CN1884051A - 组合式全精馏制氩工艺及制氩设备 - Google Patents

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CN1884051A CN 200610052439 CN200610052439A CN1884051A CN 1884051 A CN1884051 A CN 1884051A CN 200610052439 CN200610052439 CN 200610052439 CN 200610052439 A CN200610052439 A CN 200610052439A CN 1884051 A CN1884051 A CN 1884051A
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周智勇
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Abstract

一种组合式全精馏制氩工艺及制氩设备，其工艺是：它将空气压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从上塔抽取氩馏份，将这些氩馏份送入粗氩塔中进行氩氧分离获得纯液氩；至少有两路空气分别经压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从各自的上塔抽取氩馏份后送入同一粗氩塔内或进行两级精馏并获得纯液氩；所述的制氩设备至少包括一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、以及粗氩塔I和粗氩塔II组成的空分装置A，另至少还有一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、粗氩塔组成的氩馏份装置B，且粗氩塔与粗氩塔II之间设置有送入氩馏份的绝热管网；它具有工艺流程更加简化，投资成本大大降低等特点。

Description

组合式全精馏制氩工艺及制氩设备
技术领域
本发明涉及一种应用低温精馏来分离制氩的方法和设备，属于一种空分技术领域。
背景技术
目前，空分技术的应用已经相当普及，在技术上已经相当成熟，它基本包括：空气经空气过滤器AF，被原料空气压缩机TC压缩，经空气预冷系统的空冷塔AC预冷，进入分子筛吸附器MS清除空气中的水份、二氧化碳、乙炔等杂质后，干净的空气进入分馏塔经换热器换热，上、下塔精馏。通过上述低温空气分离技术，可以方便地将空气在低温下制取氧气、氮气或氩气等。通常空分制氩技术是：在应用规整填料及全精馏制氩空分设备中，当氩馏份气在上塔中部获得后，经粗氩塔I和粗氩塔II精馏获得98.5％Ar，1.5％N2，2×10-6v/v氧的粗氩气，再经粗氩液化器把粗氩气液化成粗液氩，然后进入精氩塔进一步的精馏，使粗液氩中的氩和氮进行分离，在精氩塔底部获得99.999％Ar的纯液氩。而当需要建两套空分装置时，一般都是建同样的设备，即每一套空分设备都配一套完整的全精馏制氩系统，包括粗氩塔I、粗氩塔II、粗氩液化器、精氩塔、两台粗液氩泵等设备，流程比较复杂而且投资成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流程相对简单、设备投资成本低的组合式全精馏制氩工艺及制氩设备。本发明所述的组合式全精馏制氩工艺是：它是将空气压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从上塔抽取氩馏份，将这些氩馏份送入粗氩塔中进行氩氧分离获得纯液氩；至少有两路空气分别经压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从各自的上塔抽取氩馏份后送入同一粗氩塔内精馏并获得纯液氩。
所述的粗氩精馏采用粗氩塔I和粗氩塔II两级精馏，至少两路氩馏份先经过各自的粗氩塔I后获得含有90％Ar以上的粗氩气或粗液氩，再同时或分别送入粗氩塔II进行精馏。
本发明所述的制氩设备，它至少包括一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、以及粗氩塔I和粗氩塔II组成的空分装置A，另至少还有一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、粗氩塔组成的氩馏份装置B，且粗氩塔与粗氩塔II之间设置有送入氩馏份的绝热管网。
本发明所述的氩馏份装置B中的粗氩塔内设置有35-45块板，上部设置有一只粗氩冷凝器，该粗氩塔顶部连接有一根与粗氩塔II底部相接的绝热管网。
本发明采用粗氩塔II在精馏本套设备氩馏份气的同时精馏来自其他空分装置含有90％Ar以上的粗氩气或粗液氩；当在同一工厂区域需要建两套空分装置时，在其中的一套空分装置中设置完整的粗氩塔I和新型的粗氩塔II、粗氩液化器、精氩塔、两台粗液氩泵等设备；另一空分装置只要设置一个能提取粗氩气或粗液氩的粗氩塔，提取的粗氩气或粗液氩通过绝热管道送入设有完整的全精馏制氩系统的空分装置中的粗氩塔II底部，在全精馏制氩系统中进行进一步精馏，这样另一空分装置可以不设置粗氩塔II、粗液氩泵、精氩塔等设备，同样获得纯度为99.999％的纯液氩，使另一空分装置全精馏制氩系统的流程更加简化，投资成本大大降低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程原理示意图。
具体实施方式
本发明所述的组合式全精馏制氩工艺是：它将空气压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从上塔抽取氩馏份，将这些氩馏份送入粗氩塔中进行氩氧分离获得纯液氩；至少有两路空气分别经压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从各自的上塔抽取氩馏份后送入同一粗氩塔内精馏并获得纯液氩，将上述纯液氩再经过精氩塔精馏后获得更纯的氩。
图1所示的粗氩精馏采用粗氩塔I和粗氩塔II两级精馏，至少两路氩馏份先经过各自的粗氩塔后获得含有90％Ar以上的粗氩气或粗液氩，再同时或分别送入粗氩塔II进行精馏。
本发明所述的制氩设备，它至少包括一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、以及粗氩塔I和粗氩塔II组成的空分装置A，另至少还有一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、粗氩塔组成的氩馏份装置B，且粗氩塔与粗氩塔II之间设置有送入氩馏份的绝热管网。
本发明所述的氩馏份装置B中的粗氩塔内设置有35-45块板，上部设置有一只粗氩冷凝器，该粗氩塔顶部连接有一根与粗氩塔II底部相接的绝热管网。
A、B两套空分设备的空气经空气过滤器AF，被原料空气压缩机TC压缩，经空气预冷系统的空冷塔AC预冷，进入分子筛吸附器MS清除空气中的水份、二氧化碳、乙炔等杂质后，干净的空气进入分馏塔经换热器换热，上、下塔精馏，在上塔中部抽取含氩量为9～10％的氩馏份气。这时，A套空分的氩馏份进入粗氩塔I(C701)和粗氩塔II(C702)进行氧氩分离，在粗氩塔II顶部获得含氩98.5％Ar，含氧2×10-6v/v以下，其余为含氮的无氧粗氩气，经粗氩液化器(K702)液化进入精氩塔(C703)进行氩、氮的分离，在精氩塔底部获得纯度为99.999％Ar的高纯液氩。
而B套空分装置中从上塔中部抽取含氩量为9～10％的氩馏份气进入粗氩塔(C701)，这个粗氩塔一般只有40块理论板数，上部设置一只粗氩冷凝器，用下塔的液空来冷凝粗氩气，这样在粗氩塔顶部获得含量为95～97％Ar，含氧为1.5～3％O2，其余为氮组分的粗氩气或粗液氩。这部分粗氩气经绝热管被引入到A套空分装置的粗氩塔II底部，与A套空分装置的粗氩一起参加进一步精馏，获得高纯度的液氩产品。另外，在全精馏制氩系统中的精氩塔底部，接一根管道引到粗氩塔II底部，主要用于全精馏制氩系统制氩塔投运初期，不纯液氩可以回到粗氩塔II底以参加粗氩塔II的进一步精馏。本发明对附图中未详细说明的技术内容均为本领域技术人员所掌握，因此，在参照附图并结合本说明书的内容就能方便地实施本发明。

Claims (5)

1、一种组合式全精馏制氩工艺，它是将空气压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从上塔抽取氩馏份，将这些氩馏份送入粗氩塔中进行氩氧分离获得纯液氩；其特征在于至少有两路空气分别经压缩、预冷、净化、冷箱内换热和上下塔中的精馏，从各自的上塔抽取氩馏份后送入同一粗氩塔内精馏并获得纯液氩。
2、根据权利要求1所述的组合式全精馏制氩工艺，其特征在于所述的粗氩精馏采用粗氩塔I和粗氩塔II两级精馏，至少两路氩馏份先经过各自的粗氩塔I后获得含有90％Ar以上的粗氩气或粗液氩，再同时或分别送入粗氩塔II进行精馏。
3、一种实现如权利要求1或2所述组合式全精馏制氩工艺的制氩设备，它至少包括一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、以及粗氩塔I和粗氩塔II组成的空分装置A，其特征在于另至少还有一套由空气过滤器AF、空气压缩机TC、空冷塔AC、分子筛吸附器MS、上下塔组成的分馏塔、粗氩塔组成的氩馏份装置B，且粗氩塔与粗氩塔II之间设置有送入氩馏份的绝热管网。
4、根据权利要求3所述的实现组合式全精馏制氩工艺的制氩设备，其特征在于所述的氩馏份装置B中的粗氩塔内设置有35-45块板，上部设置有一只粗氩冷凝器，该粗氩塔顶部连接有一根与粗氩塔II底部相接的绝热管网。
5、根据权利要求3或4所述的实现组合式全精馏制氩工艺的制氩设备，其特征在于所述的在粗氩塔II顶部通过一粗氩液化器(K702)与一精氩塔(C703)相连通。
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