Cтраница 2
Решение задачи получения аргона на установках технологического кислорода будет различным в зависимости от схемы воздухоразделительной установки, но в любом случае должны быть созданы такие условия, которые обеспечивали бы: 1) минимальные холодопотери, так как в этом случае уменьшается поток газа, расширяемого в турбодетандере, что позволит в большей мере форсировать работу воздухоразделительного аппарата и. Последнее требование может привести к увеличению числа тарелок в верхней колонне воздухоразделительного аппарата, что благоприятно сказывается на составе аргонной фракции. [16]
Ректификация в верхней колонне при извлечении сырого аргона существенно зависит также от колебания уровня жидкого кислорода в основном конденсаторе и величины сопротивления регенераторов. При значительной разности сопротивлений азотных регенераторов каждое переключение их вызывает заметное изменение давления в верхней колонне, а следовательно, и состава аргонной фракции. [17]
Состав продукционного кислорода: 99 / о кислорода, 1 % азота и аргона. Состав отбросного азота: 99у0 азота ( и аргона), % кислорода. Состав аргонной фракции: 11 5 / в аргона. Состав продуктов разделения, получаемых в нижней колонне: Жидкость испарителя - 62J / азота ( и аргона), 38 % кислорода. Азот в карманах - 98 / о азота ( и аргона), 2 % кислорода. [18]
Поэтому аргонную фракцию отбирают в точке, находящейся примерно на трети высоты верхней колонны, и отводят в специальную колонну. Состав аргонной фракции: 10 - 12 % аргона, до 0 5 % азота, остальное - кислород. В аргонной колонне, присоединенной к основному аппарату, получают аргон с примесью 3 - 10 % кислорода и 3 - 5 % азота. В промышленных масштабах ныне получают аргон до 99 99 % - ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачного производства - из азота, оставшегося после того, как большую его часть связали водородом. [19]
Состав аргонной фракции при изменении соотношений потоков в колонне меняется гораздо больше, чем состав продуктов разделения - кислорода и азота. Аналогично изменяется и содержание других компонентов - азота и аргона. Поэтому всякая тенденция к изменению состава пара и жидкости в колонне может быть обнаружена прежде всего по составу аргонной фракции. Работу ректификационной колонны низкого давления кислородно-аргон-ных аппаратов регулируют, как правило, по составу аргонной фракции, а результаты анализов газообразных кислорода и азота используют только в качестве контрольных. [20]
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 подачи 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. [21]
Расстройство режима работы аргонной колонны вследствие повышенного содержания азота в сыром аргоне объясняется увеличением содержания азота в парах, поступающих в конденсатор аргонной колонны. В этом случае разность температур обогащенных азотом паров и подаваемой в конденсатор кислородной жидкости уменьшается, вследствие чего снижается и количество конденсирующихся паров. В результате количество флегмы в аргонной колонне становится меньше, уровень жидкости в конденсаторе аргонной колонны повышается, а сопротивление аргонной колонны падает. В этом случае необходимо вновь отрегулировать состав аргонной фракции, а затем начать постепенно увеличивать отбор сырого аргона. [22]
Состав аргонной фракции при изменении соотношений потоков в колонне меняется гораздо больше, чем состав продуктов разделения - кислорода и азота. Аналогично изменяется и содержание других компонентов - азота и аргона. Поэтому всякая тенденция к изменению состава пара и жидкости в колонне может быть обнаружена прежде всего по составу аргонной фракции. Работу ректификационной колонны низкого давления кислородно-аргон-ных аппаратов регулируют, как правило, по составу аргонной фракции, а результаты анализов газообразных кислорода и азота используют только в качестве контрольных. [23]
Расстройство режима работы аргонной колонны, являющееся следствием повышенного содержания азота в сыром аргоне, объясняется увеличением содержания азота в парах, поступающих в конденсатор аргонной колонны. Разность температуры между обогащенными азотом парами и подаваемой в конденсатор кислородной жидкостью уменьшается, вследствие чего снижается количество конденсирующихся паров. В результате орошение аргонной колонны жидкостью уменьшается. Уровень кислородной жидкости в конденсаторе аргонной колонны растет, а сопротивление колонны падает. В этом случае необходимо отрегулировать состав аргонной фракции и увеличить отбор сырого аргона. Когда в результате регулировки уровень жидкости в конденсаторе начнет понижаться, необходимо произвести анализ сырого аргона. По мере повышения содержания аргона в отбираемом газе следует уменьшать отбор последнего. [24]
Пуск и регулирование аппаратов, оборудованных аргонной колонной, отличаются от пуска и регулировки обычных кислородных аппаратов. Прежде всего следует отметить, что при получении аргона ректификационная колонна становится более чувствительной к различного-рода отклонениям от режима. Например, увеличение на 0 5 % содержания кислорода в азоте, отходящем из колонны, в обычном кислородном аппарате приводит только к некоторому снижению выхода кислорода. В кислородно-аргонном же аппарате такое отклонение приводит к резкому уменьшению или прекращению выхода аргона вследствие увеличения его потерь с азотом и изменения состава аргонной фракции. Изменение состава отбираемого из конденсатора кислорода на 0 2 - 0 3 % также значительно влияет на выход аргона. [25]
Состав сырого аргона зависит от состава аргонной фракции, количества отбираемого сырого аргона и флегмы, орошающей аргонную колонну. Состав сырого аргона по кислороду регулируют количеством флегмы. После этого дроссельный вентиль ДР2 переводят на автоматический режим регулирования расхода паров кубовой жидкости из конденсатора колонны сырого аргона. Увеличение содержания кислорода в сыром аргоне может произойти и вследствие слишком большого отбора его из колонны. В этом случае отбор сырого аргона из колонны уменьшают. Содержание азота в сыром аргоне регулируют изменением состава аргонной фракции. Увеличение содержания кислорода в аргопной фракции приводит к снижению концентрации азота в сыром аргоне, и наоборот. [26]
Третий поток воздуха высокого давления ( около 5 %) проходит по трубкам аргонокислородного теплообменника 6, рекуперирует холод отходящих газообразного кислорода и сырого аргона и также поступает в нижнюю колонну. Получаемый в нижней колонне в процессе ректификации газообразный азот поднимается вверх, конденсируется в трубках конденсатора 8 и стекает вниз. Одна его часть собирается в карманах нижней колонны, откуда через переохладитель 12 и дроссельный вентиль подается на орошение верхней колонны, а другая орошает нижнюю колонну, обеспечивая заданный процесс ректификации в ней. В верхней колонне происходит окончательное разделение воздуха на газообразный азот и жидкий кислород. Газообразный азот из верхней колонны поступает в межтрубное пространство переохладителей и теплообменников, отдает свой холод встречным потокам и поступает потребителю или отводится в атмосферу. Жидкий кислород отводится из нижней части конденсатора через переохладитель 11 в емкость. Газообразный кислород, отбираемый при регулировании состава аргонной фракции, отводится из верхней части основного конденсатора в межтрубное пространство аргонокислородного теплообменника 6, где отдает свой холод воздуху высокого давления, и подается в газгольдера для последующего его компремирования и подачи потребителю или на рампу наполнения баллонов. В колонне сырого аргона 9 происходит ректификация аргонной фракции с получением сырого аргона. Аргонную фракцию ( 87 - 92 % кислорода, 8 - 10 % аргона, 1 - 2 % азота) отбирают из средней части верхней колонны. Место отбора аргонной фракции из верхней колонны определяют расчетом. Газообразный сырой аргон ( 80 - 90 % аргона) из колонны сырого аргона поступает в аргонокислородный теплообменник, где отдает свой холод воздуху высокого давления, и отводится в газгольдер для последующей очистки. [27]
В течение всего времени нормальной работы воздухоразделительного аппарата налаженный и отрегулированный режим работы аргонной колонны должен оставаться без изменения. Для этого необходимо стремиться к сохранению постоянства потоков газа и жидкости в верхней колонне. Сырой аргон должен содержать не более 5 % NJ и не более 10 % О2, остальное-аргон. Чем ниже содержание кислорода в сыром аргоне, тем экономичнее протекает последующий процесс очистки сырого аргона от кислорода. Работа аргонной колонны в основном зависит от процесса ректификации в верхней колонне. Увеличение содержания кислорода в отходящей азоте даже на 0 5 % приводит к резкому сокращению или полному прекращению выхода аргона вследствие увеличения его потерь с отходящим азотом и изменения распределения аргона по колонне. Это достигается путем изменения отбора кислорода из основного конденсатора и подачи кубовой жидкости в конденсатор аргонной колонны. Ректификация в верхней колонне при извлечении сырого аргона существенно зависит также от колебания уровня жидкого кислорода в основном конденсаторе и величины сопротивления регенераторов. При значительной разности сопротивлений азотных регенераторов каждое переключение их вызывает заметное изменение давления в верхней колонне, а следовательно, и состава аргонной фракции. [28]
В течение всего-времени нормальной работы воздухоразделительного аппарата налаженный и отрегулированный режим работы аргонной колонны должен оставаться без изменения. Для этого необходимо стремиться к сохранению постоянства потоков газа и жидкости в верхней колонне. Сырой аргон должен содержать не более 5 % Ne и не более 10 % О2, остальное-аргон. Чем ниже содержание кислорода в сыром аргоне, тем экономичнее протекает последующий процесс очистки сырого аргона от кислорода. Работа аргонной колонны в основном зависит от процесса ректификации в верхней колонне. Увеличение содержания кислорода в отходящем азоте даже на 0 5 % приводит к резкому сокращению или полному прекращению выхода аргона вследствие увеличения его потерь с отходящим азотом и изменения распределения аргона по колонне. Это достигается путем изменения отбора кислорода из основного конденсатора и подачи кубовой жидкости в конденсатор аргонной колонны. Ректификация в верхней колонне при извлечении сырого аргона существенно зависит также от колебания уровня жидкого кислорода в основном конденсаторе и величины сопротивления регенераторов. При значительной разности сопротивлений азотных регенераторов каждое переключение их вызывает заметное изменение давления в верхней колонне, а следовательно, и состава аргонной фракции. [29]
В течение всего времени нормальной работы воздухоразделительного аппарата налаженный и отрегулированный режим работы аргонной колонны должен оставаться без изменения. Для этого необходимо стремиться к сохранению постоянства потоков газа и жидкости в верхней колонне. Сырой аргон должен содержать не более 5 % N2 и не более 10 % О2, остальное-аргон. Чем ниже содержание кислорода в сыром аргоне, тем экономичнее протекает последующий процесс очистки сырого аргона от кислорода. Работа аргонной колонны в основном зависит от процесса ректификации в верхней колонне. Увеличение содержания кислорода в отходящем азоте даже на 0 5 % приводит к резкому сокращению или полному прекращению выхода аргона вследствие увеличения его потерь с отходящим азотом и изменения распределения аргона по колонне. Это достигается путем изменения отбора кислорода из основного конденсатора и подачи кубовой жидкости в конденсатор аргонной колонны. Ректификация в верхней колонне при извлечении сырого аргона существенно зависит также от колебания уровня жидкого кислорода в основном конденсаторе и величины сопротивления регенераторов. При значительной разности сопротивлений азотных регенераторов каждое переключение их вызывает заметное изменение давления в верхней колонне, а следовательно, и состава аргонной фракции. [30]