Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10218
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_355256.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=355256&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB355256A
[]
:1 Rdi30n1 4---
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата заключения конвенции (Германия): 19 апреля 1929 года.
355,256 Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 16 апреля 1930 года. № 12,061/30.
Полное техническое задание принято: август. 17, 1931.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный процесс придания текстильным изделиям водоотталкивающих свойств.
Я, д-р Александр Натансон, проживающий по адресу: Моцштрассе 50, Берлин-Вильмерсдорф, Германия,
гражданин Германии, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Натуральные текстильные волокна в своем первоначальном состоянии не могут быть использованы для
производства высокоценных изделий. Даже из-за непривлекательного внешнего вида, на каком-то этапе
производства, до или после прядения, двойного прядения или ткачества, их необходимо подвергнуть ряду
процессов очистки. К ним относятся, например, в случае хлопка, промывка, отбеливание и мерсеризация, а в
случае шерсти — особенно щелочная промывка.
В результате этих процессов удаляется ряд вторичных компонентов волокна, наличие которых в готовом
продукте нежелательно, например, красящие вещества и тому подобное.
В настоящее время известно, что в ходе этих процессов улучшения некоторые свойства волокна, такие как,
например, устойчивость к кислотам и подобным веществам, ухудшаются, в то время как, наоборот,
смачиваемость увеличивается; неизбежно приходилось мириться с этими негативными последствиями, чтобы
получить полезный конечный продукт.
При производстве искусственных волокон, в которых целлюлозное волокно подвергается не только процессу
экстракции, подобному процессу очистки, но и полностью растворяется, происходит гораздо более
интенсивное отделение важных вторичных компонентов натурального волокна от целлюлозы. Именно
поэтому до настоящего времени в производстве искусственного шелка не удавалось получить ни одного
изделия, которое по своей способности противостоять воде и кислотам хотя бы в минимальной степени
приближалось бы к натуральному волокну. Среди прочих, корешки высших жирных кислот относятся к
соединениям, имеющим важное значение для структуры натурального волокна. Эти компоненты также
растворяются при растворении целлюлозы в процессе производства искусственного шелка, но [Цена 1/-] не
переходят обратно в осажденный продукт. Натуральные растительные волокна содержат около 55%.
до 3% жира и воска. Часть этих веществ, обычно около 1–1% жирных кислот, соединяется в виде сложных
эфиров с фиброй. Эти жирнокислотные радикалы являются главной причиной водоотталкивающих свойств
клетчатки.
Изобретатель обнаружил, что свойства, в частности водоотталкивающая способность, улучшенных или
искусственных текстильных материалов, таких как очищенный хлопок, промытая шерсть, искусственный шелк
и тому подобное, могут быть существенно улучшены путем повторного введения вышеупомянутых высших
жирных кислот в производимые искусственные нити, например, после прядения, сложения, ткачества или
после проведения любого улучшающего процесса над материалом. Это достигается путем обработки
текстильного материала этерифицирующими агентами, но в таких мягких условиях 75, что количество
введенных таким образом радикалов сохраняется в том же порядке величины, что и в натуральном волокне.
Корешки могут быть включены в предварительно обработанные текстильные материалы как по отдельности,
так и в составе 80 добавок. В частности, улучшенное волокно, если речь идет о хлопке и т. д., или об
искусственном шелке из регенерированной целлюлозы, не должно в процессе этерификации становиться
растворимым в органических растворителях.
Как правило, процесс этерификации проводится таким образом, чтобы содержание введенных вторичных
компонентов в продукте никогда не превышало более чем в два раза по сравнению с натуральным волокном.
При проведении этого процесса волокно не теряет своей внешней структуры и блеска; он, как уже говорилось,
осуществляется с особой тщательностью, что одновременно соответствует требованию, чтобы добавленные
кислотные радикалы были включены в волокно путем этерификации лишь в незначительных количествах.
При проведении процесса, описанного в пункте 100, к искусственному шелку необходимо соблюдать
определенные условия в зависимости от того, идет ли речь о волокнах из регенерированной целлюлозы или о
волокнах сложных эфиров или простых эфиров целлюлозы, растворимых в органических жидкостях. 105 В
первом случае этерифицирующий агент rThi-A L.-- J24------J может быть растворен в любой желаемой
масляной жидкости при условии, что он не воздействует на целлюлозу, то есть в бензине, бензоле, толуоле,
ацетоне, этиловом эфире и тому подобном. В случае волокон, полученных из сложных эфиров и простых
эфиров целлюлозы, необходимо строго следить за тем, чтобы волокно не растворялось и не набухало в
этерификационной смеси. Первое очевидно, но набухания также следует избегать, поскольку, во-первых, при
этом повреждается внешняя структура волокна, так как набухшие нити имеют тенденцию слипаться и терять
свой блеск, а во-вторых, набухание также оказывает слишком сильное стимулирующее воздействие на
химическую реакцию с этерификационными агентами, так что условия для успешного проведения процесса ga
в соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены лишь с трудом.
При выборе растворителей следует помнить, что, как показал Кновенагель («talloid Zeitsehrift -i 2.a Том 13, стр.
193»), смеси компонентов, каждый из которых сам по себе не вызывает набухания, становятся хорошими
набухающими агентами при смешивании. Например, согласно тновенагелю, ацетилцеллюлоза набухает в
чистом спирте, не набухает в чистой воде, но набухает в смесях обеих жидкостей. Для проверки того,
действует ли смесь растворителей как «набухающий агент», растворимую в ацетоне ацетилцеллюлозу (45%)
измельчают в порошок и перемешивают в исследуемой жидкости. Если жидкость не действует как
набухатель.
Ацетилцеллюлоза оседает в виде мелкого песка, который можно перемешивать при температуре 4°C. Если
же порошок разбухает в жидкости, образуется осадок, частицы которого слипаются и не могут быть сразу
перемешаны. В качестве примеров подходящих растворителей можно привести бензол, обычный этиловый
эфир, хлорсодержащие этиловые эфиры и тяжелый бензин, которые являются ненабухающими жидкостями.
Также подходят смеси бензина и бензола в приблизительно равных пропорциях, а также смеси бензола и
этилового эфира или хлорзамещенного этилового эфира.
За исключением этих моментов, процессы идентичны; это касается как обработки хлопка, шерсти,
искусственного шелка, изготовленного из переработанной целлюлозы и тому подобного, так и обработки
искусственного шелка эфирами и сложными эфирами целлюлозы.
В отличие от этого принципа, согласно изобретению, новый процесс должен осуществляться в более
длительной технике, при которой процесс происходит в чрезвычайно строгих условиях, например, в условиях,
когда исключается использование вспомогательных веществ, особенно щелочей, в случае целлюлозы, и либо
не используется конденсирующий агент, либо используется в таком малом количестве, что выполняются
условия, указанные в отношении доли высших жирных кислот, включенных в текстильный материал.
Например, готовят раствор стеарилхлорида с концентрацией около 5% в бензоле, добавляют к нему слабое
органическое основание, такое как диэтиланилин 75, в количестве, соответствующем атому хлора в
стеарилхлориде, и обрабатывают этим раствором текстильные нити или ткань при температуре от 60 до 80 °C
в течение примерно 24 часов. 80 По прошествии этого времени, после тщательной стирки и сушки,
увеличения веса обработанной ткани не наблюдается. Таким образом, количество жирнокислотного
радикала, поглощенного в результате этого мягкого воздействия, находится в пределах 85% погрешности, тем
не менее, смачивающие свойства текстильного изделия существенно изменились. Этерификацию также
можно проводить с использованием ангидридов кислот вместо хлорангидридов кислот. В этом случае
используется нейтральный раствор ангидрида в подходящем растворителе; например, текстильный материал
кипятят.
в течение приблизительно шести часов - в 2%-ном растворе пальмити-ангидрида в бензине при температуре
кипения 95-1100 °C. При этом методе лечения также достигается описанный выше эффект без заметного
увеличения веса. В тех случаях, когда до настоящего времени предпринимались попытки этерифицировать
целлюлозу с помощью ангидрида жирной кислоты, для этой цели использовалось сильное действие
конденсирующих агентов, таких как хлорид цинка, пиридин и тому подобное, с целью получения продуктов с
высоким содержанием жирных кислот, растворимых в органических растворителях. Если в процессе согласно
изобретению желательно использовать растворы, содержащие конденсирующие агенты, то при соблюдении
вышеуказанного условия в отношении пункта 110 важен состав продукта. В противном случае указанный
продукт теряет качество, необходимое для текстильного изделия.
В качестве примера использования такого конденсационного агента, к вышеупомянутому раствору
стеарилхлорида и диэтиланилина в бензоле можно добавить 100% пиридина, после чего нити или ткань
обрабатываются этим раствором аналогичным образом. 120 Главное в процессе, согласно изобретению,
заключается в том, что рассматриваемые радикалы химически включены в целлюлозу TChe. По этой причине
полученные изменения сохраняются даже после удаления реагента 125 путем соответствующей стирки. При
этом тактильные ощущения от обработанного текстильного изделия не только не ухудшаются, но и
улучшаются. Напротив, когда, например, текстильные изделия пропитывают растворами стеариновой
кислоты, смол и тому подобного, полученные изменения исчезают, как известно, после вымывания
пропитывающего агента. Введение радикала путем этерификации может быть осуществлено не только с
помощью раствора этерифицирующих веществ, но и с помощью эмульсий.
Для этой цели особенно подходят ангидриды кислот, которые могут быть эмульгированы, например, в воде,
разбавленном спирте или подобных веществах обычным в таких случаях способом.
Например, эмульсию 1.5 получают следующим образом: 10 г смеси ангидрида стеариновой и пальмитиновой
кислот (полученного из товарного стеарина) расплавляют и смешивают с 85 г 0,6%-ного раствора
растительной камеди при 700 °C.
Затем, при интенсивном перемешивании, по каплям добавляют 12 мл 2,2% раствора аммиака, смесь
разбавляют 400 мл воды при температуре 700 °C и перемешивают мешалкой в течение примерно четверти
часа.
Ватную вату тщательно пропитывают этой эмульсией при температуре около 300 °C, после чего тщательно
отжимают. При обычном проглаживании утюгом материал приобретает водоотталкивающие свойства.
Подходящее соотношение раствора или эмульсии для использования в описанных выше примерах
составляет десять весовых частей на одну весовую часть обработанных ибирах.
При проведении процесса нет необходимости придерживаться правила введения в текстиль именно тех же
самых корней, которые, скажем, присутствуют в хлопке. Напротив, их можно заменить эквивалентными
веществами, например, жирные кислоты хлопка можно заменить любыми другими жирными кислотами более
высокого порядка, например, алауриновой кислотой.
Мне известно о предложенном способе получения сложных эфиров целлюлозы путем прямой конденсации
хлорангидридов высших жирных кислот, таких как стеарилхлорид, с гидроцеллюлозой с добавлением таких
веществ, как пиридин, хинолин или подобные основания, с разбавителем или без него, в результате чего
получается нерастворимый моноэфир или растворимый ди- или триэфир в разбавителе в зависимости от
пропорций используемых хлорангидридов. Другой известный способ получения сложных эфиров целлюлозы
заключается в обработке целлюлозы или других целлюлозных материалов органической кислотой и/или
ангидридом органической кислоты, причем обработка проводится в присутствии фосфорной кислоты, которая
служит высокоэффективным конденсирующим агентом. Среди упомянутых кислот — стеариновая и
пальмитиновая кислоты, а также их производные и продукты замещения. Свойства и качества обработанных
таким образом тканей, как утверждается, значительно изменяются, а хлопчатобумажная ткань, содержащая
от 10 до 30% или более комбинированной уксусной кислоты в результате этой обработки, обладает тем
преимуществом, что не гниет при воздействии морской воды.
Также известно, что сродство животных волокон к красителям может быть повышено путем обработки
волокон этерифицирующими агентами, состоящими из галогенидов алифатических карбоновых кислот,
например, ацетилхлоридом.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что мне
известно о спецификации № 313616, и я не претендую ни на что из заявленного в ней, но…
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_355257.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=355257&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB355257A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата принятия Конвенции (Германия): 16 апреля 1929 г. a Ci,2 Дата применения (в Соединенном
Королевстве): 16 апреля 1930 г., № 12122/30.
Завершено: 1 август. 17, 1930.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в методе разделения газовых смесей с низкой температурой кипения методом
частичного сжижения или относящиеся к нему.
Я, Матвиас Фпакнхл, проживающий по адресу: Тульмерштрассе, 234, Ангсбург, Германия, гражданин
Германии, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к разделению газовых смесей с низкой температурой кипения путем
частичного сжижения, и, в частности, к разделению паров из газовых смесей, содержащих компоненты с
более низкой и более высокой температурой кипения (далее именуемые компонентами с более низкой и
более высокой температурой кипения), а также другие компоненты, такие как вода и углекислый газ, которые
кипят при еще более высокой температуре, таким образом, чтобы обеспечить непрерывную работу простым и
экономичным способом.
Разделение низкокипящих газовых смесей, например воздуха, на составляющие их компоненты, как это
делалось ранее, сопряжено с рядом трудностей, устранение которых усложнило и увеличило стоимость
эксплуатации. Одна из основных трудностей заключалась в том, что влага и диоксид углерода, или другие
компоненты воздуха или других газовых смесей с относительно высокой температурой кипения, выпадали в
осадок в виде льда или снега в трубчатых противоточных теплообменниках, использовавшихся до настоящего
времени, что приводило к засорению аппарата. В результате теплообменники, используемые в известных
процессах, приходилось регулярно размораживать после более короткого или более длительного периода
работы, даже если газовая смесь предварительно подвергалась химической или термической обработке.
Кроме того, экономичность существующих процессов значительно снижается из-за того, что для компенсации
потерь холода, по крайней мере, часть разделяемого воздуха приходится сжимать до давления,
превышающего требуемое для самого разделения, что приводит к значительным затратам энергии на
компрессор.
Кроме того, потери энергии возникают из-за известного обстоятельства, заключающегося в том, что из
сжиженной моющей жидкости при давлении от 3 до 4 атмосфер (т.е. выше атмосферного), значительная
часть (до примерно двадцати процентов) всегда снова испаряется, когда жидкость подвергается воздействию
более низкого давления верхнего выпрямителя 55 последующего или последующего разделительного
аппарата. Все известные процессы, за одним исключением, основаны на полном сжижении смеси
разделяемых газов, в результате чего требуется больше энергии, чем в случае частичного сжижения.
Единственный процесс, использующий частичное сжижение, имеет, однако, тот недостаток, что удаление
влаги из обрабатываемой газовой смеси и отделение угольной кислоты очень трудно осуществить, поскольку
большую часть смеси необходимо отделить без избыточного давления. 70 Настоящее изобретение
представляет собой усовершенствование процесса и аппарата согласно моему британскому патенту №
308228 для разделения низкокипящих газовых смесей, в котором используется ряд холодных аккумуляторов
или регенераторов большой холодопоглощающей способности, через которые попеременно пропускается
теплая поступающая газовая смесь и холодные отделенные компоненты при периодически изменяющемся
режиме работы, так что, например, потоки теплого воздуха вводятся через те же регенераторы и через те же
заполненные наполнителем пространства, через которые проходили холодно отделенные кислород и азот в
течение предыдущего периода работы.
Когда газовая смесь, содержащая примеси, которые можно считать высококипящими, например, воздух, не
прошедший предварительную обработку для удаления влаги, выходит наружу.
Содержание углекислого газа, из которого эти вещества были удалены лишь частично, подается в сепаратор,
описанный в моей вышеупомянутой заявке; эти высококипящие компоненты (т. е. вода и углекислый газ) будут
откладываться в виде льда и инея в регенераторах. При использовании воздуха, насыщенного парами и
углекислым газом, или аналогичной газовой смеси, крайне важно, чтобы лед и иней, отложившиеся в
регенераторах из-за поступающей газовой смеси в течение любого периода работы, были полностью
сублимированы и удалены отходящими отдельными компонентами, проходящими через такие регенераторы
в течение следующего периода после изменения направления потока газовой смеси и ее компонентов через
регенераторы; в противном случае регенераторы постепенно забьются льдом, работа аппарата будет
нарушена, а его непрерывность прервана.
Изобретатель обнаружил, что точность...
Образование инея и льда в холодных условиях в регенераторах или аккумуляторах можно экономически
предотвратить без прерывания работы, организовав процесс газоразделения таким образом, чтобы, помимо
прочего, существовала большая разница объемов между поступающей смесью и выходящими разделенными
компонентами (объем последних был больше объема первых), — так что обеспечивается полное
восстановление осажденных паров путем сублимации разделенными компонентами на выходе из аппарата.
Использование системы холодового обмена, работающей в режиме периодического переключения с
сублимацией затвердевших высококипящих компонентов, экономически целесообразно только в тех случаях,
когда газовая смесь не требует значительного сжатия при давлении выше 4 атмосфер; в противном случае
потери энергии сжатия становятся очень заметными, поскольку при каждом переключении, которое
происходит примерно каждые три минуты, объем сжатого воздуха в холодных аккумуляторах уменьшается и
должен быть снова восполнен.
Целью настоящего изобретения является разработка метода газоразделения, использующего принцип
холодной регенерации с периодическим реверсированием, в котором простым и экономичным способом
предотвращается накопление осажденных высококипящих компонентов в регенераторах (аккумуляторах). Это
достигается путем полного сжатия всей газовой смеси до низкого давления 4,5 от 30 до 5 атмосфер, то есть
без сверхсжатия выше давления конденсации, необходимого для осуществления разделения. Часть газовой
смеси, полностью сжатая до давления конденсации, затем сжижается, в то время как другая ее часть
расширяется в расширительном устройстве. Весь процесс осуществляется в периодически реверсивных
холодных аккумуляторах или регенераторах, в которых снег или лед, образующиеся в результате содержания
влаги и угольной кислоты в газовой смеси, осаждаются и затем снова поглощаются путем сублимации
продуктами разделения. Во второй части процесса дополнительно достигается преимущество,
заключающееся в том, что потери промывочной жидкости за счет испарения при расширении от давления
конденсации до низкого давления верхнего ректификатора разделительного аппарата в значительной степени
исключаются.
Для производства одного кубического метра кислорода необходимо подвергнуть сепарационной обработке 5
кубических метров воздуха.
Однако из этих 5 кубических метров, согласно...
Согласно изобретению, для получения необходимой моющей жидкости достаточно сжижить всего 3,75
кубических метра, в то время как 1,25 кубических метра могут быть отделены в газообразном состоянии путем
вымывания кислорода Re из воздуха, введенного в газообразном виде, жидким моющим воздухом. Однако
для получения сублимации без остатка необходимо сжать все 5,80 кубических метров воздуха.
В известных процессах сжатый воздух, как правило, полностью сжижается, тогда как согласно изобретению
сжижается только три четверти его, а одна четверть подается в несжиженном состоянии в расширительную
машину и расширяется в ней с образованием холода. В данном случае, следовательно, применяется полное
сжатие в сочетании с частичным разжижением.
Если бы 3,75 кубических метра воздуха, сжиженного при давлении от 3 до 5 выше атмосферного, не были
впоследствии охлаждены после сжижения, в распоряжении осталось бы лишь около 3,95 кубических метров
жидкости, поскольку при расширении часть жидкости испаряется. Однако, поскольку для производства 1
кубического метра кислорода абсолютно необходимо иметь 3,75 кубических метра жидкости 100, то, если бы
последующее охлаждение жидкости 105 не было проведено, потребовалось бы сжижить около 4,5 кубических
метров вместо 3,75 кубических метров сжатого воздуха. Таким образом, дополнительная работа,
выполняемая в процессе сжатия, составит около 16%.
Частичное сжижение газовой смеси по новому процессу может показаться несовместимым с полным сжатием
газовой смеси, поскольку можно предположить, что частичное сжижение должно основываться на частичном
сжатии. Однако этому мнению противоречит новый факт, что удаление путем сублимации инея,
образовавшегося из водяного пара и углекислого газа, содержащихся в газовых смесях, приводит к полному
сжатию всей газовой смеси, необходимому для создания требуемой разницы объемов между поступающей
смесью и выходящими разделенными компонентами. Соответственно, удаление инея должно быть
осуществлено ценой увеличения энергозатрат, связанных со сжатием всей газовой смеси до давления
конденсации.
Однако эта кажущаяся жертва компенсируется в усовершенствованном процессе тем фактом, что часть
избытка сжатой газовой смеси (в случае воздуха – азота) после предварительной сепарации с частичным
сжижением отводится в газообразном (или парообразном) состоянии под давлением и расширяется с
выполнением работы в расширительной машине (для компенсации потерь холода), поскольку это количество
газа не требуется для образования необходимого количества моющей жидкости. Избыток сжатой газовой
смеси служит рабочей средой для расширительной машины в j5, которая после отделения в виде продукта с
низкой температурой кипения расширяется с образованием теплового и холодного вещества и используется
на выходе для переохлаждения промывочной жидкости перед тем, как последняя будет расширена и залита в
верхний ректификатор верхнего или последующего разделительного аппарата.
Усовершенствованный процесс, как указано выше, может быть осуществлен таким образом, что избыток
сжатой газовой смеси расширяется в расширительной машине без предварительного разделения, а затем в
виде отработанного газа отделяется в верхнем ректификате, то есть путем последующего разделения, так что
затем он может быть проведен аналогичным образом в виде низкокипящего отделенного компонента
(например, азота) через переохладитель промывочной жидкости.
Следующие четыре этапа: сжатие всей смеси до низкого давления с целью предотвращения образования
инея путем его сублимации в холодном регенераторе при периодическом чередовании режимов работы с
реверсированием; частичное сжижение смеси с целью снижения энергопотребления; расширение избытка
сжатой газовой смеси в форме газовой смеси или низкокипящего компонента в расширительной машине; и
переохлаждение промывочной жидкости отработанными газами расширительной машины для
предотвращения повторного испарения избытка жидкости (во время расширения B.0 от давления
конденсации до давления верхнего выпрямителя) с целью использования этого избытка для покрытия потерь
холода, тесно взаимосвязаны, поскольку только при полном сжатии и работе с холодными аккумуляторами,
которые периодически чередуются, можно избежать образования льда и инея без обширной предварительной
обработки воздуха или другой смеси, подлежащей отделению, и без прерывания процесса; кроме того, только
при частичном сжижении можно снизить энергопотребление.
Значительно уменьшить потери энергии сжатия можно только путем тщательного охлаждения промывочной
жидкости, поскольку та часть промывочной жидкости, которая испаряется при расширении до давления
верхнего выпрямителя, приводит к бесполезным затратам энергии сжатия. 170 Как известно, непрерывная
работа газоразделительных установок требует добавления холода в виде жидкого газа. Согласно
предлагаемому процессу, избыточная работа компрессора, затрачиваемая при полном сжатии газовой смеси,
сверх количества энергии, необходимого для частичного сжижения, используется для производства
дополнительного холода в расширении; этот холод используется для переохлаждения промывочной жидкости
перед ее расширением, так что таким образом возникает постоянный избыток жидкости для покрытия потерь
холода, и одновременно предотвращается потеря работы сжатия из-за испарения промывочной жидкости во
время расширения.
Применение периодически реверсивного режима работы с холодными аккумуляторами или регенераторами
связано с низкотемпературным сжатием газовой смеси 9g и последующим охлаждением промывочной
жидкости. Без последнего невозможно было бы избежать потери холода в аккумуляторах, поскольку
отходящий низкокипящий отделенный компонент всегда имеет температуру на 10-20 градусов ниже, чем
температура поступающей сжатой газовой смеси. В установках, снабженных непрерывно работающими
трубчатыми теплообменниками любого желаемого типа, в которых происходит полное сжижение, уже
предлагалось использовать последующее охлаждение промывочной жидкости с помощью продукта слияния с
более низкой температурой кипения, но в таких установках указанное охлаждение не выполняет никакой
задачи, поскольку при полном сжижении в любом случае возникает избыток промывочной жидкости, и более
низкая температура компонента с более низкой температурой кипения, который выгружается, не является
недостатком, поскольку холодный избыток низкокипящего компонента в виде более низкой температуры
вызывает в таких теплообменниках частичное сжижение вносимой газовой смеси.
Это действительно происходит и в холодных аккумуляторах, но в последних жидкость не может быть
откачана, поскольку она прилипает в виде (жидкости) к поверхности нижней части наполнителя аккумулятора
при сжатии газа.
Смесь вводится в аккумуляторы, которые предварительно охлаждаются низкокипящим компонентом,
температура которого на 10–200 °C ниже. Однако эта роса 125 мгновенно испаряется, когда при реверсивном
режиме работы аккумулятор снова оказывается без давления, и эта часть холода затем выводится сверху и
теряется. i0 - 3.55,257 Эта потеря холода при отделении воздуха может быть объяснена следующим образом:
Воздух, сжатый примерно до 4 атмосфер сверхдавления be-5, становится жидким при температуре -1780 °C;
выделяющийся азот имеет...
Однако температура -1960°C примерно на 180°C ниже, поэтому холодный аккумулятор, через который в
любой момент времени происходит разрядка азота, сильно переохлаждается. Когда при реверсировании в
этот аккумулятор подается сжатый воздух под давлением 4 атмосфер, небольшая его часть разжижается на
переохлажденных поверхностях нижней части наполнителя аккумулятора, но прилипает к ней в виде росы.
Если теперь этот аккумулятор снова перевернуть и через него выпустить азот, эта роса немедленно
полностью испарится, поскольку при отсутствии давления она может существовать в конденсированном
состоянии только при -1930 °C.
или ниже, и, следовательно, это весьма значительное количество холода теряется, поскольку часть холода
отводится через регенераторы в верхней части в результате испарения. Чтобы избежать этих потерь,
согласно предлагаемому процессу, низкокипящий компонент сначала подвергается холодовому обмену с
более теплыми промывочными жидкостями и нагревается приблизительно до температуры сжижения сжатой
газовой смеси.
Благодаря усовершенствованному процессу воздух можно разделить на основные компоненты путем
простого сжатия до сверхдавления 3-4 атмосфер без какой-либо предварительной обработки, а весь
необходимый для осуществления процесса аппарат состоит всего лишь из компрессора низкого давления
(для крупных установок может использоваться турбокомпрессор), поршневого двигателя или турбины и двух
пар накопительных баков, а также сепаратора для предварительной сепарации и последующей
ректификации.
Для получения коммерчески чистого кислорода достаточно одной пары холодных регенераторов, а вместо
второго может использоваться трубчатый теплообменник с противотоком 5 (1000).
Ранее для работы таких установок всегда требовалось минимальное сверхдавление в 15 атмосфер, чтобы
обеспечить как разделение смеси, так и покрытие неизбежных потерь холода; в противном случае часть
разделяемой газовой смеси приходилось сжимать до сверхдавления в 50-60 атмосфер. Однако такое
давление неэкономично при чередовании реверсивного режима работы с холодными аккумуляторами. Кроме
того, прежние технологические процессы всегда требовали специальной предварительной обработки
химическими веществами, промывки щелочью или охлаждения для предотвращения образования инея, а
также установки дорогостоящих многоступенчатых компрессоров.
Турборежим ранее был неприменим из-за высокого требуемого давления, 7G, когда не была построена
отдельная установка для производства дополнительного сжиженного воздуха, а реверсивный режим с
холодными регенераторами для осуществления холодового обмена также нецелесообразен, когда давление
в режиме работы значительно превышает 4 атмосферы, поскольку в этом случае потери сжатого воздуха при
реверсировании становятся слишком большими.
Более того, до настоящего времени, несмотря на использование сложных методов предварительной
обработки воздушной смеси химикатами, промывку щелочью и охлаждение, не удавалось обеспечить
бесперебойную работу существующих установок без замерзания, 35 и соответствующего оборудования, а
также дорогостоящей компрессорной установки, что настолько увеличило стоимость таких установок, что
повсеместное внедрение отделения азота от воздуха для работы доменных печей так и не получило широкого
распространения, в то время как в химической промышленности указанное разделение не могло быть
применено из-за высоких эксплуатационных расходов, даже если не принимать во внимание высокую
потребность в электроэнергии, 95 большое разнообразие оборудования, необходимые химикаты и перебои в
работе из-за замерзания. Последнее обстоятельство также неблагоприятно влияет на себестоимость
оборудования, поскольку обычно требует наличия резервного оборудования. На прилагаемых чертежах в
качестве примера показаны два типа оборудования для реализации настоящего изобретения:
На рисунке 1 схематически изображена установка, воплощающая настоящее изобретение и использующая
часть сжатого азота в газообразном состоянии для работы расширительного двигателя; на рисунке 2
представлено аналогичное схематическое изображение установки, в которой часть сжатого воздуха
используется в таком виде для работы расширительного двигателя. {i5 Устройство, изображенное на рисунке
1, включает в себя холодные регенераторы A' и B', испаритель-конденсатор b, нижний
(сверхвысокотемпературный) выпрямитель c, верхний (последующий) выпрямитель c', последующий или
сверхвысокотемпературный охладитель d' для рабочей жидкости и расширительный двигатель hs.
Примерно от трех четвертей до четырех пятых отделяемого воздуха под давлением подается в холодный
аккумулятор AI 125 через выпускной клапан, в который он поступает при температуре 7el, охлаждается в
указанном аккумуляторе до -1750 °C, а затем по трубопроводу 6 поступает в нижний выпрямитель ci, где он
разделяется на 13% азота и 40% жидкого кислорода. Затем жидкость выходит через клапанный блок, после
чего поступает на конденсаторную сторону А' и выходит через 1'.
Таким образом, от половины до трех четвертей сжатого воздуха сжижается, поступая через регенератор,
после чего жидкий азот поглощает холод, который был нагрет до 70 °C, через катушку и трубопровод 1P к
головке, при этом азот проходит через верхний выпрямитель, а кислород подается в середине предыдущего
периода работы в обратном направлении. Указанный выпрямитель, проходящий через трубопровод 2 для
подачи кислорода, с другой стороны, попеременно служит в качестве промывочной жидкости для кислорода,
отводимого через аккумуляторы B'! 7 Пары, поднимающиеся из испарителя b и B1' при n' и 71A. Через
указанные аккумуляторы от одной четверти до половины газообразного азота, температура которого
составляет -1750 °C, попеременно подается в расширительную машину Ah по трубопроводу 4 и по
трубопроводу 7 в нижний 80-градусный ректификатор, при этом кислород выводится через трубопровод 8 и
аккумуляторы охлаждаются до -1960 °C. Небольшая часть B' и B1'...
Азот сжижается в этих условиях, чтобы получить, например, 250, так что образуется пересыщенный пар,
содержащий около 5% жидкости на тысячу кубометров воздуха, сжатый до 3 атмосфер сверхвысокого
давления, который затем по трубопроводу 3 подается в переохладитель, проходящий через регенераторы и
преципитаты, как показано на рисунке. Выход холода предварительно разделился на 40 процентов.
Теоретически можно получить такое количество жидкого кислорода и азота в нижнем диапазоне
концентраций, равное 8 ккал, но на практике около 5 (сверхвысокотемпературный) выпрямитель. Из 1 кг
воздуха получают 1 кг. Выпрямитель выделяет 300 кубометров азота. Отработанный азот вместе с азотом
подается в расширительную машину, где он расширяется до давления на 0,2 атмосферы выше нормального.
Затем азот проходит через переохладитель при нормальном давлении. Отработанный азот, g5, используется
для промывочной жидкости и, вместе с отделенным азотом, охлаждается до низкой температуры, повышаясь
при этом в верхнем выпрямителе cl', от -1960°C до -1800°C, после чего подается в переохладитель d.
Охлаждает промывочную жидкость, получаемую при давлении 3 атмосфер сверхвысокого давления, от 1780
°C до -1900 °C. Таким образом, промывочная жидкость, получаемая в расширительной машине,
переохлаждается, и, следовательно, частично испаряется, а при подаче азота в ректификатор давление на
нем снижается, предотвращая увеличение расхода жидкости не в виде жидкого воздуха, а в виде ощутимого
холода отработанного азота.
Промывочная жидкость, которая должна быть переохлаждена, состоит наполовину из жидкого сырого
нефтепродукта, а половина из жидкого азота для промывки. Особенностью процесса является то, что
переохлажденная жидкость из отработанных газов может быть преобразована в жидкий воздух таким
образом, что 110% промывочной жидкости превращается в жидкий воздух. Жидкий неочищенный кислород
проходит через спиральный трубчатый змеевик f, а холодный отработанный воздух вместе с жидким азотом
для промывки проходит через спиральный трубчатый змеевик e, верхний выпрямитель. Таким образом,
отводя отработанный газ из расширительной машины и осуществляя процесс производства азота из
последующего сепаратора, 1 куб. м, 5 кубических метров которого подаются наружу вокруг указанного
воздухораспределительного устройства, 6opt' bs'seid до 3-5 атмосфер через спиральные трубчатые змеевики
и e через ^thh:ah6ve атмосферное давление (в зависимости от того, должно ли производиться
переохлаждающее устройство d. азот проходит из переохлаждающего устройства A' и, а именно, 3,7-5
кубических метров, сжижается и выходит при s1bl после сжижения его холода для получения необходимой
промывки наполнителя в указанном устройстве. регенератор.
В жидком состоянии. _ Одна четверть - воздуха.
С интервалами в несколько минут реверс, а именно -1,25 кубических метров, на других клапанах, которые
управляются любым подходящим способом, не сжижен, только кислород, и направление потока очищенного
воздуха в выпрямителе, а также 1,25 кубических метров поступающего воздуха и отделенных газовых
компонентов, азота, проходящего через регенераторы, поступает в выходной поток.
в обратном порядке. - Затем сжатый воздух поступает в машину, которая может работать от аккумулятора.
Все при kli, а сжатый азот и отработанный воздух последовательно разделяются. В таком случае рабочая
среда машины удаляется не в виде азота в верхней части сепаратора сверхвысокого давления cl, а отводится
в виде сжатого воздуха из трубопровода, соединенного непосредственно с регенераторами, а отработанный
воздух затем проходит через верхний выпрямитель cl, где отделяется и только впоследствии j0
транспортируется в виде азота и, образуя часть общего объема отделенного азота, через переохладитель
для переохлаждения промывочной жидкости.
Данная модификация нового процесса, в котором отработанные газы расширительной машины впоследствии
отделяются, показана на рисунке 2. Удаление рабочего воздуха из расширительной машины происходит в
точке x, и отработанный воздух по трубопроводу 5 поступает в верхний выпрямитель cl', в который он входит в
точке z.
Этот модифицированный процесс имеет тот недостаток, что по сравнению с описанным в связи с рисунком 1
степень преобразования в верхнем выпрямителе увеличивается за счет количества отработанного воздуха, а
выпрямление несколько нарушается пульсирующим потоком отработанных газов; кроме того, из-за
сопротивления в выпрямителе более высокое давление отработанных газов противодействует
расширительному двигателю.
Кроме того, использование азота, очищенного предварительным методом, имеет преимущество перед
воздухом при работе расширительного двигателя, поскольку, в то время как азот можно охладить до -1960 °C,
воздух можно охладить только до -1910 °C. В данном случае это особенно невыгодно, поскольку охлаждаемая
промывочная жидкость уже имеет температуру -80 °C, так что снижение температуры составляет всего 11
градусов по сравнению с 16 градусами при использовании азота для привода расширительного двигателя.
Однако, поскольку разница температур всегда составляет около 5 градусов, эффективное падение
температуры составляет всего 11 - 5 = 60 по сравнению с 16 - 5 = 11 для азота, и, следовательно, полезная
мощность при работе на воздухе лишь немногим более чем вдвое меньше, чем при работе на азоте.
Соседние файлы в папке патенты