается и компенсируется жидким кислородом, поступающим по трубопроводу 14 иэ верхней ректификационной колонны 8, Испарившийся при этом кислород выходит по трубопроводу 15 и далее присоединя - ется к потоку продукционного кислорода, отводимого по трубопроводу 16. Флегма воздуха, образовавшаяся в нижней полости конденсатора 13, отводится по трубопроводу 17 и далее по трубопроводам 18 и 19 поступает на орошение 8 нижнюю и верхнюю колонны 4 и 8 соответственно.Рассмотренный способ разделениявоздуха позволяет увеличить выход кислорода при работе установки в газовом режиме или режиме с малым отбором жидкого продукта, или же соответственно снизить энергоэатраты на получение продуктов разделения воэдухааФормула изобретенияСпособ разделения воздуха ниэкотемпературной ректификацией, включаю 1 э щий охлаждение потока воздуха притеплообмене с продуктами разделения,отбор несбалансированного потокавоздуха при промежуточной температуре, его расширение с отдачей внешнейЩ работы и последующую ректификациювоздуха с получением жидкого кислорода и газообразных продуктов разделения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения энергозатратчасть несбалансированного потокавоздуха конденсируют при теплообменес жидким кислородом к подают на ректификацию.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1Каталог "Криогенное оборудование", ч.П, Установка разделения воздуха, ЦИНТИХимнефтемаш, 1976, с. 17,30 34.2. Каталог "Криогенное оборудоваИ ние", ч.11, Установки разделениявоздуха ЦИНТИХимнефтемаш, 1976,с. 4,/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 8518/40 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, % 575 Подного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д