RU2019110847A - Способ криогенного разделения воздуха и установка для разделения воздуха - Google Patents

Способ криогенного разделения воздуха и установка для разделения воздуха Download PDF

Info

Publication number
RU2019110847A
RU2019110847A RU2019110847A RU2019110847A RU2019110847A RU 2019110847 A RU2019110847 A RU 2019110847A RU 2019110847 A RU2019110847 A RU 2019110847A RU 2019110847 A RU2019110847 A RU 2019110847A RU 2019110847 A RU2019110847 A RU 2019110847A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
column
liquid
fluid
oxygen
pressure level
Prior art date
Application number
RU2019110847A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2778193C2 (ru
Inventor
Дмитрий ГОЛУБЕВ
Original Assignee
Линде Акциенгезельшафт
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
Application filed by Линде Акциенгезельшафт filed Critical Линде Акциенгезельшафт
Publication of RU2019110847A publication Critical patent/RU2019110847A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2778193C2 publication Critical patent/RU2778193C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • 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
    • F25J3/04048—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams
    • F25J3/04054—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams of air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • 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
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04175—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities at a pressure of substantially more than the highest 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
    • F25J3/04151—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
    • F25J3/04193—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions
    • F25J3/042—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions having an intermediate feed connection
    • 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
    • F25J3/0423—Subcooling of liquid process streams
    • 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
    • F25J3/04284—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
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low 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
    • F25J3/04406—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
    • F25J3/0446—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 the heat generated by mixing two different phases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
    • 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F25J2200/06—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system in a classical double column flow-sheet, 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
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being 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
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Claims (23)

1. Способ криогенного разделения воздуха с использованием установки (100-900) разделения воздуха, содержащей систему (10) дистилляционных колонн, которая содержит колонну (11) высокого давления, работающую при первом уровне давления, колонну (12) низкого давления, работающую при втором уровне давления, ниже первого уровня давления, и колонну (13) массообмена, работающую при третьем уровне давления, где в колонне (13) массообмена жидкую первую текучую среду с первым содержанием кислорода и газовую вторую текучую среду со вторым содержанием кислорода, ниже первого содержания кислорода, подвергают массообмену друг с другом, газовую третью текучую среду с третьим содержанием кислорода, пониженным по отношению к первому содержанию кислорода, удаляют из колонны (13) массообмена и по меньшей мере частично выгружают из установки (100-900) разделения воздуха, жидкую четвертую текучую среду с четвертым содержанием кислорода, соответствующим по меньшей мере второму содержанию кислорода, удаляют из колонны (13) массообмена и по меньшей мере частично подают в колонну (12) низкого давления, первую текучую среду образуют с использованием по меньшей мере части богатой кислородом жидкости, удаленной из колонны (12) низкого давления, газовую вторую текучую среду образуют с использованием обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и обогащенную кислородом жидкость, удаленную из колонны (11) высокого давления, и кубовую жидкость колонны (13) массообмена смешивают и частично испаряют с помощью конденсатора-испарителя (7), отличающийся тем, что
жидкий поток, который содержит по меньшей мере часть обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и по меньшей часть кубовой жидкости из колонны (13) массообмена, проводят в конденсаторе-испарителе (7) под напором через зону испарения с помощью его собственного давления и частично испаряют в ней,
жидкую пятую текучую среду с пятым содержанием кислорода, между третьим и четвертым содержаниями кислорода, удаляют из колонны (13) массообмена между точкой подачи первой текучей среды и точкой подачи обогащенной кислородом жидкости и по меньшей мере частично подают в колонну (12) низкого давления, и
пятую текучую среду или ее фракцию, подаваемую в колонну (12) низкого давления, подают в колонну (12) низкого давления ниже четвертой текучей среды или ее фракции, подаваемой в колонну (12) низкого давления.
2. Способ по п. 1, в котором ранее сжатое и охлажденное первое количество воздуха дополнительно охлаждают и по меньшей мере частично сжижают в конденсаторе-испарителе (7), где охлажденное и по меньшей мере частично сжиженное первое количество воздуха затем по меньшей мере частично подают в систему (10) дистилляционных колонн.
3. Способ по п. 2, в котором сжатие первого количества воздуха перед по меньшей мере частичным сжижением в конденсаторе-испарителе (7) выполняют до первого уровня давления, до уровня давления выше первого уровня давления или до уровня давления ниже первого уровня давления.
4. Способ по любому из пп. 2 и 3, в котором ранее сжатое и охлажденное второе количество воздуха расширяют до второго уровня давления и подают в колонну (12) низкого давления.
5. Способ по п. 4, в котором сжатие второго количества воздуха перед его охлаждением и его расширением до второго уровня давления
выполняют до уровня давления выше первого уровня давления, где один или более жидких воздушных продуктов удаляют из установки (100-900) разделения воздуха в эквивалентном количестве жидкого азота, которое соответствует до 3,5 мольн. % от количества вещества, подаваемого в общем в систему (10) дистилляционных колонн, или
выполняют до первого уровня давления, где один или более жидких воздушных продуктов удаляют из установки (100-900) разделения воздуха в эквивалентном количестве жидкого азота, которое соответствует до 1,7 мольн. % от количества вещества, подаваемого в общем в систему (10) дистилляционных колонн, или
выполняют до уровня давления ниже первого уровня давления, где один или более жидких воздушных продуктов удаляют из установки (100-900) разделения воздуха в эквивалентном количестве жидкого азота, которое соответствует до 1,0 мольн. % от количества вещества, подаваемого в общем в систему (10) дистилляционных колонн,
где эквивалентное количество жидкого азота в каждом случае определяют, исходя из 1,08-кратного количества удаленного жидкого кислорода плюс количество удаленного жидкого азота.
6. Способ по одному из пп. 2 или 3, в котором ранее сжатое и охлажденное второе количество воздуха расширяют до первого уровня давления и подают в колонну (11) высокого давления, при этом сжатие второго количества воздуха перед его охлаждением и его расширением до первого уровня давления выполняют до уровня давления, который выше первого уровня давления, и один или более богатых азотом сжатых газовых продуктов удаляют из установки (100-900) разделения воздуха в общем количестве, которое соответствует до 30 мольн. % от количества вещества, подаваемого в общем в систему (10) дистилляционных колонн.
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором фракции потока жидкости, который содержит по меньшей мере часть обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и по меньшей мере часть кубовой жидкости из колонны (13) массообмена, которая не испарилась в течение частичного испарения в конденсаторе-испарителе (7), не позволяют протекать снова через зону испарения.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором первую текучую среду образуют, используя кубовую текучую среду из колонны (12) низкого давления.
9. Способ по одному из пп. 1-7, в котором первую текучую среду образуют, используя жидкость, которую удаляют из колонны (12) низкого давления на несколько теоретических или практических тарелок выше дна, где дополнительную жидкость удаляют со дна колонны (12) низкого давления и выгружают из установки (100-900) разделения воздуха.
10. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором кубовую жидкость удаляют из колонны (11) высокого давления и подают неизмененной в составе вещества в колонну низкого давления.
11. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором обогащенную азотом или богатую азотом текучую среду удаляют в газовой форме из колонны (11) высокого давления и затем расширяют с помощью одного или более турбодетандеров.
12. Установка (100-900) разделения воздуха, содержащая систему (10) дистилляционных колонн, которая содержит колонну (11) высокого давления, выполненную для работы при первом уровне давления, колонну (12) низкого давления, выполненную для работы при втором уровне давления, ниже первого уровня давления, и колонну (13) массообмена, выполненную для работы при третьем уровне давления, где установка разделения воздуха (100-900) выполнена для осуществления, в колонне (13) массообмена, массообмена жидкой первой текучей среды с первым содержанием кислорода и газовой второй текучей среды со вторым содержанием кислорода, ниже первого содержания кислорода, друг с другом, для удаления газовой третьей текучей среды с третьим содержанием кислорода, пониженным по отношению к первому содержанию кислорода, из колонны (13) массообмена и по меньшей мере частичной выгрузки указанной третьей текучей среды из установки (100-900) разделения воздуха, для удаления жидкой четвертой текучей среды с четвертым содержанием кислорода, соответствующим по меньшей мере второму содержанию кислорода, из колонны (13) дополнительного массообмена и для по меньшей мере частичной подачи указанной четвертой текучей среды в колонну (12) низкого давления, для образования первой текучей среды с использованием по меньшей мере части богатой кислородом жидкости, удаленной из колонны (12) низкого давления, для образования второй текучей среды с использованием обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и для смешивания и для частичного испарения с помощью конденсатора-испарителя (7) обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и кубовой жидкости колонны (13) массообмена, отличающаяся тем, что
конденсатор-испаритель (7) сконструирован и включен в установку разделения воздуха так, что жидкий поток, который содержит по меньшей мере часть обогащенной кислородом жидкости, удаленной из колонны (11) высокого давления, и по меньшей часть кубовой жидкости из колонны (13) массообмена, проводят под напором через зону испарения с помощью его собственного давления и частично испаряют в ней,
обеспечены средства, которые выполнены для удаления жидкой пятой текучей среды с пятым содержанием кислорода, между третьим и четвертым содержаниями кислорода, из колонны (13) массообмена между точкой подачи первой текучей среды и точкой подачи обогащенной кислородом жидкости, и для по меньшей мере частичной подачи указанной пятой текучей среды в колонну (12) низкого давления, и
обеспечены средства, которые выполнены для подачи пятой текучей среды или ее фракции, подаваемой в колонну (12) низкого давления, в колонну (12) низкого давления ниже четвертой текучей среды или ее фракции, подаваемой в колонну (12) низкого давления.
13. Установка (100-900) разделения воздуха по п. 12, в которой колонна (11) высокого давления и колонна (12) низкого давления соединены друг с другом теплообменным образом с помощью многоуровневого каскадного испарителя или с помощью испарителя (14) с падающей пленкой.
RU2019110847A 2018-04-19 2019-04-11 Способ криогенного разделения воздуха и установка для разделения воздуха RU2778193C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18020162 2018-04-19
EP18020162.6 2018-04-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2019110847A true RU2019110847A (ru) 2020-10-12
RU2778193C2 RU2778193C2 (ru) 2022-08-15

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
AU2019202524A1 (en) 2019-11-07
US20190321772A1 (en) 2019-10-24
BR102019007748A2 (pt) 2019-11-05
ZA201902517B (en) 2020-01-29
CL2019001061A1 (es) 2019-08-30
AU2019202524B2 (en) 2024-06-20
EP3557166A1 (de) 2019-10-23
US11602713B2 (en) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01312382A (ja) 酸素及びアルゴン回収用の充てん塔を用いた空気分離プロセス
JPH0611253A (ja) ガス状酸素を生成するための極低温式空気分離方法及びプラント
JP2002327982A (ja) ３塔式空気分離設備と粗アルゴン塔によるアルゴン製造方法及び装置
US20080289362A1 (en) Process and apparatus for low-temperature air fractionation
CN106468498B (zh) 用于通过低温分馏空气来制备氧气的蒸馏塔***和装置
KR20000052974A (ko) 압축 질소를 생성시키는 방법 및 장치
US20090120128A1 (en) Low Temperature Air Fractionation with External Fluid
US20070044507A1 (en) Process for the recovery of krypton and/or xenon by low-temperature separation of air
CN107238255B (zh) 在空气分离设备中获得空气产品的方法和空气分离设备
US10401083B2 (en) Plant for producing oxygen by cryogenic air separation
CN1116293A (zh) 生产高压氧气的空气沸腾低温精馏***
AU743283B2 (en) Method and installation for air distillation with production of argon
JPH07174460A (ja) 低濃度の重質不純物を含有するよう供給圧力にてガス状酸素生成物を製造する方法
RU2019110847A (ru) Способ криогенного разделения воздуха и установка для разделения воздуха
US10330383B2 (en) Method and device for discharging components that are less volatile than oxygen from an air separation plant
KR20010049391A (ko) 공기 분리용 극저온 증류 시스템
US5704228A (en) Process and device for the evaporation of a liquid flow
CN102016470A (zh) 通过低温蒸馏分离空气的设备和方法
KR20010049393A (ko) 공기 분리용 극저온 증류 시스템
PH26851A (en) Process to ultrapurify liquid nitrogen imported as back-up for nitrogen generating plants
US20130098106A1 (en) Apparatus and process for separating air by cryogenic distillation
US4530708A (en) Air separation method and apparatus therefor
AU2013339789B2 (en) Process for the low-temperature separation of air in an air separation plant and air separation plant
US6311519B1 (en) Process and plant for separating a gaseous mixture by cryogenic distillation
US20230043513A1 (en) Process and plant for provision of oxygen product