CN1093678A - 粗氩气的纯化 - Google Patents

Abstract

把一股粗氩气流通入一个催化脱氧单元，从其中 出来的纯化氩气在一个薄膜干燥器中和任选地在一 个吸附系统中进行干燥。

Description

本发明涉及氩气的纯化。更具体地说，它涉及改进的高纯度氩气产品的生产。

在目前的商业实践中，含氩气流的低温蒸馏产生大约97%纯度的低压氩气，其中含有2%氧和1%氮。然后将这种粗氩气压缩，典型地压缩到70psia（磅/平方英寸面积），冷却，并在脱氧即催化燃烧单元中的贵金属催化剂上与氢混合。氢与粗氩气的残留氧含量反应，生成水分并产生热。在冷却和凝缩物脱除后，让所形成的纯化氩气流通过一个吸附系统，使该气体干燥到一个适当露点。在高的环境温度和/或冷却水温度期间，吸附系统的进料气体温度可能高达115°F，这既代表其湿含量显著增加，也代表吸附剂材料从该纯化氩气流中吸附水分的能力降低。这样的环境条件导致操作问题，例如，水分过早穿透吸附系统和/或吸附剂周期时间缩短。后一个问题导致吸附剂容器排空即减压时增加产品损失，并导致增加该系统反吹扫（back    purge）的需要。

在技术上，确实希望降低温度敏感性和提高从脱氧单元回收的纯化氩气流的干燥操作稳定性。对于实际商业用途来说，这样一些理想的效益需要以一种简单的低成本方式实现。

因此，本发明的一个目的是为干燥高纯度氩气的生产提供一种改进的工艺和系统。

本发明的另一个目的是为粗氩气流的纯化提供一种改进的工艺和系统。

本发明的进一步目的是为降低温度敏感性和提高粗氩气纯化作业的操作稳定性提供一种简单的低成本工艺和系统。

基于这些目的和其它目的，以下对本发明做详细描述，并在所附权利要中具体指出其特征。

使用一种薄膜（式）干燥器来干燥已通过催化脱氧单元的纯化氩气流。使用薄膜干燥器降低了脱氧-干燥总体操作对产品氩气温度变化的敏感性。

本文中参照附图对本发明作进一步描述，其中：

图1是一幅工艺流程图，说明一种常用的粗氩气流纯化加工系统;

图2是一幅工艺流程图，说明本发明利用产品回流薄膜干燥器纯化粗氩气流的一种具体实施方案;

图3是一幅工艺流程图，说明本发明利用渗透型薄膜干燥器的一个替代实施方案;和

图4是一幅工艺流程图，说明本发明利用进料回流薄膜干燥器的一种具体实施方案。

本发明的这些目的是通过使用对脱氧单元纯化后要干燥的氩气流的温度变化相对不敏感的薄膜干燥器实现的。一般地说，虽然H₂O/氩分离因子随温度升高而降低，但由于所述分离因子的初始水平高，其影响并不大。结果，由于在高的环境温度和/或冷却水温度期间在较高的温度条件下氩气渗透量增加，并没有遇到氩气产品损失的过多或显著增加。事实上，薄膜干燥器的固有水分渗透率实际上可能随温度升高而增加，因此，有助于补偿实际遇到的在高于正常温度的条件下较高的干燥器入口水分浓度。在一些情况下，因系统经济学和氩气产品露点要求而异，可以完全取消惯常氩气纯化/干燥作业中使用的吸附系统。这样做的好处，除降低总体系统的基本投资和运行费用外，还消除了产品颗粒物污染的来源。在采用惯常吸附系统的其它实施方案中，薄膜干燥器放置在所述吸附系统前面或上游，用来降低馈入吸附系统的氩气的湿含量，使它能运行一段更稳定和高效的周期时间，也有可能在该吸附系统的运行中提供节能。

在这些附图的图1中所说明的目前实践中，由一股含氩气流的低温蒸馏得到的粗氩气产品流典型地含有约97%氩、2%氧和1%氮。这股气流典型地与一股从氩精馏再沸器得到的含氢气流混合，得到一股大约含有95%氩、2%氧、2%氢和1%氮的粗氩气流，用虚线1将其输送到压缩机2。在其中典型地从15psia压缩到70psia之后，这股粗氩气流用虚线3输送到热交换器4，进而输送到脱氧单元5，与通过管线6输送到其中的氢发生催化反应。这种氢与该粗氩气流中所含的残留氧反应，生成水分并产生热。这样纯化的氩气流从脱氧单元5抽出，其温度一般在300～1000°F的范围内，经管线7送入热交换器8中冷却，在冷凝物分离器9中除去冷凝物（经除水排放管线10排出），然后通入吸附系统11，使之干燥至一适当露点。干燥的纯化氩气流从吸附系统11中取出，经含有滤尘器13的管线12，回收含有大约97%氩、2%氢和1%氮的氩气产品，粗氩气的氧含量已基本完全被脱氧单元中的反应去除。

在高的环境温度和/或冷却水温度期间，进入吸附系统的纯化氩进料气温度可能高达115°F或以上。然而，最常用理想吸附剂脱除水分的能力与其温度成反比关系。此外，一股饱和气流的湿含量随温度猛增。例如，100psia和115°F的饱和氩气的湿含量比相同压力和100°F的饱和氩气多50%。吸附剂能力降低和入口湿负荷增大两者的组合，要求或者必须使氩气产品压力露点能够提高，或者必须大大缩短床的循环时间。如以上所指出，更短的吸附剂床周期时间导致因排空（即吸附剂床减压至其较低的解吸压力）增加而增加产品损失，并导致增加系统的反吹扫需要。

在本发明按照图2所说明的其实施方案实施时，粗氩气经进料管线20通入进料压缩机21和热交换器22，然后导入脱氧单元23，其中经管线24通入氢气。湿的纯化氩气流从脱氧单元23中取出，经含有热交换器26的管线25和有脱湿管线28的脱湿容器27，从薄膜干燥器29的进料侧通入其中。所述湿的纯化氩气流中更具选择性的可渗透水分选择性地从膜的进料侧渗透到渗透物侧。干燥的纯化氩气流从薄膜干燥器的产品端经管线30抽出。为有利于更具选择性的可渗透水分从薄膜干燥器29的渗透物侧脱除，管线30中的一部分氩气产品有益地经含有阀32的管线31再循环，作为吹扫气通入薄膜干燥器29的渗透物侧，理想的是经其中逆流流动，即在与薄膜干燥器进料侧进料气体的输送方向逆流的流动中从产品端流向进料端。这样的吹扫气有利于从薄膜干燥器的渗透物侧表面除去正在渗透的水分。含水分的渗透物气和吹扫气从薄膜干燥器29中抽出，经管线33再循环到进料压缩机21上游的进料管线20。如图2中所说明的，可以在管线33中设置任选的真空泵34，以利于渗透物和吹扫气体从薄膜干燥器29的渗透物侧抽出。也如同图2中所示，管线30中的氩气产品流可以任选地通入吸附系统35进一步干燥。从吸附系统35出来的干燥纯化氩气流经理想地含有滤尘器37的管线36回收，得到干燥的高纯度氩气产品。

在本发明按照其图2实施方案的一个说明性实例中，10，000SCFH（标准立方英尺/小时）97%粗氩气按照如下处理：先压缩到70psia的预期压力，然后送入脱氧（即催化脱氧）系统23。粗氩气流的残留氧含量在其中的贵金属催化剂上与氢发生放热反应。在冷却与冷凝物脱除之后，产品氩气流在以上所指的较高环境温度条件下，在所采用的操作条件（典型地是70psia和115°F），对水分是饱和的。这种湿的纯化氩气流在具有以下表1中所列特征的回流薄膜干燥器29中处理。

表1    氩气脱氧薄膜干燥器操作条件和膜特征

粗氩气流量，立方英尺/小时    10，000

纯度，%氩    95

%N₂1

%O₂2

%H₂2

温度，°F    115

进料压力，psia    70

渗透物压力，psia    15

膜选择性，H₂O/O₂1000

O₂/N₂6

H₂O p/t（Barrer/cm） 1.27×10⁷

薄膜干燥器的性能可以用三个关键参数来概括。第一个是面积因子，这是每单位产品流量率所需膜面积的一种量度。第二个是吹扫比（φ），这是渗透物加吹扫气流量与产品流量之比。第三个关键参数是工艺压力下的预期产品露点，°F。对以上实例计算的性能数据列于以下表2中。

表2    氩气脱氧薄膜干燥器性能

@φ=0.25

面积因子    压力露点

(英尺²/(立方英尺/小时) (°F)

0.041    80

0.180    40

0.620    0

1.550    -40

@面积因子=0.4

压力露点

φ    (°F)

0.225    40

0.270    0

0.315    -40

@产品露点=0°    面积因子

φ (英尺²/(立方英尺/小时)

0.25    0.62

0.28    0.33

0.30    0.27

0.33    0.22

0.35    0.20

将要看到的是，吹扫比恒定时，产品露点随面积因子增大而降低。如果面积因子保持恒定，则产品露点会随吹扫比增大而降低。最后，为保持恒定的产品露点，如果面积因子减少则吹扫比必须增大。给定高纯度氩气生产操作的设计参数选择将取决于产生预期产品露点所需要的、面积因子所代表的基本投资费用和吹扫比所代表的运行费用的平衡。在任何情况下，在惯常实践的吸附系统之前这样使用一种薄膜干燥器，为降低温度敏感性和提高从脱氧单元得到的湿纯化氩气流的干燥操作稳定性提供了一种简单的低成本手段。由于从脱氧单元通入薄膜干燥器并选择性渗透到所述薄膜干燥器的渗透物侧的纯化氩气流中存在的任何残留氧的回渗而造成的产品损失和/或污染。通过对薄膜干燥器在其低压渗透物侧进行回流或吹扫并把从薄膜干燥器的渗透物侧抽出的渗透物/吹扫气流再循环到进料压缩机21的入口而降低到最小限度。

如上所述且如熟悉本门技术的人员将要知道的，很多膜材料的特征是，相对于其它气体如氩气的渗透性而言，对水分有非常高的渗透性。因此，操作温度的波动对典型薄膜干燥器的性能影响很小，尽管在本发明的实施中固有的高入口温含量条件。次扫气体通入其中膜的渗透物侧的回流型薄膜干燥器具有通过改变吹扫比对进料温度变化做出反应来保持近乎恒定产品露点的附加能力。在本发明的图2实施方案的实施中，典型地需要占产品气体的约2%至约25%这一范围的吹扫比，尽管在本发明的范围内采用的吹扫比范围是约1%至约50%或以上。要理解的是，在总体脱氧/干燥系统中加入一个薄膜干燥器，使氩气脱氧干燥操作对产品氩温度变化不像实施图1惯常操作的情况那样敏感。因此，薄膜干燥器起着稳定惯常吸附系统进行纯化氩气产品干燥所需要的任务的作用。薄膜干燥器典型地能提供-60°F和以上量级的压力露点，尽管能达到低达-100°F的露点。因装置经济学和所需产品露点而异，所述薄膜干燥器的使用可以完全消除对吸附系统的需求，正如以上所说明的那样。

在一个用于实施本发明的替代方案中，可以使用一种渗透型薄膜干燥器脱除纯化氩气脱氧气流中的水分。这种实施方案在附图的图3中作了说明。为方便起见，这个实施方案的共同单元编号与图2实施方案中相同，唯一的变化是不采用管线31来使一部分氩气产品用作吹扫气体而再循环。从薄膜干燥器抽出来的含湿渗透物气体像图2实施方案中那样再循环到进料压缩机21的入口，用于回收随更具选择性的可渗透水分一起透过该膜的氩气。虽然将会看到本发明的图3实施方案体现了一般更为偏爱的图2实施方案的很多优点，但使用氩渗透气体而不是回流或吹扫气体来促进纯化氩产品中水分的脱除，起着去掉薄膜干燥器系统对操作条件变化的应变能力的一个自由度的作用。

在本发明的另一个实施方案中，用来使纯化氩气产品干燥的薄膜干燥器用一部分供给脱氧单元的干燥粗氩气进料流在低压渗透物侧进行回流。这个实施方案详见图4。如同图3实施方案一样，图4的共同单元利用图2中所采用的相同号码进行编号。如同在图3实施方案中一样，也不需要图2的氩气产品再循环管线31。然而，进料压缩机21下游管线20中的一部分干燥压缩粗氩气流经含有阀39的管线38抽出，用于薄膜干燥器清洗目的。因此，管线38用来把所述抽出的干燥粗氩气部分送到薄膜干燥器29的渗透物侧，较好是送到其产品端，用作逆流吹扫气体，以利于从其渗透物侧的膜表面去除可选择性透过的水分。从薄膜干燥器29的产品端脱除的含湿渗透物/吹扫气流如图2实施方案中那样送到进料压缩机21上游的粗氩气进料管线20中。这一具体实施方案的优点是减少由于高纯度产品氩气的再循环和使之与粗氩气进料流混合所造成的工艺效率损失。然而，使用一种含有显著数量的氧（即，在粗氩气流中约2%）的回流气流意味着由于在薄膜干燥器29的进料侧通过的湿纯化氩气产品流中存在的氧气浓度较低，氧气会从渗透物侧回渗到薄膜干燥器29的进料侧从而造成产品污染的可能性。

熟悉本门技术的人员将会知道，在本发明的实施中，无需背离如所附权利要求书中所陈述的本发明范围，就能做各种改变和改良。因此，在本发明实施中所采用的脱氧单元包括一种众所周知的催化燃烧系统。如通常所采用的，氢气是以一种提供与通入脱氧单元的粗氩气流中基本上全部的氧反应所需的化学计算量氢气所需的数量导入该脱氧单元的。然而，如果愿意考滤氩气产品的纯度要求，则氢或其它反应物的用量可以使得能造成仍是产品组成部分的少许过量的氢或其它反应物。脱氧单元典型地采用一种贵金属催化剂，例如铂或一种载于氧化铝基质上的铂-钯催化剂。这种催化剂燃烧系统可以包括一个或多个催化床。虽然本说明一直参照由含氩气体低温蒸馏或其它方式得到的粗氩气中氧含量的反应，但要理解的是，一种燃料气体如甲烷或其它这样的烃类气体可用来代替氢气与粗氩气的氧含量反应生成水分。

在本发明范围内，除在如上所述的本发明图2和图4实施方案中采用的产品流和进料流外，还可以用一种干燥吹扫气流对薄膜干燥器进行回流。例如，干燥吹扫气体的其它可得来源，如来自氩气精馏塔再沸器的氢再循环气流或脱氧单元中所使用的氢气流，可用于这样的吹扫目的。这样的其它可得干燥吹扫气流通入薄膜干燥器的渗透物侧在图4中用管线40表示，要理解的是，这样的其它干燥吹扫气体来源可以这样用来代替一部分进料气经管线38通入薄膜干燥器29以达到吹扫目的。这样的其它可得干燥吹扫气体来源可以任选地再循环到压缩机的进料中，可如图4中所示那样经管线33输送。

要知道的是，可以使用各种膜构型例如螺旋卷式膜来实施本发明，尽管中空纤维膜有优势且一股较好，尤其是呈螺旋缠绕形式。薄膜干燥器中所利用的气体流动方式可以是正交流动型的，也可以是一般更好的逆流流动型的。利用具高度优势的中空纤维膜构型，进料流动既可以是外流式（inside-out）的，其中湿的纯化粗氩进料从中空纤维的中孔通入，从膜束的壳侧回收渗透物气体，也可以是内流式的（outside-in），即湿的纯化氩气进料通入膜束的外表面，并从中空纤维的中孔回收渗透物气体。为了在中空纤维中孔内的气体和膜束外表面上的气体之间建立一般较好的逆流流动方式，可以把膜封在一个其纵向外表面整体不透的阻挡层内，只是该系统的气流出入的周边区域不封闭。在这一方面，应当注意的是，对于中空纤维或其它适用的膜构型来说，商业实践上通常采用能提供正交流动型流动方式的束设计。在正交流动操作中，在膜的渗透物侧渗透物气体的流动方向与膜的进料侧进料气体的流动成直角。例如，在使用中空纤维束且进料气体在中空纤维膜外侧通入的情况下，纤维中孔中渗透物的流动方向一般与中空纤维外表面上进料气的流动成直角。同样，在让进料气体通入中空纤维中孔的外流式方法中，渗透物气体在一般与中空纤维中孔内进料流动方向成直角的方向上从中空纤维表面流出，然后在外壳内部，在渗透物气体出口部件的方向上流动。如以上所指出，逆流流动方式可以通过把中空纤维束封在一个除不封闭的周边区外在其纵向外表面整体上不透的阻挡层内来产生。因所希望的操作方式即外流式或内流式而异，这使进料气体或渗透物气体能在中空纤维外部以平行中空纤维中孔内渗透物气体或进料气体的流动方向的逆流流动通过。例如，使中空纤维束外部的进料气体的流动平行于该纤维束的中心轴，而不是与该纤维束的中心轴成直角。要理解的是，这些膜式纤维既可以组织成平行于该束中心轴的直组件，也可以替代地缠绕成围绕中心轴的螺旋方式。在任何情况下，不可渗透阻挡层材料都可以是不透薄膜外套，如聚偏二取代乙烯等。此外，不可渗透阻挡层也可以是一种不透涂布材料，如用一种无害溶剂涂布的聚硅氧烷，或一种安装在膜束上并收缩到所述膜束上的收缩套管。这样，不可渗透阻挡层便封闭了中空纤维或其它膜束，且其中有一个开口，使气体能流进或流出该膜束，从而使流体能在平行于纤维束轴的方向上流动。为了本发明的目的，流动方式较好是湿的高纯度氩气进料流和渗透物气体/吹扫气体的逆流流动之一。

用于本发明氩气纯化目的的膜可以包括复合膜，其中沉积在多孔基质上的分离层决定该膜的选择性特征，如聚砜基质上的乙酸纤维素酯或乙基纤维素，或一种材料（如聚砜）的不对称膜，并有两个独立的形态区，包括一个决定该膜的选择性特征的薄的致密表皮区和一个不太致密的多孔支撑区，或它们的变种，例如多组分膜。虽然致密的均质膜通常用于产品干燥用途，但由于其固有的局限性，不优先使用这样的致密膜，尽管可以使用这样的致密膜来实施本发明。

用于实施本发明的膜通常用于组装膜束，典型地置于密闭壳中，形成包含膜系统主要元件的膜组件。一个膜系统可以包含单一组件，也可以包含许多这样的组件，既可安排成并列式，也可安排成串列式。

用于实施本发明特定实施方案的吹扫气体应是一种干燥或相对干燥的吹扫气体，可方便地从以上指出的来源得到。相对干燥的吹扫气体是其水分分压不超过干燥氩气产品中水分分压的吹扫气体。较好的是，所述吹扫气体水分分压低于产品氩气流中水分分压的一半，对于以上对本发明所说明的实施方案公开的吹扫气体来源而言，情况就是如此。如同在所附权利要求书中提到的，要把干燥吹扫气体理解成既包括干燥吹扫气体，也包括如上所述的相对干燥吹扫气体。

如以上所指出，如同在惯常实践中那样采用一个吸附系统并将一个薄膜干燥器系统置于其上游，这属于本发明的范围，虽然在本发明的氩气纯化工艺和系统的具体应用中可能不需要该吸附系统。当采用时，该吸附系统一般将是一种变热吸附（TSA）系统。熟悉本门技术的人员将会知道，这样的TSA系统包含一个或多个能选择吸附作为纯化氩气流中可更容易吸附的成分的水分的吸附剂材料床。要理解的是，这样的TSA系统采用各种处理循环，其中每个床一般都依次发生一个吸附-解吸循环，在这一循环中，较不容易吸附的成分即纯化氩气是在进料气体混合物在较低吸附温度水平引进该床中期间从该床抽出来的，而更容易吸附的成分即水分是在处于较高床再生温度的床热再生期间从该床抽出来的。虽然已知TSA系统一般在每个床进行的处理循环中包括许多单个步骤，但具体实施方案中所采用的TSA处理循环的细节如温度水平、热输入时间长短、吹扫等，不属于本发明的核心内容，也不需要在此详细说明。任何一种能选择性吸附纯化氩气流中残留痕量水分的适用吸附剂材料均可用于TSA系统，一般较好的是沸石分子筛，例如5A或13X分子筛。也应当说明的是，其它常用的净化技术，如已知的化学吸收或变压吸附技术，可用来代替TSA系统，对于在从薄膜干燥器中作为非渗透物气体取出的纯化氩气流中存在的痕量水分进行这样的脱除。

在如图2实施方案中和图4替代实施方案中所说明的、本发明的较好实施方案中，薄膜干燥器较好按如下运行：膜束中采用逆流流动路线，并使干燥吹扫气体在其渗透物侧通过，以便从该膜的渗透物侧带走水分并保持该膜脱湿的高推动力。这种方法能最大限度降低所需要的膜表面积以及达到给定产品露点（即干燥水平）所需要的氩气产品损失。理想的是使由于通过该膜共渗透而造成的氩气产品损失保持在占通过薄膜干燥器的湿纯化氩气流总流量的5%以下，较好在2%以下，最好在0.5%以下。反之，本发明的图3实施方案没有在膜的渗透物侧采用吹扫气体来促进其表面上水分的脱除。氩气产品的共渗透被用来促进水分的脱除，而渗透物气体则按以上所指出的那样再循环。所采用的气体流动方式是正交流动型的，其中，膜的渗透物侧的渗透物气体流动方向与膜的进料侧的纯化氩气流的流动成直角。然而，对于本发明的图3实施方案以及其它实施方案，一般来说，较好的是通过如以上所指出的那样把膜如中空纤维束密封在不透阻挡层内而造成的逆流流动方式。

含氩气流的低温蒸馏所得到的粗氩气的纯化是一种重要的工业加工操作。在克服与目前氩气纯化方法相联系的操作问题方面，本发明提供了氩气领域的一个重要进展。薄膜干燥器固有的简单性，以及特别是因高的温度环境和/或冷却水温度时期而发生的温度敏感性问题的克服，使本发明的实施能给简单的低成本氩气纯化提供最少化的氩气产品损失或污染。

Claims (18)

1、一种纯化粗氩气的工艺，包含：

(a)使一股含有所不希望的氧气的粗氩气流作为进料气通入催化燃烧单元，使该粗氩气流的氧含量与氢或一种燃料气反应生成水分，从而形成一股湿的纯化氩气流；

(b)使这股湿的纯化氩气流冷却并脱除其中冷凝的水分；

(c)把这股湿的纯化氩气流导入一个能选择性透过其中所存在的残留水分的薄膜干燥器中；

(d)从该薄膜干燥器回收一股作为非渗透性气体的干燥高纯度氩气流；

(e)从该薄膜干燥器的低压渗透物侧单独抽出作为渗透物气体的含湿气体；和

(f)使渗透物气体再循环，与附加数量的所述粗氩气流一起作为进料气通入催化燃烧单元，从而得到干燥的高纯度氩气而对环境温度条件变化无显著敏感性，且最大限度降低所希望氩气产品的损失。

2、权利要求1的工艺，包括先压缩粗氩气流，然后将其通入所述催化燃烧单元，所述渗透物气体是该粗氩气流压缩的再循环进料。

3、权利要求1的工艺，包括把干燥吹扫气体通入薄膜干燥器的渗透物侧，以利于从薄膜干燥器的渗透物侧表面脱除渗透的水分。

4、权利要求3的工艺，其中所述吹扫气体包括从薄膜干燥器中作为非渗透气体取出的一部分干燥高纯度氩气。

5、权利要求3的工艺，其中所述吹扫气体包括催化燃烧单元的一部分进料气。

6、权利要求1的工艺，其中薄膜干燥器包含与逆流动方式相适应的膜束，并包括使渗透物气体流动总体上平行于该薄膜干燥器中湿的纯化氩气流的流动。

7、权利要求1的工艺，包括把从该薄膜干燥器出来的干燥高纯度氩气通入配套的吸附系统以脱除所述高纯度氩气中的痕量水分，和从所述吸附系统回收一股进一步纯化的干燥高纯度氩气产品流。

8、权利要求1的工艺，其中所述粗氩气流含有大约95%氩、2%氧、2%氢和1%氮，所述干燥高纯度氩气流的氩气浓度为大约97%，2%氢和1%氮。

9、权利要求1的工艺，其中粗氩气流的所述含氧量在催化燃烧单元中与氢反应。

10、一种纯化粗氩气的系统，包含：

（a）一个催化燃烧单元，适合于粗氩气流的氧含量与氢气或一种燃料气反应生成水分;

（b）导管设备，用于分别把粗氩气流和氢气或燃料气导入所述催化燃烧单元;

（c）导管设备，用于引出所述催化燃烧单元中湿的纯化氩气流;

（d）用于冷却从催化燃烧单元引出的湿的纯化氩气流和用于从冷却的湿的纯化氩气流中脱除冷凝水分的设备;

（e）一个薄膜干燥器，能选择性渗透存在于湿的冷却纯化氩气流中的残留水分;

（f）导管设备，用于把冷却的湿的纯化氩气流从用于脱除其中冷凝水分的设备通入所述薄膜干燥器;

（g）导管设备，用于从薄膜干燥器中回收一股作为非渗透性气体的干燥高纯度氩气流;和

（h）独立的导管设备，用于从薄膜干燥器的低压渗透物侧抽出作为渗透物气体的水分，和用于使所述渗透物气体再循环，与附加量的粗氩气流一起通入催化燃烧单元，

从而得到干燥高纯度氩气而对环境温度变化无显著敏感性，且最大限度降低了所希望氩气产品的损失。

11、权利要求10的系统，包括压缩机设备，用于压缩粗氩气流和要通入催化燃烧单元的再循环渗透物气体，再循环渗透物气体是压缩机设备的再循环进料。

12、权利要求10的系统，包括导管设备，用于把干燥吹扫气体通入薄膜干燥器的渗透物侧，以利于从薄膜干燥器的渗透物侧表面脱除渗透的水分。

13、权利要求12的系统，其中干燥吹扫气体的导管设备包含用于把从薄膜干燥器取出的一部分干燥高纯度氩气流通入薄膜干燥器的渗透物侧的导管设备。

14、权利要求12的系统，其中干燥吹扫气体的导管设备包含用于把一部分粗氩气流通入薄膜干燥器的渗透物侧的导管设备。

15、权利要求10的系统，其中薄膜干燥器包含适合于逆流流动方式的膜束，其中渗透物气体流动总体上平行于冷却的湿纯化氩气流的流动。

16、权利要求10的系统，其中薄膜干燥器包含中空纤维膜束。

17、权利要求10的系统，包括一种适合于脱除从薄膜干燥器引出的干燥高纯度氩气流中的痕量水分的吸附系统;和用于从所述吸附系统回收进一步纯化的干燥高纯度氩气产品流的导管设备。

18、权利要求17的系统，包括用于从进一步纯化的干燥高纯度氩气产品流中脱除颗粒状物质的滤尘设备。

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