При получении технического кислорода колонна однократной ректификации работает неэкономично, так как вместе с азотом в атмосферу выбрасывается около 30 % кислорода, содержащегося в перерабатываемом воздухе. Это происходит потому, что верхняя тарелка колонны орошается жидким воздухом, пар над которым теоретически содержит 7 % кислорода. Для уменьшения потерь кислорода необходимо орошать верхнюю тарелку жидким азотом, что и делают в колонне двукратной ректификации.
Двукратная ректификация:
Колонну двукратной ректификации применяют для полного извлечения кислорода из воздуха (рисунок 1.2)
Аппарат состоит из колонны высокого давления (нижней колонны), работающей под давлением 0,55÷0,60 МПа, и колонны низкого давления (верхней колонны), работающей под давлением 0,13÷0,14 МПа.
В нижней колонне происходит предварительное разделение воздуха с получением флегмы, обогащенной азотом. Если воздух поступает в колонну в состоянии, близком к сухому насыщенному пару с давлением 0,55÷0,70 МПа, то его подают непосредственно в куб колонны.
Пар с верхней тарелки нижней колонны, обогащенной азотом, подается в конденсатор-испаритель, где конденсируется в результате теплообмена с кипящим жидким кислородом. Из конденсатора-испарителя жидкий азот поступает на орошение тарелок нижней колонны, а азотная флегма отбирается из карманов нижней колонны, дросселируется до давления 0,13 МПа и подается на орошение тарелок верхней колонны.
Обогащенная кислородом жидкость из куба нижней колонны дросселируется до давления 0,13÷0,14 МПа и подается в середину верхней колонны. В результате ректификации в верхней колонне в межтрубном пространстве конденсатора собирается жидкий кислород с объемной долей 99,5÷99,8 %. Его пары частично поднимаются вверх по колонне, участвуя в процессе ректификации. Часть паров кислорода отводится потребителю. Азот с объемной долей 97÷98 % собирается в верхней части низкого давления и отводится потребителю или выбрасывается в атмосферу.
СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ………………… 5
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………… 6
1 Литературный обзор………………………………………….……….. 8
1.1 Основные методы получения продуктов разделения воздуха… 8
1.1.1 Адсорбционный метод……………………………………… 8
1.1.2 Мембранный метод………………………………………….. 11
1.1.3 Криогенный метод…………………………………………… 12
1.2 Применение газов воздухоразделения …………………. 21
1.3 Общая характеристика производственного объекта…………… 22
2 Технологическая часть ………. 23
2.1 Выбор и обоснование технологической схемы………………… 23
2.2 Характеристика сырья и готовой продукции …… 24
2.3 Технологическая схема производства с описанием……………. 28
2.4 Материальный баланс производства…………………………… 32
2.5 Расчет количества тарелок колонны……………………………. 34
3 КИП и автоматизация производства…………………………………. 37
3.1 Общие сведения о КИП………………………………………….. 37
3.2 Контроль и автоматизация технологического процесса……… 38
3.2.1 Описание системы управления……………………………… 43
4 Механическая часть ……………………………………………….. 45
4.1 Механический расчет колонны МВ-19/65………………………. 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………. 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……..……………….. 49
