CS9002111A2 - Method of air division in low temperature with variable oxygen production and equipment for this method realization - Google Patents

Method of air division in low temperature with variable oxygen production and equipment for this method realization Download PDF

Info

Publication number
CS9002111A2
CS9002111A2 CS902111A CS211190A CS9002111A2 CS 9002111 A2 CS9002111 A2 CS 9002111A2 CS 902111 A CS902111 A CS 902111A CS 211190 A CS211190 A CS 211190A CS 9002111 A2 CS9002111 A2 CS 9002111A2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
oxygen
low
liquid
pressure stage
pressure
Prior art date
Application number
CS902111A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Ing Rohde
Original Assignee
Linde Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Ag filed Critical Linde Ag
Publication of CS9002111A2 publication Critical patent/CS9002111A2/cs
Publication of CZ277911B6 publication Critical patent/CZ277911B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04472—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages
    • F25J3/04496—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist
    • F25J3/04503—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems
    • F25J3/04509—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using the cold from cryogenic liquids produced within the air fractionation unit and stored in internal or intermediate storages for compensating variable air feed or variable product demand by alternating between periods of liquid storage and liquid assist by exchanging "cold" between at least two different cryogenic liquids, e.g. independently from the main heat exchange line of the air fractionation and/or by using external alternating storage systems within the cold part of the air fractionation, i.e. exchanging "cold" within the fractionation and/or main heat exchange line
    • F25J3/04515—Simultaneously changing air feed and products output
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being oxygen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/912—External refrigeration system
    • Y10S62/913—Liquified gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

Vynález se: týká způsobu: pro -tezkíad· vzduchu za nízké tep-loty s variabilní produkcí kyslíku·, při' kterém se vzduch za-huštuje, předčištuje, ochlazuje a v. tlakovém stupni se dělídvoustupňovou rektifikací na kapalnou frakci, bohatou kyslí-kem a na dusíkovou frakci., přičemž se kyslíkem obohacená ka-palná frakce zavádí do nízkotlakého stupně rektifikace, kterýje a tlakovým; stupněm v tepelně výměnném spojení a dále serozkládá na kyslíkovou a dusíkovou frakci, přičemž při zvýšenépotřebě kyslíku, se. kyslík, odebírá z kyslíkové nádoby a přisnížené potřebě kyslíku se. do kyslíkové nádoby zavádí kapa/.-ný kyslík z nízkotlakého stupně. Vynález se také týká zaříze-ní k provádění tohoto způsobu· V různých průmyslových odvětvích vykazuje spotřeba kyslí-ku v časových úsecích, minut, hodin nebo dní značné výkyvy· V důsledku vytížení jednotky pro nízkotepelny wskfed vzduchuby přizpůsobení takové jednotky krátkodobými změnami, množstvízaváděného vzduchu a současnými změry prosazení v rektifikačníkoloně; byla nehospodárné· Kromě toho by takový provozní způ-sob měl nepříznivé působení na efektivitu procesu dělení·
Na druhé straně je rovněž nepříznivé ukládat nadbytek kyslíku·: v tlakových zásobnících plynu a z nich pak při zvýšené 2 potřebě kyslík opět odebírat. K tomuto účelu by bylo zapotřebívelkých tlakových nádob pro plyn a přídavné energie ke stlačení , Z. těchto důvodů byl vyvinut způsob výroby proměnlivého:množství kyslíku;, při kterém se produkty rozkladu v kapalnémstavu odebírají z rektifikace a ukládají se v nádobě pro kapali-nu. Takový způsob je znám z publikace Linde-Berichten aus Tech-nik und Wis sen sc haf t. ií-íslo 54/1984, str. 18 až 20, přičemž sepoužívá vždy jedné nádoby pro kyslík a jedné pro dusík. U. publikovaného způsobu se v průběhu doby, kdy je zapotře-bí většího množství plynného kyslíku, než jaké může zařízenína základě zavedeného množství vzduchu vyrábět, zavádí do jímkynízkotlakého: stupně kapalný kyslík: z kyslíkové nádoby a tam sev tepelné výměně s tlakovým dusíkem odpařuje v hlavě tlakovéhostupně. Dusík se při výměně tepla ztekucuje, odebírá se tla-kovému stupni, a ukládá se v dusíkové nádobě. V dobách, kdy jeplynného kyslíku nadbytek, je pak k dispozici uložený kapalnýdusík jako zpětný tok v nízkotlaké koloně; nadbytek kyslíkuse odebírá v kapalné formě z jímky nízkotlaké. kolony a zavá-dí s.e do kyslíkové nádoby. U známých způsobů s střídavým ukládáním, za použití dvoukapalinových nádob zůstává množství rozloženého vzduchu stálekonstantní. Tím se dosahuje stacionárního provozu rektifikacejak v; tlakovém stupni tak v nízkotlakém stupni. Při zvýšené potřebě kyslíku je však nutné mít ve hlavě, tla-kového stupně plynný dusík k disposici a tím kapalný kyslíkv jímce nízkotlakého stupně odpařovat., aby následně mohl býtodnímán jakožto plynný produkt. Z tohoto důvodu se musí při nor-málním zatížení odebírat určité množství plynného tlakového dusíku, aby se. mohla udržet konstatní výkonnost zařízení. To-to množství tlakového dus.íku, odebírané při provozu za nor-málního zatížení, 3é<pakskvdispozici k odpařování kyslíku přizvýšené potřebě kyslíku. Neovlivňuje však rektifikaci, jelikož:se na jedné straně v hlavě tlakové kolony ztekucený dusík a nadruhé straná z jímky nízkotlaké kolony odpařený' kyslík ihnedodvádějí a nepodílejí se na výkonnosti jednotlivých kolon.Přídavně získaný kapalný dusík se ukládá v dusíkové nádobě,zplyněný kyslík je žádaným přídavným produktem.
Množství přídavně odebíratelného kyslíku, tedy šíře ko-lísání odebíraného produkovaného množství, se nastavuje množ-stvím plynného odváděného tlakového dusíku v případě normální-ho zatížení, ^ato část v tlakovém stupni vyráběného dusíku jí v v podstatě nepředávána nízkotlaký stupen, nýbrž se z procesuodvádí, bu3 přímo jako plynný produkt /při normálním zatíženía při snížené potřebě kysýlíku/, nebo přechodným ukládánímv dusíkové nádobě /při zvýšené potřebě kyslíku/. Nezávisle namomentálním zatížení není tedy toto množství dusíku k dispozicijakožto zpětný tok. pro nízkotlaký stupeň.
Tento nedostatek zpětného toku působí nepříznivě; na rekti-fikaei. v nízkotlakém stupni. Toto působení je obzvláště zá-važné, jestliže se má přídavně k rozkladu vzduchu získávatargon. Za tímto účelem se napichuje v nízkotlakém stupni mís-ta zvýšené koncentrace argonu, tak zvané argonové břicho. Vy-tvoření argonového břicha závisí však silně na poměrech zpět-ného toku. Koncentrace argonu v tomto místě a tak možný vý-těžek argonu- klesá, jestliže na nízkotlaký stupeň připadá méně než celkové množství v tiskovém stupni vyrobeného kapalnéhodusíku. Proto nejsou rektifikační poměry v. nízkotlaké koloněa zvláště výtěžky argonu při známých způsobech získání kolísavé-ho množství kyslíku uspokojující a to o to více, oč větší ješíře výkyvů produkce kyslíku. Úkolem vynálezu je vyvinout způsob., který by umožnil zís-kávat variabilní množství kyslíku s příznivějšími výtěžky,zvláště při napojené rektifikaci argonu. lento úkol je vyřešen tak, že při zvýšené potřebě kyslíkuse alespoň část kyslíkem obohacené kapalné frakce zavádí donádoby se ztekuceným vzduchem, tam se: skladuje a při sníženéspotřebě kyslíku se opět odebírá.. Přechodné ukládání kapalinyz jímky tlakového stupně podle vynálezu umožňuje provo£ jednot-ky, přičemž se jednak poměry zpětného toku. ve vysokotlakém av nízkotlakém stupni, a prosazení v nízkotlakém stupni udržujíkonstantní, jednak se může v případě normálního zatížení od-vádět veškerý v tlakovém šupni vytvořený dusík v kapalnémstavu a zavádět se do nízkotlakého stupně, lim je k dispozi-ci optimální množství zpětného toku pro nízkotlakou rektifikaci,čímž se dosahuje^ maximální dosažitelné koncentrace argonu.
Toho se způsobem podle vynálezu dosahuje tak, že se pří-davně: potřebné množství kyslíku odpařuje zvýšený vytíženímtlakotého stupně. Při tom v úvahu připadající zvýšené množstvíjímkové kapaliny se může skladovat v přídavné nádobě pro kapal-ný vzduch a je k dispozici při snížení potřeby kyslíku opětk napájení nízkotlaké kolony. V hlavě tlakové kolony protizplyněnému kyslíku přídavně ztekucený dusík se jako při zná-mých způsobech odvádí do dusíkové nádoby.
Pto tento účel je příznivé, jestliže podle dalšího znakuvynálezu se. při zvýšené potřebě kyslíku zaváděné množství vzdu-chu; zvyšuje. To ovlivňuje žádané zvýšení výkonu kolony a tím.odpaření přídavně zaváděné kapaliny z kyslíkové nádoby do jímky'nízkotlaké kolony. Naopak při snížené potřebě kyslíku; se množ-ství přiváděného vzduchu snižuje &amp; kapalina se odebírá z nádobypro tekutý vzduch a z nádoby pro dusík;, aby se výkonnost nízko-tlaké kolony udržela konstantní. Sníženou výkonností ve hlavětlakového stupně se odpařuje menší díl kyslíku v nízkotlaké ko-loně. Odpovídající množství se odvádí v kapalném stavu a uklá-dá se v kyslíkové nádobě.
Způsob podle vynálezu se s výhodou řídí tak, že při výky-v podstatě věch produkovaného množství kyslíku se udržujeVkonstantní jakpoměr zpětného toku tak také výkonnost nízkotlakého stupně. V tlakovém stupni zůstává poměr zpětného toku rovněž konstantní
Aby se vedle kyslíku a dusíku získal také argon, může seze středního oboru nízkotlakého stupně odebírat argon obsahu-jící kyslíkatá frakce a může se rozkládat v rektifikaci suro-vého argonu na surový argon a na zbytkovou frakci. Při způsobupodle vynálezu je přitom možný obzvláště vysoký výtěžek afcgo-nu a tím velmi ekonomické vedení způsobu.
Vynález se také týká zařízení k provádění shora popsané-ho způsobu se dvoustupňovou rektifikační kolonou, která sestá-vá z tlakové kolony a z riízkotlakové kolony se společným kon-denzátorem/zplynovačem, z dusíkové nádoby, která je spojenapotrubím pro dusík s tlakovou a s nízkotlakovou kolonou, a z kyslíkové nádoby, která je spojena potrubím pro kyslík s nízkotla- 6 kou kolonou. Zařízení podle vynálezu je vyznačeno tím, že mánádobu pro kapalný vzduch, první potrubí pro kapalný vzduchmezi jímkou; tlakové kolony? a nádobou pro kapalný vzduch a dru-hé potrubí pro kapalný vzduch, které nádobu pro kapalný vzduchspojuje s nízkotlakou kolonou. K řízení takového zařízení pro provádění způsobu podlevynálezu se musí měřit různé parametry. Pro tento účel jevýhodné, jestliže má jednotka měřicí zařízení pro stav kapa-liny v. jímce tlakové kolony a nízkotlakové kolony, průtoko-měr? v potrubí pro dusík mezi tlakovou kolonou a dusíkovounádobou, škrticí zařízení k řízení průtoku v potrubí pro ka-palný vzduch, pro kyslík a pro dusík a regulační zařízení, kte-rá jsou spojena s měřicím zařízením a který řídí škrticí za-řízení·
Vynález blíže objasňuje popis příkladu provedení, kte-rý však vynález nijak neomezuje. Na připojeném obrázku je va-rianta způsobu podle vynálezu.
Vzduch se nasává kompresorem £, pak se předchladí a před-čisti v jednotce 2^ a potrubím £ se vede do hlavního výměníku4 tepla, ve kterém, se v protiproudu k produkovaným plynůmochlazuje. Z. celkového množství vzduchu se 70 až 95 %r s vý-hodou; 88 % vede až ke studenému konci hlavního výměníku 4 tep-la a potrubím se při teplotě 95 až 105 IC za tlaku 4 x 10^až 8 x 10^ Pa /to je 0,4 až 0,8 MPa/ zavádí do tlakovéhostupně 10 dvoustupňové rektifikace 9.
Zbylý podíl vzduchu se při teplotě 130 až 190 K z hlavního výměníku 4 tepla potrubím 6 odvádí do odtlakovací turbiny 2, jeho tlak se snižuje na 0,2 až 0,11 MPa a zavádí se do nízkotlekého stupně 11 rektifikace 9, V tlakovém stupni 10 se potrubím £ zavedený vzduch roz-kládá na kapalný dusík a na jímkovou kapalinu obohacenou kyslí-kem·. Obě frakce se odebírají v; kapalném stavu, dusík potrubím1 4- a jímková kapalina potrubím 12. T^k dusíku se snižuje po-mocí ventilu 134 a dusík se zavádí do dusíkové nádoby za tla-ku. 0,1 až 0,6 MPa· Kapalina se vede alespoň částečně potrubím37 do výměníku 23 tepla, kde se podchlazuje, a potrubím 15 se předává do hlavy nízkotlakého stupně 11 . Kgpaiina z jímky se v po-trubí 12 rovněž zbavuje ta^ku /ventil 132/ a zavádí se do ná-doby pro kapalný vzduch, 40, kde jsou podobné tlakové poměryjako v dusíkové nádobě 35. Z nádoby 40 se potrubím 42 odebírákapalina, ochlazuje se ve výměníku 23 tepla a potrubím 13bse vede do nízkotlakého stupně 11. T“sm se kyslíkem obohacenákapalina z tlakového stupně 10 dále rozkládá. dakožto hlavní produkt se v nízkotlakovém stupni 11 plynnýkyslík nad jímkou potrubím 16 odvádí a v hlavním výměníku 4tepla se ohřívá téměř na teplotu okolí /potrubí 19/· bgkožtovedlejší produkt, vznikající dusík se odtahuje z hlavy potru-bím 18, ohřívá se ve výměníku 23 tepla proti kapalným frakcím z potrubí 37 a 42 z tlakového stupně 10 popřípadě z dusíkovénádoby 35 nebo z nádoby 40, potrubím 19 se přes hlavní výmě-ník 4 tepla vede a tam se dále ohřívá v podstatě na teplotu o-kolí. Potrubím 30 se může čerpadlem 31 kapalný kyslík z jímkynízkotlakého stupně 11 odvádět a může se zavádět do kyslíko-vé nádoby 32. V obráceném směru se může potrubím 34 kapalinaz kyslíkové nádoby 32 zavádět do nízkotlakého stupně 11. - 8 V místě poměrně vysoké koncentrace argonu, v argonovémbřichu, se potrubím 20 odvádí argonem bohatá kyslíková frak-ce z nízkotlakého stupně 11. zavádí se do rektifikace 21 suro-vého argonu a tam se rozkládá na surový argon, který se odvádípotrubím 22 ve hlavě rektifikace 21 surového argonu, a na ka-palnou frakci zbytkovou, která se vede zpět. potrubím 20 do'níz-kotlakého stupně 11.
Hlava rektifikace 21 surového argonu se chladí kapalinouz jímky tlakového stupně 10 popřípadě z nádoby 40 pro kapalnývzduch· Za tímto účelem se z potrubí 42 odvětvuje vedlejší po-trubí 24 a vede do hlavového kondenzátoru 45 rektifikace 21 su-rového argonu, '^am odpařený kyslíkem obohacený vzduch se odvádípotrubím 46 a potrubím 13a se zavádí něco pod zaváděcí místokapalné frakce /potrubí 13b/ do nízkotlakého stupně 11»
Nyní následuje popis, jakým způsobem se postup střídavého za-těžování podle vynálezu provádí, ^adto se příkladně líčí pře- f pínání normálního zatížena na zvýšenou produkci kyslíku.
Jestliže se má zvýšit množství kyslíku odebíraného potru-bím 16. nastaví se v kompresoru £ zvýšený průtok. Protékajícímnožství se sleduje měřicím zařízením 125. které je spojenos kompresorem χ /na obr. čárkovaně naznačené potrubí/.
Průtok potrubím 6 přes odtlakovačí turbinu £ k nízkotlaké-mu stupni 11 se. udržuje v podstatě na konstantní hodnotě, při-čemž měřicím zařízením 127 ukázané hodnoty se řídí průtokem'odtlakovačí turbinou 7 /expanzní turbinou/ /viz čárkované ve-dení na obr./. Kompresorem χ přídavně nasáté množství vzduchu setedy prakticky plně zavádí do tlakového stupně χθ a zvyšuje tam - 9 - výkonnost zařízení, ^apříklad se musí pro odebírání o 25 % zvý-šeného množství plynného produkovaného kyslíku celkové množstvívzduchu zvýšit o přibližně 6,8 %, V souhlase s přídavným množstvím vzduchu se musí odvádět,potrubím 14 a potrubím 12 více kapaliny. Tento pochod se řídímařicím zařízením 124 a 122 pro průtok v potrubí 1 4 a pró hladi-nu kapaliny v tlakovém stupni 10 ve spojení s řídicím ventilem132. 134·- Potrubím 15 a potrubím 13b zaváděné množství kapali-ny·· se udržuje na konstantním množství /průtokoměry 12? a 128/.Nadbytek. kapaliny z tlakového stupně se zavádí do dusíkové ná-doby 39 popřípadě do nádoby 40 pro kapalný vzduch.
Zvýšené prosazení tlakového stupně 10 ovlivňuje jen zvýše-né zavedení tepla přes kondenzátor/odparku 48 do jímky nízko-tlakého stupně 11 . Přídavně odpařený kyslík se může odvádětpotrubím 16 jakožto zvýšené produkované množství. Tento pochodse řídí průtokoměrem 126 a ventilem 136 v potrubí 17. Aby se do-sáhlo správné rektifikace v nízkotlakém stupni 11, odebírá sepřídavně odebranému množství plynného kyslíku odpovídajícímnožství kapalného kyslíku z kyslíkové nádoby 32 /potrubí3ή/přísun kapalného kyslíku se řídí měřením stavu kapaliny 123v jímce nízkotlakého stupně 11 a ventilem 133.
Jestliže se má vyrábět ' podprůměrně mnoho kyslíku, sni-žuje se naopak v tlakovém stupni 10 zaváděné množství vzduchu,zavádí se přídavně kapalina z dusíkové nádoby 39 a z nádoby 40pro kapalný vzduch do nízkotlakého stupně a kapalný kyslíkz jímky nízkotlakého stupně U_ se odvádí do kyslíkové nádoby 32 - 10 -
Tlak v. kyslíkové nádobě 32. -v dusíkové nádobě 35 a v nádobě40 pro kapalný vzduch sa kontroluje měřidlem 101. 102 a 103»V případě nutnosti se otevřením ventilu 111. 112 popřípadě113 plyn.- z kyslíkové nádoby 32. z dusíkové nádoby 35 a z ná-doby4D pro kapalný vzduch odpouští, z nádoby 40 pro kapalný
V vzduch potrubím 41 a 13a á»nízkotlakého stupni, z kyslíkovénádoby 32 potrubím 33 do potrubí 17 uro produkt a z dusíkovénádoby 35 potrubím 36 do potrubí 19 pro produkt.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ
    c o eu £ NÁROKY - .///z-?*
    1 · Způsob ^osleladu vzduchu za nízké teploty s proměnlivouprodukcí kyslíku, při kterém se zkomprimovaný vzduch, předčiě-tuje, ochlazuje a zavádí se do tlakového stupně dvoustupňovérektifikaee, kde se. r«etládá na kyslíkem obohacenou kapalnoufrakci- a na první dusíkovou frakci a kyslíkem obohacená ka-palná frakce se zavádí do nízkotlakého stupně /fektifikace,která je s tlakovým stupněm v tepelně výměnném spojení a dálese; rozkládá na kyslíkovou frakci a na druhou dusíkovou frak-ci- a při zvýšené potřebě kyslíku se kyslík odebírá z kyslíko-vé nádoby a při snížené spotřebě: kyslíku se se do kyslíkovénádoby zavádí kapalný kyslík, z nízkotlakého stupně, vyznačenýtím, že se při zvýšené potřebě kyslíku, alespoň část. kyslí-kem obohacené kapalné frakce zavádí do nádoby s kapalnýmvzduchem, tam se ukládá a při. snížené potřebě kyslíku se opětodebírá.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, žes se při zvýšenépotřebě kyslíku zvyšuje přiváděné množství vzduchu.
  3. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že se při ko-lísajícím množství produkovaného kyslíku jak poměr zpětnéhotoku tak také prosazení v nízkotlakém stupni udržují v podsta-tě konstantní.
  4. 4, Způsob podle bodu 1 až 3, vyznačený tím, že se ze střední části nízkotlakého stupně odebírá argon obsahující kyslíkatá frakce a rozkládá· se v rektifikaci surového argonu na surový 12 argon a na zbytkovou frakci
  5. 5. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 4 se; dvoustupňovou rektifikační kolonou, sestávající z tlakové ko-lony-' a z nízkotlakové kolony se společným kondenzátorem/od-parkout, z dusíkové nádoby, spojené potrubím pro dusík s nízko-tlakým stupněm a s tlakovým stupněm a z kyslíkové nádoby,spojené potrubím pro kyslík s nízkotlakým stupněm, vyznačenétím, že zahrnuje nádobu /40/ pro kapalný vzduch, přičemž po-trubí /12/ spojuje jímku tlakového stupně /10/ a nádobu /40/pro kapalný vzduch a delší potrubí /41, 13aj. 42, 13b/ spojujenádobu /40/ pro kapalný vzduch s nízkotlakým stupněm /11/.
    zení /122, 123/ pro stqv kapaliny v jímce tlakového stupně/10/ a nízkotlakového stupně /11/, měřicí zařízení /124/pro průtok v potrubí /14/ pro dusík mezi tlakovým stupněm /10/a dusíkovou nádobou /35/,selící zařízení /132, 133, 134/ k ří-zení průtoku v potrubí /12/ pro kapalný vzduch, v potrubí/30/ pro kyslík a v potrubí /14/ pro dusík a regulační za-řízení, které je spojeno s měřicím zařízením /122, 123, 124/a řídí fckíťlící zařízení /132, 133, 134/. Zastupuje PATĚNTSERVIS
CS902111A 1989-04-27 1990-04-26 Process and apparatus for air low-temperature disintegration with variable production of oxygen CZ277911B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3913880A DE3913880A1 (de) 1989-04-27 1989-04-27 Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS9002111A2 true CS9002111A2 (en) 1991-08-13
CZ277911B6 CZ277911B6 (en) 1993-06-16

Family

ID=6379570

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5084081A (cs)
EP (1) EP0399197B1 (cs)
JP (1) JP3048373B2 (cs)
AT (1) ATE77687T1 (cs)
AU (1) AU627869B2 (cs)
CA (1) CA2015458C (cs)
CZ (1) CZ277911B6 (cs)
DE (2) DE3913880A1 (cs)
ES (1) ES2033556T3 (cs)
HU (1) HU207154B (cs)
RU (1) RU1838732C (cs)
UA (1) UA19155A (cs)
ZA (1) ZA903182B (cs)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2670278B1 (fr) * 1990-12-06 1993-01-22 Air Liquide Procede et installation de distillation d'air en regime variable de production d'oxygene gazeux.
DE4040389C2 (de) * 1990-12-17 1994-03-03 Air Prod Gmbh Verfahren zur Vermeidung oder Verringerung von störfallbedingten Zeitverzögerungen bei der Lösungsmittelrückgewinnung aus Fertigungsprozessen
US5224336A (en) * 1991-06-20 1993-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Process and system for controlling a cryogenic air separation unit during rapid changes in production
US5133790A (en) * 1991-06-24 1992-07-28 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic rectification method for producing refined argon
FR2681415B1 (fr) * 1991-09-18 1999-01-29 Air Liquide Procede et installation de production d'oxygene gazeux sous haute pression par distillation d'air.
US5257504A (en) * 1992-02-18 1993-11-02 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple reboiler, double column, elevated pressure air separation cycles and their integration with gas turbines
CN1071444C (zh) * 1992-02-21 2001-09-19 普拉塞尔技术有限公司 生产气体氧的低温空气分离系统
FR2694383B1 (fr) * 1992-07-29 1994-09-16 Air Liquide Production et installation de production d'azote gazeux à plusieurs puretés différentes.
FR2697620B1 (fr) * 1992-10-30 1994-12-23 Air Liquide Procédé et installation de production d'azote gazeux à débit variable.
FR2704632B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et installation pour la separation de l'air.
FR2706195B1 (fr) * 1993-06-07 1995-07-28 Air Liquide Procédé et unité de fourniture d'un gaz sous pression à une installation consommatrice d'un constituant de l'air.
US5471843A (en) * 1993-06-18 1995-12-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for the production of oxygen and/or nitrogen under pressure at variable flow rate
FR2706595B1 (fr) * 1993-06-18 1995-08-18 Air Liquide Procédé et installation de production d'oxygène et/ou d'azote sous pression à débit variable.
US6082136A (en) * 1993-11-12 2000-07-04 Daido Hoxan Inc. Oxygen gas manufacturing equipment
FR2716816B1 (fr) * 1994-03-02 1996-05-03 Air Liquide Procédé de redémarrage d'une colonne auxiliaire de séparation argon/oxygène par distillation, et installation correspondante.
DE4415747C2 (de) * 1994-05-04 1996-04-25 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US5431023A (en) * 1994-05-13 1995-07-11 Praxair Technology, Inc. Process for the recovery of oxygen from a cryogenic air separation system
US5406800A (en) * 1994-05-27 1995-04-18 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system capacity control method
FR2723184B1 (fr) * 1994-07-29 1996-09-06 Grenier Maurice Procede et installation de production d'oxygene gazeux sous pression a debit variable
US5522224A (en) * 1994-08-15 1996-06-04 Praxair Technology, Inc. Model predictive control method for an air-separation system
DE19526785C1 (de) * 1995-07-21 1997-02-20 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung eines gasförmigen Druckprodukts
JP3447437B2 (ja) * 1995-07-26 2003-09-16 日本エア・リキード株式会社 高純度窒素ガス製造装置
GB9521996D0 (en) * 1995-10-27 1996-01-03 Boc Group Plc Air separation
US5666823A (en) 1996-01-31 1997-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
US5682763A (en) * 1996-10-25 1997-11-04 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra high purity oxygen distillation unit integrated with ultra high purity nitrogen purifier
FR2757282B1 (fr) * 1996-12-12 2006-06-23 Air Liquide Procede et installation de fourniture d'un debit variable d'un gaz de l'air
US5778700A (en) * 1997-04-30 1998-07-14 The Boc Group, Inc. Method of producing gaseous oxygen at variable rate
DE19748966B4 (de) * 1997-11-06 2008-09-04 Air Liquide Deutschland Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Lagerung von flüssiger Luft
US5996373A (en) * 1998-02-04 1999-12-07 L'air Liquide, Societe Ananyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cryogenic air separation process and apparatus
DE19815885A1 (de) * 1998-04-08 1999-10-14 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt bei der Tieftemperaturzerlegung von Luft
US6006546A (en) * 1998-04-29 1999-12-28 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen purity control in the air separation unit of an IGCC power generation system
US5983668A (en) * 1998-04-29 1999-11-16 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation unit feed flow control in an IGCC power generation system
US6082135A (en) * 1999-01-29 2000-07-04 The Boc Group, Inc. Air separation method and apparatus to produce an oxygen product
DE19912155C5 (de) * 1999-03-18 2005-09-01 Air Liquide Deutschland Gmbh Kryogener vakuumisolierter Sauerstoff-Generator
US6182471B1 (en) * 1999-06-28 2001-02-06 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing oxygen product at a non-constant rate
US6233970B1 (en) * 1999-11-09 2001-05-22 Air Products And Chemicals, Inc. Process for delivery of oxygen at a variable rate
US6357259B1 (en) * 2000-09-29 2002-03-19 The Boc Group, Inc. Air separation method to produce gaseous product
KR20020024169A (ko) * 2002-01-23 2002-03-29 황재원 캡모자 분실방지 밴드
US20030213688A1 (en) * 2002-03-26 2003-11-20 Wang Baechen Benson Process control of a distillation column
FR2842124B1 (fr) * 2002-07-09 2005-03-25 Air Liquide Procede de conduite d'une installation de production de gaz alimentee en electricite et cette installation de production
DE10249383A1 (de) * 2002-10-23 2004-05-06 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung von Sauerstoff durch Tieftemperatur-Zerlegung von Luft
US7228715B2 (en) 2003-12-23 2007-06-12 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cryogenic air separation process and apparatus
US7272954B2 (en) * 2004-07-14 2007-09-25 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Proceded Georges Claude Low temperature air separation process for producing pressurized gaseous product
US7555918B1 (en) * 2006-05-24 2009-07-07 Cosmodyne, LLC Liquid production modulation in self-refrigerated cryogenic nitrogen gas generators
US20080115531A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Bao Ha Cryogenic Air Separation Process and Apparatus
FR2929697B1 (fr) * 2008-04-07 2010-05-07 Air Liquide Procede de production d'azote gazeux variable et d'oxygene gazeux variable par distillation d'air
WO2012004241A2 (fr) * 2010-07-05 2012-01-12 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Appareil et procede de separation d'air par distillation cryogenique
SG186906A1 (en) * 2010-07-28 2013-02-28 Air Prod & Chem Integrated liquid storage
CN102072612B (zh) * 2010-10-19 2013-05-29 上海加力气体有限公司 N型模式节能制气方法
DE102012006746A1 (de) 2012-04-03 2013-10-10 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie
WO2014154361A2 (de) * 2013-03-28 2014-10-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von gasförmigem drucksauerstoff mit variablem energieverbrauch
CN104501529B (zh) * 2014-12-23 2017-04-12 首钢水城钢铁（集团）有限责任公司 一种粗氩泵倒换装置及其倒换方法
AU2018269511A1 (en) 2017-05-16 2019-11-28 Terrence J. Ebert Apparatus and process for liquefying gases
US10914517B2 (en) * 2018-11-16 2021-02-09 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for utilizing waste air to improve the capacity of an existing air separation unit
JP7460973B2 (ja) * 2020-03-05 2024-04-03 日本エア・リキード合同会社 空気分離装置
CN114593358A (zh) * 2022-01-21 2022-06-07 杭州制氧机集团股份有限公司 一种与空分装置耦合进行储能生产的方法及其装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU35763A1 (cs) * 1957-02-13
US3174293A (en) * 1960-11-14 1965-03-23 Linde Eismasch Ag System for providing gas separation products at varying rates
FR1267502A (fr) * 1960-09-12 1961-07-21 Lindes Eismaschinen Ag Zweigni Procédé et installation pour la décomposition de gaz en cas de grandes variations de la charge
US3411308A (en) * 1967-01-03 1968-11-19 Phillips Petroleum Co Method and apparatus for controlling by a material balance the bottoms flow rate in a fractional distillation system
US3605422A (en) * 1968-02-28 1971-09-20 Air Prod & Chem Low temperature frocess for the separation of gaseous mixtures
IN153160B (cs) * 1979-07-12 1984-06-09 Petrocarbon Dev Ltd
US4345925A (en) * 1980-11-26 1982-08-24 Union Carbide Corporation Process for the production of high pressure oxygen gas
GB2125949B (en) * 1982-08-24 1985-09-11 Air Prod & Chem Plant for producing gaseous oxygen
US4604116A (en) * 1982-09-13 1986-08-05 Erickson Donald C High pressure oxygen pumped LOX rectifier
GB2129115B (en) * 1982-10-27 1986-03-12 Air Prod & Chem Producing gaseous nitrogen
JPS61190277A (ja) * 1985-02-16 1986-08-23 大同酸素株式会社 高純度窒素および酸素ガス製造装置
FR2584803B1 (fr) * 1985-07-15 1991-10-18 Air Liquide Procede et installation de distillation d'air
WO1987001185A1 (fr) * 1985-08-23 1987-02-26 Daidousanso Co., Ltd. Unite de production d'oxygene a l'etat gazeux
US4702757A (en) * 1986-08-20 1987-10-27 Air Products And Chemicals, Inc. Dual air pressure cycle to produce low purity oxygen
GB8620754D0 (en) * 1986-08-28 1986-10-08 Boc Group Plc Air separation
DE3770772D1 (de) * 1986-11-24 1991-07-18 Boc Group Plc Luftverfluessigung.
DE3722746A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur luftzerlegung durch rektifikation
US4780118A (en) * 1987-07-28 1988-10-25 Union Carbide Corporation Process and apparatus to produce ultra high purity oxygen from a liquid feed
US4869741A (en) * 1988-05-13 1989-09-26 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra pure liquid oxygen cycle
EP0383994A3 (de) * 1989-02-23 1990-11-07 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation

Also Published As

Publication number Publication date
ES2033556T3 (es) 1993-03-16
JPH0363490A (ja) 1991-03-19
EP0399197B1 (de) 1992-06-24
UA19155A (uk) 1997-12-25
HUT54310A (en) 1991-02-28
RU1838732C (ru) 1993-08-30
AU5398390A (en) 1990-11-01
EP0399197A1 (de) 1990-11-28
ZA903182B (en) 1991-04-24
ATE77687T1 (de) 1992-07-15
US5084081A (en) 1992-01-28
CA2015458C (en) 1998-09-29
AU627869B2 (en) 1992-09-03
JP3048373B2 (ja) 2000-06-05
HU207154B (en) 1993-03-01
HU902576D0 (en) 1990-08-28
DE59000177D1 (de) 1992-07-30
CZ277911B6 (en) 1993-06-16
DE3913880A1 (de) 1990-10-31
CA2015458A1 (en) 1990-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS9002111A2 (en) Method of air division in low temperature with variable oxygen production and equipment for this method realization
CA2319552C (en) Combined cryogenic air separation with integrated gasifier
US5953937A (en) Process and apparatus for the variable production of a gaseous pressurized product
US4529425A (en) Plant for producing gaseous oxygen
US4526595A (en) Plant for producing gaseous nitrogen
US5941098A (en) Method and plant for supplying a variable flow rate of a gas from air
JP6900241B2 (ja) ガス製造システム
MXPA98000557A (es) Procedimiento y dispositivo para la produccion decantidades variables de un producto gaseosopresurizado
EP1706692A1 (en) Cryogenic air separation process and apparatus
CN112524886A (zh) 高纯度氧生产系统
JPH09310970A (ja) 高圧酸素生成方法および装置
JPH04283390A (ja) 可変量のガス状酸素を製造する空気精留方法及び設備
JPH08170875A (ja) 供給量可変の与圧ガス製造法
US3058315A (en) Process for supplying a gaseous product to meet a fluctuating demand
US20020121106A1 (en) Three-column system for the low-temperature fractionation of air
JP4287771B2 (ja) 空気液化分離装置およびその運転方法
CN101595356B (zh) 通过低温蒸馏分离气体混合物的方法和装置
US20230184380A1 (en) Fuel-gas supply system and method for supplying a high-pressure gas injection engine with fuel gas
EP1099921B1 (en) Process for the delivery of a cryogenically separated gas mixture component at a variable rate
JP3095238B2 (ja) 超高純度窒素製造装置
MXPA00007599A (en) Combined cryogenic air separation with integrated gasifier
Healy Argon production from ammonia-plant purge gas
JP2978231B2 (ja) 超高純度窒素製造装置
JPH0261481A (ja) 超高純度窒素の製造方法及び装置
FR3099947A3 (fr) Procédé de fourniture d’un gaz sous pression

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20010426