Способ разделения воздуха
Использование: при комплексном низкотемпературном разделении воздуха. Сущность изобретения: в дополнительной колонне осуществляют ректификацию аргонной фракции, из верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргон ну ю фракцию с содержанием 0,01-0.05 об.% азота и подают в дополнительную колонну, из верхней части которой выводят аргоноазотную смесь с содержанием 80-93 об.% аргона, из участка между входом аргонной фракции и выходом аргоно-азотной смеси выводят чистый аргон, а из нижней части дополнительной колонны выводят кислород повышенной чистоты с содержанием 99.9- 99,99 об.% кислорода. Аргоно-азотную смесь возвращают для повторной переработки в среднюю часть ректификационной колонны. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. К2СМ, в-содержания кислорода в кислороде повышенной чистоты. Установка для разделения воздуха включает 1 -линию подачи сжатого очищенного воздуха, 2 - основной теплообменник. 3 - турбодетандер, 4 - нижнюю реактификационную колонну, 5 - верхнюю ректификационную колонну, 6 - азотный циркуляционный компрессор, 7 - дополнительную колонну, 8 - азотный циркулярный теплообменник, 9 - линию выхода продукционного газообразного азота, 10 и 11 - линии выхода продукционного кислорода повышенной чистоты, 12 - линию выхода чистого аргона, 13 - линию выхода аргоноазотной смеси, 14 - линию подачи жидкой аргонной фракции в дополнительную колонну , 15 - линию выхода обогащенного кислоё 00 ю го 00 со СА)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s F 25 J 3/04
ГОСУДАРСТВЕН10Е ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) jj утино- мннццц . ."O"" н д ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 4819323/06 (22) 13,03.90 (46) 15.06.93. 6юл. N. 22 (71) Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики и Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (72) В.И.Бова, И.В.Горенштейн, Б.Э.Кицис и А.Э.Побереэкин (73) Б.Э.Кицис (56) Головко Г.А. Криогенное производство инертных газов. М.: Машиностроение, 1983, с.240-251. Криогеное оборудование. Каталог Цинтихамнефтемаш. М.: 1985, с.48, 66, 67. Европейский патент ЕР М 0259343, кл. Е 25 J 3/04. опубл. 1988. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при комплексном низкотемпературном разделении воздуха с получением кислорода повышенной чистоты, чистого азота, чистого аргона и аргоно-азотной смеси. Целью изобретения является снижение капитальных затрат и энергетических затрат при разделении воздуха на кислород повышенной чистоты, чистый азот, чистый аргон и аргоно-азотную смесь. На фиг,1 и фиг.2 представлены схемы установок, позволяющие реализовать способ разделения воздуха; на фиг.3 — зависимость удельных капитальных затрат К и энергетических затрат N от а-содержания азота в жидкой аргонной фракции Узф, б-содержания аргона в аргоно-азотной смеси,,!Ы„„1822483 А3 (57) Использование: при комплексном ниэкотемпературном разделении воздуха. Сущность изобретения: в дополнительной колонне осуществляют ректификвцию вргонной фракции, из верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргонную фракцию с содержанием 0,01-0,05 об. Jf, азота и подают в дополнительную колонну, из верхней части которой выводят аргоноазотную смесь с содержанием 80-93 об,g аргона, из участка между входом аргонной фракции и выходом аргоно-азотной смеси выводят чистый аргон, а из нижней части дополнительной колонны выводят кислород повышенной чистоты -c содержанием 99,999,99 об,g кислорода. Аргоно-азотную смесь возвращают для повторной переработки в среднюю часть ректификационной колонны. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. К2, в-содержания кислорода в кислороде повышенной чистоты, Установка для разделения воздуха включает 1 — линию подачи сжатого очищенного воздуха, 2 — основной теплообменник, 3 — турбодетандер, 4 — нижнюю реа ктификационную колонну, 5 — верхнюю ректификационную колонну, 6 — азотный циркуляционный компрессор, 7 — дополнительную колонну, 8 — азотный циркулярный теплообменник, 9 — линию выхода продукционного газообразного азота, 10 и 11— линии выхода продукционного кислорода повышенной чистоты, 12 — линию выхода чистого аргона, 13 — линию выхода аргоноазотной смеси, 14 — линию подачи жидкой аргонной фракции в дополнительную колонну, 15 — линию выхода обогащенного кисло1822483 родом жидкого воздуха из нижней ректификационной колонны. Способ осуществляется следующим образом, Весь перерабатываемый воздух после сжатия в компрессоре и очистки от влаги, углекислоты и углеводородов (не показано) по линии 1 направляют на охлаждение в теплообменник 2. При температуре 200...220К большую часть потока выводят из средней части теплообменника и расширяют в турбодетандере 3, а остальной поток охлаждают з нижней части теплообменника 2, дросселируют, смешивают с потоком воздуха после турбодетандера 3 и направляют на предварительное разделение в нижнюю ректификационную колонну 4. Из верхней части колонны 4 выводят азотную флегму и направляют на разделение в верхнюю ректификационную колонну 5, а из нижней части выводят обогащенный кислородом жидкий воздух и по линии 15 направляют в верхнюю ректификационную колонну 5, B верхней ректификационной колонне 5 llpoисходит дальнейшее разделение воздуха на газообразный азот, жидкий кислород повышенной чистоты, которыи выводят по линии 10, и жидкую аргонную фракцию, которую выводят по линии 14 и направляют в дополнительную колонну 7 на окончательное разделение. Иэ верхнего сечения колонны 7 по линии 13 выводят аргоно-азотную смесь, из нижнего сечения по линии 11 выводят жидкий кислород повышенной чистоты, а из промежуточного сечения по линии 12 выводят чистый аргон. Азот из колонны 5 направляют в теплообменник 2, делят на 2 потока, один из которых по линии 9 выводят потребителю, другой сжимают в азотном циркуляционном 40 компрессоре 6, охлаждают в теплообменнике 8, конденсируют в нижнем конденсаторе колонны 7, дросселируют и направляют на испарение в верхний конденсатор колонны 7, подогревают в теплообменнике 8 и возвращают на сжатие в компрессор 6. В колонне 7 установлено 270 ректификационных тарелок. Чистый аргон выводят с 50 тарелки, считая сверху. При реализации изобретения, изображенного на фиг,2, аргоно-азотную смесь выводят по линии 13 и соединяют с линией 15 выхода обогащенного кислородом жидкого воздуха иэ нижней ректификационной колонны, Формула изобретения 1. Способ разделения воздуха путем сжатия, очистки и охлаждения воздуха, предварительного его разделения методом низкотемпературной ректификации в нижней ректификационной колонне на жидкий азот и обогащенный кислородом жидкий воздух, последующего разделения полученных продуктов в верхней ректификационной колонне на азот, кислород и аргонную фракцию, циркуляции части азота, ректификации аргонной фракции в дополнительной колонне, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных и энергетических затрат, иэ верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргонную фракцию с содержанием 80-93 об.7 аргона, иэ участка между входом аргонной фракции и выходом аргоно-азотной смеси выводят чистый аргон, а из нижней части колонны выводят кислород повышенной чистоты с содержанием 99,9-99,99 об. кислорода, 2. Способ по п,1, отличающийся тем, что аргоно-азотную смесь возвращают для повторной переработки в среднюю часть верхней ректификационной колонны. 1822483 1822483 и, УХ Y3/@ д 77 g0 юФ Ф в Я д Редактор Заказ 2122 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 0 у нЮт / У N0 ур g e М /4г РЮЮ ЛЙ 99,6В УУ,У/ УУ,$4 ЩУ7 ®, % ОВ Составитель А.Поберазкин Техред М.Моргентал Корректор H.Êîðîëü
