СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Советский патент 1973 года по МПК F25J3/02 

1

Известен способ разделения газовых смесей, например воздуха, низкотемпературной ректификацией, включающий предварительное разделение смеси с получением азотной и кислородной фракции, ее конденсацию и окончательное разделение смеси с использованием сконденсированной азотной фракции в качестве флегмы.

С целью уменьшения расхода энергии по предлагаемому способу дополнительное ежатие азотной фракции проводят при низких температурах и конденсируют сжатую азотпую фракцию за счет испарения низкой фракции, полученной при окончательном разделении смеси.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа с применением адиабатической ректификации в колонне низкого давления и в колонне предварительного разделения; на фиг. 2 - то же, с применением конденсационно-испарительной пеадиабатической колонны в отгонной части колопны окончательного разделения.

Сжатый в компрессоре 1 воздух охлаждают и очищают от конденсирующихся примесей в теплообменном устройстве 2 с применением любого из способов для обеспечения незабиваемости узла теплообмена, например, очистки части воздуха в адсорбере 3.

Большую часть воздуха подают в колонну

4предварительного разделения или в конденсационную секцию 5 неадиабатической колонны 6 окончательного разделения.

Меньшую часть воздуха подогревают в теплообменнике 7, смешивают с петлевым потоком воздуха из узла теплообмена и расширяют с отдачей внешней работы в турбодетандер 8, после чего подают в колонну окончательного разделения 9 или 6 в качестве газового питания.

В колонне предварительного разделения 4 или в конденсационной секции 5 воздух делится на азотную и кислородную фракцию. Азотная фракция под давлением предварительного разделения поступает на дожатие в холодный компрессор 10, после чего охлаждается до температуры, близкой к насыщению, в теплообменнике 7 за счет нагрева воздуха, поступающего па детандер 8.

Охлажденный и сжатый азот используют в качестве теплоносителя в конденсаторе - испарителе // колонпы окончательного разделения 9 или 6.

Сконденсированный жидкий азот охлаждают в теплообменнике 12 и дросселируют через вентиль 13 в качестве флегмы в колонну

5или 6.

Богатую кислородом жидкость из коло)1ны 9 или секции 5 охлаждают в теплообменнике

14 и через вентиль 15 дросселируют в качестве жидкого питания в колонну.

В колонне происходит окончательное разделение воздуха на кислород и азот, причем в схеме отгонная часть колонны 6 работает в неадиабатических условиях как испарительная секция.

Турбодетандер 8 и холодный компрессор 10 располагают на одном валу и снабжают общим приводом от мотора-генератора.

Предмет изобретения

Способ разделения газовых смесей, например воздуха низкотемпературной ректификацией, включаюо1ий предварительное разделение смеси с получением азотной и кислородной фракций, дополнительное сжатие азотной фракции, ее конденсацию и окончательное разделение смеси с использованием сконденсированной азотной фракции в качестве флегмы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода энергии, дополнительное сжатие азотной фракции проводят при низких температурах и конденсируют сжатую азотную фракцию за счет испарения жидкой фракции, полученной при окончательном разделении смеси.

-3