DE612537C - Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures - Google Patents

Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures

Info

Publication number
DE612537C
DE612537C DEM125563D DEM0125563D DE612537C DE 612537 C DE612537 C DE 612537C DE M125563 D DEM125563 D DE M125563D DE M0125563 D DEM0125563 D DE M0125563D DE 612537 C DE612537 C DE 612537C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
decomposition
main
column
pressure
condensation
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.)
Expired
Application number
DEM125563D
Other languages
German (de)
Inventor
Max Seidel
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.)
MAPAG MASCHINENFABRIK AUGSBURG
Original Assignee
MAPAG MASCHINENFABRIK AUGSBURG
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 MAPAG MASCHINENFABRIK AUGSBURG filed Critical MAPAG MASCHINENFABRIK AUGSBURG
Priority to DEM125563D priority Critical patent/DE612537C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE612537C publication Critical patent/DE612537C/en
Expired 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
    • F25J3/04248—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
    • F25J3/04309—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 nitrogen
    • 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
    • F25J3/04418—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 with thermally overlapping high and low pressure columns
    • 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
    • F25J3/04424—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 without thermally coupled high and low pressure columns, i.e. a so-called split columns
    • 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
    • F25J3/0443—A main column system not otherwise provided, e.g. a modified double column flowsheet
    • 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
    • F25J3/04436—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 at least a triple pressure main column system
    • F25J3/04448—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 at least a triple pressure main column system in a double column flowsheet with an intermediate 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • 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
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/50—Oxygen or special cases, e.g. isotope-mixtures or low purity O2
    • 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

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)

Description

Verfahren zur Verminderung des Kondensationsdruckes in der Vorzerlegung bei der zweistufigen Rektifikation verflüssigter Gasgemische Bei den bekannten Verfahren der zweistufigen Rektifikation wird das Leichtsiedende aus der Vorzerlegung durch Verdampfung des Schwersiedenden aus derHauptzerlegung verflüssigt und ein Teil davon der Häuptzerlegung direkt zugeleitet, während der andere Teil, nachdem er in der Vorzerlegung mit Schwersiedendem angereichert ist, zur Hauptzerlegung gelangt.Procedure for reducing the condensation pressure in the preliminary dismantling in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures in the known processes the two-stage rectification is the low-boiling point from the pre-decomposition Evaporation of the high boiling point from the main decomposition liquefies and part of it to the chief dissection, while the other part, after being in the Pre-decomposition is enriched with high-boiling substances, reaches the main decomposition.

Anstatt nun diese mit dem Schwersiedenden angereicherte Flüssigkeit der Hauptsäule direkt zuzuführen, kann man dieselbe auch vor ihrem Eintritt in die Hauptsäule verdampfen und statt der Flüssigkeit die Dämpfe derselben in die Hauptsäule an der ihrer Zusammensetzung entsprechenden Stelle einführen. Die am Kopf der Hauptsäule aufgegebene Waschflüssigkeit aus reinem Leichtsiedenden kann die schwersiedenden Bestandteile der eingeblasenen Dämpfe in gleicher Weise aufnehmen, als wenn dieselben in flüssiger Form in die Hauptsäule eingeleitet, nach der Anreicherung mit Schwersiedendem am unteren Ende dieser Säule verdampft und dann die Säule als Dampf in der Richtung von unten nach oben wieder durchströmt hätten.Instead of this liquid enriched with the high boiling point The main column can also be fed directly to the column before it enters the Evaporate the main column and instead of the liquid, the vapors of the same in the main column introduce at the point corresponding to their composition. The one at the top of the main pillar abandoned washing liquid from pure low-boiling substances can be the high-boiling ones Absorb components of the injected vapors in the same way as if they were introduced into the main column in liquid form, after enrichment with high boiling agent evaporated at the bottom of this column and then the column as vapor in the direction would have flowed through again from bottom to top.

Die vorstehend geschilderte Möglichkeit, die mit dem Schwersiedenden in der Vorzerlegung angereicherte Flüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Hauptrektifikationssäule zu verdampfen, wird nun erfindungsgemäß dazu benutzt, um den Kondensationsdruck des Leichtsiedenden der Vorzerlegung oder eines Teiles davon wesentlich herabzusetzen und damit den Kraftbedarf für die Zerlegung des Gemisches zu verringern.The possibility described above, the one with the high boiling point Liquid enriched in the pre-decomposition before it enters the main rectification column to evaporate, is now used according to the invention to reduce the condensation pressure of the low boiling point of the pre-decomposition or a part thereof and thus to reduce the force required to break down the mixture.

Es ist zwar bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die mit dem Schwersiedenden angereicherte Flüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Hauptsäule unter gleichzeitiger Kondensation von Leichtsiedendem der Vorzerlegung verdampft wird. Jedoch muß bei diesem bekannten Verfahren das in die Vorzerlegung eintretende Gemisch auf den zur Kondensation des Leichtsiedenden durch das unter dem Druck der Hauptzerlegung siedende Schwersiedende erforderlichen Druck verdichtet sein, der genau so hoch ist, als ob das gesamte Leichtsiedende durch das unter dem Druck der Hauptsäule -verdampfende Schwersiedende kondensiert werden soll. Im Gegensatz zu diesem Verfahren soll das erzeugte Schwersiedende im vorliegenden Verfahren bei einem geringeren als dem in der Hauptsäule herrschenden Druck verdampft werden, wodurch ermöglicht wird, daß der Druck des in die Vorzerlegung eintretenden Gemisches nur so hoch zu sein, braucht, als zur Kondensation des Leichtsiedenden durch die unter dem Druck der Hauptsäule verdampfende, in der Vorzerlegung mit dem Schwersiedenden bis zum Gleichgewicht mit dem eintretenden Gerfiisch angereicherten Flüssigkeit erforderlich ist.A process is already known in which the high-boiling point enriched liquid prior to its entry into the main column with simultaneous Condensation of low boilers from the pre-decomposition is evaporated. However, at this known method, the mixture entering the pre-decomposition on the for Condensation of the low-boiling component by that which boils under the pressure of the main decomposition High boiling pressure required to be compressed, which is exactly as high as whether all of the low-boiling ends are evaporated under the pressure of the main column High boiling points should be condensed. In contrast to this procedure, the High boilers generated in the present process at a lower than that in the pressure prevailing in the main column to be evaporated, thereby enabling that the pressure of the mixture entering the pre-decomposition only needs to be so high, than for condensation of the low boiling point through the under the pressure the main column evaporating, in the pre-decomposition with the high boiling point up to Equilibrium with the incoming fish-enriched liquid is required is.

Es ist also für die gesamte Gemischmenge ein geringerer Druck erforderlich als bisher. Das Absaugen des erzeugten, unter vermindertem "Druck siedenden Schwersiedenden verbraucht, da es sich um eine kleine Menge handelt, bedeutend weniger Kraft, als durch das geringere Verdichten der gesamten Gemischmenge gespart wird.A lower pressure is therefore required for the total amount of mixture as before. The suction of the high boiling point produced and boiling under reduced pressure uses, since it is a small amount, significantly less power than is saved by the lower compression of the total amount of mixture.

Die Verdampfung des erzeugten Schwer-. siedenden unter vermindertem Druck ist zwar bereits bekannt, wird aber bei den bekannten Verfahren nur zur Kondensation von Leichtsiedendem der Hauptsäule angewendet. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden neuen Verfahren zur Kondensation des Leichtsiedenden der Vorzerlegung unter gleichzeitiger Verminderung des Druckes der Vorzerlegung das erzeugte Schwersiedende unter vermindertem Druck verdampft.The evaporation of the produced heavy. boiling under reduced Pressure is already known, but in the known processes it is only used for condensation used by low boilers in the main column. In contrast, in the present new process for the condensation of the low-boiling components of the pre-decomposition with simultaneous Reduction of the pressure of the pre-decomposition the high-boiling point produced under reduced Pressure evaporates.

Wenn z. B. nach diesem neuen Verfahren bei der Luftzerlegung Sauerstoff mit einer Reinheit von 7o bis 75 % erzeugt werden soll, so soll dies nunmehr in der Weise geschehen, daß die Dämpfe aus der mit Sauerstoff angereicherten, aus der Vorzerlegung stammenden Flüssigkeit (Rohsauerstoff genannt) unten in eine Rektifikationssäule eingeleitet werden, die von oben mit flüssigem Stickstoff berieselt wird. Die Waschflüssigkeit der Rektifikationssäule wird sich dabei bis auf 7o bis 75 010 Sauerstoffgehalt anreichern. Die unten ablaufende Waschflüssigkeit mit 7o bis 75 0lo 02 Gehalt kann dann abgeleitet und getrennt verdampft werden. Der flüssige Rohsauerstoff aus der Vorzerlegung wird in diesem Falle zweckmäßig durch Kondensation von Stickstoff aus der Vorzerlegung verdampft. Dazu ist in der Vorzerlegung ein Druck von etwa 3 ata erforderlich gegen etwa 4 ata, wenn die Kondensation des Leichtsiedenden der Vorzerlegung durch die Verdampfung des 7o- bis 75o(oigen Sauerstoffs in üblicher Weise erfolgt. Der erzeugte Sauerstoff mit 7o bis 75 0/0 02 Gehalt wird nun mit Unterdruck bei o,8 ata verdampft unter gleichzeitiger Kondensation von Stickstoff unter dem Vorzerlegungsdruck von 3 ata und dann in üblicher Weise in Kältetausch mit einem Teil der zu zerlegenden Luft aus dem Apparat herausgeleitet.If z. B. according to this new process in the air separation oxygen is to be produced with a purity of 7o to 75%, this should now be done in the way that the vapors from the oxygenated, from the Pre-decomposition of the liquid (called crude oxygen) down in a rectification column are introduced, which is sprinkled with liquid nitrogen from above. The washing liquid the rectification column will be enriched to an oxygen content of 70 to 75,010. The washing liquid running down at the bottom with a content of 7o to 75 0lo 02 can then be drained off and evaporated separately. The liquid raw oxygen from the pre-decomposition is in this case it is expedient to use the condensation of nitrogen from the preliminary decomposition evaporates. For this purpose, a pressure of about 3 ata is required against in the preliminary dismantling about 4 ata, if the condensation of the low-boiling components of the pre-decomposition by the Evaporation of the 7o to 75o (oigen oxygen takes place in the usual way Oxygen with a content of 70 to 75 0/0 02 is now evaporated with negative pressure at 0.8 ata with simultaneous condensation of nitrogen under the pre-decomposition pressure of 3 ata and then in the usual way in cold exchange with part of the to be dismantled Air passed out of the apparatus.

Falls der erzeugte Sauerstoff eine höhere Reinheit als 7o bis 75 0f0 haben soll, muß die Waschflüssigkeit, nachdem sie durch die Dämpfe mit 4o bis 45 0lo 02 Gehalt auf etwa 75 % 02 Gehalt angereichert wurde weiter rektifiziert werden. Die dazu erforderlichen Dämpfe werden aus der weiter angereicherten, aus der verlängerten Rektifikationssäule unten ablaufenden Waschflüssigkeit durch die Kondensation von Dämpfen des Ursprungsgemisches unter dem Druck der Vorzerlegung gebildet oder durch die vollständige oder teilweise Kondensation von aus der Vorzerlegungssäule entnommenen Dämpfen von geeigneter Zusammensetzung, deren Kondensationstemperatur zur Verdampfung der über 75 % angereicherten Flüssigkeit ausreicht. Auf diese Weise kann Sauerstoff mit einer Reinheit bis zu etwa 95 0/0 erzeugt werden.If the oxygen produced has a purity higher than 7o to 75 0f0 should have, the washing liquid must after it has passed through the vapors with 4o to 45 0lo 02 content enriched to about 75% 02 content was further rectified. The vapors required for this are obtained from the further enriched, from the extended Rectification column draining washing liquid below due to the condensation of Damping of the original mixture formed under the pressure of pre-decomposition or by the complete or partial condensation of taken from the pre-separation column Vapors of suitable composition, their condensation temperature for evaporation the more than 75% enriched liquid is sufficient. This way, oxygen can can be produced with a purity of up to about 95 0/0.

Soll der Sauerstoff noch reiner sein, so können die in der Hauptsäule erforderlichen Dämpfe, da der verminderte Druck der Vorzerlegung zur Kondensation durch die Verdampfung des Sauerstoffs bei reinem Sauerstoff nicht mehr ausreicht, durch die Kondensation eines Teiles des Gemisches erzeugt werden, welches höher verdichtet wird als 3 ata: Der höher verdichtete Teil des Gemisches wird zweckmäßig ebenfalls in einer Vorzerlegung in Stickstoff und Rohsauerstoff mit etwa 40 0/0 02 Gehalt zerlegt. Für die Kondensation des Stickstoffs gegen den verdampfenden Reinsauerstoff ist dabei ein Druck von 5 ata erforderlich.If the oxygen is to be even purer, the ones in the main column can be used required vapors, since the reduced pressure of the pre-decomposition for condensation due to the evaporation of the oxygen is no longer sufficient with pure oxygen, generated by the condensation of a part of the mixture, whichever is higher It is compressed as 3 ata: The more highly compressed part of the mixture is appropriate also in a preliminary breakdown into nitrogen and raw oxygen with about 40 0/0 02 dismantled salary. For the condensation of the nitrogen against the evaporating Pure oxygen requires a pressure of 5 ata.

Ein Teil des Gemisches wird, wie oben beschrieben, auf 3 ata verdichtet und in der Vorzerlegung in Stickstoff und Rohsauerstoff von 4o bis 45 % 02 Gehalt zerlegt. Der Stickstoff wird am Kopf der Vorzerlegungssäule durch die Verdampfung des Rohsauerstoffs kondensiert. Ein anderer Teil des Gemisches wird auf etwa 5 ata verdichtet, und nach Vorzerlegung in einer zweiten Drucksäule wird der Stickstoff dieses Teiles durch die Verdampfung des am unteren Ende der Hauptsäule sich sammelnden Sauerstoffs kondensiert.Part of the mixture is compressed to 3 ata as described above and in the pre-separation into nitrogen and raw oxygen from 4o to 45% 02 content disassembled. The nitrogen is evaporated at the top of the pre-separation column of the raw oxygen condenses. Another part of the mixture is set to about 5 ata compressed, and after pre-decomposition in a second pressure column, the nitrogen is released this part by the evaporation of the collecting at the lower end of the main column Condensed oxygen.

Während bei den bekannten Verfahren, soweit sie mit Totalverflüssigung arbeiten, die gesamte Luft auf 5 ata verdichtet werden muß, genügt es bei dem hier beschriebenen neuen Verfahren, wenn 40 010 der Luft, auf 5 ata und die übrigen 6o 1110 auf 3 ata verdichtet werden.While with the known methods, as far as they are with total liquefaction work, all the air has to be compressed to 5 ata, this is sufficient described new method, if 40 010 the air, on 5 ata and the remaining 6o 1110 can be compressed to 3 ata.

Wird mit Teilverflüssigung gearbeitet, so müssen bei- den bekannten Verfahren etwa 8o oio der Luft auf S ata verdichtet werden; und 2o % können ohne Druck eingeblasen werden, oder von der gesamten auf 5 ata verdichteten Luft werden nur 8o 0/0 verflüssigt, während 2o 0/0 zur Kälteerzeugung in einer Entspannungsmaschine entspannt werden.If partial liquefaction is used, both must be known Procedure about 8o oio of the air to be compressed on S ata; and 2o% can without Pressure, or all air compressed to 5 ata only 8o 0/0 liquefied, while 2o 0/0 for cooling in an expansion machine be relaxed.

Bei dem vorliegenden neuen Verfahren brauchen in diesen Fällen nur 40 % auf 5 ata und 40 0/0 auf 3 ata verdichtet zu werden, der Rest von 2o 0/0 kann entweder gasförmig und ohne Überdruck in die Zerlegungsapparatur eingeblasen werden, oder er wird gemeinsam mit einem der beiden ersterwähnten Teile auf 5 ata oder 3 ata mitverdichtet und in bekannter Weise zur Kälteleistung in einer Entspannungsmaschine verwendet.With the present new method only need in these cases 40% to be compressed to 5 ata and 40 0/0 to 3 ata, the rest of 2o 0/0 can either in gaseous form and without excess pressure in the decomposition apparatus blown in or it will be on 5 ata together with one of the first two parts or 3 ata also compressed and in a known way for cooling capacity in an expansion machine used.

Für andere verflüssigte Gasgemische oder andere siedende Flüssigkeitsgemische findet das Verfahren sinngemäß Anwendung.For other liquefied gas mixtures or other boiling liquid mixtures the procedure applies accordingly.

In Abb. i ist eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Erzeugung von 75%igem Sauerstoff gegeben. Die zu zerlegende Luft tritt, mit einem Druck von 3 ata vorgekühlt, bei i in die Vorzerlegungssäule A ein und wird in derselben in Stickstoff und Rohsauerstoff mit 4o bis 45 % 02 Gehalt zerlegt. Der Stickstoff wird auf der Kondensatorseite der beiden Verdampfer D und E verflüssigt und dient z. Z. als Waschflüssigkeit für die Drucksäule A. Der andere Teil des Stickstoffs wird durch die Leitung 4 entspannt und am Kopf der Hauptzerlegungssäule B als Waschflüssigkeit aufgegossen. Der als Waschflüssigkeit für die Vorzerlegungssäule A dienende Teil des verflüssigten Stickstoffs reichert sich in dieser zu Rohsauerstoff mit 4o bis 45 010 02 Gehalt an und wird durch die Leitung 3 entspannt und direkt in den Verdampfer D geleitet. Die aus dem Rohsauerstoff entstehenden Dämpfe mit 4o bis 45 0fo 02 Gehalt werden durch die Verbindungsleitung -5 zur Hauptzerlegungssäule B geleitet und geben in derselben ihren Sauerstoffgehalt an die oben eingeleitete Waschflüssigkeit ab und reichern dieselbe auf etwa 75 0/0 02 Gehalt an. Die am unteren Ende der Hauptsäule sich sammelnde Flüssigkeit mit etwa 75 0/0 02 Gehalt wird nun durch die mit einem Entspannungsventil versehene Leitung 6 in den Verdampfer E geleitet und dort unter vermindertem Druck verdampft. Um die Kondensation des Stickstoffs mit 3 ata zu ermöglichen, muß der Sauerstoff mit Unterdruck bei o,8 ata verdampft werden. Da bei der Zerlegung in der Drucksäule A über 5o % der Luft als Stickstoff anfallen, aber 30 % der Luftmenge in Gestalt von Waschstickstoff genügen, um den Sauerstoffgehalt der aus dem Verdampfer E in die Hauptsäule eintretenden Dämpfe aufzunehmen, können etwa 25 010 der zu zerlegenden Luft in Form von Stickstoff bei g aus dem Kondensator E mit 3 ata entnommen und zur Kälteleistung in einer Expansionsmaschine benutzt werden, um auf diese Weise die Kälteverluste der Apparatur zu decken. Der gewonnene Sauerstoff mit etwa 75 % 0,-Gehalt verläßt den Apparat bei 7, der Stickstoff wird bei 8 entnommen.In Fig. I is a schematic representation of the process for generating given by 75% oxygen. The air to be broken up enters with a pressure of 3 ata pre-cooled, at i in the pre-decomposition column A and is in the same in Nitrogen and raw oxygen with 4o to 45% 02 content are broken down. The nitrogen will liquefied on the condenser side of the two evaporators D and E and serves z. Z. as washing liquid for the pressure column A. The other part of the nitrogen is relaxed through the line 4 and at the top of the main separation column B as washing liquid infused. The part serving as washing liquid for the pre-decomposition column A. of the liquefied nitrogen enriches itself in this to raw oxygen with 4o to 45 010 02 content and is expanded through line 3 and directly into the evaporator D headed. The vapors with 4o to 45 0fo 02 content arising from the raw oxygen are passed through the connecting line -5 to the main separation column B and give in the same, their oxygen content is transferred to the washing liquid introduced above and enrich it to a content of about 75%. The one at the bottom of the main pillar collecting liquid with about 75 0/0 02 content is now through the with a Relief valve provided line 6 passed into the evaporator E and there under evaporated under reduced pressure. To enable the condensation of nitrogen with 3 ata, the oxygen must be vaporized with negative pressure at 0.8 ATA. As during the disassembly in the pressure column A over 50% of the air occurs as nitrogen, but 30% of the amount of air in the form of scrubbing nitrogen are sufficient to reduce the oxygen content of the evaporator E to absorb the vapors entering the main column, about 25,010 of the to be decomposed Air is taken in the form of nitrogen at g from the condenser E with 3 ata and to be used for refrigeration in an expansion machine in this way to cover the cold losses of the equipment. The obtained oxygen with about 75 % 0, -content leaves the apparatus at 7, the nitrogen is removed at 8.

Abb.2 zeigt die Anwendung des Verfahrens zur Erzeugung von Sauerstoff mit 8o bis 95 % Reinheit. Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unterscheidet sich von der in Abb. i dargestellten- Einrichtung zur Erzeugung von 7o- bis 75%igem Sauerstoff nur dadurch, daß die Hauptsäule B aus zwei Teilen B' und B" besteht und daß am unteren Ende der Hauptsäule ein Verdampfer F angeordnet ist, in welchem die Rektifikationsdämpfe für die Anreicherung der aus dem Teil B' der Hauptsäule mit etwa 75 0/0 02 Gehalt abfließenden Waschflüssigkeit auf 8o bis 95 % 02 Gehalt erzeugt werden, indem die aus dem unteren Säulenteil B" abfließende Sauerstoffflüssigkeit verdampft wird. Die Erzeugung der Waschflüssigkeit geschieht dabei durch die teilweise Kondensation der Dämpfe aus der Drucksäule A. Die Entnahmestelle in der Drucksäule wird so angeordnet, daß das entnommene Gemisch die entsprechende Zusammensetzung besitzt, deren Kondensationstemperatur zur Verdampfung der aus dem Säulenteil B" der Hauptsäule abfließenden Waschflüssigkeit ausreicht. In die Drucksäule ist an der Entnahmestelle ein Zwischenboden 13 eingesetzt; der mit einem SiphonverschluB 1¢ versehen ist, welcher es der Flüssigkeit gestattet, durch den Boden 13 zu- fließen. Die gesamten Dämpfe werden durch die Leitung i i zur Kondensatorseite des Verdampfers F geführt und das Kondensat und die restlichen nichtkondensierten Dämpfe durch die Leitung 12 zur Drucksäule zurückgeleitet.Fig. 2 shows the application of the process for the production of oxygen with 80 to 95% purity. The device for carrying out the process differs from the device shown in Fig. I for generating 7o- to 75% oxygen only in that the main column B consists of two parts B ' and B " and that at the lower end of the main column an evaporator F is arranged, in which the rectification vapors for the enrichment of the washing liquid flowing off from part B 'of the main column with about 75% O2 content to 80 to 95% O2 content are generated by the washing liquid flowing off from the lower column part B ″ Oxygen liquid is evaporated. The washing liquid is generated by the partial condensation of the vapors from the pressure column A. The extraction point in the pressure column is arranged so that the extracted mixture has the appropriate composition, the condensation temperature of which is sufficient for the evaporation of the washing liquid flowing out of the column part B "of the main column An intermediate base 13 is inserted into the pressure column at the withdrawal point, which is provided with a siphon closure 1 [which allows the liquid to flow through the base 13. All of the vapors are conducted through line ii to the condenser side of the evaporator F. and the condensate and remaining uncondensed vapors are returned through line 12 to the pressure column.

An Stelle der vorbeschriebenen Erzeugungsart der Rektifikationsdämpfe für den Säulenteil B" können diese Dämpfe auch durch die vollständige Kondensation eines Teiles des Ursprungsgeanisches oder eines Teiles, des bereits teilweise rektifizierten Gemisches erzeugt werden, das mit der erforderlichen Zusammensetzung aus der Drucksäule entnommen wird. Das Kondensat dieser Dämpfe kann dann entweder in die Drucksäule A oder in den oberen Teil der HauptsäuleB' an der seiner Zusammensetzung entsprechenden Stelle eingeleitet werden.Instead of the type of generation of rectification vapors described above for the column part B "these vapors can also be caused by the complete condensation a part of the original geanic or a part of what has already been partially rectified Mixture can be generated with the required composition from the pressure column is removed. The condensate of these vapors can then either be in the pressure column A or in the upper part of the main column B 'at the one corresponding to its composition To be initiated.

In Abb. 3 ist die Anwendung des Verfahrens der Erzeugung von reinem Sauerstoff dargestellt. Ein Teil der Luft wird, mit 3 ata vorgekühlt, durch die Leitung i der-Drücksäule A' zugeführt, deren Waschflüssigkeit aus den Dämpfen derselben zum Teil. auf der Kondensatorseite des Verdampfers D durch die Verdampfung des Rohsauerstoffs und zum Teil auf der Kondensatorseite des Verdampfers E durch die Verdampfung des unter vermindertem Druck siedenden erzeugten Reinsauerstoffs gebildet wird. Ein anderer Teil der Luft wird, auf 5 ata verdichtet, durch die Leitung z der zweiten Drucksäule A" zugeführt, deren Waschflüssigkeit am Kopf derselben aus ihren Dämpfen auf der Kondensatorseite des Verdampfers E gebildet wird, welchem zur Erzeugung der im unteren Teil B" der Hauptsäule für die Austreibung des Stickstoffs aus dem Sauerstoff benötigten Rektifikationsdämpfe dient. Der flüssige Stickstoff aus beiden Drucksäulen A' und A" wird durch die Leitungen q. bzw. ¢' und C entspannt und oben auf den Teil B' der Hauptsäule aufgegossen. Der Rohsauerstoff aus den Drucksäulen A' und A" wird durch die Leitung 3 bzw. 3' und 3" in den Verdampfer D entspannt. Die daraus entstehenden Dämpfe werden durch die Verbindungsleitung 5 der Hauptsäule B', B" am unteren Ende des Teiles B' zugeführt. Im Teil B' nimmt die Waschflüssigkeit der Hauptsäule den Sauerstoffgehalt der Dämpfe aus dem VerdämpferF und der aus dem VerdampferD durch die Leitung 5 zugeführten Dämpfe auf und gibt dann im Säulenteil B" ihren Stickstoffgehalt an die aufsteigenden Dämpfe ab, worauf sich die Waschflüssigkeit als Beinsauerstoff im Verdampfer F sammelt. Eine der entnommenen Reinsauerstoffmenge gleiche Menge Luft kann unverdichtet in die Hauptsäule bei io eingeleitet werden. Der Beinsauerstoff wird durch die Leitung 6 aus dem Verdampfer für die Rektifikationsdämpfe F nach dem Reinsauerstoffverdarnpfer E entspannt und dort unter vermindertem Druck verdampft und bei 7 aus dem Apparat entnommen. Durch den Stutzen 9 des Kondensators E kann ein Teil des Stickstoffs mit 3 ata entnommen und zur Kälteleistung in einer Expansionsmaschine entspannt werden.In Fig. 3 the application of the process of generating pure oxygen is shown. Part of the air, pre-cooled to 3 ata, is fed through line i to the pressure column A ', the washing liquid of which is partly made up of the vapors of the same. is formed on the condenser side of the evaporator D by the evaporation of the raw oxygen and in part on the condenser side of the evaporator E by the evaporation of the pure oxygen that is generated boiling under reduced pressure. Another part of the air, compressed to 5 ata, is fed through the line z to the second pressure column A ", the washing liquid of which is formed at the top of the same from its vapors on the condenser side of the evaporator E, which is used to generate the in the lower part B" of the Main column for the expulsion of the nitrogen from the oxygen required rectification vapors is used. The liquid nitrogen from both pressure column A 'and A "is q through the conduits. Or ¢' relaxed and C, and the Part B above 'poured the main column. The crude oxygen from the pressure column A' and A" is fed through line 3 or 3 'and 3 "expanded into the evaporator D. The vapors resulting therefrom are fed through the connecting line 5 to the main column B', B" at the lower end of part B ' . In part B ' the scrubbing liquid of the main column absorbs the oxygen content of the vapors from evaporator F and of the vapors supplied from evaporator D through line 5 and then releases its nitrogen content to the rising vapors in column part B ", whereupon the scrubbing liquid becomes leg oxygen in the Evaporator F collects. An amount of air equal to the amount of pure oxygen withdrawn can be introduced uncompressed into the main column at io. The leg oxygen is expanded through line 6 from the evaporator for the rectification vapors F to the pure oxygen evaporator E and evaporated there under reduced pressure and out at 7 Part of the nitrogen can be withdrawn at 3 ata through the connection 9 of the condenser E and released in an expansion machine for cooling performance.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Verminderung des Kondensationsdruckes in derVorzerlegung bei der zweistufigen Rektifikation verflüssigter Gasgemische und anderer Flüssigkeitsgemische, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Leichtsiedenden der Vorzerlegung durch die vor dem Eintritt in die Hauptsäule unter denn Druck der Hauptzerlegung erfolgende Verdampfung der mit dem Schwersiedenden, in der Vorzerlegung angereicherten Flüssigkeit kondensiert wird und ein weiterer Teil des Leichtsiedenden der Vorzgrlegüng durch das in der Hauptsäule erzeugte, unter ge--ringerem Druck als dem der Hauptsäule verdampfende Schwersiedende kondensiert wird. PATENT CLAIMS: e.g. Process for reducing the condensation pressure in the pre-decomposition for the two-stage rectification of liquefied gas mixtures and other liquid mixtures, characterized in that part of the low-boiling the pre-decomposition by the before entering the main column under the pressure of Main decomposition, evaporation of the high-boiling components, in the pre-decomposition enriched liquid is condensed and another part of the low boiling point the Vorzgrlegüng through that generated in the main column, under lower pressure than the high boiling end evaporating from the main column is condensed. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rektifikationsdämpfe für den unteren Teil der Hauptrektifikationssäule aus der an ihrem unteren Ende sich sammelnden Flüssigkeit durch die teilweise oder vollständige Kondensation von aus der Vorzerlegung entnommenen Dämpfen erfolgt, welche aus der Vorzerlegung an derjenigen Stelle entnommen werden, an der sie eine Zusammensetzung haben, deren Kondensationstemperatur beim Druck der Vorzerlegung die Verdampfung der Flüssigkeit am unteren Ende der Hauptrektifikationssäule ermöglicht. 2. Procedure according to claim i, characterized in that the rectification vapors for the lower Part of the main rectification column from the one that collects at its lower end Liquid due to the partial or complete condensation of from the pre-decomposition extracted vapors takes place, which is extracted from the pre-decomposition at that point at which they have a composition whose condensation temperature at Pre-decomposition pressure evaporation of the liquid at the lower end of the main rectification column enables. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für den unteren Teil der Hauptrektifikationssäule erforderlichen Rektifikationsdämpfe durch die teilweise oder vollständige Kondensation eines Teiles des Ursprungsgemisches erzeugt werden. q.. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die für den unteren Teil der Hauptrektifikationssäule erforderlichen Rektifikationsdämpfe durch die Kondensation eines höher als der in die Vorzerlegung geleitete Hauptteil des Gemisches verdichteten Teiles des Gemisches selbst oder des Leichtsiedenden aus einem solchen höher verdichteten Teil des Gemisches erzeugt werden.3. The method according to claim i, characterized in that for the the lower part of the main rectification column the partial or complete condensation of part of the original mixture be generated. q .. The method according to claim z, characterized in that the for rectification vapors required in the lower part of the main rectification column due to the condensation of a main part that is higher than the main part that is passed into the pre-decomposition of the mixture compressed part of the mixture itself or of the low-boiling point can be generated from such a highly compressed part of the mixture.
DEM125563D 1933-11-08 1933-11-08 Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures Expired DE612537C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM125563D DE612537C (en) 1933-11-08 1933-11-08 Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM125563D DE612537C (en) 1933-11-08 1933-11-08 Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE612537C true DE612537C (en) 1935-04-27

Family

ID=7330769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM125563D Expired DE612537C (en) 1933-11-08 1933-11-08 Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE612537C (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920270A1 (en) * 1979-05-17 1980-11-20 Union Carbide Corp METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING LOW PURITY OXYGEN
FR2476816A1 (en) * 1980-02-26 1981-08-28 Kobe Steel Ltd METHOD AND INSTALLATION OF LIQUEFACTION AND AIR SEPARATION
EP0694745B2 (en) † 1994-07-25 2002-11-06 The BOC Group plc Air separation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920270A1 (en) * 1979-05-17 1980-11-20 Union Carbide Corp METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING LOW PURITY OXYGEN
FR2476816A1 (en) * 1980-02-26 1981-08-28 Kobe Steel Ltd METHOD AND INSTALLATION OF LIQUEFACTION AND AIR SEPARATION
EP0694745B2 (en) † 1994-07-25 2002-11-06 The BOC Group plc Air separation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2204376A1 (en) Thermal cycle process for compressing a fluid by expanding another fluid
DE620077C (en) Process for the separation of gas mixtures
DE566151C (en) Extraction of air components with a higher boiling point than oxygen
EP0948730B1 (en) Method and device for producing compressed nitrogen
DE1263037B (en) Method for the separation of air in a rectification column and the separation of a gas mixture containing hydrogen
DE829459C (en) Process for the separation of gas mixtures
DE1234747B (en) Process for the production of oxygen enriched air
DE612537C (en) Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures
DE3229883A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING PURIFIED AETHYLENE
DE2402246A1 (en) PROCESS FOR THE RECOVERY OF OXYGEN OF MEDIUM PURITY
DE1135935B (en) Method and device for the production of low-purity oxygen by low-temperature air separation
DE2605305A1 (en) Separation of krypton and xenon from crude oxygen - by taking fraction from base of medium pressure column
DE1274092C2 (en) METHOD FOR PRODUCING AMMONIA SYNTHESIS GAS
DE1626323B1 (en) Method and apparatus for the production of low-carbon, nitrogen-containing hydrogen
DE60020500T2 (en) Process for the separation of air by cryogenic distillation
AT143311B (en) Process for reducing the condensation pressure in the preliminary separation in the two-stage rectification of liquefied gas mixtures.
DE617485C (en) Combined process for breaking down low-boiling gas mixtures
DE602952C (en) Two-step process for separating air
AT144015B (en) Process for the simultaneous decomposition of liquefied gas mixtures or other liquid mixtures by rectification into three components.
DE1940623A1 (en) Separation of gas mixtures esp carbon dioxide and - nitrogen from natural gas
DE610503C (en) Process for the simultaneous separation of liquefied gas mixtures and other liquid mixtures with more than two components by rectification
DE2502959A1 (en) Natural gas liquefaction process - with circulating medium leakage compensated by higher boiling liquid fraction from feed stock
DE1112095B (en) Process and device for the production of liquid gas separation products
DE641250C (en) Two-stage rectification column
DE401903C (en) Process for the separation of air or other gas mixtures by liquefaction and rectification