Установки воздухоразделительные высокого давления

Воздухоразделительные установки высокого давления с детандером предназначены для получения жидкого кислорода и азота. В схемах современны.х установок этого типа предусмотрено получение сырого аргона, а в некоторы.ч случаях и неоно-гелиевой смеси. Установки высокого давления с детандеро.м более экономичны по сравнению с установками для получения жидкого кислорода, работающими по циклу низкого давления, т. е. удельный расход энергии на получение 1 кг жидкого кислорода значительно ниже. Применение поршневых детандеров н компрессоров в установках высокого давления может привести к попаданию масла, применяющегося для смазывания цилиндров этих машин, в воздухоразделительный аппарат. Этот недостаток можно устранить заменой поршневого детандера турбодетандером и включением в схему установки блоков адсорбционной осушки или комплексной очистки воздуха. Наличие в этих установках машин, аппаратов и трубопроводов высокого давления усложняет обслуживание и ре.монт оборудования. Принципиальная технологическая схема установки высокого давления с детаиде-ро.м приведена на рис. 36. [c.112]

Разделение воздуха осуществляют главным образом глубоким охлаждением, сжижением и последующей ректификацией. Готовой продукцией воздухоразделительных установок являются газообразные и жидкие кислород и азот. На установках высокого давления кроме кислорода получают аргон и неоногелиевую смесь. Жидкий кислород представляет собой прозрачную голубоват/ю быстро испаряющуюся при комнатной температуре жидкость. При испарении 1 л жидкого кислорода при 20 °С и нормальном давлении образуется 860 л газообразного кислорода. Горючие газы (водород, ацетилен, метан и др.) образуют с кислородом взрывчатые смеси. Смазочные масла, а также их пары, при соприкосновении с чистым кислородом способны к самовоспламенению со взрывом. [c.121]

Выше подробно рассмотрен технологический процесс получения газообразного кислорода на примере наиболее простой установки, работающей по циклу высокого давления. В установках с более сложной технологической схемой используются холодильные циклы низкого и высокого давлений, применяются поршневые детандеры, турбодетандеры, регенераторы, кислородные насосы и другое дополнительное оборудование, что вносит ряд особенностей в процессы пуска и обслуживания таких установок. Эти особенности рассматриваются более кратко, так как основные принципы регулирования процесса в воздухоразделительном аппарате остаются такими же, как для установок высокого давления. [c.601]

Турбодетандеры высокого давления бывают одно- и двухступенчатыми, низкого и среднего давлений — одноступенчатыми. В воздухоразделительных установках находят применение одноступенчатые центростремительные турбодетандеры низкого давления, активные и активно-реактивные. Первые турбодетандеры активного типа начали применяться с 1932 г. С тех пор конструкции их значительно изменились и стали весьма разнообразными. [c.370]

Воздухоразделительные установки, работающие по циклу высокого давления, укомплектовывают многоступенчатыми воздушными компрессорами, к которым предъявляют повышенные эксплуатационные требования. Для смазывания цилиндров и сальников воздушных компрессоров следует применять только масла П-28 (ГОСТ 6480—78) или К-28 (ТУ 38—1—6—66), обладающие высокой термической стабильностью. Расход масла, подаваемого к каждой смазывающей точке цилиндров и сальников компрессора, должен быть строго регламентирован в соответствии с указаниями завода-изготовителя и инструкциями по обслуживанию. Недостаточное смазывание цилиндрово-поршневой группы вызывает преждевременное изнашивание, а слишком обильное смазывание приводит к отложению масла на клапанах, стенках клапанных коробок и в трубопроводах. Под действием высокой температуры масло подвергается термическому разложению и окислению — образуются легкие углеводороды и кокс. Легкие углеводороды, уносимые потоком воздуха в воздухоразделительный аппарат, могут стать причиной взрыва воздухоразделительного аппарата. Обильное отложение кокса может вызвать вспышки масла в трубопроводах и холодильниках и разрушение последних. [c.145]

Цикл высокого давления с однократным дросселированием и предварительным охлаждением применяют как для получения низкотемпературного холода, так и для сжижения газа. В отличие от рассмотренного выше цикла здесь имеется специальный добавочный поток с посторонним криоагентом (например, с аммиаком, жидким азотом). Промежуточное охлаждение в данном цикле осуществляют между температурами Г/ и Т . Этот цикл является более экономичным, чем без предварительного охлаждения, его часто применяют в воздухоразделительных установках, так как предварительное охлаждение воздуха перед теплообменником улучшает показатели холодильного цикла с дросселированием в 2—3 раза. [c.17]

Часто ограничивается подача инертного газа в аппаратуру при аварийных режимах, что исключает надежную работу автоматических систем взрывозащиты опасных процессов. На некоторых предприятиях отсутствует необходимый запас инертного газа для обеспечения взрывобезопасности систем взрывозащиты и средств безопасной остановки технологических процессов при прекращении работы воздухоразделительной установки. Иногда оказываются неработоспособными стационарные системы автоматического пожаротушения на особо взрывоопасных многотоннажных химических производствах и других объектах из-за снижения давления инертного газа в сетях, что создает угрозу взрывов и пожаров. Частые случаи снижения регламентированного давления в трубопроводах инертного газа, связанных с технологическими системами, работающими под высоким давлением, приводят к загрязнению его несовместимыми продуктами, что также может приводить к серьезным авариям. [c.414]

В крупных криогенных установках широко применяется сочетание дроссельного способа охлаждения с детандерным. Так, например, самым распространенным циклом в воздухоразделительных установках, предназначенных для производства жидких кислорода или азота, является цикл высокого давления с детандером. [c.99]

Принципиальная схема базируется на холодильном цикле высокого давления с расширением части воздуха в турбодетандере, предварительным охлаждением част(и воздуха в холодильной установке и циркуляционным азотным контуром низкого давления. Основной воздухоразделительный аппарат построен по схеме двукратной ректификации. [c.36]

Поступающий в систему азот высокого давления (200 ат) делится на три потока дозировочный, добавляемый в очищенную азото-водородную смесь промывной, сжижаемый в змеевике испарителя, и дросселированный (испаряемый в кожухе испарителя), служащий источником низкотемпературного холода. После рекуперации холода в системе азотных теплообменников эта часть азота засасывается компрессором (вместе со свежим азотом из воздухоразделительной установки) и при давлении 200 ат вновь поступает в систему (рис. 7). [c.19]

Необходимый для получения исходного газа методом "тексако" кислород производится в двух воздухоразделительных установках. Для получения на этих установках жидких кислорода и азота они работают по циклу высокого давления (14-21 МПа) холод.образуется за счет последовательного расширения прямого потока в двух детандерах вначале - в поршневом, а затем - в турбодетандере. [c.106]

При стабильных параметрах в нижней колонне приступают к установлению режима работы верхней колонны. Для наиболее экономично работы воздухоразделительной установки необходимо, чтобы в отходящем азоте содержалось минимальное количество кислорода, т. е. коэффициент извлечения кислорода был наибольшим. Это справедливо только при установившемся тепловом режиме установки, когда правильно распределены потоки воздуха между дросселем высокого давления и детандером. Поэтому при установлении режима работы верхней колонны, который соответствует получению жидкого кислорода заданной техническими условиями данного процесса чис- [c.115]

Регулирование процесса ректификации и теплового режима воздухоразделительной установки высокого давления. Давление воздуха на входе в теплообменник-ожижитель поддерживают постоянным, так как колебания давления, даже незначительные, могут привести к нарушению процесса ректификации. [c.116]

Остановка воздухоразделительного аппарата. Различают два вида остановок аппарата кратковременную, так называемую холодную остановку, и остановку на более длительное время со сливом жидкости и отогревом отдельных аппаратов или всей установки. Прежде чем остановить воздушный компрессор и детандер, прекращают подачу отходящего азота потребителю и сырого аргона в газгольдер и открывают вентили сброса азота и сырого аргона в атмосферу. Открыв вентиль слива жидкого кислорода в емкость, снижают уровень в конденсаторе до половины номинального. Вентиль отбора газообразного кислорода регулирования состава аргонной фракции закрывают. Затем останавливают воздушный компрессор и детандер, закрывают вентиль подачи воздуха в теплообменник-ожижитель, воздушный дроссельный вентиль высокого давления и вентиль слива жидкого кислорода в емкость. При прекращении нодачи воздуха в воздухоразделительный аппарат жидкость, находящаяся на тарелках нижней, верхней и аргонной колонн, стекает вниз, и может произойти переполнение испарителя и конденсатора. В этом случае открывают вентили слива жидкости из указанных аппаратов в испаритель быстрого слива, устанавливая необходимые уровни. [c.118]

Для получения кислорода и азота в небольших количествах применяют воздухоразделительные установки, работающие по циклу высокого давления с дросселированием. Их укомплектовывают плунжерным насосом сжиженного газа, который заменяет кислородный компрессор. В настоящее время выпускают воздухоразделительные установки АжК-0,02, К-0,04 и ее модификация АК-0,1. Установка АжК-0,02 предназначена для получения технического кислорода (17 м /ч), газообразного азота (20 м /ч) или жидкого азота (15 дм Уч). Эта установка укомплектована поршневым детандером ДВД-11, который включается в-работу при пуске установки и при получении жидкого азота. Установка К-0,04 предназначена для получения технического кислорода (до 35 м ч). Установка АК-0,1 предназначена для получения технического кислорода (20 м7ч) и газообразного азота (до 100 м /ч>- Преимущество установок с насосом заключается в том, что получаемый сжатый газ не содержит влаги и не требует дополнительной осушки. [c.128]

С увеличением производительности воздухоразделительных установок потерн холода на 1 м перерабатываемого воздуха снижаются, поэтому не требуется сжимать его до высокого или среднего давления. В таких установках воздух делится на два потока первый сжимается до высокого давления и обеспечивает холодопроизводительность процесса, второй (технологический) сжимается до низкого давления, необходимого для процесса ректификации. Холодильный цикл двух давлений использован в отечественных установках К-0,3 К-3,6 КАр-3,6 и др. [c.123]

Содержание двуокиси углерода в воздухе. Двуокись углерода, попавшая в воздухоразделительный аппарат в виде снега, забивает арматуру, ректификационные тарелки. Забивка ею колонны и дроссельных вентилей нарушает нормальную работу установки, вследствие чего блок разделения приходится останавливать на полный отогрев. Поэтому тщательная очистка воздуха от двуокиси углерода является необходимым условием для нормальной работы кислородной установки. Содержание двуокиси углерода в воздухе колеблется в пределах 0,03. .. 0,04 % (по объему). Она замерзает при 216,4 К и давлении 0,528 МПа (тройная точка). При меньшем давлении двуокись углерода переходит из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое, или наоборот — из твердого состояния в газообразное (сублимация). При / = 0,1 МПа температура сублимации 134,1 К. Начало выпадания двуокиси углерода зависит от ее парциального давления в воздухе. Нормальное парциальное давление двуокиси углерода в воздухе 3-10- МПа. При высоком давлении воздуха в блоках разделения парциальное давление двуокиси углерода может достигать 0,006 МПа, поэтому выпадание двуокиси углерода из воздуха в блоке разделения возможно только в твердом виде. [c.90]

ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ [c.120]

Регулирование теплового режима. Тепловой режим воздухоразделительной установки регулируют воздушным дроссельным вентилем. Увеличивая или уменьшая его открытие, изменяют давление воздуха перед блоком разделения, что в установках с циклом высокого давления и дросселированием воздуха является средством изменения холодопроизводительности цикла. Изменение теплового баланса блока разделения при возрастании или уменьшении холодопотерь немедленно сказывается на изменении уровня жидкого кислорода в конденсаторе, поскольку уровень жидкости в испарителе поддерживается постоянным. Понижение уровня кислорода в конденсаторе указывает на возрастание холодопотерь для восстановления прежнего уровня необходимо повысить давление после компрессора. Повышение уровня жидкости в конденсаторе, наоборот, указывает на избыток холода, и давление воздуха в цикле должно быть снижено. [c.597]

Удельный расход энергии в воздухоразделительных установках среднего давления ниже, чем в установках высокого давления, так как они работают по циклу среднего давления с расшире- [c.121]

Получение чистого аргона. Очистка аргона от примесей азота и примесей водорода производится методом низкотемпературной ректификации. Колонна, предназначенная для этой цели (колонна чистого аргона), размещается либо внутри кожуха основного воздухоразделительного аппарата, либо вне его (в установке типа БРА-2). В первом случае покрытие потерь холода колонны и обеспечение ее флегмой осуществляется за счет резервов холода основного аппарата, во втором случае — за счет эффекта дросселирования воздуха высокого давления и технического аргона. [c.173]

В установках большой производительности холодопотери на 1 перерабатываемого воздуха меньше, поэтому в них возможно сжимать до высокого давления не весь перерабатываемый воздух, а только часть его. Холодопроизводительность цикла, получаемая при расширении в детандере только части сжатого воздуха, достаточна для компенсации холодопотерь воздухоразделительного аппарата. Удельный расход энергии на получение кислорода при этом значительно уменьшается. [c.182]

Установки низкого давления. В установках низкого давления, где часть воздуха вводится в газообразном виде в ВК, применяется такая же схема подключения аргонной колонны к основной воздухоразделительной колонне, как и в установках с холодильным циклом высокого давления (см. рис. 20). При значительных количествах газообразного воздуха, подаваемого в верхнюю колонну (Д 0,2 кмоль/кмоль п. в.), вследствие уменьшения флегмового числа в секции I ВК (рабочая линия в диаграмме х—у для аргона имеет меньший наклон к оси X, чем кривая равновесия) в отходящем азоте даже при очень большом числе тарелок должно содержаться значительное количество аргона. Малое флегмовое число в секции V ВК затрудняет получение фракции с большим содержанием аргона. Количество паров обогащен- [c.149]

Действительный расход энергии в воздухоразделительных установках намного больше теоретического, так как для предварительного сжижения воздуха перед его разделением на составные части и возмещения потерь холода в этих условиях приходится сжимать воздух в компрессоре до значительно более высоких давлений. [c.89]

А—основной (кислородный) цех Б—цех компрессии В—цех наполнения баллонов Г—цех очистки инертных газов Л—отделение газификации /—камера воздушных фильтров 2—воздушный турбокомпрессор 5—оборудование очистки и осушки воздуха 4—воздухоразделительный блок 5—кислородный газгольдер 5—< —кислородные компрессоры 5—блоки осушки кислорода —реципиенты (хранилища) высокого давления /7—редукторы кислорода У2 —наполнительные рампы —оборудование для очистки и обогащения криптона i i—установка для очистки аргона от кислорода /5—стационарная емкость жидкого кислорода [c.150]

Рассмотрим особенности технологического процесса получе ния кислорода на примерах типовых воздухоразделительных установок. Рассмотрение начнем с наиболее простого примера— установки высокого давления с дросселированием. [c.590]

В жидком кислороде ацетилен должен отсутствовать. При юявлении следов ацетилена в жидкости конденсатора, не превы-дающих 0,4 см /л, адсорбер следует переключить. Если содержа- иe ацетилена превышает эту величину, то воздухоразделительный аппарат нужно перевести на отогревание. В крупных установках технического кислорода на потоке воздуха из турбодетандера в олонну высокого давления устанавливают газовые адсорберы, юглощающие ацетилен и другие углеводороды из газообразного юздуха при низких температурах. [c.125]

На основе разработанного типового ряда созданы детандеры среднего давления ЗаД-18/40 и ЗаД-11/50 для воздухоразделительных установок АК-1,5 и К-0,4 и детандер высокого давления ЗаД-6/200, используемый для ожижительной установки ВЖ-0,02 на линии циркуляции азота или взамен детандера ДВД-70/180 для комплектации воздухоразделительных установок. Эти детандеры спроектированы на единой шатунно-кривошипной базе ЗаД с максимальным усилием 10 Т и скоростью вращения вала до 400 об/мин. Поршни снабжены уплотнительными кольцами из армированного фторопласта с графитом и работают без смазки. Клапаны-прямоточные. [c.353]

Пуск и обслуживание установки с кислородным насосом, а т ак-же наладка и регулирование ее режима в основном производятся в той же последовательности и теми же приемами, что и установок без насоса. Схема потоков при пуске установки высокого давления с насосом показана на рис. 12.4. Вентили на линии отвода кислорода должны быть открыты для охлаждения насоса 1 и кислородной трубки теплообменника 2 потоком газа, отходящего из колонны. Насос пускают после того, как воздухоразделительный аппарат будет полностью охлажден и в нем накопится достаточное количество жидкости, а также установится режим ректификации. Вначале насос включают с наименьшей нагрузкой (по отбираемому кислороду), а затем нагрузку постепенно увеличивают до нормальной. [c.609]

На воздухоразделительных установках, работающих по циклу высокого давления и не оснащенных блоками комплексной очистки воздуха цеолитом, применяют щелочную очистку воздуха от двуокиси углерода в скрубберах или дека-рбонизаторах. Скрубберы и декарбонизаторы включают, как правило, после первой или второй ступени компрессора, подающего воздух в воздухоразделительный аппарат. Декарбонизаторы применяют для очистки воздуха в малых кислородных установках. При подаче воздуха в более крупные установки для его очистки применяют скрубберы. [c.150]

Чистый азот засасывается азотным код1прессором 20 из воздухоразделительной установки и сжимается до 26—30 ат, после чего часть сжатого азота отбирается на дозировку азото-водород-ной смеси, а остальное количество сжимается до 200 ат и поступает на установку отмывки газа от окиси углерода жидким азотом. Сжатый до 200 ат азот охлаждается от 35 до 5° С в предам-миачном теплообменнике 15 фракцией СО, После этого азот высокого давления проходит маслоотделитель 16 и поступает в аммиачные холодильники 17, где охлаждается испаряющимся аммиаком до —40° С. [c.173]

Для получения холода в азотной устаноше применен цикл высокого давления ( 21 МПа) с предварительным охлаждением фреоном и расширением части потока азота высокого давления, так же, как и в воздухоразделительной установке, вначале в поршневом детандере, а затем в турбодетандере. На азотной установке используют также холод, получающийся при испарении жидкого кислорода. [c.106]

Одним из первых типов теплообменников, применявшихся в воздухоразделительных установках, был так называемый теплообменник типа Гэмпсона. Такой теплообменник состоит из пучка медных трубок небольшого диаметра, навитых на оправку и помещенных в кожух цилиндрической формы. Теплообменники такого типа применяются главным образом при большом отношении давлений сжатого газа и обратного потока. Газ высокого давления проходит по трубкам, а обратный поток низкого давления— между ними, обтекая их в поперечном направлении. Теплообменник с поперечным обтеканием трубок плохо приспособлен для очистки газа. Отложение примесей можно допустить только на наружной поверхности трубок, поэтому использование теплообменников такого типа в качестве переключающихся затруднительно. [c.221]

Насос в воздухоразделительных установках высокого давления позволяет получить на выходе из установок сухой газ. Криогенную жидкость отбирают из колонны и насосом нагнетают в теплообменники. После испарения и нагнетания в результате теплообмена со сжатым воздухом, подаваемым в блок разделения, кислород или азот поступают в баллоны или через трубопроводы потребителю под необходимым давлением. В установках с жидкостным насосом к обычным потерям от притока теплоты через изоляцию и от недорекупе-рации добавляются потери, связанные с работой приток теплоты извне за счет теплопроводности частей насоса и трения в насосе работа нагнетания в насосе, т. е. работа, затрачиваемая на преодоление давления газа в баллоне или трубопроводе изотермический дроссель-эффект сжатого кислорода. [c.121]

Регулирование теплового режима. Тепловой режим воздухоразделительной установки регулируют воздушным дроссельным вентилем. Увеличивая или уменьшая его открытие, изменяют давление воздуха перед блоком разделения, что в установках с щ1Клом высокого давления и дросселированием воздуха является средством изменения холодопроизводительности цикла. [c.592]

Газообразный азот с молярной долей 99,998% N2, получаемый на воздухоразделительной установке, сжимается до давления 2,6—2,8 МПа. ЗаРгем для получения азотоводородной смеси стехиометрического состава (75 % Н2 и 25 % N2) часть азота отбирается и дозируется в азотоводородную смесь, выходящую из агрегата очистки конвертированного газа. Остальное количество азота сжимается до 19,6 МПа и, пройдя масляные фильтры высокого давления, поступает в блок предварительного охлаждения азота. Сначала азот высокого давления охлаждается до 248—255 К в одном из двух попеременно работающих предаммиачных теплообменников М, а затем охлаждается до 228-235 К в одном из аммиачных теплообменников 15 жидким аммиаком, кипя-итим при температуре 223 К. Одновременно с охлаждением азота в этих теплообменниках производится его осушка. Содержащиеся в азоте влага и масло вымерзают в трубках теплообменника, которые по мере забивки их льдом переключаются. Окончательная осушка азота и очистка его от масла осуществляются при прохождении потоком азота маслоотделителя 14, фильтра тонкой очистки от масла 13 и адсорбционного блока осушки 12. Сухой и очищенный от масла азот при температуре 228-235 К затем поступает в криогенный блок. Пройдя по трубкам теплообменника 11, поток азота охлаждается до 85-93 К и затем дросселируется до давления 2,6-2,8 МПа. При этом давлении азот подается в змеевик, находящийся в межтрубном пространстве конденсатора-испарителя 8, в котором он охлаждается кипящей окисьуглеродной фракцией до 83-84 К и сжижается. Образовавшаяся жидкость из змеевика поступает на верхнюю тарелку промывной колонны 9. [c.84]

Установки отмывки жидким азотом синтез-газа высокого давления для производства аммиака. В работах [107, 108] отмечается, что когда исходным сырьем для получения азотоводородной смеси служит уголь или мазут, которые перерабатываются путем газификации с использованием кислорода, получаемого на воздухоразделительной установке, то на заключительной стадии очистки смеси Hj—Nj в ряде случаев целесообразно использовать промывку смеси жидким азотом. [c.90]

Кроме того, весьма важным является вопрос возврата и полезного использования максимально возможного количества энергии, затраченной на сжижение газа. Здесь в зависимости от особенностей технологической схемы установки возможны различные решения передача холода СПГ в теплообменниках при низком давлении регазификации промежуточному теплоносителю или сжижаемому газу регазификация СПГ при высоком давлении с последующим расширением в детандерах, получением работы при расширении и использованием холода для охлаждения технологических потоков воздухоразделительной установки включение в схему воздухоразделительной установки низкотемпературного компрессора либо использование природного газа после регазификации (при выходе его из криогенного блока или установки регазифика- [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология