一种海上平台或船用低温精馏液氮制备装置及方法与流程

文档序号:22497275发布日期:2020-10-13 09:26阅读:434来源:国知局
技术特征:

1.一种海上平台或船用低温精馏液氮制备装置,其特征在于,包括空压机组、预冷纯化系统、液氮制备低温冷箱和液氮储用气化器,其中,所述空压机组设置有空气进口与压缩空气出口,所述预冷纯化系统设置有压缩空气进口、原料空气出口和污氮再生气进口,所述液氮制备低温冷箱设置有原料空气进口、第一液氮产品出口、第二液氮产品出口与污氮再生气出口,所述液氮储用气化器设置有液氮产品进口与氮气产品出口;所述空压机组的空气进口与空气源连通,空压机组的压缩空气出口与预冷纯化系统的压缩空气进口连通,预冷纯化系统的原料空气出口与液氮制备低温冷箱的原料空气进口连通,液氮制备低温冷箱的污氮再生气出口与预冷纯化系统的污氮再生气进口连通,液氮制备低温冷箱的第一液氮产品出口和第二液氮产品出口均分别与液氮储用气化器的液氮产品进口连通,液氮储用气化器的氮气产品出口与后续供氮管路连通。

2.如权利要求1所述的海上平台或船用低温精馏液氮制备装置,其特征在于,所述液氮制备低温冷箱包括第一制氮精馏塔和第二制氮精馏塔;在第一制氮精馏塔塔底设置有第一原料进口和第一液空出口,塔顶设置有第一冷凝器、第一液空进口、第一污氮出口、第一氮气出口以及第一返流液氮进口;第二制氮精馏塔塔底设置有第二原料进口与第二液空出口,塔顶设置有第二冷凝器、第二液空进口、第二污氮出口、第二氮气出口以及第二返流液氮进口;第一制氮精馏塔的第一原料进口与原料空气出口连通;第一氮气出口经侧部管道与第一冷凝器的内部连通,第一氮气出口与第二原料气进口连通;第一液空出口分别与第一液空进口和第二液空进口连通;第一污氮出口与污氮再生气进口连通,第一冷凝器内部经第一截止阀与第一液氮产品出口连通,第一冷凝器内部与第一返流液氮进口连通;第二制氮精馏塔的第二原料进口经第二截止阀与第一氮气出口连通,第二液空出口与第二冷凝器外侧的第二液空进口连通,第二污氮出口与污氮再生气出口连通;第二氮气出口经侧部管道与第二冷凝器的内部连通,第二冷凝器的内部与第二液氮产品出口连通;第二冷凝器内部与第二返流液氮进口连通。

3.如权利要求2所述的海上平台或船用低温精馏液氮制备装置,其特征在于,所述装置还配置有主换热器、过冷器和透平膨胀机,所述原料空气进口与主换热器的热源入口连通,主换热器的热源出口与第一原料进口连通;所述主换热器的冷源出口与污氮再生气出口连通,所述主换热器的冷源入口与透平膨胀机的出口连通,透平膨胀机的入口分别与第一原料进口和过冷器的冷源出口连通,过冷器的冷源入口分别与第一污氮出口和第二污氮出口连通;过冷器的热源入口与第一液空出口连通;过冷器的热源出口分别通过管道与第一液空进口、第二液空进口和第二液空出口连通。

4.一种如权利要求3所述液氮制备装置制备液氮的方法,其特征在于,该方法为:正常工况下,第一截止阀部分打开而第二截止阀全闭,原料空气进入第一制氮精馏塔进行精馏;海上平台或船舶摇摆与倾斜工况下,第一截止阀全闭而第二截止阀部分打开,第二制氮精馏塔参与精馏,第一液氮产品出口的液氮作为回流液返回第一制氮精馏塔塔体,第一氮气出口引出的氮气部分进入第一冷凝器,其余部分进入第二制氮精馏塔,在第二制氮精馏塔塔体内上升的同时氮组分纯度上升,升至塔顶成为高纯氮气,随后进入第二冷凝器内侧;同时,自第一液空出口引出的液空回热降温,部分节流后进入第一液空进口,其余部分节流后进入第二冷凝器外侧,与高纯氮气在第二冷凝器内进行热交换,液空气化为液空后汇入第一污氮出口,高纯氮气在第二冷凝器内冷凝为高纯液氮,部分自第二液氮产品出口引出作为高纯产品,其余部分作为回流液返回第二制氮精馏塔。


技术总结
本发明公开了一种海上平台或船用低温精馏液氮制备装置,包括空压机组、预冷纯化系统、液氮制备低温冷箱和液氮储用气化器,所述空压机组的空气进口与空气源连通,空压机组的压缩空气出口与预冷纯化系统的压缩空气进口连通,预冷纯化系统的原料空气出口与液氮制备低温冷箱的原料空气进口连通,液氮制备低温冷箱的污氮再生气出口与预冷纯化系统的污氮再生气进口连通,液氮制备低温冷箱的第一液氮产品出口和第二液氮产品出口均分别与液氮储用气化器的液氮产品进口连通。本发明的有益效果为:本发明所述装置引入了二级精馏,弥补了原有系统精馏能力的损失,节能高效,在提高产品提取率和产品纯度的同时,提高了系统抵抗海上平台和船用环境下倾斜与摇摆工况的能力。

技术研发人员:张益诚;王俊新;杨海燕;童雪梅;余楠
受保护的技术使用者:中国舰船研究设计中心
技术研发日:2020.06.18
技术公布日:2020.10.13
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