MX2011002596A - Metodo de suministro de refrigeracion de separacion de aire. - Google Patents

Metodo de suministro de refrigeracion de separacion de aire.

Info

Publication number
MX2011002596A
MX2011002596A MX2011002596A MX2011002596A MX2011002596A MX 2011002596 A MX2011002596 A MX 2011002596A MX 2011002596 A MX2011002596 A MX 2011002596A MX 2011002596 A MX2011002596 A MX 2011002596A MX 2011002596 A MX2011002596 A MX 2011002596A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
stream
air separation
nitrogen
rich
liquid
Prior art date
Application number
MX2011002596A
Other languages
English (en)
Inventor
Henry Edward Howard
Original Assignee
Praxair Technology Inc
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41798065&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=MX2011002596(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of MX2011002596A publication Critical patent/MX2011002596A/es

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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0234—Integration with a cryogenic air separation unit
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0012—Primary atmospheric gases, e.g. air
    • F25J1/0015—Nitrogen
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • F25J1/0037—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work of a return stream
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • 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
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0201—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • 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
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F25J3/04224—Cores associated with a liquefaction or refrigeration cycle
    • 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
    • F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
    • 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
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04351—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
    • F25J3/04357—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen and comprising a gas work expansion loop
    • 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
    • F25J3/04406—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 a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—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 a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, 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
    • 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
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04951—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network
    • F25J3/04963—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network and inter-connecting equipment within or downstream of the fractionation unit(s)
    • 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • 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
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F25J2270/06—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop with multiple gas expansion loops

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)

Abstract

Se describe un método de suministro de refrigeración a las plantas de separación de aire dentro de una instalación de planta de separación de aire en donde una corriente de refrigerante se produce a temperatura criogénica dentro de un sistema de refrigeración centralizado. Las corrientes del refrigerante a temperatura criogénica se introducen en las plantas de separación de aire tal que todo o parte de los requerimientos de refrigeración de las plantas de separación de aire son suministrados por las corrientes del refrigerante.

Description

METODO DE SUMINISTRO DE REFRIGERACION DE SEPARACION DE AIRE Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para suministrar refrigeración a plantas de separación de aire dentro de una instalación de planta de separación de aire en donde un refrigerante se produce a temperatura criogénica dentro de un sistema y corrientes de refrigeración del refrigerante mientras que a la temperatura criogénica se introduce en las plantas de separación de aire de modo que todo o parte de los requerimientos de refrigeración para las plantas de separación de aire son suministrados por las corrientes de refrigerante.
Antecedentes de la invención En muchos proyectos relacionados con la energía tal como en la gasificación de carbono, se requieren grandes cantidades de oxígeno. Frecuentemente, se requieren de 10,000 a 15,000 toneladas métricas por día de oxígeno. En esta escala, la destilación de aire criogénico es el método preferido de producción de oxígeno.
En la destilación de aire criogénico, el aire se comprime y después se purifica de contaminantes en ebullición superiores tales como bióxido de carbono, humedad e hidrocarburos. La corriente de alimentación comprimida y purificada resultante puede enfriarse dentro de un intercambiador de calor principal a una temperatura conveniente para su rectificación y después introducirse en una unidad de columna de destilación que tiene una columna de presión más alta y una columna de presión más baja. La columna de presión más alta puede vincularse térmicamente a la columna de presión más baja por un condensador-recalentador que puede colocarse cerca de la base de la columna de presión más baja.
La alimentación se destila dentro de la columna de presión más alta para producir un vapor superior rico en nitrógeno y productos de fondo de oxígeno líquido crudo. El vapor superior rico en nitrógeno puede condensarse dentro de un condensador-recalentador contra el líquido rico en oxígeno en ebullición recolectado en la base de la columna de una presión más baja. El líquido rico en nitrógeno resultante se utiliza para colocar en reflujo la columna de presión más alta y la columna de presión más baja. Los productos de fondo de oxígeno líquido crudo se introducen en la columna de presión más baja para el refinamiento adicional. Las corrientes de producto de oxígeno y nitrógeno compuestas de un segundo vapor rico en nitrógeno y los productos de fondo líquidos enriquecidos con oxígeno adicionales se extraen y pueden introducirse en el intercambiador de calor principal y calentarse completamente para enfriar la alimentación entrante. En una aplicación relacionada con la energía, una corriente que contiene oxígeno líquido puede retirarse de la columna de presión más baja y bombearse para producir una corriente líquida presurizada. La corriente líquida presurizada puede después vaporizarse dentro del intercambiador de calor principal para producir el producto de oxígeno presurizado.
En la mayoría de los sistemas de rectificación criogénica, la refrigeración deberá suministrarse para compensar la fuga de calor ambiente, facilitar la operación del intercambiador de calor y producir productos licuados. En la destilación de aire criogénico, el aire de alimentación se comprime en un compresor de aire principal y después se purifica. Parte del aire puede comprimirse adicionalmente, enfriarse parcialmente y después expandirse dentro de un turboexpansor para producir una corriente que puede introducirse por lo menos en parte en las columnas de presión más alta o más baja para impartir la refrigeración en la planta. En los casos donde una fracción del producto se desea a presión sustancial, por ejemplo un producto de oxígeno, otra parte del aire de alimentación puede comprimirse y después enfriarse y licuarse completamente dentro del intercambiador de calor principal para vaporizar la corriente líquida bombeada. La corriente líquida resultante puede expandirse dentro de un expansor líquido para generar una porción de la refrigeración. En otros tipos de plantas, una corriente que contiene nitrógeno puede calentarse parcialmente y después expandirse para producir la refrigeración.
Mientras que aumenta la capacidad de producción, se presenta la necesidad de desarrollar instalaciones de separación de aire que usen los trenes múltiples de separación de aire (frecuentemente duplicado). Esta duplicación de proceso permite un envío en cajas refrigeradas y construcción más rentable. Cada una de tales plantas normalmente usará por lo menos un proceso de turboexpansión de gas para generar la refrigeración necesaria. Las turbinas de afluencia radial normalmente se usan en la separación de aire criogénico. En tales turbinas el diámetro de tales ruedas del expansor aumenta en proporción al índice volumétrico de gas de escape. Esto resulta en un turboexpansor costoso (el cual debe comprarse para cada tren). Además, la turboexpansión frecuentemente es forzada a operar en una relación de expansión y presión regular. Por consiguiente, la eficiencia termodinámica de la refrigeración no es tan alta como la posible proporcionada en el estado de la técnica de las relaciones de expansión.
Las emisiones de refrigeración mencionadas anteriormente (con respecto a diseños convencionales) se combinan para aumentar mensurablemente el costo para producir oxígeno y nitrógeno. La materia objeto de la invención comprende estos problemas integrando los sistemas de refrigeración y preferiblemente usando características de refrigeración/licuación eficientemente altas en una fuente central de refrigeración.
Breve Descripción de la Invención La presente invención proporciona un método para suministrar refrigeración a las plantas de separación de aire dentro de una instalación de planta de separación de aire. De acuerdo con el método, un refrigerante se produce a una temperatura criogénica dentro de un sistema de refrigeración. Las corrientes del refrigerante mientras están a temperatura criogénica se introducen en las plantas de separación de aire todo o una parte de los requerimientos de refrigeración de las plantas de separación de aire se suministran por las corrientes de refrigerante. Según lo utilizado en la presente y en las reivindicaciones, el término, "temperatura criogénica" significa una temperatura que esté debajo de una temperatura de aproximadamente 200 K. Deberá observarse que preferiblemente, la temperatura criogénica deberá estar debajo de 150 K.
El sistema de refrigeración puede ser un licuefactor que produce el refrigerante a temperaturas criogénicas licuando el refrigerante.
El sistema de refrigeración puede operarse en una base intermitente de modo que la producción líquida de las plantas de separación de aire puede incrementarse durante la operación del sistema de refrigeración.
El aire puede separarse dentro de las plantas de separación de aire para producir productos incluyendo un vapor rico en nitrógeno. Una corriente rica en vapor de nitrógeno puede retirarse de por lo menos una de las plantas de separación de aire y licuarse dentro del sistema de refrigeración para producir el refrigerante a temperatura criogénica así como líquido rico en nitrógeno. Las corrientes del refrigerante se introducen en las plantas de separación de aire introduciendo corrientes líquidas ricas en nitrógeno del líquido de nitrógeno en las plantas de separación de aire. A este respecto, la corriente de vapor rica en nitrógeno puede licuarse en el sistema de refrigeración comprimiendo y enfriando una porción del vapor rico en nitrógeno contenido dentro de la corriente de vapor rica en nitrógeno y generando la refrigeración para el enfriamiento, por lo menos en parte, expandiendo otra porción del vapor rico en nitrógeno dentro de un turboexpansor. Además, el aire puede separarse dentro de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire dentro de una unidad de separación de aire que comprende una columna de presión más alta y una columna de presión más baja. Se produce el vapor rico en nitrógeno como una columna superior de la columna de presión más baja y la corriente de vapor rica en nitrógeno se calienta completamente dentro de un intercambiador de calor principal de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire. Por lo menos una de las corrientes líquidas ricas en nitrógeno se introduce en por lo menos la primera de las plantas de separación de aire como reflujo en la columna de presión más alta.
Una corriente líquida rica en oxígeno puede bombearse para producir una corriente líquida de oxígeno bombeada. Por lo menos la parte de la corriente líquida de oxígeno bombeada se vaporiza o seudo-vaporiza dentro del intercambiador de calor principal a través del intercambio de calor indirecto con una corriente de aire comprimido y la corriente de aire comprimido después del intercambio de calor indirecto se introduce en un expansor líquido y después se introduce en por lo menos una de la columna de presión más alta y de la columna de presión más baja, de tal modo que imparte, parte de los requerimientos de refrigeración de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire.
La corriente de aire comprimido puede ser una primera corriente de aire comprimido. Una segunda corriente de aire comprimido puede enfriarse parcialmente dentro del intercambiador de calor principal y expandirse para producir una corriente de salida. La corriente de salida se introduce en la columna de presión más alta para impartir una parte adicional del requerimiento de refrigeración de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire. Por lo menos una de las corrientes líquidas ricas en nitrógeno se introduce en por lo menos la primera de las plantas de separación de aire para aumentar la producción líquida dentro de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire.
Breve Descripción de los Dibujos Aunque la especificación concluye con las reivindicaciones que indican distintamente la materia objeto a tratar a la cual el Solicitante se refiere como su invención, se cree que la invención será entendida mejor con relación con los dibujos anexados en los cuales: La figura 1 es una ilustración esquemática de una instalación de separación de aire para realizar un método de acuerdo con la presente invención; La figura 2 es una ilustración esquemática de una planta de separación de aire usada dentro de la instalación de la figura 1 y La figura 3 es una ilustración esquemática de un licuefactor usado con respecto a la instalación ilustrada en la figura 1.
Descripción Detallada de la Invención Con referencia a la figura 1, se ilustra una instalación de separación de aire que tiene plantas de separación de aire 1 y 2 y un sistema de refrigeración central 3. En la instalación particular, una corriente rica en nitrógeno 4 se utiliza como fluido de trabajo y se licúa dentro del sistema de refrigeración central 3 para producir una corriente refrigerante 5 a una temperatura criogénica. Las corrientes 6 y 7 de la corriente refrigerante 5 se retroalimentan en las plantas de separación de aire 1 y 2 mientras están a temperatura criogénica se suministran todo o parte de sus requerimientos de refrigeración. En la modalidad específica discutida en la presente, las corrientes 6 y 7 son corrientes líquidas ricas en nitrógeno producidas por la licuación de una corriente de vapor rica en nitrógeno. Como tal, el sistema de refrigeración 3 es un licuefactor en la discusión siguiente. Deberá observarse que la presente invención no está limitada a tales modalidades y otros tipos de sistemas de refrigeración son posibles incluyendo el sistema de refrigeración a circuito cerrado que tiene un medio refrigerante que es capaz de producirse a la temperatura criogénica.
Con referencia a la figura 2, se ilustra la planta de separación de aire 1. Una corriente de alimentación de aire 10 se introduce en una planta de separación de aire 1 para separar nitrógeno de oxígeno. La corriente de alimentación de aire 10 se comprime dentro de un primer compresor 12 a una presión que puede estar entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 bar. El compresor 12 puede ser un compresor con enfriador intermedio, de engranaje integral con eliminación de condensado que no se muestra.
Después de la compresión, la corriente de alimentación comprimida resultante 14 se introduce en una unidad de purificación 16. La unidad de purificación 16 como es bien conocida en la técnica, normalmente contiene lechos de alúmina y/o tamiz molecular que opera de acuerdo con un ciclo de adsorción de oscilación de temperatura y/o presión en donde la humedad y otras impurezas de ebullición superiores se absorben. Según lo conocido en la técnica, tales impurezas de ebullición superiores normalmente son, bióxido de carbono, vapor de agua e hidrocarburos. Mientras que un lecho está operando, otro lecho se regenera. Otros procesos podrían utilizarse tal como la refrigeración por contacto directo de agua, refrigeración basada en enfriamiento, contacto directo con agua enfriada y separación de fase.
La corriente de alimentación comprimida y purificada resultante 18 se divide en una corriente 20 y una corriente 22. Normalmente, la corriente 20 está entre aproximadamente 25 por ciento y aproximadamente 35 por ciento de la corriente de alimentación comprimida y purificada 18 y como se ilustra, el resto es la corriente 22.
La corriente 20 después se comprime adicionalmente dentro de un compresor 23 el cual puede comprender nuevamente el compresor con enfriador intermedio, de engranaje integral. El segundo compresor 23 comprime la corriente 20 a una presión que puede comprimirse entre aproximadamente 25 bar(a) y aproximadamente 70 bar(a) para producir una primera corriente comprimida 24. La primera corriente comprimida 24 se introduce después de esto en un primer intercambiador de calor principal 25 donde se enfría en el extremo frío del primer intercambiador de calor principal 25.
La corriente 22 se comprime adicionalmente por un compresor impulsor cargado por una turbina 26. Después de eliminar el calor de la compresión, preferiblemente después del enfriador 28, tal corriente se comprime incluso adicionalmente por un segundo compresor impulsor 29 a una presión que puede estar en el intervalo de entre aproximadamente 20 bar(a) a aproximadamente 60 bar(a) para producir una segunda corriente comprimida 30. La segunda corriente comprimida 30 después se introduce en el primer intercambiador de calor principal 25 en donde se enfría parcialmente a una temperatura en un intervalo de entre aproximadamente 160 y aproximadamente 220 Kelvin y se introduce posteriormente en un turboexpansor 32 para producir una corriente de salida 34 que se introduce en la unidad de separación de aire 50. Como puede apreciarse, la compresión de la corriente 22 podría ocurrir en una sola máquina de compresión. Según lo ilustrado, el turboexpansor 32 está vinculado al primer compresor impulsor 26, ya sea, directamente o por el engranaje apropiado. Sin embargo, también es posible que el turboexpansor 32 esté conectado a un generador para producir electricidad que podría utilizarse en el sitio o dirigido a la rejilla.
Después de que la primera corriente comprimida 24 se ha enfriado dentro del intercambiador de calor principal 25, se expande en una válvula de expansión 45 en un líquido y se divide en las corrientes líquidas 46 y 48 para la introducción eventual en la unidad de columna de destilación 50. La válvula de expansión 45 podría sustituirse por un expansor líquido para generar la parte de la refrigeración.
Los componentes ya mencionados anteriormente de la corriente de alimentación 10, oxígeno y nitrógeno, se separan dentro de una unidad de columna de destilación 50 que consiste de una columna de presión más alta 52 y una columna de presión más baja 54. Se entiende que si el argón es un producto necesario, una columna de argón podría incorporarse en la unidad de columna de destilación 50. Una columna de presión más alta 52 opera a una presión más alta que la columna de presión más baja 54. A este respecto, la columna de presión más baja 54 normalmente opera entre aproximadamente 1.1 a aproximadamente 1.5 bar(a).
La columna de presión más alta 52 y la columna de presión más baja 54 están en una relación de transferencia de calor tal que una columna superior de vapor rica en nitrógeno extraída de la parte superior de una columna de presión más alta 52 como una corriente 56 se condensa dentro de un condensador-recalentador 57 ubicado en la base de la columna de presión más baja 54 contra la ebullición de los productos de fondo de la columna líquida rica en oxígeno 58. En ebullición de los productos de fondo de la columna líquida rica en oxígeno 58 inicia la formación de una fase de vapor ascendente dentro de la columna de presión más baja 54. La condensación produce una corriente líquida que contiene nitrógeno 60 que se divide en las corrientes 62 y 64 que llevan a reflujo la columna de presión más alta 52 y la columna de presión más baja 54 respectivamente, para iniciar la formación de fases líquidas descendentes en tales columnas.
Con respecto al reflujo de una columna de presión más alta 52, además de la corriente 62, la corriente 6 del refrigerante se introduce en una columna de presión más alta 52 después de que la válvula se ha expandido por una válvula 65 a una presión conveniente.
La corriente de salida 34 se introduce en la columna de presión más alta 52 junto con la corriente líquida 46 para la rectificación haciendo contacto con una fase de vapor ascendente de tal mezcla dentro de la transferencia de masa que hace contacto con los elementos 66 y 68 con una fase líquida descendente que se inicia por la corriente de reflujo 62. Esto produce los productos de fondo de la columna de oxígeno liquida crudo 70 y la columna superior rica en nitrógeno que han sido discutidas previamente. Una corriente 72 de los productos de fondo de la columna de oxígeno líquido crudo se expande en una válvula 74 a la presión de la columna de una presión más baja 54 y se introduce en tal columna para el refinamiento adicional. La segunda corriente líquida 48 se pasa a través de una válvula de expansión 76, se expande a la presión de la columna de presión más baja 54 y después se introduce en la columna de presión más baja 54.
La columna de presión más baja 54 se proporciona con la transferencia de masa que hace contacto con los elementos 78, 80, 82, 84 y 85 que pueden ser bandejas o empaques estructurados o empaques aleatorios u otros elementos conocidos en la técnica. Según lo indicado previamente, la separación produce los productos de fondo de la columna líquida rica en oxígeno 58 y una columna superior de vapor rica en nitrógeno que se extrae como corriente 86. Adicionalmente, una corriente de residuos 88 también se extrae para controlar la pureza de la corriente del producto de nitrógeno 86. La corriente de producto de nitrógeno 86 y la corriente de residuos 88 se pasan a través de una unidad de sub-enfriamiento 90. La unidad de sub-enfriamiento 90 sub-enfría a reflujo la corriente 64. La parte de la corriente a reflujo 64, como una corriente 92, puede ser opcionalmente tomarse mientras que un producto líquido y una parte restante 93 pueden introducirse en la columna de presión más baja 54 después de haberse reducido a presión a través de una válvula de expansión 94.
Después de pasar a través de la unidad de sub-enfriamiento 90, la corriente de producto de nitrógeno 86 y la corriente de desgaste 88 se calientan completamente dentro del primer intercambiador de calor principal 25 para producir una corriente de producto de nitrógeno calentada 95 y una corriente de residuos calentada 95. La corriente de residuos calentada 96 puede utilizarse para regenerar los adsorbentes dentro de la unidad de purificación 16. La parte de la corriente de producto de nitrógeno 95 se toma como corriente 4 para la licuación dentro del licuefactor central 3. Además, una corriente líquida rica en oxígeno 98 se extrae de la parte inferior de la columna de presión más baja 54 que consiste de los productos de fondo de la columna líquida rica en oxígeno 58. La corriente líquida rica en oxígeno 98 puede bombearse por una bomba 99 para formar una corriente que contiene oxígeno presurizado 100. Parte de la corriente liquida de oxigeno presurizada 100 puede opcionalmente tomarse como una corriente líquida de producto de oxígeno 102. El remanente 104 puede calentarse completamente en el primer intercambiador de calor principal 25 y vaporizarse para producir una corriente de producto de oxígeno 106 a presión.
La corriente 6 del refrigerante aumentará la producción de productos líquidos, por ejemplo corriente líquida rica en oxígeno 102. La planta de separación de aire 2 podría ser del mismo diseño que la planta de separación de aire 1 y la corriente 7 del refrigerante podría introducirse en tal planta de la misma manera que la corriente 6 del refrigerante. Adicionalmente, la parte de la corriente del producto de nitrógeno tal como la planta de separación de aire 2 podría también alimentarse al sistema de refrigeración central 3. En tal caso, la refrigeración de la planta sería suministrada por el turboexpansor 32 de la corriente 24 dentro de un expansor líquido (en lugar de la válvula de expansión 45) y de la introducción de la corriente 6 del refrigerante en una columna de presión más alta 52. Como puede apreciarse, el sistema de refrigeración central 3 podría operarse en una base intermitente cuando se desea producir productos más líquidos.
Otra posibilidad puede ser que la planta de separación de aire 2 sea diseñada sin el accesorio del impulsor cargado por la turbina del turboexpansor 32 y el segundo compresor impulsor. En tal caso, la corriente 7 del refrigerante estaría suministrando todos los requerimientos de refrigeración de la planta de separación de aire 2. Asumiendo que la válvula de expansión 45 sea sustituida por un expansor líquido, después la corriente 7 del refrigerante estaría suministrando solo parte de los requerimientos de la refrigeración de la planta. Otra posibilidad es introducir la corriente 7 del refrigerante en el intercambiador de calor principal de la segunda planta de separación de aire.
Con referencia a la figura 3, se ilustra el sistema de refrigeración central 3 que es un licuefactor de nitrógeno en el cual el vapor rico en nitrógeno contenido dentro de la parte 4 de la corriente del producto de nitrógeno 95 se comprime y enfría para generar el líquido y la refrigeración para el enfriamiento se genera a través de la turboexpansión de otra parte del vapor rico en nitrógeno. Aunque existen varios diseños que son posibles para tales licuefactores, en el licuefactor específico ilustrado en la figura 3, la parte 4 de la corriente de producto de nitrógeno 95 se comprime en un compresor de alimentación de gas 200 a una presión en el intervalo de 4.8 a 6.2 bar(a). Una corriente reciclada 226 después se combina con la corriente 5 para formar la corriente reciclada combinada 202. La corriente 202 se comprime adicionalmente en un compresor de reciclaje primario 204 a una presión en el intervalo de 35 a 55 bar(a). Los compresores 200 y 204 pueden formar parte de la misma máquina, pueden usar etapas múltiples de compresión de enfriamiento intermedio y/o pueden ser centrífugas, axiales o de tipo desplazamiento positivo.
Después de la compresión, la corriente reciclada combinada 202 después se subdivide en una corriente de expansión caliente 206 y una corriente de presión alta restante 208. La corriente de expansión caliente 206 se turboexpande en la turbina 210 a una presión marginalmente superior a la presión de la corriente de la corriente de reciclaje combinada 202 y después se dirige a una localización de temperatura intermediaria de un intercambiador de calor primario 212.
La corriente de presión alta restante 208 primero se enfría en el intercambiador de calor primario 212 a una temperatura intermedia, entre las temperaturas calientes y frías del mismo, en el intervalo entre aproximadamente 150K y aproximadamente 180K. Después de esto, una corriente de expansión fría 214 se extrae y se expande en el turboexpansor 216 a una presión marginalmente superior a la presión de la corriente de reciclaje combinada 202. Esta corriente después se dirige al extremo frío del intercambiador de calor primario 212. La fracción restante de la corriente 208, corriente 216, se enfría adicionalmente a una temperatura por debajo de la temperatura crítica de nitrógeno y preferiblemente a una temperatura marginalmente superior a la temperatura de vapor saturado de la corriente 6 del refrigerante. La corriente 216 sale del intercambiador de calor primario 212 muy probablemente en un estado de tipo líquido denso sub-frío supercrítico. La corriente 216 después se expande en la válvula 218 o potencialmente en un expansor de fase densa a una presión intermedia y en una fase separada en el recipiente 220. La corriente de fase de vapor resultante 222 después se combina con la corriente de expansión fría 214, después de la expansión, para formar la corriente combinada 224. La corriente combinada 224 se calienta a ambiente junto con la corriente de expansión caliente 206 después de la expansión para formar la corriente de reciclado 226 que después se recicla en el compresor de reciclado primario 204 según lo descrito. Alternativamente las corrientes 206, 214 y 222 podrían dirigirse para separar y distinguir los pasos dentro del intercambiador 212. Tal corriente después puede combinarse cuanto sea necesario.
Aunque el uso de nitrógeno licuado como medio de transmisión de refrigeración se prefiere, existen otras posibilidades. Por ejemplo, una porción del aire impulsado para la licuación del aire podría combinarse después de enfriar con las corrientes de aire frías finales que existen naturalmente en una planta de separación de aire. Además, es posible transferir la refrigeración a un refrigerante/enfriador secundarios tal como un refrigerante de gas mezclado y después dirigir el mismo a varias plantas de separación de aire. Si tales corrientes refrigerantes se utilizaran, después serían introducidas en varias plantas de separación de aire en el intercambiador de calor principal y recirculadas nuevamente al sistema de refrigeración en circuitos de recirculación cerrados. Alternativamente, tal refrigeración se podría impartir a las corrientes extraídas del intercambiador de calor principal. La corriente fría podría después regresarse a las columnas o al intercambiador de calor principal.
La operación de un circuito de refrigeración centralizado puede integrarse con el sistema de almacenamiento de productos/almacenamiento de líquidos. Particularmente, el líquido producido del sistema de refrigeración puede primero enviarse a almacenamiento para la dispersión posterior a las plantas según sea requerido. Alternativamente, un líquido de intercambio tipo intercambiador de calor puede utilizarse para transferir el medio de refrigeración en otro medio. Por ejemplo, el nitrógeno licuado puede vaporizarse contra una corriente de condensación de oxígeno presurizado. El oxígeno licuado después puede enviarse a almacenamiento o a las plantas para la refrigeración de mantenimiento. Parte del líquido generado de un sistema de refrigeración centralizado puede dirigirse para uso fuera de las instalaciones. Si un líquido licuado se envía al almacenamiento de presión baja será naturalmente necesario bombear de forma mecánica el fluido nuevamente en las varias plantas de separación de aire.
Deberá observarse que un enclave puede utilizarse en las plantas múltiples de separación de aire de diferentes tipos (no necesitan ser procesos duplicados). Por ejemplo, una instalación puede diseñarse para suministrar una corriente de nitrógeno de alta pureza, presión alta mientras que otra puede diseñarse para la producción solo de oxígeno. En ambos casos, un sistema de refrigeración centralizado puede utilizarse para suministrar refrigeración a ambos.
Mientras que la presente invención se ha descrito en referencia a una modalidad preferida como sería evidente para los expertos en la técnica, los cambios y adiciones y omisiones numerosas pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención según lo establecido en la reivindicaciones anexas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método de suministro de refrigeración a las plantas de separación de aire localizado dentro de una instalación de la planta de separación de aire, que comprende: producir un refrigerante a una temperatura criogénica con un sistema de refrigeración; e introducir las corrientes del refrigerante mientras están a temperatura criogénica en las plantas de separación de aire todo o parte de los requerimientos de refrigeración de las plantas de separación de aire se suministran por las corrientes del refrigerante.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de refrigeración es un licuefactor que produce el refrigerante a temperaturas criogénicas por licuación del refrigerante.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de refrigeración se opera en una base intermitente de modo que la producción de líquido de las plantas de separación de aire se aumenta durante la operación del sistema de refrigeración.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: el aire se separa dentro de las plantas de separación de aire para producir productos que incluyen un vapor rico en nitrógeno; una corriente de vapor rica en nitrógeno se elimina de por lo menos una de las plantas de separación de aire; la corriente de vapor rica en nitrógeno se licúa dentro del sistema de refrigeración para producir el refrigerante a temperatura criogénica como un líquido rico en nitrógeno; y las corrientes del refrigerante se introducen en las plantas de separación de aire introduciendo corrientes líquidas ricas en nitrógeno del líquido rico en nitrógeno en las plantas de separación.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la corriente de vapor rica en nitrógeno se licúa en el sistema de refrigeración comprimiendo y enfriando una porción de vapor rico en nitrógeno contenido dentro de la corriente de vapor rica en nitrógeno y la refrigeración para el enfriamiento se genera por lo menos en parte expandiendo otra porción del vapor rico en nitrógeno dentro de un turboexpansor.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde: el aire se separa dentro por lo menos la primera de las plantas de separación de aire dentro de una unidad de separación de aire que comprende una columna de presión más alta y una columna de una presión más baja; el vapor rico en nitrógeno se produce como una columna superior de la columna de presión más baja; la corriente de vapor rica en nitrógeno está completamente caliente dentro de un intercambiador de calor principal por lo menos de la primera de las plantas de separación de aire; y por lo menos una de las corrientes líquidas ricas en nitrógeno se introduce en por lo menos la primera de las plantas de separación de aire como reflujo a la columna de presión más alta.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde: una corriente líquida rica en oxígeno se bombea para producir una corriente liquida de oxigeno bombeada; por lo menos parte de la corriente liquida de oxígeno bombeada se vaporiza o seudo-vaporiza dentro del intercambiador de calor principal a través del intercambio de calor indirecto con una corriente de aire comprimido, y la corriente de aire comprimido después de que el intercambio de calor indirecto se introduce en un expansor líquido y se introduce en por lo menos una de la columna de presión más alta y de la columna de presión más baja, de tal modo que imparte parte de los requerimientos de refrigeración de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde: la corriente de aire comprimido es una primera corriente de aire comprimido; una segunda corriente de aire comprimido se enfría parcialmente dentro del intercambiador de calor principal y se expande para producir una corriente de salida; la corriente de salida se introduce en la columna de presión más alta para impartir otra parte del requerimiento de refrigeración de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire; y por lo menos una de las corrientes líquidas ricas en nitrógeno se introduce en por lo menos la primera de las plantas de separación de aire para aumentar la producción líquida dentro de por lo menos la primera de las plantas de separación de aire.
MX2011002596A 2008-09-10 2009-06-19 Metodo de suministro de refrigeracion de separacion de aire. MX2011002596A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/207,757 US9714789B2 (en) 2008-09-10 2008-09-10 Air separation refrigeration supply method
PCT/US2009/047871 WO2010030427A2 (en) 2008-09-10 2009-06-19 Air separation refrigeration supply method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2011002596A true MX2011002596A (es) 2011-08-03

Family

ID=41798065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2011002596A MX2011002596A (es) 2008-09-10 2009-06-19 Metodo de suministro de refrigeracion de separacion de aire.

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9714789B2 (es)
EP (1) EP2331899B1 (es)
CN (1) CN102149998B (es)
BR (1) BRPI0918514A2 (es)
CA (1) CA2736175C (es)
MX (1) MX2011002596A (es)
WO (1) WO2010030427A2 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090320520A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 David Ross Parsnick Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
FR3044747B1 (fr) * 2015-12-07 2019-12-20 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de liquefaction de gaz naturel et d'azote
US20170211881A1 (en) 2016-01-22 2017-07-27 Zhengrong Xu Method and system for providing auxiliary refrigeration to an air separation plant
EP4184100A1 (en) * 2021-11-18 2023-05-24 Linde GmbH Method and cryogenic production arrangement for producing a liqui liquid nitrogen product

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR7606681A (pt) 1975-10-28 1977-11-16 Linde Ag Processo e instalacao para fracionamento de ar
US5139547A (en) * 1991-04-26 1992-08-18 Air Products And Chemicals, Inc. Production of liquid nitrogen using liquefied natural gas as sole refrigerant
FR2702040B1 (fr) * 1993-02-25 1995-05-19 Air Liquide Procédé et installation de production d'oxygène et/ou d'azote sous pression.
FR2704632B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et installation pour la separation de l'air.
FR2723183B1 (fr) * 1994-07-29 1997-01-10 Grenier Maurice Procede et installation de liquefaction d'hydrogene
DE19526785C1 (de) * 1995-07-21 1997-02-20 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung eines gasförmigen Druckprodukts
JP3447437B2 (ja) * 1995-07-26 2003-09-16 日本エア・リキード株式会社 高純度窒素ガス製造装置
DE19609489A1 (de) * 1996-03-11 1997-09-18 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verflüssigung eines tiefsiedenden Gases
US5638698A (en) * 1996-08-22 1997-06-17 Praxair Technology, Inc. Cryogenic system for producing nitrogen
US5758515A (en) 1997-05-08 1998-06-02 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation with warm turbine recycle
EP0908689A3 (en) * 1997-08-20 1999-06-23 AIR LIQUIDE Japan, Ltd. Method and apparatus for air distillation
FR2774753B1 (fr) 1998-02-06 2000-04-28 Air Liquide Installation de distillation d'air comprenant plusieurs unites de distillation cryogenique de meme nature
US5878597A (en) * 1998-04-14 1999-03-09 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with serial liquid air feed
FR2787560B1 (fr) * 1998-12-22 2001-02-09 Air Liquide Procede de separation cryogenique des gaz de l'air
EP1031804B1 (de) * 1999-02-26 2004-02-04 Linde AG Tieftemperaturzerlegung von Luft mit Stickstoff Rückführung
ATE342478T1 (de) 1999-04-05 2006-11-15 Air Liquide Vorrichtung mit variabler auslastung und entsprechendes verfahren zur trennung eines einsatzgemisches
US6260380B1 (en) * 2000-03-23 2001-07-17 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation process for producing liquid oxygen
EP1160528A3 (en) * 2000-05-30 2002-10-16 L'air Liquide, S.A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Automatic control system and method for air separation units
EP1207362A1 (en) * 2000-10-23 2002-05-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the production of low pressure gaseous oxygen
FR2828729B1 (fr) 2001-08-14 2003-10-31 Air Liquide Installation de production d'oxygene sous haute pression par distillation d'air
FR2831953B1 (fr) * 2001-11-05 2004-09-24 Air Liquide Procede de distillation d'air avec production d'argon et installation de distillation d'air correspondante
FR2844344B1 (fr) 2002-09-11 2005-04-08 Air Liquide Installation de production de grandes quantites d'oxygene et/ou d'azote
US7143606B2 (en) * 2002-11-01 2006-12-05 L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etide Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Combined air separation natural gas liquefaction plant
FR2853407B1 (fr) 2003-04-02 2012-12-14 Air Liquide Procede et installation de fourniture de gaz sous pression
EP1544559A1 (de) 2003-12-20 2005-06-22 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US7712331B2 (en) * 2006-06-30 2010-05-11 Air Products And Chemicals, Inc. System to increase capacity of LNG-based liquefier in air separation process
CN101033910B (zh) 2007-04-12 2011-07-27 杭州杭氧股份有限公司 集成空气分离与液化天然气冷量回收***

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0918514A2 (pt) 2015-12-01
CN102149998A (zh) 2011-08-10
WO2010030427A2 (en) 2010-03-18
US9714789B2 (en) 2017-07-25
US20100058805A1 (en) 2010-03-11
WO2010030427A3 (en) 2010-09-16
EP2331899A2 (en) 2011-06-15
CA2736175C (en) 2015-01-20
US20170284735A1 (en) 2017-10-05
CN102149998B (zh) 2014-12-31
EP2331899B1 (en) 2014-08-20
WO2010030427A4 (en) 2010-11-25
CA2736175A1 (en) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100874680B1 (ko) 공기 분리 공정에서의 ｌｎｇ 기반의 액화 장치의생산능력을 높이기 위한 시스템
JP4733124B2 (ja) 加圧気体生成物を生成するための低温空気分離方法
CN100592013C (zh) 利用从液化天然气中提取的冷量生产液氧的空气分离方法
US20080223077A1 (en) Air separation method
US20160025408A1 (en) Air separation method and apparatus
US20090241595A1 (en) Distillation method and apparatus
JP2009509120A (ja) 低温蒸留による空気の分離方法及び装置。
CN102155841A (zh) 低温分离方法及设备
US20200149808A1 (en) Air separation method and apparatus
CN110678710B (zh) 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备
CN102047057A (zh) 分离空气的方法和设备
US20090320520A1 (en) Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
CN101351680A (zh) 低温空气分离法
US20170284735A1 (en) Air separation refrigeration supply method
CN104204699A (zh) 通过低温蒸馏分离空气的方法
MXPA96005403A (es) Metodo y aparato de generacion de nitrogeno
US8191386B2 (en) Distillation method and apparatus
CN105378411A (zh) 生产至少一种空气产品的方法、空分设备、产生电能的方法和装置
US20130086941A1 (en) Air separation method and apparatus
EP0932004A2 (en) Apparatus and method for producing nitrogen
US20160161181A1 (en) Method and device for producing compressed nitrogen
CN105637311A (zh) 通过低温蒸馏分离空气的方法和装置
US20160245585A1 (en) System and method for integrated air separation and liquefaction
TW202140974A (zh) 低溫分離空氣的方法、空氣分離設備以及由至少兩個空氣分離設備組成的聯合裝置
EP1338856A2 (en) Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration