DE1951666B

DE1951666B - Device for separating a gas mixture that is difficult to condense into its constituent parts at low temperatures and proceed to the production of the same

Info

Publication number: DE1951666B
Authority: DE
Inventors: J David Little Silver N J Shulman Murray Brooklyn N Y Milhgan, (V St A )
Original assignee: Hydrocarbon Research Ine , New York, NY (V St A )

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaturen mil zwei senkrecht übereinander angeordneten Trennsäulen und mit an diesen befestigten Einrichiungsteilen, die zusammen in einem mit einer Boden- und einer Deckelplatte versehenen und mit einem Isoliermaterial ausgefüllten zylindrischen Gehäuse angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einrichtung.The invention relates to a device for separating a difficult to condense gas mixture into its constituents at low temperatures with two Separating columns arranged vertically one above the other and with Einrichiungstteile attached to these, the together in one provided with a base and a cover plate and with an insulating material filled cylindrical housing are arranged. The invention also relates to a method for Manufacture of such a device.

Eine derartige Einrichtung ist in der französischenOne such facility is in the French

ίο Patentschrift 635 855 dargestellt. Diese Darstellung ist rein schematisch, und es wird nicht gezeigt, in welcher Weise die Trennsäulen mit dem zylindrischen Gehäuse verbunden sind. Aber gerade in der baulichen Ausführung einer derartigen Einrichtung bestehen beträchtliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten rühren einerseits von der Größe eini"r solchen Einrichtung (15 bis 50 m Höhe) und andererseits von den tiefen Temperaturen her, bei denen eine derartige Einrichtung arbeitet. Die einzelnen Bauteile sind daher wegen ihrer Größe und wegen der an sie gestellten Festigkeitsanforderungen auf Grund der tiefen Temperaturen massig und dementsprechend schwierig zu montieren. Die Ausmaße und das Gewicht der einzelnen Bauteile erhöhen sich weiter durch die auf Grund der tiefen Temperaturen erforderliche Wärmeisolation, wobei diese Wärmeisolation jedoch auch durch nachträgliches Auffüllen des die Trennsäulen und deren Einrichtungsteile umgebenden Gehäuses mit einem Isoliermaterial erhalten werden kann, was aus der britischen Patentschrift 181 352 bekannt ist. Eine weitere Schwierigkeit bei einer derartigen Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaturen besteht darin, daß diese auf Grund der Größenverhältnisse erst auf der Baustelle fertig zusammengebaut werden kann. Baustellenmontage ist jedoch teuer, und man ist bestrebt, diese durch weitgehende Vormontage zu erleichtern. Der schematischen Darstellung der französischen Patentschrift 635 855 ist nicht zu entnehmen, in welcher Weise die Montage auf fabrikmäßige Vormontage und baustellenseitige Endmontage aufgeteilt werden könnte.ίο Patent 635 855 shown. This representation is purely schematic, and it is not shown in which way the separation columns with the cylindrical Housing are connected. But it is precisely in the structural design of such a facility considerable difficulty. On the one hand, these difficulties stem from the size of some of them Facility (15 to 50 m height) and on the other hand from the low temperatures at which such a Facility is working. The individual components are therefore because of their size and because of the placed on them Strength requirements due to the low temperatures are massive and therefore difficult assemble. The dimensions and weight of the individual components are further increased by the Thermal insulation required due to the low temperatures, however, this thermal insulation can also be achieved by subsequent filling of the separating columns and the housing surrounding its equipment parts can be obtained with an insulating material, what from British patent specification 181 352 is known. Another difficulty with one such Device for separating a gas mixture that is difficult to condense into its constituent parts at low temperatures Temperatures consists in the fact that these are only fully assembled on the construction site due to the proportions can be. Construction site assembly is expensive, however, and efforts are made to achieve this through extensive To facilitate pre-assembly. The schematic representation of the French patent specification 635 855 does not indicate in which way the assembly on factory pre-assembly and on-site Final assembly could be split up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaluren der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die eine stabile, leicht herstellbare Baueinheit bildet.The invention is based on the object of providing a device for separating a difficult to condense Gas mixture in its components at low temperatures of the type mentioned create a stable, easy-to-manufacture structural unit forms.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dieTrcnnsäulen Teil einer diese aufnehmenden zylindrischen Einfassung sind, welche an ihren beiden über die Trennsäulen hinaus verlängerten F.ndnn mit Flanschen versehen isl. über die die Einfassung mit der Bodenplatte und der Deckelplatte des Gehäuses in Verbindung steht.This object is achieved in that the door columns These are part of a cylindrical enclosure which is fitted to both of them via the Separating columns with extended legs and flanges are. about the edging with the Base plate and the cover plate of the housing is in connection.

Da··· Verfahren zur Herstellung einer solchen Einrichtung, bei der die Boden- und Deckelplatte kreisförmig sind und gleichen Durchmesser aufweisen, ist durch folgende Verfahrcnsschrilte gekennzeichnet:Since the process for the production of such a device, in which the bottom and top plates are circular and have the same diameter characterized by the following steps:

a) Zusammenbau der Trennsäulen mit der zylindrischen Einfassung zu einem Traggerüst;a) Assemble the separation columns with the cylindrical Edging to a supporting structure;

b) Anbringen der Boden- und Dcckelplatte an den Enden dieses Trauecrüstes;b) Attaching the bottom and top plates to the ends of this trauecüstes;

c) Lagern des Traggcrüslcs in horizontaler Lage mit der Boden- und Dcckelplatte auf zwei RoI-lentischcn: c) Storage of the supporting structure in a horizontal position with the bottom and top plates on two roller tables:

el) Befestigen der äußeren Einriehtungsteile an dem Traggerüst;el) attaching the outer Einriehtungsteile to the support structure;

e) Anbringen des zylindrischen Gehäuses zwischen der Boden- und Deckelplutte;e) attaching the cylindrical housing between the bottom and top plutte;

I) Aufrichten des Traggerüstes in vertikale Lage, und Lösen der festen Verbindung zwischen dem Traggerüst und der Deckelplatte;I) erecting the supporting structure in a vertical position, and loosening the fixed connection between the Support frame and the cover plate;

g) Ausfüllen des Gehäuses mit Isoliermaterial.g) Filling the housing with insulating material.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bildet eine stabile Einheit, da die Trennsäulen mit ihrer Einfassung ein stabiles Traggerüst für die übrigen Einrichtungsteile, wie z. B. Wärmetauscher, Absorber u. dgl., bilden. Auf diese Weise läßt sich nicht nur das Rohrleitungssystem zwischen den Trennsäulen und deren Einricluungsteilen verkürzen, das Rohrleitungssystem ist auch nur geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt, da die e.nzelnen Rohr; wegen der guten Abstützung der Einrichtungsteile an dem Traggerüst nicht zur zusätzlichen Abstützung dieser Einrichlungsteile benötigt werden. Das zwischen Traggerüst und äußerem Gehäuse eingefüllte Isolationsmaterial gibt der Baueinheit zusätzliche Stabilität, da das Isolationsmaterial die gegenseitige Verschiebbarkeit von Traggerüst, Einrichtungsteilen und Gehäuse vermindert. The device according to the invention forms a stable one Unit, as the separating columns with their edging form a stable supporting structure for the other parts of the facility, such as B. heat exchangers, absorbers and the like. In this way, not only can the pipeline system Shorten the piping system between the separating columns and their fittings is also only exposed to low mechanical loads, since the individual tube; because of the good support of the equipment parts on the supporting frame not for additional support of these equipment parts are needed. The insulation material filled between the supporting frame and the outer housing gives the unit additional stability, because the insulation material allows the mutual displacement of Support frame, equipment parts and housing reduced.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch einfach herstellbar. Das Traggerüst kann z. B. in einem oder in mehreren Teilen vormontiert an der Baustelle angeliefert werden. Nach dem Zusammenbau des Traggerüsts in horizontaler Lage und nach Anbringen der Boden- und Deckelplatte kann das Traggerüst auf Rollentischen gedreht werden, um bequem die Einrichtungsteile befestigen zu können. Ebenso bequem ist das Anbringen des zylindrischen Gehäuses zwischen Boden- und Deckelplatte. Sodann ist die gesamte Baueinheit nur noch aufzurichten und mit Isolationsmaterial zu füllen. Für den Betrieb wird noch die feste Verbindung zwischen dem Traggerüst und der Deckelplatte gelost, um Wärmedehnungen zwischen Traggerüst und Gehäuse nicht zu behindern. Als 'soliermaterial ist ein Granulat oder ein Isolierstoff, wie z. B. Schaum-Polystyml oder Vermiculit, verwendbar.The device according to the invention is also easy to manufacture. The supporting structure can, for. B. in one or be delivered to the construction site pre-assembled in several parts. After assembling the shoring in a horizontal position and after attaching the base and cover plate, the support frame can be on Roller tables can be rotated in order to be able to conveniently attach the furnishings. Just as convenient is the attachment of the cylindrical housing between the base and cover plate. Then the whole The assembly only needs to be erected and filled with insulation material. For the operation is still the fixed connection between the supporting structure and the cover plate is loosened to prevent thermal expansion between Support frame and housing not to be obstructed. As' insulating material is a granulate or an insulating material, such as B. foam polystyrene or vermiculite, usable.

Fun Ausführiingsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wiro nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fs zeigtFun exemplary embodiment of the invention Setup is described in more detail below with reference to the drawings. Fs shows

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung,Fig. 1 is a vertical section through an embodiment of the device according to the invention,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 zur Darstellung der Verbindung zwischen dem oberen Ende des Traggerüsles und der Deckelplatte bei betriebsbereiter Einrichtung.FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 to show the connection between the upper end of the support frame and the cover plate when it is ready for operation Furnishings.

F i g. 3 Jen gleichen Ausschnitt wie F i g. 2. wobei die Deckelplatle /um Zwecke der Montage oder des Transportes fest mit dem oberen Ende des Traggerüsles verbunden ist.F i g. 3 The same excerpt as FIG. 2. where the lid plate / for purposes of assembly or the Transport is firmly connected to the upper end of the support frame.

Fi g. 4 eine Seitenansicht der Einrichtung während eines Stadiums des Zusammenbaus undFi g. Figure 4 is a side view of the device during a stage of assembly;

F i ti. 5 eine Slirnansicht der Einrichtunc nach F i g. 4.F i ti. 5 is a plan view of the facility according to FIG F i g. 4th

Fig. I zeigt die Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei liefen Temperaturen in ihrer Gesamtheit. Da diese Einrichtung nicht auf ein bestimmtes Verfahren abgestimmt ist, dient sie nur dazu, zu illustrieren, in welcher Weise die einzelnen Bauteile. nämlich die Einfassung mit den Trennsäulen, die zugehörigen Einriehlungsteile und das Gehäuse miteinander "verbunden sind. Die Einrichtung besteht uus einer unteren Trennsäule 10, die auf einer vorzugsweise kreisförmigen Bodenplatte 12 befestigt ist. Senkrecht über die Trennsäule 10 ist eine zweite Trennsäule 14 montiert, wobei beide Trennsäulen i.i einer zylindrischen Einfassung 15, 34 aufgenommen sind. In dieser Weise können mehrere TrennsäulenFig. I shows the means for separating a difficult to condense gas mixture into its constituent parts at temperatures in their entirety. Since this facility is not geared towards a specific procedure, it only serves to illustrate the way in which the individual components. namely the enclosure with the separation columns, the associated Einriehlungsteile and the housing with each other "are connected. The device consists uus a lower separation column 10, which is preferably on a circular bottom plate 12 is attached. A second column is perpendicular to the separating column 10 Separating column 14 mounted, both separating columns i.i a cylindrical enclosure 15, 34 received are. In this way, several separation columns

ία übereinander angeordnet werden, wobei die einzige Begrenzung in der Höhe besteht, bis zu welcher eine solche Einrichtung errichtet und auf praktische Art gewartet werden kann. Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, sind die Trennsäulen 10, 14 Teil derία can be arranged one above the other, the only one being There is a limit to the amount up to which such a facility can be erected and in a practical manner can be serviced. As shown in the exemplary embodiment, the separation columns 10, 14 are part of the

Einfassung 15, 34 indem deren Kopfteile 16 in geeigneten Höhen in die Einfassung eingeschweißt sind. Öffnungen 17 mit oder ohne Türen sind ebenfalls in der Einfassung vorgesehen, um einen Zugang zu den inneren Rohrleitungen -.u ermöglichen. Wird dieEnclosure 15, 34 in that the head parts 16 thereof are welded into the enclosure at suitable heights. Openings 17 with or without doors are also provided in the enclosure for access the inner pipelines -.u enable. Will the

ao Einrichtung z. B. zur Zerlegung von Luft verwendet, dann ist die untere Trennsäule die Drucksäule und die obere Säule die Niederdrucksäuleao facility z. B. used for the separation of air, then the lower separation column is the pressure column and the upper column is the low pressure column

Zu den Trennsäulen 10, 14 werden Einrichtungs- ;eil;, wie z. B. Wärmetauscher, Absorber u. dgl., benötigt. Die der unteren Trennsäule 10 zugeordneten Einrichtungsteile 18 sind über Halterungen 20 mit dieser Trennsäule verbunden. Leitungsverbindungen sind bei 22 und 24 gezeigt, in ähnlicher Weise sind Einrichtungsteile 26 mit der oberen Trennsäule 14To the separating columns 10, 14 equipment; eil; such. B. heat exchangers, absorbers and the like. The device parts 18 assigned to the lower separating column 10 are connected via brackets 20 connected to this separation column. Line connections are shown at 22 and 24, in a similar manner Equipment parts 26 with the upper separating column 14

durch Halterungen 28 verbunden. Leitungsverbindungen bestehen hei 30 und 32.connected by brackets 28. Line connections exist at 30 and 32.

Das über die obere Trennsäule 14 hinaus verlängerte Ende der Einfassung 15, 34 ist mit einem Flansch 36 versehen, der mit einer Deckelplatte 38 durch Schraubbolzen 40 verbunden ist, wie klarer in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die aus der Einfassung 15, 34 mit den Trennsäulen 10 und 14 und der Boden- und Deckelplatte 12 bzw. 38 bestehende Einheit, im folgenden als Traggerüst bezeichnet, ist von einem äußeren zylindrischen Gehäuse 42 abgedeckt, das sowohl mit der Bodenplatte 12 als auch mit der Deckelplatte 38 verbunden ist.The end of the enclosure 15, 34, which is extended beyond the upper separating column 14, is provided with a Flange 36 which is connected to a cover plate 38 by screw bolts 40, as is clearer in FIG Fig. 2 and 3 is shown. The from the enclosure 15, 34 with the separation columns 10 and 14 and the floor and cover plate 12 or 38 existing unit, hereinafter referred to as a support frame, is of a outer cylindrical housing 42 covered with both the bottom plate 12 and the top plate 38 is connected.

Das obere Ende der über die Trennsäule 14 hinaus verlängerten Einfassung kann zum Zwecke der Monlage und des Transports der Einrichtung unverschieblich und bei aufgerichteter, betriebsbereiter Einrichtung verschieblich mit der Dcckelplatte 38 verbunden werden. Die verschiehliche Verbindung zwischen dem oberen Ende der Einfassung 15, 34 und der Deckelplatte 38 ist deshalb vorgesehen, damit während des Betriebes der Einrichtung keine Spannungen auf Grund unterschiedlicher Wärmedehnungen auftreten.The upper end of the border, which is extended beyond the separation column 14, can be used for assembly purposes and the transport of the device cannot be moved and when the device is erected and ready for operation be slidably connected to the cover plate 38. The disparate connection between the Upper end of the enclosure 15, 34 and the cover plate 38 is therefore provided so that during the When the device is in operation, there are no tensions due to different thermal expansions.

F i g. 2 zeigt die Verbindung der Deckelplalte 38F i g. 2 shows the connection of the cover plate 38

beim Betrieb. In der Deckelplatte 38 und im Flansch 36 der Einfassung 15. 34 sind mehrere einander gegenüberliegende Löcher zur Aufnahme von Schraubbo'/en 40 vorgesehen. Der Durchmesser dieser Löcher ist etwas größer als der der Schraubbolzen, so daß die Schraubbolzen leicht durch die Löcher gleiten können. Der Schraubbolzen 40 ist iinvcrschicblich mit der Deckelplalte 38 verbunden, während er sich frei durch das entsprechende Loch im Flansch 36 erstreckt. Die Einfassung 15, 34 mit den Trennsäulen 10, 14 und die Deckelplattc 38 können sich somit relativ zueinander in vertikaler, jedoch nicht in horizontaler Richtung bewegen, wobei der Schraubbolzen 40 als Führungsstift wirkt. Es verstellt sich, daß der Schraubbolzcn40 ebcnsomit mit demduring operation. In the cover plate 38 and in the flange 36 of the enclosure 15, 34 are several opposite one another Holes for receiving screw bolts 40 are provided. The diameter of this Holes is slightly larger than that of the stud bolts, so the stud bolts can easily pass through the holes can slide. The bolt 40 is movable connected to the Deckelplalte 38, while he is free through the corresponding hole in the Flange 36 extends. The enclosure 15, 34 with the separating columns 10, 14 and the cover plate 38 can thus move relative to each other in the vertical, but not in the horizontal direction, the Screw bolt 40 acts as a guide pin. It turns out that the screw bolt 40 with the

Flansch 36 iinversehicblich und mit der Deckelplalte 38 verschieblich verbunden sein konnte.Flange 36 inversely and with the cover plate 38 could be movably connected.

In F i g. 3 ist die Deckclplatte 38 fest mit dem Traggerüst verbunden. Diese Verbindung erfolgt mit Hilfe von Bcilagescheiben 41. die zwischen der Deckelplatie 38 und dem Flansch 36 auf den Schaft des Schraubbolzens 40 aufgeschoben sind, und einer auf den Schraubbolzen aufgeschraubten Mutter 39.In Fig. 3 , the cover plate 38 is firmly connected to the supporting structure. This connection is made with the aid of brace washers 41, which are pushed onto the shaft of the screw bolt 40 between the cover plate 38 and the flange 36, and a nut 39 screwed onto the screw bolt.

Fig. 4 und 5 zeigen, welche Funktion der kreiszylindrischen Boden- und Deckenplatte 12 bzw. 38 beim Zusammenbau der Einrichtung zukommt. Beide Platten weisen gleichen Durchmesser auf, wobei dieser Durchmesser größer ist als der des Traggerüstes mit den Einrichtlingsteilen. Die Platten sind mit dem Traggerüst derart verbunden, daß ihre zentrale Achs /ur Längsachse des Traggerüstes fluchtet. Auf dies Weise wirken die Platten 12.38 als Räder, wobc das Traggerüst als verbindende Achse dient.
Zum Befestigen der F.inrichtungsteile 18 und 2i an dem Traggerüst kann dieses somit horizontal au Rollcnlischen 44 gelagert und in die jeweils günstigst! Lage gedreht werden. Nach dem Befestigen der Fun richtungsteile 18 und 26 kann das Gehäuse 42 zwi ίο sehen der Boden- und Deckelplatte 12 bzw. 38 instal liert werden, während das Traggerüst noch horizonta auf den Rollentischen 44 gelagert ist. Die erfindungs gemäße Einrichtung kann somit rationell an der Bau stelle zusammengebaut werden.4 and 5 show the function of the circular cylindrical bottom and top plate 12 and 38, respectively, when the device is assembled. Both plates have the same diameter, this diameter being larger than that of the supporting frame with the equipment parts. The plates are connected to the supporting structure in such a way that their central axis is aligned with the longitudinal axis of the supporting structure. In this way the plates 12.38 act as wheels, the supporting structure serving as a connecting axis.
In order to fasten the device parts 18 and 2i to the supporting frame, this can thus be supported horizontally on roller niches 44 and in the most favorable! Position to be rotated. After attaching the fun directional parts 18 and 26, the housing 42 can be seen between the base and cover plate 12 and 38 instal while the support frame is still mounted horizontally on the roller tables 44. The fiction, contemporary device can thus be assembled efficiently at the construction site.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Palent claims:

1. Device for separating a * difficult to condense Gas mixture into its constituents at low temperatures with two vertically one above the other arranged separating columns and with device parts attached to them, which together in one provided with a base and a cover plate and with an insulating material filled cylindrical housing are arranged, characterized in that the Separating columns (10, 14) are part of a cylindrical enclosure (15, 34) receiving them, which at its two ends extended beyond the separating columns (10, 14) with flanges (36) is provided, through which the enclosure (15, 34) with the base plate (12) and the cover plate (38) of the housing. ·, (42) is in communication.

2. Device according to claim 1, with a circular cylinder base and cover plate same Diameter, characterized in that the base and cover plate (12 and 38, respectively) are separated are mountable from the housing (42) to the enclosure (15, 34).

3. Device according to claim 2, characterized in that that in the flange (36) of the enclosure (15, 34) arranged on the side of the cover plate (38) and in the cover plate one another opposite holes for receiving screw bolts (40) are provided, with These bolts are firmly in one of the holes and can be slid in during operation the opposite holes.

4 device according to claim 3, characterized in that that the screw bolts (40) can also be fastened in the opposite holes.

5. A method for producing the device according to claim 4, characterized by the following Process steps:

a) Assemble the separating columns (10. 14) with the cylindrical enclosure (15.34) a shoring:

b) Attaching the base and cover plate (12 b / w. 38) to the ends of this support structure:

c) Store the shoring in a horizontal position with the base and cover plate (12 resp. 38) on two roller tables (44):

d) attaching the outer device parts (18, 26) to the supporting structure;

e) Attaching the cylindrical housing (42) between the base and cover plate (12 or 38);

f) Erect the shoring in a vertical position and loosen the fixed connection / wipe the support frame and the cover plate (38);

g) Filling the housing (42) with insulating material.