CN101261072B - 用于生产氩的结合的低温蒸馏和psa - Google Patents

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Abstract

公开了通过结合低温蒸馏和吸附技术生产高纯氩的方法和设备。蒸馏塔或所谓氩塔中的粗氩流到吸附容器系统以进一步纯化。以控制模式将吸附的减压气体引回到蒸馏塔和/或压缩机或增加压力的其它装置。可任选使用颗粒过滤和吸气剂纯化。

Description

用于生产氩的结合的低温蒸馏和PSA
技术领域
本发明涉及用于生产高纯氩的设备和方法。更具体的，本发明涉及使用低温精馏塔并结合变压吸附器，提高从空气中回收氩的设备和方法。
背景技术
可在生产氧和/或氮的低温空气分离设备的操作中回收含有约0.2-15体积％氧和约1体积％氮的粗氩气流。通常使用的一种进一步纯化粗氩气流的方法是所谓的去氧方法，其中粗氩气流中的氧与过量的氢反应。该方法是耗能的，因为气流被加热到高反应温度稍后冷却到低温温度以除去过量的氢和剩余的氮。此外，该方法在地球获得氢受限的那些区域是不可能实现的。另一种仅基于低温蒸馏的方法由于氩和氧之间相对挥发性的差异小而要求使用大型或超阶(superstaged)氩塔。其它的方法包括使用固体电解质膜、在真空变压吸附(VPSA)方法中使用两个或多个吸附床、吸气剂/去氧系统，和变温吸附(TSA)。
生产氧、氮和/或氩的空气低温精馏是广为人知的。典型的，使用三阶段低温工艺，其中进料空气在双塔系统中分离成氮和氧，该双塔系统使用高压塔中的氮顶部蒸气使低压塔中富氧底部液体再次沸腾，低压塔中的含氩流体进入粗氩塔中以生产氩产品。例如，Bonequist和Lockett的美国专利No.5,440,884公开一种三阶段的低温精馏系统，使用结合粗氩塔的双塔系统生产高纯(>99.999％)氩。为了生产高纯氩，使用大型或超阶氩塔。根据美国专利No.5,440,884，大型粗氩塔优选分为两个分离的氩塔，在双主塔上游使用汽提塔以抑制粗氩塔顶部冷凝器和低压塔的热力学不可逆性。
Kumar等人的美国专利No.4,477,265公开了从低温空气分离设备的精馏塔获得的富氩给料中吸附氧和氮的方法。根据该专利，通过在一系列吸附塔(床)中选择性吸附这些污染物，从含有少量氧和氮的粗氩气流中分离和回收高纯氩。在一个实施方案中，该系统利用两个串联的分离的吸附塔，其 中第一塔含有用于除去氮的氮平衡选择性吸附剂(例如沸石)，第二床含有用于除去氧的氧速率选择性吸附剂(例如碳分子筛)。通过剩余氧气的催化氢化可进一步纯化回收的氩。
Baksh等人的美国专利No.6,527,831公开了一种利用两个吸附床来从粗氩给料气流中纯化氩的真空变压吸附系统，在过程中向床连续的加速粗氩给料气流，在每床净化后每床顶对顶端和底对底端的平衡中同时具有两床的压力平衡。
Nguyen等人的美国专利No.6,351,971公开了一种从空气给料气流中的氩回收率高的用于生产高纯氩产品的方法和系统，其利用低比例氩塔、高比例氩塔和真空变压吸附单元并结合低温空气分离设备。
关于氩生产的其它专利包括Nguyen等人的美国专利No.5,730,003、Prasad等人的美国专利No.5,557,951、Jain等人的美国专利No.5,601,634、Kovak等人的美国专利No.5,159,816、Bligh等人的美国专利No.4,239,509。
发明内容
能从现有技术得出，希望提供生产99.999摩尔％氩、小于1pp氧和小于1ppm氮的氩产品的系统和方法。长久以来一直在寻求对低温空气分离系统中粗氩精炼的改进。经济因素和对氩更为苛刻的纯度规定增加了对改进处理的要求，以便更完全的从氩产品中消除氮和氧。
虽然氩纯度是重要的，也希望从低温空气蒸馏中回收更多部分的氩。
希望维持低温蒸馏塔的稳定性。迄今还没有意识到一些下游的纯化方法可影响低温蒸馏塔的稳定性。
例如，参考图1，当从低压塔(未显示)到粗氩塔150的氩给料气流180增加时，可以增加氩生产。给料气流180可仅增加到气流中不含大量氮的位置。在给料气流180中的氮对粗氩塔150的操作是有害的，因为氮将在冷凝器170中以蒸气形式聚集。如果允许氮蒸气在冷凝器170中聚集，冷凝器170将中断正常运行，在塔150中滞留的液体将回流到低压塔中；即所谓的“塔倾卸(column dumping)”。由于塔倾卸，氧产品被污染并通常情况下塔被关闭。
选择给料气流180的流量以提供氩生产和塔倾卸间的平衡。为了避免塔倾卸，给料气流180的流量通常保持远低于该阈值(threshold)。
只要系统中的波动最小化，给料气流180的流量可接近该阈值而不会发生塔倾卸。为了提高氩生产，例如氩纯化等下游处理应提供对系统的最小波动。
例如，返回粗氩塔150的任何气流例如气流190应是稳定的以最小化塔150中的波动。气流190中的任何变化将影响给料气流180。这是因为冷凝器170当其把蒸汽转变为液体时吸取定量蒸气到塔150中。因此，气流190的变化将引起给料气流180的变化。
本发明意在提供上述优点同时克服现有技术的缺点。
在一个实施方案中，本发明是一种生产氩产品的方法，包括从低温蒸馏塔中提取含氩流体，在增压装置中提高至少部分含氩流体的压力由此形成压缩的含氩流体，将至少部分压缩的含氩流体引入到第一变压吸附容器的第一端部分，从第一变压吸附容器的第二端部分提取第一富氩气体。在终止向第一变压吸附容器引入压缩的含氩流体后，根据该实施方案的方法还包括从第一变压吸附容器的第一端部分和中间部分中的至少一个提取减压气体由此降低第一变压吸附容器中的压力至最终的减压压力，通过将至少部分减压气体经过调节流量的装置调节至少部分减压气体的流量由此形成调节的减压气体，和将至少部分调节的减压气体引入到低温蒸馏塔和增压装置中的至少一个。
对于循环时间的至少90％或95％，至少部分调节的减压气体可具有至少部分调节减压气体的时间平均摩尔流量(time-average molar flow rate)50-400％或66-200％的摩尔流量。最终减压的压力可以是表压0-138kPa(0-20psig)。
含氩流体可包括大于50体积％氩。第一富氩气体可包括大于90体积％氩。第一富氩气体可包括小于0.001体积％氧。
根据本发明的方法单独或与任何可能的技术结合可包括一个或多个如下特征。
在本发明中用于调节流量的装置可包括气体容量(capacitance)装置和下游流量限制。气体容量装置可具有第一变压吸附容器体积的0.5-20倍的体积。
压缩的含氩流体可包括氧，该方法还可包括使用碳分子筛在第一变压吸附容器中动态吸附氧。
本发明方法还可包括从第一变压吸附容器的中间部分提取第一平衡气体，将至少部分第一平衡气体引入到第二变压吸附容器的第一端部分，从第一变压吸附容器的第二端部分提取第二平衡气体和将至少部分第二平衡气体引入到第二变压吸附容器的第二端部分。
本发明方法还可包括在提取减压气体的步骤的至少部分中从第二变压吸附容器和第三变压吸附容器中的至少一个将第二富氩气体引入到第一变压吸附容器的第二端部分。
本发明方法还可包括过滤至少部分减压气体。本发明方法还可包括过滤至少部分调节的减压气体。
本发明方法还可包括将至少部分第一富氩气体引入到另一低温蒸馏塔中。本发明的方法还可包括将至少部分第一富氩气体引入到含有吸气剂的净化器容器中。
在一个实施方案中，本发明是一种生产氩产品的设备，包括具有入口和出口的蒸馏塔，出口用于提取含氩流体，具有入口和出口的用于增加含氩流体压力的装置，入口与蒸馏塔出口流体连接，具有第一端部分、中间部分和第二端部分的第一变压吸附容器，第一端部分与增压装置的出口选择性的流体连接，和具有第一端部分、中间部分和第二端部分的第二变压吸附容器，第二变压吸附容器的第一端部分与增压装置的出口选择性的流体连接。本发明的设备还包括具有入口和出口的调节流量的装置，调节流量的装置的入口与第一变压吸附容器的第一端部分选择性的流体连接，并与第二变压吸附容器的第一端部分选择性的流体连接，调节流量的装置的出口与蒸馏塔入口和用于增压装置的入口中的至少一个流体连接。
调节流量的装置可包括气体容量装置和下游流量限制。下游流量限制可包括至少一个流量控制阀。气体容量装置可具有比第一变压吸附容器体积大0.5-20倍的体积。
根据本发明的设备单独或与任何可能的技术结合可包括一个或多个如下特征。
第一变压吸附容器和第二变压吸附容器可含有碳分子筛。
第一变压吸附容器的中间部分可与第二变压吸附容器的第一端部分选 择性的流体连接，第一变压吸附容器的第二端部分可与第二变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接。
根据本发明的设备可包括具有入口和出口的颗粒过滤器，颗粒过滤器的入口与调节流量装置的出口流体连接，出口与蒸馏塔的入口流体连接。
根据本发明的设备可包括另一个具有入口和出口的蒸馏塔，另一个蒸馏塔的入口与第一变压吸附容器的第二端选择性的流体连接，并与第二变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接。
根据本发明的设备可包括含有吸气剂的净化器。净化器可与变压吸附容器的出口选择性的流体连接。净化器的出口可与另一个蒸馏塔的入口流体连接。
附图说明
图1显示了根据本发明的设备的示意图。
具体实施方式
从低温空气分离设备生产氩是已知的。通常，低温空气分离设备具有高压和低压蒸馏塔和粗氩塔，如Howard等人在美国专利No.5,313,800中所描述的。在一些情况下，粗氩塔可以分隔的结构结合在低压塔中，如美国专利No.6,240,744中描述的。
此处使用的术语“塔”意味着蒸馏或分馏塔或区，即接触塔或区，其中液相和气相逆流接触以完成流体混合物的分离，例如通过使气相和液相在一系列安置于塔内的垂直放置的塔盘或塔板和/或在如结构填料或无规则填料等填料单元上接触。对蒸馏塔的进一步讨论，参见the ChemicalEngineer’s Handbook，第五版，R.H.Perry和C.H.Chilton编，McGraw-HillBook Company，纽约，Section13，The ContinuousDistillation Process。术语“双塔”用来指其上部与低压塔下部处于热交换关系的高压塔。
参考图1显示本发明的实施方案，其说明了用于实施本发明工艺步骤的设备1。关于低温蒸馏的设备可通过本领域中已知方式建造。关于变压吸附的设备可通过本领域中已知方式建造。除非特别注明，可使用本领域中已知的操作条件实施本发明。
来自低压塔(未显示)的氩给料气流180被引入粗氩塔150。粗氩塔可具有多个填充或塔板部分152和154。液体181可从粗氩塔150的底部除去并被引回低压塔。可包括大于50体积％氩的气流156在塔顶附近提取，并在冷凝器170中至少部分冷凝。冷凝器170可结合到粗氩塔150中或可以是单独的容器。至少部分冷凝的气流172的一部分可作为气流174被引回粗氩塔150，同时另一部分176可通过任选的热交换器60并流至增压装置50由此形成压缩的含氩流体。增压装置可以是压缩机、鼓风机或本领域中已知的其它设备，或通过液体变成气体的膨胀增加压力的蒸发器。压缩的含氩流体可流到任选的调压容器(surge vessel)40。
压缩的含氩流体流到变压吸附(PSA)系统。压缩的含氩流体可具有-20℃到50℃的温度并具有表压207-896kPa(30-130psig)的压力。变压吸附系统包括至少两个变压吸附容器10和20，每个含有一层或多层吸附剂。一层吸附剂可包括碳分子筛(CMS)。碳分子筛吸附剂基于氧相对氩的动态选择进行操作。氧比氩更快的扩散到吸附剂中，使得氩被纯化。基于动态选择的吸附剂与基于平衡(或热力学)选择操作的吸附剂明显不同。基于平衡选择操作的吸附剂在平衡时相对于气体混合物中的其它组分对一种组分具有更强的亲和力。除CMS吸附剂外，变压吸附容器可含有氮相对于氩具有热力学选择性的沸石，其或作为单独层或与CMS混合。变压吸附系统可通过本领域中已知的各种循环步骤进行操作，特别是用于氮PSA系统中的步骤。
在PSA循环阶段中，压缩的含氩流体通过开放阀12引入变压吸附容器10的第一端部分。当这种压缩含氩流体被引入时，从变压吸附容器10的第二端部分提取可包括大于90体积％氩和小于0.001体积％氧的富氩气体。富氩气体可流经产品阀15和阀38。至少部分富氩气体可流纤任选的调压容器52、任选的净化器54、任选的热交换器60、任选的蒸馏塔120，然后到氩产品储存容器100。
任选的净化器54可以是本领域中已知的用于除去痕量杂质的任意净化器，例如吸气剂基净化器和/或去氧单元。可能的吸气剂材料包括过渡金属，例如铜、镍、钴、铁和锰。Hopkins等人的美国专利No.4,983,194公开了与粗氩净化结合的吸气剂体系。去氧单元通过在贵金属催化剂例如铂、钯和或/过渡金属催化剂例如镍上使氢与氧杂质反应以形成在干燥器中被除 去的水从而除去氧。美国专利No.6,123,909公开了与氩纯化结合的去氧单元。
在本发明至少一个实施方案中，在将气流引入到氩产品存储容器100前，任选的蒸馏塔120除去额外的氮。可通过管道164将另外部分低温蒸馏工艺的液氮引入到蒸馏塔120的冷凝器部分。冷凝器可结合到蒸馏塔120中或可为单独的容器。含有增加氮量的气流可通过管道124从塔120顶部被排除，并且通过管道128排出含有纯化氩的气流。
当需要时可通过管道102从氩产品存储容器100中提取氩产品。来自氩产品存储容器100的汽化(boiloff)可通过管道104流到任选的蒸馏塔120。
作为PSA循环的另一阶段的一部分，通过关闭阀12来终止压缩的含氩流体到变压吸附容器10的引入。
作为PSA循环另一阶段的一部分，通过阀11和/或任选的阀14从变压吸附容器10中提取减压气体，由此降低变压吸附容器10中的压力到最终的减压压力。在变压吸附容器10中的最终减压压力可为表压0-138kPa(0-20psig)。
在提取减压气体的步骤的至少部分中，富氩气体可通过计量阀17引入至变压吸附容器10的第二端部分。可从变压吸附容器20、任选的调压容器52或另一变压吸附容器(在有多于两个吸附容器的情况下)提供富氩气体。
在本发明的至少一个实施方案中，至少部分减压气体流到调节流量的装置，示意性示为流量控制阀32。用于调节流量的装置可包括流量控制阀、与下游流量限制结合的气体容量装置、和在控制下游压力处的压力控制阀中的至少一种。
在这里流量控制阀限定为能产生可变流动阻力的装置。改变该装置的阻力以获得所需范围的流量。
气体容量装置的下游流量限制可以是任意类型的阀或孔等。
在这里下游压力控制阀限定为能产生可变流动阻力的装置。改变该装置的阻力以获得所需范围的压力控制阀的下游压力。
在本发明的一个实施方案中，至少部分减压气体流至流量控制阀32，由此调节减压气体的流量，并且将至少部分调节减压气体引入到增压装置50的上游位置。
在本发明的另一实施方案中，至少部分减压气体流到任选的气体容量装置30，然后流到流量控制阀32，由此调节减压气体的流量。将至少部分调节减压气体引入到增压装置50的上游位置。任选的气体容量装置30可以是调压容器和/或管道体积。任选的气体容量装置30可具有比变压吸附容器10体积大0.5-20倍或大2-10倍的体积。
在本发明的另一实施方案中，在引入到增压装置50前，至少部分减压气体任选的流经过滤器(未显示)。
在本发明的另一实施方案中，至少部分减压气体任选的流到气体容量装置30和随后到流量控制阀34，由此调节减压气体的流量。调节的减压气体可以任选的流到任选的过滤器42和热交换器60，然后引入粗氩塔150中。任选的过滤器42除去可存在于来自吸附容器10和20的气流中的任何颗粒。调节的减压气体可被引入到如图1所示的粗氩塔150的一个或多个位置。
在本发明的另一实施方案中，在工艺循环一部分中，至少部分减压气体流到气体容量装置30，至少部分减压气体经过阀31绕过气体容量装置30。在该循环部分中，关闭阀35和可使用阀32和/或34控制减压气体的流量。在随后的工艺循环部分，关闭阀33以阻止额外气体进入气体容量装置30。阀32和/或34继续调节流量直到当打开流量控制阀35以允许气体从气体容量装置30排出的较后循环部分。该实施方案可在PSA中提供降低的床压。
根据本发明的一个实施方案，为了促进蒸馏过程的稳定性，对于至少90％PSA循环的循环时间，被一个或多个流量控制阀32和34调节的调节减压气体具有调节减压气体时间平均摩尔流量50-400％的摩尔流量。这里摩尔流量限定为在紧邻调节流量装置的下游的摩尔流量。变压吸附容器进行重复工艺操作，例如循环模式的加压和减压。完成一个这样循环所需的时间周期称为循环时间。在本发明的另一实施方案中，对于至少95％的循环时间，调节减压气体具有调节减压气体时间平均摩尔流量66-200％的摩尔流量。在本发明的另一实施方案中，对于至少95％的循环时间，调节减压气体具有调节减压气体时间平均摩尔流量80-120％的摩尔流量。
在本发明的另一实施方案中，该方法包括平衡步骤。平衡气体可从变压吸附容器10的中间部分提取，流经阀14和检查阀23，再被引入变压吸附容器20的第一端部分。平衡气体也可从从变压吸附容器10的第二端部分提取，流经阀16和26，再被引入变压吸附容器20的第二端部分。
如一般的吸附系统，在生产阶段具有至少一个容器，同时在再生阶段具有至少一个其它容器，由此连续生产产品气体。
因此，在PSA循环的另一阶段，压缩的含氩流体通过开放阀22引入到变压吸附容器20的第一端部分。当引入压缩的含氩流体时，从变压吸附容器20的第二端部分提取富氩气体。富氩气体可流经产品阀25和阀38。至少部分富氩气体可流经任选的调压容器52、任选的净化器54、任选的热交换器60、任选的蒸馏塔120，然后流到氩产品存储容器100。如果需要，通过管道102可以提取氩产品。
作为PSA循环的另一阶段部分，通过关闭阀22终止压缩含氩流体向变压吸附容器20的引入。
作为PSA循环的另一阶段部分，通过阀21和/或任选的阀24从变压吸附容器20中提取减压气体，由此降低变压吸附容器20的压力到最终的减压压力。在变压吸附容器20中的最终减压压力可为表压0-138kPa(0-20psig)。
在提取减压气体的步骤的至少部分中，富氩气体可通过计量阀17引入变压吸附容器20的第二端部分。可从变压吸附容器10、任选的调压容器52或另一变压吸附容器(在有多于两个吸附容器的情况下)提供富氩气体。
从吸附容器20排出的减压气体可以与从吸附容器10排出减压气体相同的方式流经调节流量的装置和任选的过滤器42。
在本发明包括平衡步骤的一个实施方案中，平衡气体可从变压吸附容器20的中间部分提取，流经阀24和检查阀13，并引入变压吸附容器10的第一端部分。平衡气体也可从变压吸附容器20的第二端部分提取，流经阀16和阀26，引入变压吸附容器10的第二端部分。
实施例
如上讨论，存在从低压塔给料气流的流量阈值，当高于该流量阈值时，有害量的氮流到氩塔中。在实际中，只要整个系统的流量稳定，该系统可以接近该流量阈值进行操作。为了研究效果，通过动态模拟计算机程序对低温蒸馏塔系统建模。该系统包括一个低压塔和一个附加的粗氩塔。
例1，表示使用调节流量装置在良好流量调节下操作，到粗氩塔的再循环流(图1中气流190)维持在稳定的速率R。例2，表示使用调节流量装置在适中的流量调节下操作，到粗氩塔的再循环流在大多数时期维持在66％R和仅暂时的在200％R，但仍具有R的时间平均速率。例3表示没有调节流量的装置在不受控的再循环流自然行为下的操作，到粗氩塔的再循环流在大多数时期维持在70％R和仅暂时的在200％R，和暂时的在0流量，但仍具有R的时间平均速率。
在例1中，该系统可在或接近流量阈值下操作，由此提供氩回收率的理论最大值。对于这种情况，在气流180中的氮初始组成是1.5ppm。因为没有干扰，动态模拟计算显示在气流180中的氮组成是1.5ppm。在例2中，对于初始浓度为1.5ppm的氮，动态模拟计算显示在气流180中的氮组成增加到超过300ppm氮。为了校正该情况，初始氮浓度需要降低到0.15ppm。对于例2为了获得该结果，要降低到粗氩塔的流量。
相似的，对于例3，动态模拟计算显示氮的初始浓度需要降低到0.005ppm以阻止氮浓度提高到不可接受的水平。对于例3为了获得该结果，将再次降低到粗氩塔的流量。
综上，动态模拟表明在气流180中的氮浓度不得不降低1-2个数量级，依靠流量变化的程度。
基于对例2降低1个数量级的氩浓度和对例3降低2个数量级的氩浓度的限制的稳定状态模拟表明对整个设备能量消耗的影响。这些模拟显示相对于例1，对于例2，系统需要处理多约0.4-1.5％的给料空气。给料空气流损失的变化与高于粗氩塔给料提取点的在低压塔蒸馏部分中的初始阶段计数(count)有关。系统消耗更多的能量以处理更多的给料空气。相对于例1，例2的能量损失计算为0.3-1.5％。
相似的，在例3中，相对于例1，对于例3，系统将需要处理多约1.0-5.9％的给料空气以弥补损失的氩生产。相对于例1，例3的能量损失计算是1-5.9％.
两次模拟的结果显示，相对于没有调节流量装置的方法，通过调节流量的装置调节减压气体的流量提高了方法的效率。由于调节流量的装置提供更少的流量变化，可提高方法效率。
本发明已提出几种优选的实施方案。然而，本发明的范围应由下面的权利要求确定。

Claims (22)

1.一种生产氩产品的方法，包括：
从第一低温蒸馏塔中提取含氩流体；
在增压装置中提高至少一部分含氩流体的压力，由此形成压缩的含氩流体；
将至少部分压缩的含氩流体引入到第一变压吸附容器的第一端部分；
从第一变压吸附容器的第二端部分提取第一富氩气体；
终止向第一变压吸附容器中引入压缩的含氩流体；
从第一变压吸附容器的第一端部分和中间部分中的至少一个提取减压气体，由此降低第一变压吸附容器中的压力到最终减压压力；
通过使至少部分减压气体流过调节流量的装置来调节至少部分减压气体的流量，由此形成调节的减压气体；和
将至少部分调节的减压气体引入到第一低温蒸馏塔和增压装置中的至少一个。
2.根据权利要求1的方法，其中对于第一变压吸附容器的循环时间的至少90％，至少部分调节的减压气体具有该至少部分调节的减压气体的时间平均摩尔流量的50-400％的摩尔流量。
3.根据权利要求1的方法，其中调节流量的装置包括气体容量装置和下游流量限制。
4.根据权利要求3的方法，其中气体容量装置具有比第一变压吸附容器体积大0.5-20倍的体积。
5.根据权利要求1的方法，其中压缩的含氩流体包括氧，该方法还包括使用碳分子筛在第一变压吸附容器中动态吸附氧。
6.根据权利要求1的方法，还包括：
从第一变压吸附容器的中间部分提取第一平衡气体；
将至少部分第一平衡气体引入到第二变压吸附容器的第一端部分；
从第一变压吸附容器的第二端部分提取第二平衡气体；和
将至少部分第二平衡气体引入到第二变压吸附容器的第二端部分。
7.根据权利要求1的方法，其中含氩流体包括大于50体积％的氩。
8.根据权利要求1的方法，其中第一富氩气体包括大于90体积％的氩。
9.根据权利要求1的方法，其中第一富氩气体包括小于0.001体积％的氧。
10.根据权利要求1的方法，其中最终减压压力为表压0-138kPa。
11.根据权利要求1的方法，还包括：
过滤至少部分减压气体和至少部分调节的减压气体中的至少一种。
12.根据权利要求1的方法，还包括：
将至少部分第一富氩气体引入到第二低温蒸馏塔中。
13.根据权利要求1的方法，还包括：
将至少部分第一富氩气体引入到含有吸气剂的净化器容器中。
14.一种生产氩产品的设备，包括：
具有入口和出口的第一蒸馏塔，出口用于提取含氩流体；
具有入口和出口的提高含氩流体压力的装置，入口与第一蒸馏塔的出口流体连接；
具有第一端部分、中间部分和第二端部分的第一变压吸附容器，第一端部分与增压装置的出口选择性的流体连接；
具有第一端部分、中间部分和第二端部分的第二变压吸附容器，第二变压吸附容器的第一端部分与增压装置的出口选择性的流体连接；和
具有入口和出口的调节流量的装置，调节流量的装置的入口与第一变压吸附容器的第一端部分选择性的流体连接，并与第二变压吸附容器的第一端部分选择性的流体连接，调节流量的装置的出口与第一蒸馏塔的入口和增压装置的入口中的至少一个流体连接。
15.根据权利要求14的设备，其中：
调节流量的装置包括气体容量装置和下游流量限制。
16.权利要求15的设备，其中下游流量限制包括至少一个流量控制阀。
17.权利要求15的设备，其中气体容量装置具有比第一变压吸附容器体积大0.5-20倍的体积。
18.权利要求14的设备，其中第一变压吸附容器和第二变压吸附容器含有碳分子筛。
19.权利要求14的设备，其中第一变压吸附容器的中间部分与第二变压吸附容器的第一端部分选择性的流体连接，并且其中第一变压吸附容器的第二端部分与第二变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接。
20.根据权利要求14的设备，还包括：
具有入口和出口的颗粒过滤器，颗粒过滤器的入口与调节流量的装置的出口流体连接，出口与第一蒸馏塔的入口流体连接。
21.根据权利要求14的设备，还包括：
具有入口和出口的第二蒸馏塔，第二蒸馏塔的入口与第一变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接，并与第二变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接。
22.根据权利要求21的设备，还包括：
含有吸气剂的净化器容器，该净化器容器具有入口和出口，该净化器容器的入口与第一变压吸附容器的第二端部分选择性的流体连接，该净化器容器的出口与第二蒸馏塔的入口流体连接。
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