Ректификационный аппарат Советский патент 1960 года по МПК B01D3/32 F25J3/02 F28F13/00 

Известен ректификационный аппарат, включающий колонну низкого давления, конденсатор и колонну высокого давления.

В описываемом ректификационном аппарате в отличие от известного на .верхней и нижней решетках конденсатора установлены радиальные перегородки в трубном и межтрубном пространстве аппарата. Коленка высокого давления соединена с кал1ерами межтрубного пространства конденсатора при помощи двух концентрически расположенных труб, снабженных на нижних концах гидравлическими затворами, которые размещены в разлнчйых зонах по высоте колонны. Такое конструктивное выполнение аппарата позволяет использовать в процессе теплообмена всю его установленную поверхность, а также получить различные по концентрации фракции, как испаряющегося кислорода, так и конденсирующегося азота, иоступающего на орощение нижней и верхней колонн.

На фиг. 1 изображена схема )1кационного фиг. 2 - разрез аппарата ио А-А на фиг. ; на фиг. 3 рата по Б-Б на фиг. 1.

Подлежащий разделению газ, в компримированном ном до стадии насыщения состоянии, подается в нижнюю колонну / через штуцер 2. Несконденсированная газовая смесь выходит из нижне колонны / ч:ерез коммуникации S и межтрубное пространство конденсатора 4, протекая через ряд вертикальных камер, отделенных одна or другой радиальными перегородками 5 в трубном и л ежтрубно:м пространстве аппарата. В этих камерах происходит частичная конденсация газовой смеси. Часть конденсата стекает из первых камер через внутреннюю сливную трубу 6, снабженную у нижнего конца гидрозатвоапиарата; на разрез аипаи охлажден№ 128878 2 ром 7, в нижнющ олонну I па одну из нижних ситчатых тарелок. Из прсле; ующйх Kaliep стекает еще часть конденсата по концентричной наружной с ИЕНОй трубе, 8, имеющей гидрозатвор 9, на верхнюю ситчатую тарелку нижней колонны /. В обоих случаях имеет место дальнейшее paefteJieHFffe. Гидрозатворы 7 и 9 размещены на нижних козщах труб 5 и 5 в , зонах по высоте колонны 1.

Из кубовон части нижней колонны / конденсат через адсорбер 10 и соединительную линию П поступает на ситчатую тарелку в нижней части верхней колонны 12 над конденсатором 4 и после дальнейщего разделения неретекает с нижней тарелки в первую в межтрубном пространстве конденсатора. Из этого межтрубного пространства, где в других камерах образуется конденсат с более высоким содержанием легкокипящего компонента, этот конденсат перетекает через соединительную линию 13 в верхнюю колонну на тарелку, расположенную над местом поступления конденсата но линии /7. Из последних камер конденсатора 4, где концентрация легкокипящего компонента в конденсате является максимальной, этот конденсат перетекает но линии /4 на самую верхнюю тарелку коочонны /2. В установках больщой мощности, где жидкий кислород подвергается повторному испарению в вспомогательном конденсаторе, по линии /5 на одну из тарелок колоины 12 также подается конденсат, концентрация которого близка к концентрации для продукта из средних камер конденсатора. В колонне 12 разделение происходит обычным путем. Конденсат, который из нижней тарелки колонны 12 попадает в трубки конденсатора 4, содержиг еще сравнительно больщую примесь легкокипящего компонента и поэтому он подвергается дополнительному выпариванию в последующих камерах, так что в последней камере продукт почти лищен легкокипящего компонента. Каждая камера оборудована небольншми испарительными трубами 16 и большими переливными трубами П в трубах 16 образуется смесь газа и жидкости, перемещающаяся вверх. В трубах 17 пра ктически содержится лишь одна жидкость, так что она благодаря своему вы окому удельному весу стекает сверху вниз. Таким образом каждая .амера выполняет роль отдельного циркуляционного испарителя.

Газовая смесь из отдельных камер имеет разный состав и, поднимаясь, проходит через находящуюся на ситчатых тарелках жидкость. Последняя камера или последние две камеры - в зависимости от необходимой концентрации продукта - герметически (газонепроницаемо) отделены от общего пространства верхней колонны 12. Отсюда отбирается необходимый нродукт через щтуцер 18. Благодаря этому продукт больще не соприкасается с газовой смесью, поступающей в колонну 12; жидкость в отдельных камерах яе смешивается. Зеркало жидкости в этих камерах находится на различном уровие, .понижаясь в направлении потока. При отборе газообразного продукта непосредственно из колонны клапан соединительной линии 19 закрыт. При отборе жидкого продукта этот клапан открыт. В течение часа клапан в соединительных линиях /5 и 5 автоматически открывается и закрывается 1-2 раза. Благодаря этому испарительные трубы 16 в последней каме,ре тщательно промываются и устраняется возможность отложения на них нежелательных кристаллов. Для проверки наличия вредных нриыесей в жидкости в отдельных камерах предусмотрены клапаны 20 для отбора проб. Жидкий продукт отбирается из последней камеры через штуцер; 21.

При выработке высокопроцентного продукта и при еще более низком давлении предварительного разложения к разделительной коло(гне добавляется вспомогательный испаритель. Этот испаритель играет

роль дополнительной разделительной .колонны и обеспечивает повышенную чистоту продукта, что достигается за счет испарения более легкой фракции.

Пред1мет изобретения

1.Ректификационныр; аппарат, включающий колонну низкого дав.ления, конденсатор и колонну высокого давления, отличающийся тем, что, с целью увеличения концентрации кислорода, на верхней и нижней решетках конденсатора в трубном и межтрубном пространствах аппарата установлены ра.а.иалы1ые перегородки, обеспечивающие увеличение использования установленной изверхности теплообмена.

2.Ректификационный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью цодачи флегмы различной концентрации на орощение, колонна высокого давления соединена с камерами межтрубного пространства конденсатора при помощи двух концентрически расположенных труб, снабженных на нижних концах гидравлическими затворами, размеи1енными в различных зонах по высоте колон 1ы.

- 3 -Л 128878