Установка разделения воздуха

Союз СоветскихСоциалистйческих ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Респубии.16 (21) 2433083/Йаявки-присоединением з 23) Приоритет -Опубликовано куАарстеенхме аеиатет СССР ее делам кзабретвией в аткрмткй5.04,79, Бюллетень15 ания описания 25,04 УУ та опубли 72) Авторы изобретения(54) УСТАНОВКА РАЗДЕЛ ВОЗ УХА Изобретение относится к криогенной тех.нике, более конкретно к установкам низко температурного разделения воздуха с получением аргона.Известны установки разделения воздухас получением аргона, включающие колоннудВойной ректнфикации, колонну сырого аргона, теплообменник, газгольдер, компресеор и колонну очистки аргона от азота 1,В таких установках производят отбор газообразного сырого аргона из колонны сырогоаргона через теплообменник, в котором он 1 вподогревается, в. газгольдер, и затем с помощью компрессора через дроссель в колонвву очистки. Объем занимаемый газом, оченьвелик. Система зта сложна и вследствиебольшого количества машин и аппаратов,а также большого объема аккумулирующейемкости (в данном случае газгольдера) требует больвих капитальных затрат иа соору.)фжение,Ю азделения воздуха ючающие колонну олоииу сырого ар. а жидкого сырого Известны установкис получением аргона, вклдвойной ректификации,кона,трубопровод отбор 2аргона с регулирующим устройством и колонну очистки аргона от азота, Регулирующее устройство выполнено в виде установлен Ного на линии отбора сырого аргона регулирующего вентиля н датчика концентрации жидкого сырого аргона с показывающим прибором 121.В таких установках отбор сырого аргона производят из кармана колонны сырого аргона, поддерживая заданную номинальную концентрацию в нем кислорода регулирующим вентилем по показаниям показывающего прибора, связанного с находящимся в кармане колонны сырого аргона или на линии отбора жидкого аргона датчиком концентрации,Недостатком таких установок является большая потеря продукционного аргона, вы. зываемая нестабильностью режимов работы аргонных колонн и жесткой технологической связью между ними. Режим работы колонны сырого аргона нестабилен по своей природе, так как малейшие изменения процесса ректификации в основном воздухораэделительном аппарате существенно сказываются на составе аргонной фракции, подаваемой в колонну сырого аргона.658372 3В реальных словиях содержание кисло.рода в сцроч аргоце может изменяться от1 ло 1012%(црц поминальных 3%), а количество отбираемого сь 1 рого аргоца - от 60ло 20% от номинального, Возможно и полное ллцтелшгое прекращение отбора сырогоаргоца ирц повыгцеццом содержании азотав колонне сырого аргоца. Для восстановления нормального режима работы колонны сырого аргона требуется приблизительно 4 ч. Режим работы колонны очистки цестабилец в результате колебаний колцчест ева подаваемого сырого аргона и концентрации в нем кислорода, Кроме того, режим ееработы зависит еще от ряда факторов, связанных, например, с работой последующеготехнологического оборудования В результате наличия жесткой технологической связимежду колоннами любге изменение цх режима приводит к потерям продукционного ар/гона. Например, при увеличении количествасырого аргона колонна очистки в периодвынужденного изменения режима ее работыце обеспечивает необходимой степени разделения и отбросной азот содержит повышенное количество аргоца, который, такимобразом будет потерян, При прекращенииработы колонны очистки аргона теряетсявесь аргон, который мог бы быть получец завремя, которое оца це работает,Любая неисправность в работе колонны,очистки аргоца или последующего оберудованця ведет к выбрасыванию получаемогосырого аргона в атмосферу.Целью изобретении является увеличениевыхода продукционного аргоца.Достигается это тем, что установка сцаб..кена аккумулцруюшей емкостью, устацовлеццой между колонной сырого аргона ц колонной очистки аргоца от азота и соединенной с,ними с помощью трубопроводов,Предусмотрен также вариант установки,прц котором с целью увелцчецця располагаемого напора трубопровод жидкого сь 1 рогоаргона снабжен греющей рубашкой. На чертеже представлена схема установки. с греющей рубашкой.Установка состоит из колонны 1 двойной ректификации и связанных между собой последовательно трубопроводом 2 сырого аргоца колонны 3 сырого аргоца, регулирующего отбор сырого аргона из колонны 3 вентиля 4, расположенной ца уровне кармана колонны сырого аргоца и связанной с этой колонной уравнительным газовым трубопроводом 5 аккумулирующей емкости б, регулирующего подачу сырого аргона вентиля 7 и колонны 8 ректцфикационцой очистки аргоца от азота. Участки трубопровода сырого. аргоца между колонной 3 сырого аргона и регулирующим вентилем 4 и .между, емкостью 6 и регулирующим вентилем 7 снабжены охлаждающей рубашкой 9. Рубашка является частью ли 4ццц 10 подачи кубовой жидкости, ца которойнаходится лроссельный вентиль 11, из кубаколонны 1 двойной ректцфикации в конденса.тор колонны 3 сырого аргона. На газовомтрубопроводе 5 находится обратный клапан12, Емкость 6 снабжена указателем 13 уровня. На линии отбора сырого аргона из колонны 3 установлен датчик 14 концентрации споказывающим прибором 15, В колонне 8ректификацнонцой очистки аргона от азотатакже установлен ряд датчиков с показывающими приборами для контроля режимаее работы (на рисунке условно не показаны),Установка работает следующим образом.Жидкий сырой аргон из кармана колонны 3 по трубопроводу 2 через регулирующий вентиль 4 поступает в аккумулирую 5.щую емкость 6. Отбор жидкого сырого аргона регулируют вентилем 4 по показаниямприбора 15, поддерживая необходимую концентрацию кислорода в аргонеДля исклю;ченця подпаривания жидкого сырого аргонаю напорная линия от колонны 3 до вентиля 4охлаждается сдросселированным вентилем11 и поданным в рубашку 9 жидким воздухом, направляемым из колонны 1 двойнойректификацци в конденсатор колонны 3 сырого аргона. Отбор жидкого аргона из емкости 6 в колонну 8 очистки от азота регулируют вентилем 7. Участок трубопровода 2между емкостью 6 и колонной 8 очисткитакже охлаждается сдросселированным жид-,ким воздухом, находящемся в рубашке 9.Вентилем 7 поддерживают заданный расход, определенный из условия стабильнойработы колонны 8 и, последующего технологического оборудования. Контроль расходаьедется по указателю 13,уровня по приборам,.связанным с датчиками, находящимися вколонне очистки. Необходимый напор в трубопроводе 2 между емкостью 6 и колонной 8обеспечивается расположением емкости 6 науровне кармана колонны 3 и нижним расположением колонны 8, Подъем жидкости в еькость б происходит за счет разности удель 4 вцых весов жидкого аргона до вентиля 4 ипаро-жидкостной смеси после него - такназываемый парлифтный эффект, Пары аргона из емкости 6 по трубопроводу 5 черезобратный клапан 12 возвращаются в колон4 цу 3,Прн нарушениях режима в аппаратенлц в колонне 3 сырого аргона отбор жидкости через вентиль 4 меняется, но колон.ца 8 очистки от азота продолжает работатьв номинальном режиме за счет срабатыванийнакопленного в аккумулирующей емкости 6жидкого аргона через вентиль 7.Объем емкости 6 обеспечивает работув течение 4-6 ч без подачи или без сливажидкости. В течение этого времени режими колонн 1 или 3 восстанавливается, и создается возможность для последующего посте.пенного накапливания рабочего уровня вемкости б, При нарушении режима работытого, наличие аккумулирующей емкости по- зволяет при нарушениях работы колонны сырого аргона продолжать подачу сырого аргона в колонну очистки из емкости, что предотвращает потери аргона в таких условиях, а также прекращать подачу сырого аргона в колонну очистки при неисправностях в ней или в последующем технологиЭФ 49 колонны 8 очистки и следующего за ней оборудования отбор жидкого аргона черезвентиль 7 прекращается или изменяется, но колонна 3 сырого аргона продолжает ра. ботать в нормальном режиме за счет накопления жидкого сырого аргона в емкость 6, Накопленный аргон после восстановлениярежима колонны 8 постепенно вырабатывается. При необходимости увеличения напора на участке трубопровода 2 между емкостью 6 и колонной 8 очистки аккумулирующая ем кость установлена выше кармана колонны 3, Для обеспечения подачи жидкости в емкость 6 на напорном участке трубопровода 2 между регулирующим вентилем 4 и емкостью 6 смонтирована греющая рубашка 16, которая является частью линии 17 отбора воздухаЭ с давлением 6 ат из парового пространства куба колонныв конденсатор колонны 3. После греющей рубашки на этой линии установлен регулирующий вентиль 18.В рубашке6 происходит конденсация И газообразного воздуха, за счет выделения теплоты конденсации происходит подпаривание сырого аргона. В результате парлифт. ный эффект значительно усиливается и появляется возможность подачи сырого арго. на на более высокий уровень. Вентилем 18 регулируют тепловую нагрузку рубашки 16.Установка аккумулируюшей емкости дает .возможность производить отбор сырого арго.на из колонны сырого аргона по его концентрации, а в колонну очистки подавать при этом необходимое количество сырого аргона. Это стабилизирует режим работы колонны очистки и уменьшает потери аргона. Кроме ческом оборудовании. в то же время это дает воэможность продолжить отбор сыро.го аргона из колонны сырого аргона и на.капливать егов емкость, а. затем, использовать для последующего разделения, что также предотвращает потери аргона,Таким образом, введение аккумулирующей емкости в линию связи колонны сырого аргона с колонной очистки аргона от азота позволяет стабилизировать работу указан. ных колонн, производить их независимую регулировку и остановку и в результате увеличивает выход продукционного аргона.Увеличение выхода аргона при внедрении изобретения на установке КжАр составит приблизительно 5%, что обеспечивает годовой экономиеский эффект 500 тыс, руб.;Э,5( - Я - ) . 8200 (ч), 1,6 руб.500.000 руб,Формула изобретения .1. Установка разделения воздуха с получением аргона, включающая колонну двойной ректификации, колоцну сырого аргона,трубопровод отбора жидкого сырого аргонас регулирующим устройством и колонну очистки аргона от азота, отличающаяся тем, что,с целью увеличения выхода продукционногоаргона, она снабжена аккумулирующей ем,костью, установленной между колонной сырого аргона и колонной очистки аргона от азота и соединенной с ними с помощью трубопроводов,2, Установка по п. 1, отличающаяся тем,что трубопровод жидкого аргона снабженгреющей рубашкой.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Головко Г. А, Установки для производства инертных газов, Л., 194, с. 149-152,187-189.2, Схема монтажно. технологическая, черт,КВ 0209 СХМТ ВНИИКриогенмаш.