[发明专利]通过蒸馏分离气态混合物的设备的封罩及包括封罩的设备

说明书

本发明涉及一种用于在低于环境的低温温度下分离气态混合物的设备的封罩，所述封罩设计成容纳所述设备的至少一个元件，所述元件必须在0℃以下、优选地‑50℃以下的温度下或甚至在低温温度下操作，所述封罩的形式为沉箱并且由包括纵向支柱(3)以及将所述支柱相互连接的带和撑条的至少一个框架组成，至少一个用于输送材料和/或电力、光或信息的装置(13，15，17)至少部分地收纳在所述至少一个支柱中。

技术领域

本发明涉及一种用于在低于环境的温度或甚至低温/深冷温度下进行蒸馏来分离气态混合物的设备的封罩。

背景技术

用于通过在低于环境的低温温度下分离气态混合物、特别是空气的设备的封罩容纳设备的必须在低于0℃的温度下或甚至在低温温度下操作的至少一个元件。该封罩由包括纵向支柱和将支柱相互连接的带的至少一个框架组成。

通常，框架是具有至少四个侧壁的封闭式沉箱的框架。它还可以包括天花板和/或地板。在操作状态下，封闭式沉箱容纳与壁中的至少一个和/或与必须在低于环境的温度下操作的元件接触的绝热物(绝热/隔热材料)。

相比之下，还已知提供容纳和/或支承至少一个如上所述的封闭式沉箱的框架。Goldstone等人的“Tonnage Nitrogen Generation for Oil and Gas Enhanced Recoveryin the North Sea(用于北海提高的油气采收率的吨位氮生成)”，Proceedings of theGas Processors Association 1992在图6中示出了这种容纳和支承容纳空气分离设备的元件的封闭式沉箱的框架。因此，框架形成开放式结构，从而使得可以导入容纳至少一个分离塔的封闭式沉箱，容纳必须在低于环境的温度下操作的另一元件——例如设计成冷却要在塔中分离的气态混合物的热交换器——的另一沉箱。

用于使用低温蒸馏分离气态混合物如空气的设备包括在环境温度下操作的部件和在低于环境的温度——也就是说在0℃以下的温度或甚至低温——下操作的部件。在低于环境的温度下操作的元件被保持在通常称为“冷箱”并且充填有一种(或多种)绝热材料(珍珠岩、岩棉、真空绝热板等)的绝热封罩中。这些封罩通常呈具有包括通过水平梁相互连接的竖直支柱的金属框架的长方体沉箱的形式。沉箱的四个侧壁包覆有金属板。在环境温度下操作的元件也可被安置在其它框架中以有利于其运输或隔音，或将它们保持在地面上方的适当位置。

绝热封罩未关于外部空气被完全密封，并且由于热效率原因和安全原因，连续的气态氮流涌入这些“冷箱”的内部。

如WO-A-2004015347中所示，已知借助安置在绝热物堆中间的分配器将气态氮从蒸馏塔送入绝热物中。

为了保持冷箱的绝热物中的干燥气氛，通常通过形成关于大气压的轻微过压以便避免任何湿空气进入绝热物中来利用来自工厂的惰性气体网络的氧含量在5％以下的氮。该流体必须完全是干燥和脱油的。事实上，任何水分进入冷箱中降低了绝热物(珍珠岩)的热性能。此外，一旦(靠近低温设备的)绝热物的温度低于空气的露点，空气(甚至干燥的空气)的进入便带来富氧空气的冷凝风险。这种现象然后会造成由于在高氧空气中易燃的任何元件而点燃和/或爆炸的风险。

在冷箱的主机壳中，还有必要确保气氛被连续地刷新：

·以便在打开和绝热之后排泄环境空气。

·以便稀释和排泄已经进入的任何空气。

要为惰化考虑的每小时流量必须使得可以定期刷新冷箱的气氛。

设计成在低于或不低于环境的温度下容纳空气分离设备的至少一个元件的框架可以是由支柱、梁或托梁组成的金属结构。这些支柱、梁或托梁可以是由H、I、L或U形截面型材组成的开放截面部件，或由圆形、矩形截面型材——例如正方形截面型材——组成的封闭截面部件。这些型材的目的无非是保持元件周围的结构并且支承冷箱的诸如金属板的包覆层。也可以设计称为“桁架节点”的组件，其包括与开放截面结合的封闭截面。