DE2261234A1 - Verfahren zur gewinnung von reinem stickstoff - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von reinem stickstoff

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DE2261234A1 DE19722261234 DE2261234A DE2261234A1 DE 2261234 A1 DE2261234 A1 DE 2261234A1 DE 19722261234 DE19722261234 DE 19722261234 DE 2261234 A DE2261234 A DE 2261234A DE 2261234 A1 DE2261234 A1 DE 2261234A1
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Description

ι LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(H 682) H 72/074
Eh/bd 14.12.1972
Verfahren zur Gewinnung von reinem Stickstoff
j Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von reinem "
ί ι '
!! Stickstoff durch Tieftemperatur-Rektifikation von Luft,bei dem
■ '■■ komprimierte, vorgekühlte Luft in eine Rektifiziersäule einge-
j. blasen, gasförmiger Produkt stickstoff am Kopf entnommen und
j eine sauerstoffreiche Sumpffraktion am Fuß abgezogen, entspannt
j und in einem Kopfkondensator verdampft wird.
: Soll bei der Luftzerlegung nur ein Bestandteil rein
Γ gewonnen werden, so kommt meist die bekannte Einsäulenrektifi-
! kation zur Anwendung. Hierbei wird.in die Rektifiziersäule ver-
:! dichtete, vorgekUhlte und teilweise schon verflüssigte Luft
409825/0572 '/m
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
eingeblasen und zerlegt. Die sauerstoffreiche Sumpffraktion wird über ein Drosselventil in einen Kopfkondensator der Säule entspannt und dort verdampft, wobei eine entsprechende Menge des den Kopfkondensator umgebenden Stickstoffs kondensiert und somit die Rücklaufflüssigkeit bildet. Am Kopf der Rektifiziersäule kann reiner gasförmiger Stickstoff abgezogen werden.
Dieses, sowohl im apparativen Aufbau als auch in der Durchführung sehr einfache Verfahren birgt aber den Nachteil einer unbefriedigenden Ausbeute an reinem Stickstoff in sich. Im Rahmen des bekannten Verfahrens ist nur eine Stickstoffausbeute von ca. 50 % zu erreichen. Dies liegt daran, daß die Sumpfflüssigkeit mindestens einen dem Gleichgewicht zur eingeblasenen Luft entsprechenden N2-Gehalt hat, der der Rein-Ng-Produktion verlorengeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Stickstoffgewinnung aus Luft zu entwickeln, das sich, bei geringem Aufwand, durch eine höhere Stickstoffausbeute als bisher auszeichnet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Teil der verdampften Sumpffraktion rückverdichtet und der einzublasenden Luft zugemischt wird.
Die Stickstoffausbeute hängt mit dem Sauerstoffgehalt der Sumpfflüssigkeit zusammen. Bei einstufiger Rektlfika-
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./■
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT ι . 3 -
tion mit Lufteinblasung in den Sumpf einer unter ca. .10 ata stehenden Rektifiziersäule ist aus den obengenannten Gründen nur eine Sauerstoffkonzentration von ca. 33 % in der Sumpfflüssigkeit und damit elfte Stickstoffausbeute von lediglich 50 $ erreichbar. Die erfindungsgemäße VerfahrensfUhrung ermöglicht es, den Sauerstoffgehalt der Einblasung zu erhöhen und damit den Sauerstoffgehalt in der Sutnpfflüssigkeit auf ca. 40 £ und die Stickstoffausbeute um ca. 25 £ auf etwa 62 $ heraufzusetzen, ohne die notwendigen zusätzlichen Investitionen in gleichem Maße zu steigern. Daneben gestattet es der höhere Sauerstoffgehalt in der SumpfflUssigkeit, d.h. also auch im den Kopfkondensator verlassenden Restgas, diese bei Oxidationsprozessen, wie Abwasserbehandlung, Schlamnverbrennung, partielle Oxidation usw. zu verwenden.
Die zur Standar^anlage zusätzlichen Investitionen werden auf ein Minimum reduziert, wenn der Erfindungsgedanke in zweckmäßiger Weise derart ausgebildet ist, daß die Luft auf Taupunkttemperatur abgekühlt wird und die verdampfte Sumpffraktion bei Taupunktteroperatur mit Hilfe eines Strahlverdichters, der als Treibstrahl die abgekühlte Luft verwendet, der einzublasenden Luft zugemischt wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand des •in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Figur 1 zeigt ein Verfahrensschema zur Gewinnung von
Stickstoff aus Luft gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Figur 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen Luftbedarf,
Stickstoffausbeute und Sauerstoffgehalt in der SumpfflUssigkeit.
Der in Figur 1 dargestellten, unter einem Druck von 10 ata arbeitenden Rektifiziersäule 1 werden stündlich 2000 NiP Luft zugeführt. Die auf 30 ata verdichtete und vorgekühlte Luft gelangt über eine Leitung 3 in einen Strahlverdichter 2, vermischt sich dort mit 460 Nnr der verdampften sauerstoffreichen Sumpffraktion aus Leitung 5 und wird dabei auf den oäulendruck von 10 ata entspannt. Über die Leitung 4 wird das Gemisch, das nun ca. 24,4 % Sauerstoff enthält, in die Rektifiziersäule 1 eingeblasen. Aus dem Sumpf werden 1500 Nur einer mit 40 % Sauerstoff angereicherten Fraktion über die j Leitung 6 abgezogen, im Drosselventil 7 auf 5#3 ata entspannt ;j und im Kopf kondensator ο verdampft. Der größere Teil des Rest-J: gases, 1040 Nm-5, wird über die Leitung 9 aus der Anlage ent- |i fernt, der kleinere Teil, 460 Nm , wild über Leitung 5 dem Ij otrahlverdichter 2 zugeführt. Am Kopf der R.ktifiziersäule 1 I werden über Leitung 10 900 Nnr reiner gasförmiger Stickstoff j abgezogen.
!j In Figur 2 ist ein Schaubild dargestellt, auf des-
j| sen Abszisse der prozentuale Sauerstoffgehalt der Sumpf fluss ig-
; 409825/0572 ./.
1I l
\\ BAD ORIGINAL
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
r 5 -
keit, auf dessen linken Ordinate der spezifische Luftbedarf
L/No in Nm und fcuf dessen rechten Ordinate der gewonnene Stick-NkK
stoff pro eingeblasener Luft in Nnr aufgetragen sind.
ΐϊπ?
Wie aus dem Schaubild ersichtlich, hat ein höherer Sauerstoffgehalt in der Sumpfflüssigkeit auch eine größere Stickstoff ausbeute N2A zur Folge.
Wird der Sauerstoffgehalt beispielsweise von 33 # auf 40 % erhöht, so steigt die Produktstickstoffmenge von 0,38 Nm^ auf 0,48 Nnr pro Nnr eingeblasener Luft. Das entspricht einer Steigerung von ca. 26 $. Analog dazu, sinkt mit zunehmendem Sauerstoffgehalt in der Sumpfflilssigkeit der Luftbedarf bezogen auf die produzierte Stickstoffmenge
2 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen
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Claims (2)

  1. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    -6-
    (H 682) H 72/074
    Eh/öd 14.12,^
    Patentansprüche
    U.!Verfahren zur Gewinnung von reinem Stickstoff duroh Tieftemperatur-Rektifikatlon von Luft« bei dem komprimierte« vorgekühlte Luft in eine Rektifiziersäule eingeblasen* gasförmiger Produktstiokstoff am Kopf entnommen und eine sauerstoffreiohe Sumpffraktion am Fuß abgezogen, entspannt und in einem Kopfkondensator verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der verdampften Sumpffraktion rückverdichtet und der einzublasenden Luft zügemiseht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft auf Taupunkttemperatur abgekühlt wird und die verdampfte Sumpffraktion bei, Taupunkttemperatur mit Hilfe eines Strahlverdichters, der als Treibstrahl die abgekühlte Luft verwendet, der einzublasenden Luft zugemischt wird.
    409825/0572
DE19722261234 1972-12-14 1972-12-14 Verfahren zur Gewinnung von reinem Stickstoff Expired DE2261234C3 (de)

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DE2261234B2 DE2261234B2 (de) 1979-07-26
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DE2261234B2 (de) 1979-07-26
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JPS5517912B2 (de) 1980-05-15
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