Конструкция ректификационных колонн

систем управления ректификационной колонной» [13] приведены основные направления и технологии переработки нафти. Данное издание в отличие от более традиционных эмпирических и теоретических подходов знакомит с практической сферой, представив количественные методы проектирования, полезность и валидность которых была продемонстрирована в ходе сотен реальных приложений. Таким образом, данный труд особо полезен специалистам для повышения квалификации, в том числе для инженеров-химиков и тех, кто прошел обучение в других областях.
В докладе на проводимом симпозиуме МФБ в Бортмуне, Великобритании была представлена работа автора К. МакГриви [14] «Динамика и управление химических реакторов и ректификационных колонн», в которой описаны последние результаты академических и промышленных исследований в области управления, моделирования и динамики двух наиболее фундаментальных составляющих всего химико-машиностро-ительного комплекса. При этом описаны основные реакторы с неподвижным слоем, газофазные и трубчатые реакторы, печи термического крекинга и ректификационные колонны, относящиеся ко всем основным областям химического машиностроения, включая нефтехимию и химическое производство в больших объемах.


Согласно данных представленного изобретения под названием «Двухколонный процесс разделения воздуха с гибридной верхней колонной»
авторов: Изобретателей: Ричарда А.Виктора, и Майкла Дж. Локкета из США. Патент US4838913A [6] - Система разделения воздуха с двойной ректификационной колонной и связанной с ней колонной с аргоном, имеет гибридную верхнюю колонну, содержащую как тарелки, так и насадку определенной конструкции, в которой верхняя колонна содержит, по существу, исключительно насадку ниже отвода сырья из колонны с аргоном .
Часто используемая система для разделения смеси текучих сред, такая как криогенное разделение воздуха, представляет собой колонный аппарат с двойной ректификацией. Разделение осуществляется путем пропускания жидкости и пара в противотоке через колонну.
Соответственно, целью настоящего изобретения является создание двухколонного устройства для ректификации воздуха, позволяющего снизить требования к сжатию сырья.
Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства для двухколонной ректификации воздуха, позволяющего снизить требования к сжатию сырья без необходимости значительного увеличения стоимости или снижения надежности.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить двухколонное устройство для ректификации воздуха с аргоновой колонной, позволяющее снизить требования к сжатию сырья, не вызывая выделения неочищенного аргона ниже атмосферного, существенно увеличивая затраты на аргоновую колонну или существенно снижая надежность аргоновой колонны.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение процесса разделения воздуха в двойной колонне, имеющего пониженные требования к сжатию сырья, без необходимости значительного увеличения стоимости или снижения надежности.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить процесс разделения воздуха в двойной колонне с извлечением сырого аргона при давлении выше атмосферного без необходимости значительного увеличения стоимости или снижения надежности.
В частности, может быть выгодным также использовать насадку в верхней части колонны более низкого давления выше точки отвода отработанного азота, поскольку эта секция колонны имеет относительно небольшой разделительный объем.
Таким образом, дополнительная экономия энергии, связанная с использованием насадки, может быть получена при относительно низких капитальных затратах. Элементы, контактирующие с паром и жидкостью в колонне высокого давления и колонне аргона, могут быть по существу исключительно тарелками, по существу исключительно упаковка или любая комбинация лотков и упаковки.
Однако, в зависимости от давления потока сырья в колонну с аргоном, колонна с аргоном должна иметь достаточную насадку для обеспечения условий над атмосферой в верхней части колонны с аргоном.
Позволяя достичь очень большого снижения потребности в энергии сжатия с помощью только небольшого количества насадки, изобретение позволяет эксплуатировать большую часть двухколонной установки и аргоновой колонны с тарелками, что позволяет значительно снизить капитальные затраты, а также значительно снизить эксплуатационные расходы. Это особенно актуально, когда существующая установка с лотками модернизируется, поскольку вложения в лотки уже сделаны. В этой ситуации только небольшая часть установки нуждается в замене на насадку, но при этом достигается очень значительное снижение затрат на электроэнергию.
Согласно данных представленных изобретателем Грэм. Э. Симпсон на тему «Способ и устройство газовых смесей» за номером патента US2547177A [7].
Это изобретение относится к способу и устройству для разделения тройных газовых смесей с относительно низкой температурой кипения на их составляющие посредством низкотемпературной ректификации, и, более конкретно, к низкотемпературному разделению воздуха для получения продуктов кислорода, азота и аргона с одновременным устранение некоторых нежелательных примесей с более высокой температурой кипения, которые присутствуют в исходной газовой смеси или воздухе в очень небольших количествах.
Как указано в патенте США № 2287158, выданном EF Yendall, остаточные примеси диоксида углерода и углеводородов в воздухе могут быть удалены перед низкотемпературной ректификацией воздуха путем очистки воздуха после его охлаждения примерно до температуры конденсации с фракцией жидкий воздух для захвата примесей в жидком воздухе. Воздух без примесей может быть ректифицирован, но примеси должны быть удалены из жидкой фракции.
Согласно вышеупомянутому патенту удаление примесей осуществляется путем испарения большей части жидкости, содержащей примеси, путем теплообмена с газообразным кислородным продуктом с получением жидкого кислорода.
Концентрированный остаток выпаривания удаляют и выбрасывают/
Стоит выделить следующее:
- что описанные системы эффективны в том, что охлаждение, содержащееся в скрубберной жидкости, возвращается.
- Вспомогательная колонна по существу саморегулируется, и производство аргона очень просто регулируется путем регулирования отвода на клапане.
- Практически отсутствует вмешательство между регулировками для контроля чистоты и извлечения кислорода и регулировками для производства аргона, а удаление аргона упрощает получение кислорода высокой чистоты с хорошим выходом.
Cогласно данных патента US3751933A [8] авторов Мисаренко С, Цитрин Л., Борзенко Е., Головко Г.,Мальченко В, Балабаева Г. на тему «Метод разделения воздуха на кислород и аргон» является эффективным при этом:
Способ разделения воздуха на кислород и аргон в колоннах двойной ректификации с отводом жидкого или газообразного кислорода и одновременным получением аргона путем отвода фракции сырого аргона с одной из тарелок верхней ректификационной колонны, позволяет часть потока жидкого кислорода возвращтить в указанную ректификационную колонну на ее тарелку, расположенную ниже зоны отвода фракции сырого аргона, посредством чего создается принудительный циркуляционный поток жидкого кислорода.
Однако недостатком известного способа является то, что чистота получаемого таким образом кислорода недостаточно высока для обеспечения