專利名稱：用于低溫蒸餾裝置的冷外殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別用于空氣蒸餾的低溫蒸餾裝置，這種裝置一方面包括一個具有至少一個低溫蒸餾塔和至少一個熱交換器的蒸餾器，另一方面包括該蒸餾器的熱絕緣材料。它用于例如裝在海上石油平臺或船上的制氧裝置上。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，低溫蒸餾塔及低溫運行的全部相關(guān)設(shè)備(熱交換器、低溫泵、低溫閥、連接管等)都置于一個一般呈平行六面體形狀的“冷殼”內(nèi)，殼內(nèi)填滿諸如膨脹珍珠巖的散裝絕緣材料。該絕緣材料對每一個構(gòu)成部分的外部溫度以及具有不同溫度的其它組成部分的溫度進行熱保護。這種材料同時具有熱傳遞系數(shù)小(＜0.05W／m℃)和壓力損失高的絕緣質(zhì)量，這在有對流現(xiàn)象的情況下是有利的。
但從安全角度來看，該技術(shù)有一個缺點。事實上，在例如由管道意外斷裂造成的低溫氣體或液體嚴重泄漏的情況下，珍珠巖巨大的壓力損失阻止該流體向大氣排出。從而使冷殼的外殼和支撐冷殼的結(jié)構(gòu)的溫度突然下降，這可導致脆化斷裂和由低溫流體引起的環(huán)境侵入，這對人員是危險的。
海上石油平臺產(chǎn)生廢氣。出于經(jīng)濟和環(huán)境原因，回收這些氣體變得越來越有必要。大量耗氧的Fischer-Tropsch方法，將其轉(zhuǎn)換成便于運輸?shù)囊簯B(tài)重烴。
因此，能否將空氣蒸餾塔裝在平臺上或船上引起人們的關(guān)注。但以上闡述的安全問題必須解決，因為蒸餾裝置被固定在金屬結(jié)構(gòu)上，而且，人員也無法很快從該裝置周圍撤出。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有低溫流體漏泄有效保護的低溫蒸餾裝置。
為此，本發(fā)明的主題是上述形式的低溫蒸餾裝置，其特征在于，蒸餾器被置于一個雙層殼的罩內(nèi)，其殼壁之間具有固體絕緣材料。
根據(jù)本發(fā)明的蒸餾裝置可具有以下一個或幾個特征－罩的內(nèi)殼至少在其下部由抗沖擊金屬，特別是不銹鋼或鋁構(gòu)成；－蒸餾器四周和頂部的固體絕緣材料是一種散裝絕緣材料，特別是膨脹珍珠巖；－一種能支撐罩的內(nèi)殼的固體絕緣材料被置于兩層殼的底部之間；－蒸餾塔和熱交換器由支腿支撐，支腿通過密封墊穿過內(nèi)殼底部，并支撐在外殼的底部上；－至少設(shè)置一個抵達蒸餾器輔助設(shè)備如泵或閥門的上下豎井，該豎井穿過雙層殼并用可卸的蓋子蓋上；－熱交換器，以及以不同于蒸餾塔的溫度運行的罩內(nèi)可能的其它設(shè)備，都特別通過包上帶狀或片狀絕緣材料增加一層絕緣；－內(nèi)殼裝有一個內(nèi)部壓力限壓閥；－罩上有一個將干性氣體，特別是惰性氣體引入內(nèi)殼和/或壁之間的導入裝置；－兩壁之間裝有一個內(nèi)部壓力限壓閥；－罩被固定在諸如石油平臺或船的海上結(jié)構(gòu)上；－罩被固定在一個底座上，底座本身通過樁基固定在所述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個實施例，圖中－

圖1以垂直剖面方式示出了本發(fā)明的蒸餾裝置；－圖2為沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖。
圖1和圖2所示的空氣蒸餾裝置1主要包括一個雙層壁的罩2，在罩的內(nèi)部空間3中分布著雙空氣蒸餾塔4、熱交換器5、連接管6以及低溫附件，如低溫泵7、低溫閥8等。
如同現(xiàn)有技術(shù)，塔4由兩個分別為中壓和低壓的蒸餾塔構(gòu)成。如圖2所示，這兩個塔4A和4B并排安置，但是為了使圖更清楚，圖1中它們被放到正中。此外，蒸餾裝置理所當然地包括全套常用的附件和設(shè)備。
罩2為雙層殼。內(nèi)殼9包括平底10、圓柱側(cè)壁11和圓頂12，并采用不銹鋼。外殼13包括平底14、圓柱側(cè)壁15和圓頂16，并且采用碳鋼。但底部14也可用不銹鋼。
第一種固體絕緣材料17，由一種諸如泡沫玻璃的絕緣材料塊構(gòu)成，在底10和底14之間布滿整個底10的面。第二種固體絕緣材料18，由散裝的膨脹珍珠巖構(gòu)成，布滿罩的剩余壁之間和置于空間3內(nèi)的裝置1的組成部分的四周及上面，而裝置1不用任何固體絕緣材料。
置于空間3內(nèi)的組成部分由支腿19支撐，支腿通過密封墊穿過底10，并支在底14上。這樣，絕緣材料17就支撐著內(nèi)殼9，而位于罩2內(nèi)的裝置的各組成部分的重量則由底14以及安放該底14的例如用鋼架構(gòu)成的底座20來支撐。該底座20本身通過兩者之間留出一個空氣間隙23的兩根基樁22，固定在支撐結(jié)構(gòu)21上，諸如石油平臺或船的金屬橋。
用可卸開的蓋25蓋住的供人上下的豎井24，穿過罩2的雙層頂12、16，并通向需要維修的組成部分，如泵7和閥門8。
以不同于塔4的溫度運行的每一個組成部分，都通過包上玻璃纖維或類似材料的形式增加一層絕緣26。特別是熱交換器5、與交換器熱端頭相連的管子6以及豎井24，從而使對流現(xiàn)象最小化。
環(huán)境溫度的干性氣態(tài)氮導管27帶有一個調(diào)節(jié)閥28，可使空間3和罩的壁之間保持輕微的過壓。這一方面可使所述區(qū)域產(chǎn)生惰性，并且另一方面避免在所述區(qū)域出現(xiàn)使其減壓的冷凝現(xiàn)象。
為避免一切過度過壓的危險，頂12和16各有一個限壓閥29。值得提出的是，圓柱和圓頂形狀有利于保持過壓。
在低溫流體嚴重漏泄的情況下，該流體可有效地被不銹鋼內(nèi)殼9容納，內(nèi)殼采用抗沖擊金屬，而由液體可能的蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體通過頂12的閥29排出。
另外，寒氣實際上不會傳遞至外殼，而且更不會傳遞至底座20及其下面的金屬結(jié)構(gòu)21。由此避免了由脆化造成的元件斷裂的危險。
值得注意的是，由于有了豎井24，可以接觸到構(gòu)件7和8，而不用每次維護時都取出珍珠巖18。
權(quán)利要求
1．特別用于空氣蒸餾的低溫蒸餾裝置，它一方面包括一個具有至少一個低溫蒸餾塔(4)和至少一個熱交換器(5)的蒸餾器(4至8)，另一方面包括該蒸餾器的熱絕緣裝置(2)，其特征在于，蒸餾器(4至8)被置于雙層殼的罩(2)內(nèi)，兩殼壁之間裝有固體絕緣材料(17，18)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，罩(2)的內(nèi)殼(9)至少在其下部由抗沖擊金屬、特別是不銹鋼或鋁構(gòu)成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，位于蒸餾器(4至8)四周和上面的固體絕緣材料(18)是一種散裝絕緣材料，特別是膨脹珍珠巖。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的裝置，其特征在于，支撐罩(2)的內(nèi)殼(9)的固體絕緣材料(17)放在兩層殼(9，13)的底(10，14)之間。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，蒸餾塔(4)和熱交換器(5)由支腿(19)支撐，支腿通過密封墊穿過內(nèi)殼(9)的底(10)，并且支在外殼(13)的底(14)上。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的裝置，其特征在于，至少設(shè)置一個抵達蒸餾器(4至8)的輔助設(shè)備(7，8)、如泵和閥的豎井(24)，該豎井穿過雙層殼(9，13)，并且用可卸下的蓋(25)蓋上。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至6一之的裝置，其特征在于，熱交換器(5)以及以不同于蒸餾塔(4)的溫度運行的罩(2)內(nèi)可能的其它設(shè)備(6，24)，都特別通過包上片狀或帶狀絕緣材料增加一層絕緣(26)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的裝置，其特征在于，內(nèi)殼(9)裝有一個內(nèi)部壓力限壓閥(29)。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的裝置，其特征在于，罩(2)帶有一個將干性尤其是惰性氣體導入內(nèi)殼(9)和/或兩壁之間的裝置(27，28)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，壁之間裝有一個內(nèi)部壓力限壓閥(29)。
11．根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的裝置，其特征在于，罩(2)被固定在諸如石油平臺或船的海上結(jié)構(gòu)上。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，罩(2)固定在底座(20)上，底座本身通過樁基(22)固定在所述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)(21)上。
全文摘要
包括至少一個低溫蒸餾塔(4)和至少一個熱交換器(5)的低溫蒸餾器(4至8),置于一個雙層殼的罩(2)內(nèi),兩壁之間有一種固體絕緣材料(17,18)。應用于裝在海上石油平臺或船上的空氣蒸餾裝置。
文檔編號F25J3/04GK1282411SQ9881232
公開日2001年1月31日 申請日期1998年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月17日
發(fā)明者羅杰·范考文貝格, 讓-皮埃爾·古爾比耶, 洛朗·巴朗熱 申請人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司