DE2922028A1 - Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation

Info

Publication number
DE2922028A1
DE2922028A1 DE19792922028 DE2922028A DE2922028A1 DE 2922028 A1 DE2922028 A1 DE 2922028A1 DE 19792922028 DE19792922028 DE 19792922028 DE 2922028 A DE2922028 A DE 2922028A DE 2922028 A1 DE2922028 A1 DE 2922028A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
heat exchanger
sump
rectifying
bath
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792922028
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Rohde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE19792922028 priority Critical patent/DE2922028A1/de
Priority to AU58645/80A priority patent/AU535021B2/en
Priority to BR8003260A priority patent/BR8003260A/pt
Priority to AT80102953T priority patent/ATE2178T1/de
Priority to DE8080102953T priority patent/DE3061536D1/de
Priority to EP80102953A priority patent/EP0019905B1/de
Priority to ZA00803204A priority patent/ZA803204B/xx
Priority to US06/154,676 priority patent/US4337070A/en
Priority to IN968/CAL/80A priority patent/IN153137B/en
Publication of DE2922028A1 publication Critical patent/DE2922028A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04854—Safety aspects of operation
    • F25J3/0486—Safety aspects of operation of vaporisers for oxygen enriched liquids, e.g. purging of liquids
    • 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
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
    • F25J3/04884—Arrangement of reboiler-condensers
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/50—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being oxygen
    • 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
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • 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
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20—Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • 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
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/903—Heat exchange structure
    • 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
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/908—Filter or absorber

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)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(H 1130) H 79Al
Fa/he
28.5.1979 10
Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation, wobei im Sumpf der Rektifiziersäule anfallende Rektifizierflüssigkeit erwärmt und dabei teilweise verdampft wird, bei dem die Rektifizierflüssigkeit im unteren Bereich des Flüssigkeitsbades entnommen und oberhalb der Entnahmestelle dem Bad wieder zugeführt wird»
Ein Verfahren dieser Art ist in der deutschen Patentschrift 22 38 866 beschrieben worden. Durch einen Kondensator-Verdampfer, der im Sumpf der Rektifiziersäule angeordnet und beim Betrieb der Säule teilweise von Rektifizierflüssigkeit bedeckt ist, wird die Sumpfflüssigkeit erwärmt und dabei teilweise verdampft, wobei auf der Kondensationsseite des Verdampfer-Kondensators Rücklaufflüssigkeit für die Rektifikation erzeugt wird. Bei der Rektifikation eines Gasgemisches erweist es sich oft erforderlich, die sich im Sumpf der Rektifiziersäule ansammelnde Flüssigkeit umzuwälzen, beispielsweise um auf diese Weise unerwünschte Bestandteile aus der Flüssigkeit zu entfernen» Da die Verwendung von
Farm. 57Z9 7.78
030050/01
2322028
Umwälzpumpen nicht nur apparativ und energetisch aufwendig, sondern stwa bei der Luftzerlegung zum Umwälzen von flüssigem Sauerstoff wegen der Explosionsgefahr auch nicht ganz unproblematisch ist, wurde in der genannten Veröffentlichung vorgeschlagen,, die Rektifizierflüssigkeit dadurch umzuwälzen, daß Flüssigkeit aus dem Sumpf der Säule durch die bestehende Druckdifferenz zwischen der Flüssigkeitsentnahmestelle und der Produktaustrittsleitung in einen über der Sumpfflüssigkeit angeordneten Speicherbehälter gefördert und von dort unter Ausnutzung des Gefälles in den SäuTsnsumpf zurückgeleitet wird.In einer ersten Schaltphase ist der Speicherbehälter mit der Produktleitung verbunden und es wird Flüssigkeit in den Behälter gefördert. In einer zweiten Schaltphase wird die Verbindung zur Produktleitung unterbrochen und die Flüssigkeit fließt aus dem Speicherbehälter in den Säulensumpf zurück. Mit der beschriebenen Anordnung kann somit Flüssigkeit ohne die Verwendung einer Pumpe umgewälzt werden.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das Umwälzen nicht kontinuierlich erfolgt. Außerdem bedeuten der Speicherbehälter sowie die erforderlichen Sahaltventile einen zusätzlichen apparativen Aufwand und erhöhen den Platzbedarf der Anlage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, das einen kontinuierlichen Umwälzbetrieb ermöglicht und das ohne erheblichen Mehraufwand durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die entnommene Rektifizierflüssigkeit, vor sie der im Sumpf befindlichen Rektifizierflüssigkeit wieder zugemischt wird, dem Wärmetauseher an seinem unteren Ende zugeführt und darin teilweise verdampft und das entstehende Flüssigkeits-Dampf-
Form. S723 7.70
030080/0183
Gemisch oberhalb des Flüssigkeitsbades aus dem Wärmetauscher entnommen wird.
Bei dem Wärmetauscher kann es sich sowohl um den bei der Rektifikation ohnehin vorhandenen Kondensator-Verdampfer oder aber um e inen oder mehrere zusätzliche Verdampfer handeln. Der Wärmetauscher, der so angeordnet ist, daß er beim Betrieb der Rektifiziersäule teilweise in die Sumpfflüssig= keit eintaucht, ist an seiner in die Flüssigkeit eintauchenden Seite gegen die Sumpfflüssigkeit verschlossen. Der entnommene Teil der Flüssigkeit wird erfindungsgemäß dem unteren Ende des Wärmetauschers zugeführt und würde darin theoretisch bis zu einer Höhe ansteigen, die dem Flüssigkeitsspiegel der Sumpfflüssigkeit abzüglich eines dem Druckabfall in den Entnahmerohren entsprechenden Betrages entspricht. Dadurch, daß in dem Wärmetauscher ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird, werden von der verdampfenden Flüssigkeit auch flüssige Anteile mitgerissen und über den oberen Rand des Wärmetauschers, der zum Innenraum der Rektifiziersäule hin offen ist, in die den Wärmetauscher umgebende Sumpfflüssigkeit überworfen.
Auf diese Weise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren kontinuierlich Flüssigkeit vom unteren Bereich des Flüssigkeitsbades entnommen und dem Flüssigkeitsbad von oben Flüssigkeit zugeführt. Die kontinuierliche Flüssigkeitsumwälzung erfolgt dabei ohne besonderen apparativen Aufwand. Sine Totalverdampfung der Flüssigkeit im Wärmetauscher ist zu vermeiden, um ein Verkrusten der Wärmetauscherflächen zu verhindem.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Teil der entnommenen Flüssigkeit über einen Adsorber geleitet. In dem Adsorber werden unerwünschte Bestandteile aus der Flüssigkeit entfernt.
Form. 5723 7.78
030050/0183
Hs ist zweckmäßig, wenn ein regelbarer Teil der entnommenen Flüssigkeit über einen Bypass am Adsorber vorbeigeführt wird. Die über den Adsorber geführte Flüssigkeitsmenge kann dadurch unabhängig von der umgewälzten Flüssigkeitsmenge eingestellt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes werden vor der Zuführung der Flüssigkeit zum Wärmetauscher Gasblasen aus der Flüssigkeit abgetrennt. Mit dieser Maßnahme wird-die Menge der überworfenen Flüssigkeit vergrößert.
Das erf in dungs gemäße "Verfahren eignet sich besonders bei der Tieftemperaturzerlegung von Luft. Da die Umwälzung der bei der Luftzerlegung entstehenden sauerstoffreichen flüssigen Sumpffraktion aus Sicherheitsgründen nicht mit Hilfe einer Pumpe durchgeführt werden soll, ist das erfindungsgemäße Verfahren hierbei besonders vorteilhaft. Zum Verdampfen der sauerstoffreichen Flüssigkeit im Wärmetauscher wird mit Vorteil gasförmige Luft oder gasförmiger Stickstoff verwendet, wobei der Stickstoff zur Einhaltung der zur teilweisen Verdampfung des Sauerstoffs benötigten Temperaturdifferenz unter erhöhtem Druck zugeführt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine Rektifiziersäule, einen im Sumpf der Rektifiziersäule angeordneten Wärmetauscher sowie eine 3ntnahmeleitung, deren eines Ende in den unteren Bereich der Rektifiziersäule mündet und deren anderes Ende mit dem unteren Ende des Wärmetauschers verbunden ist.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein dem Wärmetauscher parallel geschalteter Flüssigkeitsstandsanzeiger vorgesehen. Damit läßt sich der Flüssigkeitsstand im Wärmetauscher von außen kontrollieren und gegebenenfalls
Form. 5729 7.78
030050/0183
durch Drosselung oder Steigerung der umgewälzten Flussigkeitsmenge verändern.
Besonders vorteilhaft ist eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, bei der mit der in dem Wärmetauscher mündenden Entnahmeleitung ein Gasabscheider verbunden ist. Zu diesem Zweck verläuft die Rohrleitung vor der Anschlußstelle des Flussigkeitsstandsanzeigers in vertikalter Richtung nach oben und weist zwischen Anschlußstelle und Wärmetauscher mindestens kurzzeitig einen waagerechten oder abwärts geneigten Abschnitt auf, während der Gasabscheider im wesentlichen lotrecht über der Anschlußstelle angeordnet ist. In der Flüssigkeit enthaltene Gasblasen können so unbehindert in den Gasabscheider aufsteigen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben»
Hierbei zeigen;
20
Figur 1 eine Rektifiziersäule zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 2 eine modifizierte Anordnung gemäß Figur 1
Analoge Bauteile tragen in beiden Figuren dieselben Bezugs= aeichen. Mit 1 ist.eine zweistufige Rektifiziersäule bezeichnet, wie sie zur Tieftemperaturzerlegung von Luft verwendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch ebenso zur Anwendung bei der Rektifikation eines anderen Gasgemisches. Genausogut könnte statt der dargestellten zweistufigen Rektifiziersäule mit einer Hochdruckstufe 2 und einer oberhalb der Hochdruckstufe angeordneten Niederdruckstufe 3 eine einstufige Rektifiziersäule verwendet werden.
Form. 5723 7.78
Im Sumpf der Niederdrucksäule 3 sammelt sich während der Luftzerlegung eine mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit 4. Sin Kondensator-Verdampfer 5> der in der Sumpfflüssigkeit angeordnet ist, erzeugt Rücklaufflüssigkeit für die Hochdrucksäule 2. -Zu diesem Zweck wird vom Kopf der Säule 2 eine stickstoffreiche gasförmige Fraktion entnommen (Leitung 6) und dem Kondensator-Verdampfer 5 zugeführt, in dem das Gas teilweise im Wärmetausch mit der sauerstoffreichen Sumpfflüssigkeit 4 verflüssigt wird, wobei ein Teil der Sumpfflüssigkeit 4 verdampft. Die kondensierte Flüssigkeit wird über Leitung 7 in die Hochdruckstufe 2 zurückgeleitet.
Da in der Sumpfflüssigkeit 4 noch unerwünschte Bestandteile, vor allem Kohlenwasserstoffe wie Acetylen, enthalten sind, wird ein Teil der Flüssigkeit über einen Adsorber 8 umgewälzt, in dem diese Bestandteile entfernt werden. Zum Regenerieren der Adsorber wird beispielsweise Stickstoff verwendet, der über Leitung 9 zu- und über Leitung 10 abgeführt wird. Der Adsorber 8 ist auf tieferem Niveau angeordnet als das Flüssigkeitsbad 4.
Srfindungsgemäß dient zur Flüssigkeitsumwälzung ein im Sumpf 4 der Rektifiziersäule angeordneter Wärmetauscher 11, der beim Betrieb der Säule teilweise in das Flüssigkeitsbad eintaucht. Der Wärmetauscher 11, z.B. ein Plattenwärmetauscher, ist an seinem über die Flüssigkeit 4 ragenden oberen Ende zur Innenseite der Niederdruckstufe 3 hin offen, sein in die Flüssigkeit eintauchendes unteres Ende ist gegen die Sumpfflüssigkeit verschlossen, beispielsweise mit einem Header 12. Der Wärmetauscher ist parallel zum Kondensator-Verdampfer 5 an die Stickstoffleitungen 6, 7 angeschlossen. Der Wärmetauscher kann, wie in der Figur dargestellt, ein zusätzlicher Verdampfer sein, es ist aber auch möglich, einen Teil der Wärmetauschkanäle des Kondensator-Verdampfers 5 derart auszubilden, daß eine direkte Verbindung zwischen
Form. 5723 7.73
030050/0183
"9 " 2322028
den Wärmetauschkanälen und der Sumpfflüssigkeit verhindert v/ird. Am unteren 3nde der Niederdruckstufe 3 ist eine Flüssigkeitsentnahmeleitung 13 vorgesehen, die mit dem Adsorber 8 verbunden ist. In der Leiting 13 ist ein Strömungsmesser 14- angeordnet. Das andere Ende des Adsorbers 8 ist an eine Leitung 15 angeschlossen, die in den Header 12 des Wärmetauschers IL mündet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird über Leitung 13 Flüssigkeit aus dem Säulensumpf 4 entnommen, gelangt in den Adsorber 8, wo sie von Kohlenwasserstoffen befreit wird, und von dort über Leitung 15 in den Header 12, von dem sje auf die Wärmetauschkanäle des Wärmetauschers 11 verteilt wird. Die Flüssigkeit steigt im Wärmetauscher 11 bis in eine Höhe, die gleich ist dem Flüssigkeitspiegel der Sumpfflüssigkeit K abzüglich eines Betrags, der dem Strömungswiderstand in der Flüssigkeitsentnahmeleitung 13* 15 und im Adsorber 8 entspricht. Durch den warmen Stickstoff, der über Leitung 6 zugeführt wird, verdampft ein Teil der Flüssigkeit im Wärmetauscher 11. Vom abziehenden Dampf wird Flüssigkeit mitgenommen und über den oberen Rand des Wärmetauschers 11 in das Flüssigkeitsbad übergeworfen. Die verdampfte Flüssigkeitsmenge v/ird durch von den Rektifizierboden abfließende Flüssigkeit ersetzt.
Damit steigt der Flüssigkeitsspiegel des Bades, der durch die Flüssigkeitsentnahme abgesunken war, wieder an und der statische Flüssigkeitsdruck in der Rohrleitung 13 erhöht sich. Das Verfahren arbeitet somit kontinuierlich.
Ss sei noch darauf hingewiesen, daß ein Überwerfen von Flüssigkeit auch im Verdampfer-Kondensator 5 erfolgt. Die Flüssigkeit wird über die Verbindung, die der Verdampfer-Kondensator 5 an ssiner Unterseite mit dem Flüssigkeitsbad 4 besitzt; ergänzt. Dagegen ist beim Wärmetauscher 11 ein direktes Rückströmen von Flüssigkeit durch den Header 12
Form. 5729 7.78
030050/0163
verhindert. Die Flüssigkeit strömt hier über die Rohrleitungen 13, 15 in den Wärmetauscher zurück, bis nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren ein dem Flüssigkeitsspiegel der Sumpfflüssigkeit 4 entsprechender Flüssigkeitsstand erreicht wird. Da gleichzeitig weitere Flüssigkeit aus dem Wärmetauscher verdampft und übergeworfen wird, hinkt der Flüssigkeitsspiegel dem Gleichgewichtszustand nach und es ist ein kontinuierlicher Flüssigkeitskreislauf gewährleistet. 3s ist denkbar, den Verdampfer 11 - anstelle des einen gezeichneten können ebensogut auch mehrere Verdampfer vorgesehen sein - statt mit Stickstoff mit Luft zu beheizen.
Die über den Adsorber 8 umgewälzte Flüssigkeitsmenge sollte etwa der Menge des bei der Rektifikation gewonnenen Sauersfcoffs entsprechen. Um die Flüssigkeitsmenge unabhängig von der umgewälzten 'Menge regeln zu können, ist parallel zum Adsorber 8 eine Bypassleitung 1β vorgesehen, die mit einem Regelventil 17 versehen ist. Mit dieser Bypassleitung 1β kann zugleich die Höhe des Flüssigkeitsstandes im Wärmetauscher beeinflußt werden. Sine Totalverdampfung der Flüssigkeit im Wärmetauscher 11 muß nämlich vermieden werden, um eine Verkrustung der Wärmetauscherflächen zu verhindern. Außerdem besteht bei Auskristallisieren von Acetylen Explosionsgefahr. Der Wärmetauscher soll etwa zu 80 % mit Flüssigkeit gefüllt sein.
Figur 2 zeigt im wesentlichen dieselbe Anordnung wie Figur Zusätzlich ist hier noch ein Gasabscheider l8 vorgesehen, der parallel zum Wärmetauscher 11 geschaltet ist. Mit Hilfe von Flüssigkeitsstandsanzeigern 21, 22 läßt sich die Höhe des Flüssigkeitsstandes im Säulensumpf und im Wärmetauscher 11 von außen leicht kontrollieren und somit stets die optimale Flüssigkeitshöhe einregulieren.
Die Bypassleitung l6 und die vom Adsorber kommende Leitung
Form. 5729 7.78
030050/0163
2322028
15 verlaufen nach ihrer Vereinigung unterhalb der Anschlußstelle 19 des Gasabscheiders l8 vertikal nach oben, während das Verbindungstück 20 zwischen der Anschlußstelle IQ und dem Wärmetauscher 11 zumindest auf einem kurzen Abschnitt waagrecht verläuft. Der Gasabscheider l8 ist lotrecht über der Anschlußstelle I9 angeordnet. Falls nun in der über die Leitungen 15, Io aufsteigenden Flüssigkeit Gasblasen enthalten sind, so steigen diese von der Anschlußstelle I9 in den Gasabscheider l8 nach oben und werden von der Flüssigkeit abgetrennt, die über Leitung 20 in den Wärmetauscher 11 strömt. Selbstverständlich läßt sich die beschriebene und gezeigte Anordnung abändern, ohne das Prinzip der Gasabscheidung abzuändern. Die Entnahmeleitung muß demnach nicht genau vertikal zur Anschlußstelle 19 nach oben geführt sein und die Leitung 20 kann zum Beispiel einen von der Anschlußstelle 19 nach abwärts verlaufenden Abschnitt aufweisen.
Form. 5729 7.78
030050/0183

Claims (8)

  1. (H 1130) H 79Λ1
    Fa/he
    28.5.1979
    Patentansprüche
    Γ1.!Verfahren zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation, wobei im Sumpf der Rektifiziersäule anfallende Rektifizierflüssigkeit erwärmt und dabei teilweise verdampft wird, bei dem die Rektifizierflüssigkeit im unteren Bereich des Flüssigkeitsbades entnommen und oberhalb der Entnahmestelle dem Bad wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die entnommene Rektifizierflüssigkeit bevor sie der im Sumpf befindlichen Rektifizierflüssigkeit (4) wieder zugemischt wird, dem Wärmetauscher (11) an seinem unteren Ende zugeführt und darin teilweise verdampft und das entstehende Flüssigkeits-Dampf-Gemisch oberhalb des Flussigkeitsbades (4) aus dem Wärmetauscher (11) entnommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der entnommenen Flüssigkeit über einen Adsorber (8) geleitet wird.
  3. 3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein regelbarer Teil der entnommenen Flüssigkeit über einen Bypass d6) am Adsorber (°) vorbeigeführt wird.
    Form. 5723 7.78
    0300B0/Ö183
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zuführung der Flüssigkeit zum Wärmetauscher (11) Gasblasen aus der Flüsszgkeit abgetrennt werden.
  5. 5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei der Tieftemperaturzerlegung von Luft.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Rektifiziersäule, einem im Sumpf der Rektifiziersäule angeordneten V/ärmet aus eher, sowie einer Entnahmeleitung, deren eines Ende in den unteren Bereich der Rektifiziersäule mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (20) der Entnahmeleitung mit dem unteren Ende des Wärmetauschers (11) verbunden ist.
  7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Wärmetauscher (11) ein Flussigkeitsstandsanzeiger (22) angeordnet ist.
    20
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder T, dadurch gekennzeichnet, daß mit der in den Wärmetauscher (11) mündenden Entnahmeleitung (20) ein Gasabscheider (Ί8) verbunden ist.
    Form. 5723 7.78
    0300BO/0163
DE19792922028 1979-05-30 1979-05-30 Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation Withdrawn DE2922028A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792922028 DE2922028A1 (de) 1979-05-30 1979-05-30 Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation
AU58645/80A AU535021B2 (en) 1979-05-30 1980-05-22 Separation of gas mixtures
BR8003260A BR8003260A (pt) 1979-05-30 1980-05-26 Processo para o fracionamento de uma mistura gasosa por retificacao,e,aparelho para sua realizacao
AT80102953T ATE2178T1 (de) 1979-05-30 1980-05-27 Vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation.
DE8080102953T DE3061536D1 (en) 1979-05-30 1980-05-27 Apparatus for the separation of a gas mixture by rectification
EP80102953A EP0019905B1 (de) 1979-05-30 1980-05-27 Vorrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation
ZA00803204A ZA803204B (en) 1979-05-30 1980-05-29 Process and equipment for the separation of a gas mixture by rectification
US06/154,676 US4337070A (en) 1979-05-30 1980-05-30 Continuous system of rectification
IN968/CAL/80A IN153137B (de) 1979-05-30 1980-08-23

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792922028 DE2922028A1 (de) 1979-05-30 1979-05-30 Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2922028A1 true DE2922028A1 (de) 1980-12-11

Family

ID=6072077

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792922028 Withdrawn DE2922028A1 (de) 1979-05-30 1979-05-30 Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation
DE8080102953T Expired DE3061536D1 (en) 1979-05-30 1980-05-27 Apparatus for the separation of a gas mixture by rectification

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8080102953T Expired DE3061536D1 (en) 1979-05-30 1980-05-27 Apparatus for the separation of a gas mixture by rectification

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4337070A (de)
EP (1) EP0019905B1 (de)
AT (1) ATE2178T1 (de)
AU (1) AU535021B2 (de)
BR (1) BR8003260A (de)
DE (2) DE2922028A1 (de)
IN (1) IN153137B (de)
ZA (1) ZA803204B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883519A (en) * 1988-10-06 1989-11-28 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the production of high pressure nitrogen with split reboil-condensing duty
US4957524A (en) * 1989-05-15 1990-09-18 Union Carbide Corporation Air separation process with improved reboiler liquid cleaning circuit
US5669236A (en) * 1996-08-05 1997-09-23 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing low purity oxygen and high purity oxygen
US5836174A (en) * 1997-05-30 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing multi-purity oxygen
US5956972A (en) * 1997-12-23 1999-09-28 The Boc Group, Inc. Method of operating a lower pressure column of a double column distillation unit
US6330812B2 (en) * 2000-03-02 2001-12-18 Robert Anthony Mostello Method and apparatus for producing nitrogen from air by cryogenic distillation
FR2853723B1 (fr) * 2003-04-10 2007-03-30 Air Liquide Procede et installation de traitement d'un bain de liquide riche en oxygene recueilli en pied d'une colonne de distillation cryogenique
CN110388241B (zh) * 2019-07-31 2021-07-20 东北师范大学 一种汽车发动机废热回收热力循环系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE624966C (de) * 1934-09-28 1936-01-31 Linde Eismasch Ag Verfahren zur Herabsetzung des Kondensationsdruckes bei der Zerlegung der Luft durch Verfluessigung und Rektifikation
US2650482A (en) * 1948-04-29 1953-09-01 Kellogg M W Co Method of separating gas mixtures
US2590909A (en) * 1948-10-08 1952-04-01 Hanson Vegetable cutter
US2903859A (en) * 1955-09-22 1959-09-15 Union Carbide Corp Process and apparatus for separating gas mixtures
DE1033689B (de) * 1957-03-20 1958-07-10 Linde Eismasch Ag Verfahren zum Eindampfen kohlenwasserstoffhaltigen, fluessigen Sauerstoffes und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
US3174293A (en) * 1960-11-14 1965-03-23 Linde Eismasch Ag System for providing gas separation products at varying rates
DE1143526B (de) * 1962-01-12 1963-02-14 Linde Eismasch Ag Verfahren und Einrichtung zur Tieftemperatur-Gaszerlegung, insbesondere Luftzerlegung
GB1325166A (en) * 1969-10-20 1973-08-01 Kobe Steel Ltd Air rectification process for the production of gaseous or liquid nitrogen

Also Published As

Publication number Publication date
US4337070A (en) 1982-06-29
EP0019905B1 (de) 1983-01-05
ATE2178T1 (de) 1983-01-15
BR8003260A (pt) 1980-12-30
IN153137B (de) 1984-06-02
ZA803204B (en) 1981-05-27
AU5864580A (en) 1980-12-04
EP0019905A1 (de) 1980-12-10
DE3061536D1 (en) 1983-02-10
AU535021B2 (en) 1984-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0895045B1 (de) Verfahren zur Luftzerlegung
DE3875006T2 (de) Waermepumpensystem.
DE1517503A1 (de) Destillationsgeraet fuer Meerwasser
EP0439731B1 (de) Verfahren zur thermischen Trennung einer Wasser/Ölemulsion
DE2316116A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von daempfen aus einem luft-dampfgemisch
EP0669509A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon
DE3035349C2 (de) Anlage zur Verdampfung von flüssigem Erdgas
DE19507981A1 (de) Verfahren zum Wiederanfahren einer Hilfskolonne zum Trennen von Argon/Sauerstoff durch Destillation und entsprechende Anlage
DE2922028A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zerlegung eines gasgemisches durch rektifikation
DE69910272T2 (de) Kryogenisches Rektifikationsystem zur Herstellung von ultrahochreinem Stickstoff und ultrahochreinem Sauerstoff
EP0066790B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation
DE1949609B2 (de) Kondensatorverdampfer fuer einen doppelsaeulenrektifikator
DE102016002225A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kryogenen Synthesegaszerlegung
DE69631467T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von argon
DD284081A5 (de) Verfahren zur abkuehlung eines fluids
EP1336805A1 (de) Tieftemperatur-Luftzerlegungsverfahren
DE3229883A1 (de) Verfahren und einrichtung zur herstellung von gereinigtem aethylen
EP1231440B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2308576B1 (de) Verdampfer
DE1030373B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen bei niedriger Temperatur
DE2753495A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entnahme von gasen aus einem geschlossenen behaelter
EP1037004B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Zerlegung eines Gasgemischs bei niedriger Temperatur
DE1250848B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft bei Sauerstoffabnahmeschwankungen
DE60019198T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Luftzerlegung durch Tieftemperaturrektifikation
DE102013017590A1 (de) Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee