Способ разделения воздуха Советский патент 1993 года по МПК F25J3/04 

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. В верхней ректификационной колонне 5 происходит дальнейшее разделение воздуха на газообразный азот, жидкий кислород повышенной чистоты, который выводят по линии 10, и жидкую аргонную фракцию, которую выводят по линий 14 и направляют в дополнительную колонну 7 на окончательное разделение.

Из верхнего сечения колонны 7 по линии 13 выводят аргрно-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

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 выводятс 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 из 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, из верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргонную фракцию с содержанием 80-93 об.% аргона, из 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.

К

/fffr-v

Af

н w

3/4

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 аргоно- азотную 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 реактифика- ционную колонну, 5 - верхнюю ректифика- ционную 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 аргоно- азотной смеси, 14 - линию подачи жидкой аргонной фракции в дополнительную колонну, 15 - линию выхода обогащенного кислоё 00 ю го 00 со СА)

,#6r ч

fffff

Ю.86 ЗУ,9/ ffff,94 39,97 # % 0$

Фаг.З

КЗ/у

fffff

%