Способ разделения воздуха Советский патент 1980 года по МПК F25J3/04 

Известен также способ разделения воздуха, где ожижение газообразного кислорода осуществляют с помощью теплообмена его с жидким обогащенным воздухом после его дросселирования 3.

Недостаток такого способа заключается в том, что для конденсации кислорода требуется значительная часть сдросеелированной кубовой жидкости, что ведет к больщому степени извлечения кислорода, и поэтому неэффективно.

Целью изобретения является увеличение выхода продукционного кислорода.

Указанная цель достигается тем, что переохлаждение жидкого кислорода осуществляют при его теплообмене с жидким обогащенным воздухом после его дросселирования перед вводом в верхнюю колонну.

Это устраняет необходимость в использовании для переохлаждения жидкого кислорода части жидкого азота, а следовательно, позволяет увеличить количество жидкого азота, подаваемого в верхнюю часть верхней колонны, что улучщает процесс ректификации в верхней колонне.

На чертеже приведена схема узла ректификации, реализующего предлагаемый способ.

Узел ректификации включает нижнюю колонну 1, конденсатор-испаритель 2, верхнюю колонну 3, переохладитель 4 жидкого азота, переохладитель 5 обогащенного воздуха, переохладитель 6 жидкого кислорода, дроссель 7 жидкого азота и дроссель 8 обогащенного воздуха.

Способ осуществляется следующим образом.

Воздух подают в нижнюю колонну 1 аппарата двукратной ректификации, где происходит его разделение на жидкий азот и обогащенный кислородом жидкий воздух. Жидкий азот переохлаждают газообразным азотом, выводимым из верхней колонны 3, в переохладителе 4, после чего дросселируют в дросселе 7 и вводят в верхнюю часть

колонны 3. Обогащенный воздух переохлаждают в переохладителе 5 газообразным азотом, нагретым в переохладителе 4, дросселируют в дросселе 8 и направляют в переохладитель 6 на теплообмен с жидким кислородом, отбираемым из конденсатораиспарителя 2. В результате теплообмена в персохладителе 6 происходит переохлаждение жидкого кислорода за счет частичного

испарения обогащенного воздуха. Затем жидкий кислород выводят из узла ректификации, а обогащенный воздух подают в среднюю часть верхней колонны 3. В верхней колонне происходит окончательное разделение воздуха на жидкий кислород и газообразный азот.

Формула изобретения

Способ разделения воздуха путем двукратной ректификации, включающий предварительное разделение воздуха в нижней колонне на жидкий азот и обогащенный кислородом воздух, переохлаждение жидкого воздуха при теплообмене его с газообразным азотом, отводимым из верхней колонны, дросселирование жидких азота и обогащенного воздуха в верхнюю колонну и окончательное разделение воздуха в верхней колонне на газообразный азот и жидкий кислород с последующим его переохлаждением, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхот,а кислорода, переохлаждение его осуществляют путем теилообмена с дросселированным обогащенным воздухом перед вводом в верхнюю колонну.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Иод ред. В. И. Епифановой

н др. М., 1973, т. I, с. 200.

2.Кислородное и криогенное мащиностроение. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1968, серия ХМ-6, вып. 1, с. 5.

3.Бродянский В. М. и др. Ироизводство кислорода, М., 1970, с. 241-242, рис. 172.