DE1951666C

DE1951666C - Device for separating a gas mixture that is difficult to condense into its components at low temperatures and a method for producing the same

Info

Publication number: DE1951666C
Authority: DE
Inventors: J. David Little Silver N.J.; Shulman Murray Brooklyn N.Y.; Milligan (V.StA.)
Original assignee: Hydrocarbon Research Inc., New York, N. Y. (V.StA.)
Publication date: 1972-09-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung /um Trennen eines schwer kundensierbiircn Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaluren mit zwei senkrecht übereinander angeordneten Trennsäulen und mit an diesen befestigten Einrichtungsteilen, 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 Emrichlung.The invention relates to a device for separating a gas mixture that is difficult to customize into its components at low temperatures with two separating columns arranged vertically one above the other and with attached to this device parts, which together in one with a floor and a Cover plate provided and arranged with an insulating material filled cylindrical housing are. The invention also relates to a method for producing such an emrichlung.

Eine derartige Einrichtung ist in der französischen Palentschrift 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 Schwierigkeilen. Diese Schwierigkeiten rühren einerseils von der Größe einer solchen Finrichtung (15 bis 50m Höhe) und andererseits von den tiefen Temperaturen her, bei denen eine derartige Einrichtung arbeitet. Die einzelnen Bauteile sind daher wegen ihrer Große und wegen der an siegesielllen Festigkeilsanforderungen ;;uf Grund der tiefen Temperaturen massig und dementsprechend schwierig /ti 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 Einrichtungsieile umgebenden Gehäuses mit einem Isoliermaterial erhalten werden kann, was aus der britischen Patentschrift 181 352 bekannt isiSuch a device is shown in French Palentschrift 635 855. 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 such a problem Finrichtung (15 to 50m height) and on the other hand from the low temperatures, at which such Facility is working. The individual components are therefore because of their size and because of the siegesielllen Fixed wedge requirements ;; due to the low temperatures moderate and accordingly difficult / ti assemble. The dimensions and weight of the individual components are further increased by the Due to the low temperatures required thermal insulation, but this thermal insulation as well by subsequent filling of the housing surrounding the separation columns and their fittings can be obtained with an insulating material, which is known from British patent specification 181 352

Eine weitere Schwierigkeil bei einer derartigen Einrichtung /um Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaturen besteht darin, daß diese auf Grund der Größenverhällnisse erst auf der Baustelle fertig zusammengebaut werden kann. Baustellenmoniage isi 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 baustellenseilige Endmontage aufgeteilt werden könnte.Another difficulty with such a device / to disconnect a difficult to condense Gas mixture in its constituents at low temperatures consists in the fact that this is due to the Size ratios can only be fully assembled on the construction site. Construction site moniage isi however expensive, and efforts are made to facilitate this by extensive pre-assembly. The schematic Representation of the French patent 635 855 can not be seen in what way the Assembly could be divided into factory pre-assembly and on-site final assembly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Teniperaluren der eingangs genannten Bauart /u 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 in deep teniperalurs of the type mentioned / u create that forms a stable, easy-to-manufacture unit.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Trennsäulen Teil einer diese aufnehmenden zylindrischen Einfassung sind, welche an ihren leiden über die Trennsäulen hinaus verlängerten Enden mit Flanschen versehen ist, über die die Umfassung mil der Bodenplatte und der Deckelplatic des Gehäuses in Verbindung steht.This object is achieved in that the separating columns are part of a cylindrical column which receives them Facing are those who suffer from their sufferings over that Separating columns are also provided with extended ends with flanges, over which the enclosure with the Base plate and the cover plate of the housing is in connection.

Das Verfahren zur Herstellung einer solchen Hinrichtung, bei der die Boden- und Deckclplatte kreisförmig sind und gleichen Durchmesser aufweisen, isi durch folgende Verfahrcnsschrille gekennzeichnet:The process of making such an execution in which the bottom and top plates are circular and have the same diameter, is characterized by the following traversing steps:

a) Zusammenbau der Trennsäulen mit der zylindrischen Einfassung zu einem Traggerüst;a) assembling the separating columns with the cylindrical frame to form a supporting frame;

b) Anbringen der Boden- und Deckelplatte an den Enden dieses Traggcrüsles;b) attaching the base and cover plate to the ends of this Traggcrüsles;

c) Lagern des Traggeriislcs in horizontaler Lage mil der Boden- und Deckelplatte auf zwei RoI-lcntischen; c) Storage of the support frame in a horizontal position with the base and cover plate on two roller tables;

d) Befestigen der äußeren Einrichtungsteile an dem Traggerüst;d) attaching the outer device parts to the supporting framework;

e) Anbringen des zylindrischen Gehäuses zwischen der Boden- und Deckelplatte;e) attaching the cylindrical housing between the base and cover plate;

f) Aufrichten des Traggerüstes in vertikale Lage, und Lösen der festen Verbindung zwischen dem Traggerüst und der Deckelplatte;f) Erecting the shoring 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.

IOIO

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 laßt sich nicht nur das Rohrleitungssystem /wischen den Trennsäulen und deren Einrichtungsteilen verkürzen, das Rohrleitungssystem ist auch nur geringen mechanischen Belastungen ausge.se;/1. da die ein/einen Rohre wegen der guten Ab-.Ntüt/ung der f'inrichtungsteile an dem Traggerüst nicht /ur zusätzlichen Abstützung dieser Einrichtungsteile benötigt worden. Das zwischen Traggerüst und äußerem Gehäuse eingefüllte Isolationsmaterial gibt der Baueinheit zusätzliche Stabilität, da das Isolationsmalerial die gegenseitige Verschiebbarkeit von as Traggerüst. Finrichtungsteilen und Gehäuse vermindert. The device according to the invention forms a stable unit, since the separation columns with their surrounds a stable support structure for the other parts of the facility, such. B. heat exchangers, absorbers and the like. In this way, not only can the pipeline system / wipe the separation columns and their Shorten equipment parts, the piping system is also only exposed to low mechanical loads. Se; / 1. because the one / one pipes because of the good support of the equipment parts on the support structure no additional support for these parts of the facility was required. That between shoring and the outer casing filled with insulation material gives the unit additional stability, as the insulation material the mutual displaceability of the shoring. Finisher parts and housing reduced.

Die erfindungsgemäiie 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 Hoden- und Deckelplatte kann das Traggerüst auf Rollentische:i 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 /u füllen. Für den Betrieb wird noch die feste Verbindung zwischen dem Traggerüst und der Deckelplatte gelöst, um Wärmedehnungen zwischen Traggerüst und Gehäuse nicht zu behindern. Als Isoliermaterial ist ein Granulat oder ein Isolierstoff, svie 7. B. Schaum-Polystyrol oder Vermiculit, verwendbar.The device according to the invention is also easy to manufacture. The supporting structure can, for. B. be delivered to the construction site pre-assembled in one or more parts. After assembling the supporting frame in a horizontal position and after attaching the testicle and cover plate, the supporting frame can be rotated on roller tables: i in order to be able to conveniently attach the furnishings. It is just as convenient to attach the cylindrical housing between the base and cover plate. Then the entire unit only needs to be erected and filled with insulation material / u. For operation, the fixed connection between the supporting frame and the cover plate is released in order not to hinder thermal expansion between the supporting frame and the housing. Granules or an insulating material, such as 7. B. foam polystyrene or vermiculite, can be used as the insulating material.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fs zeigtAn embodiment of the invention The device is described in more detail below with reference to the drawings. Fs shows

F i g. 1 einen Veriikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der eriindungsgemäßen Einrichtung.F i g. 1 shows a vertical section through an exemplary embodiment the device according to the invention.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. I zur Darstellung der Verbindung ^wischendem oberen Ende des Traggerüstes und der Deckelplatte bei betriebsbereiter Einrichtung,FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG to show the connection ^ wiping the upper end of the supporting structure and the cover plate when the unit is ready for operation Facility,

F i g. .1 den gleichen Ausschnitt wie F i g. 2, wobei die Deckelplatte zum Zwecke der Montage oder des Transportes fest mit dem oberen Ende des Traggerüst verbunden ist,F i g. .1 the same section as FIG. 2, where the cover plate for the purpose of assembly or transport firmly to the upper end of the support frame connected is,

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

Fig. 5 eine Stirnans'cht der Einrichtung nach Fig. 4.5 shows a front view of the device Fig. 4.

F i g. I zeigt die Einrichtung zum Trennen eines schwer kondensierbaren Gasgemisches in seine Bestandteile bei tiefen Temperaturen in ihrer Gesamtlicit. Da diese Hinrichtung nicht auf ein bestimmtes Verfahren abgestimmt is·;, dient sie nur dazu, zu illustrieren, in welcher Weise die einzelnen Bauteile.F i g. I shows the device for separating a gas mixture that is difficult to condense into its components at low temperatures in their overall licit. Since this execution is not on a specific one Procedure is matched, it only serves to illustrate the way in which the individual components.

nämlich die Einfassung mit den Trennsäulen, die zugehörigen Einrichtungsteile und das Gehäuse miteinander verbunden sind. Die Einrichtung besteht aus einer unteren Trennsäule 10, die auf einer vorzugsweise kreisförmigen Bodenplatte 12 befestigt ist. Senkrecht über die Trennsäule 10 ist Hne zweite Trennsäule 14 montiert, wobei beide Trennsäulen in einer zylindrischen Einfassung 15,34 aufgenommen sind. In dieser Weise können mehrere Trennsäulen 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 der Einfassung 15, 34 indew deren Kopfteile 16 in geeigneten Hiü.en in die Einfassung i:ingeschweißl sindnamely the enclosure with the separation columns, the associated Equipment parts and the housing are connected to one another. The facility consists of a lower separation column 10, which is fastened to a preferably circular base plate 12. Hne second separating column 14 is mounted vertically above the separating column 10, with both separating columns in a cylindrical enclosure 15,34 are received. In this way, several separation columns are arranged one above the other, the only limit being the height up to which one such a facility can be built and maintained in a practical manner. As in the exemplary embodiment As shown, the separation columns 10, 14 are part of the enclosure 15, 34 and their head parts 16 in suitable Hiü.en are welded into the edging

Offnungen 17 mit oder ohne '! "-en sind ebenfall·, in der Einfassung vorgesehen, um e.iien Zugang /u den inneren Rohrleitungen /u ermöglichen. Wird die Einrichtung z. B. /ur Zerlegung von Luft verwendet, dann ist die untere Trennsäule die Drucksäule und die obcie Säule die Nicderdrucksäule.Openings 17 with or without '! "-then are also ·, provided in the enclosure to e.iien access / u allow the inner pipes / u. If the facility z. B. / used for the decomposition of air, then the lower separation column is the pressure column and the upper column is the lower pressure column.

Zu den Trennsäulen 10, 14 werden Einrichiungsteile, wie z. B. Wärmetauscher. Absorber u. dgl., benötigt. Die der unteren Trennsäule 10 zugeordneten Einrichtungsteile 18 sind über Halterungen 20 mil dieser Trennsäule verbunden. Leitungsverbindungeii sind bei 22 und 24 gezeigt. In ähnlicher Weise sind Einriclilungsteile26 mit der oberen I rennsaule 14 durch Halterungen 28 verbunden Leilungsverbindungen bestehen bei 30 und 32.For the separation columns 10, 14 equipment parts, such as B. heat exchanger. Absorber and the like., Required. The assigned to the lower separation column 10 Equipment parts 18 are connected to this separation column via brackets 20. Line connectioneii are shown at 22 and 24. Similarly, there are fittings 26 with the upper racing column 14 Line connections connected by brackets 28 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 nut einer Deckenplatte 38 durch Schraubbolzen 40 verbunden ist, wie klarer in F i ji. 2 und 3 dargestellt ist. Die aus der Einfassung 15,34 mit den Trennsäulen 10 und 14 und der ß.>den- und Deckelplatle 12 bzw. 38 besiehende Einheit, im folgenden als Traggerüst bezeichnet, ist von einem äußeren zylindrischen Gchäuse-il abgedeckt, das sowohl mit der Bodenplatte 12 als auch mit der Deckelplatle 38 verbunden ist.That extended beyond the upper separation column 14 The end of the enclosure 15. 34 is provided with a flange 36, which is in the form of a ceiling plate 38 connected by bolts 40, as more clearly in Fig. 1. 2 and 3 is shown. The one from the enclosure 15,34 with the separating columns 10 and 14 and the ß.> Den- and cover plate 12 or 38 containing unit, hereinafter referred to as the shoring, is from a outer cylindrical casing-il covered that both is connected to the base plate 12 as well as to the cover plate 38.

Das obere Ende der über die Trennsäule 14 hinaus verlängerten Einfassung kann zum Zwecke der Montage und des Transports der Einrichtung unverschiehiich und bei aufgerichteter, betriebsbereiter Einrichtung verschieblich mit der Dckelplalle 38 verbunden werden. Die verschiebliche Verbindung /wischen dein oberen Ende der Einfassung 15,34 und der Deckelplatle 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 transportation of the facility are indistinguishable and when the device is erected and ready for operation, it is slidably connected to the cover plate 38 will. The sliding connection / wipe the upper end of the enclosure 15,34 and the lid plate 38 is therefore provided so that no tension occurs during operation of the device Due to different thermal expansions occur.

F-" i g. 2 /eigl die Verbindung der Deckelplatte .i8 beim Betrieb. In der Dcckelplatte 38 und im Flansch 36 der Einfassung 15, 34 sind mehrere einander gegenüberliegende Löcher zur Aufnahme von Schraubbolzen 40 vorgesehen. Der Durchmesser dieser Löcher ist etwas größer als der der Sehraubbol/en. so daß die Schrai'bbolzcn leicht durch die Löcher gleiten können. Der Schraubbolzen 40 ist unver-. schicblich mit der Dcckelplatte 38 verbunden, während er sieh frei durch das entsprechende Loch im Flansch 36 erstreckt. Die Einfassung 15, 34 mit ilen Trennsäulen 10. 14 und die Dcckelplalte 38 können sich somit relativ zueinander in vertikaler, jedoch nicht in horizontaler Richtung bewegen, wobei der Schraubbolzen 40 als Führungsstifl wirkt. Es versieht sich. da!\ der Schraubbol/en 40 ebensogut mil deinF- "i g. 2 / Eigl the connection of the cover plate .i8 during operation. In the cover plate 38 and in the flange 36 of the enclosure 15, 34 are a plurality of opposing holes for receiving screw bolts 40 provided. The diameter of these holes is slightly larger than that of the visual arbors. so that the screw bolts can easily pass through the holes can slide. The bolt 40 is un-. connected to the lid plate 38 while it is seen to extend freely through the corresponding hole in flange 36. The mount 15, 34 with ilen Separating columns 10, 14 and the Dcckelplalte 38 can thus be relative to each other in a vertical, however do not move in the horizontal direction, the screw bolt 40 acting as a guide pin. It provides himself. there! \ the screw bolt 40 just as well with yours

l-'lansch 36 unvcrschicblich und mit der Deckenplatte 38 vcrscliichlich verbunden sein könnte.l-flange 36 not misplaced and with the ceiling plate 38 could clearly be connected.

In J-"ig. 3 ist die Deckenplatte38 fest mit dem Traggerüst verbunden. Diese Verbindung erfolgt mit Hilfe von Bcilagcschcibcn4l, die zwischen der Dcckdplallc 38 und dem Flansch 36 auf den Schaft ilos Scliraubholzcns40 aufgeschoben sind, und einer auf den Schraubbolzcn aufgeschraubten Mutter 39.In J- "ig. 3 the ceiling plate38 is fixed to the Shoring connected. This connection is made with the help of Bcilagcschcibcn4l, which between the Dcckdplallc 38 and the flange 36 on the shaft ilos Scliraubholzcns40 are postponed, and one the nut 39 screwed onto the screw bolts.

I i ji. 4 und 5 zeigen, welche Funktion der kreis· zylindrischen Boden- und Dcckclplallc 12 bzw. 38 heim Zusammenbau der Einrichtung zukommt. Beide Hatten A'ciscn gleichen Durchmesser auf, wobei dieser Durchmesser größer ist als der des Traggerüstes mit den I-'inrichtungstcilcn. Die Platten sind mit demI i ji. 4 and 5 show what function the circle cylindrical bottom and top plate 12 and 38, respectively, when assembling the device. Both A'ciscn had the same diameter, this diameter being larger than that of the supporting structure with the equipment parts. The panels are with the Traggerüst derart verbunden, daß ihre zentrale Achse zur Längsachse des Traggerüstes fluchtet. Auf diese Weise wirken die Platten 12,38 als Räder, wobei das Traggerüst als verbindende Achse dient.Support frame connected in such a way that its central axis is aligned with the longitudinal axis of the support structure. To this The plates 12, 38 act as wheels, with the supporting structure serving as a connecting axis.

Zum Befestigen der Einrichtungsteile 18 und 26 an dem Traggerüst kann dieses somit horizontal auf Rollentisehen 44 gelagert und in die jeweils günstigste Lage gedreht werden. Nach dem Befestigen der Einrichtungsteile 18 und 26 kann das Gehäuse 42 zwisehen der Boden- und Deckenplatte 12 bzw. 38 installiert werden, während das Traggerüst noch horizontal auf den Rollentisehen 44 gelagert ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann somit rationell an der Baustelle zusammengebaut werden.In order to fasten the device parts 18 and 26 to the supporting frame, this can thus be horizontal Roller tables 44 are stored and rotated into the most favorable position in each case. After the fixture parts 18 and 26 have been attached, the housing 42 can be installed between the floor and ceiling panels 12 and 38, respectively, while the supporting framework is still horizontal is mounted on the roller table 44. The device according to the invention can thus be assembled efficiently at the construction site.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

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

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

3. device na Ί claim 2, characterized in that that in the flange (36) of the enclosure (15, 34) arranged on the cable of the cover plate (38) and in the ceiling'olalte each other opposing holes are provided for receiving screw bolts (40), wherein these bolts are fixed in one of the holes and can be moved lengthways during operation the opposite holes.

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

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

a) assembling the separating columns (10, 14) with the cylindrical enclosure (15, 34) / u a support frame;

b) attaching the base and cover plate (12 and 38) to the ends of this supporting structure;

c) Storage of the shoring in a horizontal position with: 1 bottom and top plate (12 resp. 38) on two roller tables (44);

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

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

f) Erecting the supporting structure in a vertical position and releasing the fixed connection between the support frame and the cover plate (38);

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