EP1495274A1 - Method for extracting argon by low-temperature air separation - Google Patents

Method for extracting argon by low-temperature air separation

Info

Publication number
EP1495274A1
EP1495274A1 EP03722379A EP03722379A EP1495274A1 EP 1495274 A1 EP1495274 A1 EP 1495274A1 EP 03722379 A EP03722379 A EP 03722379A EP 03722379 A EP03722379 A EP 03722379A EP 1495274 A1 EP1495274 A1 EP 1495274A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
column
argon
rectification
sections
section
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Withdrawn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
EP03722379A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Reinhard Glatthaar
Christian Kunz
Harald Ranke
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
Priority claimed from DE2002116269 external-priority patent/DE10216269A1/en
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP03722379A priority Critical patent/EP1495274A1/en
Publication of EP1495274A1 publication Critical patent/EP1495274A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/141Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column where at least one distillation column contains at least one dividing wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04248Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284Generation 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
    • F25J3/0429Generation 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
    • F25J3/04303Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04406Processes 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
    • F25J3/04412Processes 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04642Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666Producing 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
    • F25J3/04672Producing 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
    • F25J3/04678Producing 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04642Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666Producing 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
    • F25J3/04672Producing 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
    • F25J3/04703Producing 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 being arranged in more than one vessel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04642Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04709Producing crude argon in a crude argon column as an auxiliary column system in at least a dual pressure main column system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes 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
    • F25J3/04Processes 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
    • F25J3/04763Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04896Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
    • F25J3/04933Partitioning walls or sheets
    • F25J3/04939Vertical, e.g. dividing wall columns
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/34Processes or apparatus using separation by rectification using a side column fed by a stream from the low pressure column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/10Mathematical formulae, modeling, plot or curves; Design methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of argon by low-temperature separation of air in a rectification system which has three rectification sections arranged in series, the first and second and the second and third rectification sections being connected to one another on the gas and liquid side, and the second rectifying section has two sections, which are not connected to one another on the gas and liquid side and are flowed through in parallel, a fluid containing oxygen and argon being introduced into the first of the two sections and a stream containing oxygen and argon being withdrawn from the second of the two sections.
  • the boiling point of argon is between the boiling points of oxygen and nitrogen.
  • the argon accumulates in a central area of the low-pressure column.
  • a gaseous fraction which essentially consists of oxygen and argon, is usually removed from this area.
  • This fraction enriched with about 10% argon, is fed to the so-called crude argon column, in which a rectification separation of oxygen and argon is carried out.
  • Argon can be drawn off at the top of the crude argon column and an essentially oxygen-containing liquid collects in its sump, which is then returned to the low-pressure column.
  • the two sections are connected on the flow side.
  • a three-component mixture introduced into the section on one side of the dividing wall can be broken down into three fractions in a single column.
  • the component with the lowest boiling point can be at the top of the dividing wall column, the medium boiler on the side of the dividing wall opposite the feed and the high-boiling component
  • Component can be obtained from the swamp. In comparison to a column without a dividing wall, higher concentrations of the medium boiler can be achieved with the dividing wall column at the side draw.
  • EP 0638778 B1 describes a process for the low-temperature separation of air in a dividing wall column.
  • the low pressure column is divided in a central area by a partition.
  • Sump liquid is fed from the pressure column on one side of the partition, while the argon-containing fluid is drawn off on the other side of the partition.
  • a waste fluid is removed on the side of the partition wall on which the bottom liquid is introduced.
  • the process parameters are selected so that the argon-containing fluid obtained has an argon concentration of at least 70%.
  • the object of the present invention is therefore to demonstrate an improved process for the production of argon by low-temperature air separation.
  • the argon concentration in the stream taken from the second section being between 15% and 50%, preferably between 15% and 40%, particularly preferably between 20% and 35%.
  • the invention is based on the knowledge that, given the quantity and purity of the argon product, an increase in the initial concentration of argon in the stream introduced into the crude argon column leads to a reduction in the quantity of steam to be transferred. This is positive in that the cross-section of the crude argon column can be reduced accordingly and costs can be saved.
  • the rectification system has at least one air separation column, which has three rectification sections arranged in series, each of which adjoining rectification sections are connected to one another on the gas and liquid side.
  • the middle rectification section has a dividing wall which divides the rectification section into two sections. Within the second rectification section, gas and liquid exchange between the two sections is prevented by the partition. However, both sections are connected on the flow side to the rectification section above and below.
  • the division into two sections through which the flow is parallel can also be carried out by means of two columns arranged parallel to one another. Liquid is drawn off from a first air separation column at an intermediate point and fed to a second column. Gas is led out of the first air separation column at a second intermediate point and introduced into the second column. Gas and liquid formed at the top of the second column from the bottom of the second column are returned to the first air separation column, preferably at the two intermediate points.
  • the two sections separated on the flow side are not realized by a partition, but by two columns connected in parallel.
  • the current withdrawn from the second section is preferably conducted into a crude argon column.
  • the sump liquid obtained there, which essentially contains oxygen, is preferably in the second subsection returned, that is, in the section from which the argon-containing fraction is also removed.
  • the invention is preferably suitable for a rectification system which has a pressure column and a low-pressure column, the dividing wall being arranged in the low-pressure column, and an oxygen-enriched fluid, preferably bottom liquid, being introduced from the pressure column into the first section.
  • the advantages of the process according to the invention are particularly evident when argon with a high purity of more than 95%, preferably more than 98% and / or argon with an oxygen content of less than 100 ppm, preferably less than 10 ppm, is obtained in the crude argon column shall be.
  • the invention is particularly advantageous when more than 100 theoretical trays, preferably between 150 and 200 theoretical trays, are used in the raw argon column. In these cases, the height of the raw argon column is determined by the number of theoretical plates required for the high final purity.
  • the diameter of the crude argon column can, however, be significantly reduced compared to conventional processes without a dividing wall column.
  • Packings for rectification are preferably used in the air separation column. It is advantageous here if the packs are arranged in a plurality of areas, so-called beds, one above the other, the liquid to be rectified and / or the gas to be rectified being collected between two beds and redistributed to the next pack bed. Are other internals or devices for rectification in the air separation column.
  • Air separation column used it has also proven to be useful to provide collectors and / or distributors in the air separation column at certain intervals, so as to counteract distribution in the column.
  • the partition between the two divided areas in the air separation column preferably ends at the upper or lower end of a packing bed, or when using other column internals at the upper or lower end of the corresponding area, which is separated from the adjacent area by a collector / distributor. Since collectors / distributors are already arranged at these joints between two pillar areas, the partition must be used no additional collectors / distributors are provided. Only the collector / distributor located directly above the partition wall has to be converted in such a way that it distributes the liquid in the desired manner over the two sections separated from one another by the partition wall. The same applies if, instead of a dividing wall column, a second column arranged parallel to the first air separation column is used.
  • mass transfer elements are preferably used, which bring about the same pressure drop for the rising gas.
  • FIG. 1 shows a device for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows another embodiment according to the invention
  • FIG. 3 shows the specific amount of steam to be fed to the crude argon column as a function of its argon concentration
  • Figure 4 shows the argon yield as a function of the argon concentration in the vapor supplied to the crude argon column.
  • FIG. 1 shows the rectification part of a low-temperature air separation plant with argon extraction.
  • feed air 1 is introduced into the pressure column 2.
  • the oxygen-enriched liquid accumulating in the sump of the pressure column 2 is transferred via line 3 into the low pressure column 4.
  • the low pressure column 4 is designed as a dividing wall column. 4 packs are provided as rectification elements in the low-pressure column, which are arranged in a plurality of beds 19, 20, 21, 22 lying one above the other, each having a height of approximately 6 m.
  • Collectors / distributors 23, 24, 25, 26, 27 are provided between each two beds for collecting and distributing the liquid flowing downward in the low-pressure column 4.
  • a partition 5 is arranged such that the low-pressure column 4 is divided into two sections 6, 7.
  • the partition 5 extends over the entire length of the two middle
  • the low-pressure column 4 is fed into the divided subsection 6 via line 3 sump liquid from the pressure column 2. Turbine air can also be introduced into the low-pressure column 4 via line 12. At the top of the low-pressure column 4, gaseous product nitrogen can be obtained via line 8. Furthermore, a deduction 9 for impure nitrogen is provided above the divided sections 6, 7. Gaseous or liquid product oxygen can be removed from the sump of the low-pressure column 4 via the lines 10 and 11.
  • Liquid is distributed to the two sections 6, 7 by means of distributors 24, 25.
  • the same amount of liquid is preferably applied to both sections 6, 7.
  • it can make sense to provide different liquid throughputs in sections 6 and 7.
  • the distribution of the rising steam over the two sections 6, 7 is advantageous as a function of the counter-flowing amounts of liquid and the pressure losses in the packing beds 20, 21.
  • a stream 13 essentially containing argon and oxygen with an argon concentration of 35% is drawn off from the section 7 and introduced into a crude argon column 14 provided with packings.
  • the oxygen-argon mixture is rectified in the crude argon column 14.
  • the argon formed is condensed in a top condenser 15 and in part obtained as product 16 with a residual oxygen content of less than 10 ppm, and in part 17 is returned to the crude argon column 14 as reflux liquid.
  • Liquid oxygen collects in the sump of the crude argon column 14 and is returned via line 18 to the divided section 7 of the low-pressure column 4.
  • Partition 5 a parallel side column 30 is provided.
  • the same elements are provided with the same reference numbers in both figures.
  • the low-pressure column 4 is designed in this case without a partition.
  • the liquid flowing down from the rectification section 22 is distributed on the one hand by means of the distributor 24 to the beds 20, 21 which form the first section.
  • the second section is implemented by the side column 30.
  • a portion of the liquid flowing down from the packing bed 22 is drawn off from the low-pressure column 4 via line 31 and fed to the side column 30 at the top. Gas formed at the top of the side column 30 is via line 32 above the
  • the specific i.e. determines the amount of steam based on the amount of argon product as a function of the argon concentration of the steam.
  • the determined dependency is shown in FIG. 3.
  • the solid curve shows the theoretical minimum amount of steam with an infinite theoretical number of trays.
  • the dashed curve shows the course of the states calculated for a theoretical number of plates of 50. Both curves have essentially the same course. However, it can be seen from the curve for a finite number of trays that in this case approximately 30 to 40% larger amounts of steam have to be used compared to the theoretical curve.
  • the number of theoretical plates in the crude argon column 14 cannot be significantly reduced by increasing the argon concentration in the steam 13 to be supplied at a desired product purity of 98.5%, since the number of plates is not due to the final concentration to be achieved at high product purities is determined by the initial concentration.
  • the low-pressure column 4 is operated according to the invention in such a way that an argon concentration of 45% is achieved in the side draw 13. At this concentration, the amount of steam introduced into the raw argon column 14 can be minimized and the diameter of the raw argon column 14 can be reduced in accordance with the amount of steam.
  • FIG. 4 shows the argon yield as a function of the argon concentration of the vapor fed into the argon column.
  • the solid curve shows the calculated values for a short partition, the dashed curve for a long partition.
  • the number of trays in the low pressure column was kept constant.
  • the solid curve shows that the argon yield remains essentially constant in a range between 10 and 25% argon concentration in the supplied steam.
  • the curve breaks off at 25% because no higher argon concentrations can be achieved with the assumed partition wall length.
  • an essentially constant argon yield can also be found in the range of higher argon concentrations above 30% to 90%. Accordingly, increasing the argon concentration does not have a negative effect on the yield.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for extracting argon by low-temperature air separation. To this end, the rectifying system (2, 4) comprises at least one air separation column (4) subdivided into a first and second partial section (6, 7) by a partition (5) extending in a longitudinal direction of the column. A fluid (3) containing oxygen and argon is introduced into the first partial section (6), and a flow (13) containing oxygen and argon and having an argon concentration ranging from 15 % to 50 % is withdrawn from the second partial section (7).

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Gewinnung von Argon durch TieftemperaturluftzerlegungProcess for the production of argon by cryogenic air separation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Argon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das drei in Reihe angeordnete Rektifizierabschnitte aufweist, wobei der erste und der zweite sowie der zweite und der dritte Rektifizierabschnitt jeweils gas- und flüssigkeitsseitig miteinander verbunden sind, und wobei der zweite Rektifizierabschnitt zwei Teilabschnitte aufweist, die gas- und flüssigkeitsseitig nicht miteinander verbunden sind und parallel durchströmt werden, wobei in den ersten der zwei Teilabschnitte ein Sauerstoff und Argon enthaltendes Fluid eingeleitet wird und dem zweiten der zwei Teilabschnitte ein Sauerstoff und Argon enthaltender Strom entnommen wird.The invention relates to a method for the production of argon by low-temperature separation of air in a rectification system which has three rectification sections arranged in series, the first and second and the second and third rectification sections being connected to one another on the gas and liquid side, and the second rectifying section has two sections, which are not connected to one another on the gas and liquid side and are flowed through in parallel, a fluid containing oxygen and argon being introduced into the first of the two sections and a stream containing oxygen and argon being withdrawn from the second of the two sections.
Der Siedepunkt von Argon liegt zwischen den Siedepunkten von Sauerstoff und Stickstoff. Bei der klassischen Tieftemperaturzerlegung von Luft durch zweistufige Rektifikation reichert sich das Argon in einem mittleren Bereich der Niederdrucksäule an. Zur Argongewinnung wird aus diesem Bereich üblicherweise eine gasförmige Fraktion entnommen, die im wesentlichen aus Sauerstoff und Argon besteht. Diese mit etwa 10 % Argon angereicherte Fraktion wird der sogenannten Rohargonsäule zugeführt, in der eine rektifikatorische Trennung von Sauerstoff und Argon durchgeführt wird. Am Kopf der Rohargonsäule kann Argon abgezogen werden und in deren Sumpf sammelt sich eine im wesentlichen Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit, die dann in die Niederdrucksäule zurückgeleitet wird.The boiling point of argon is between the boiling points of oxygen and nitrogen. In the classic low-temperature separation of air through two-stage rectification, the argon accumulates in a central area of the low-pressure column. To obtain argon, a gaseous fraction, which essentially consists of oxygen and argon, is usually removed from this area. This fraction, enriched with about 10% argon, is fed to the so-called crude argon column, in which a rectification separation of oxygen and argon is carried out. Argon can be drawn off at the top of the crude argon column and an essentially oxygen-containing liquid collects in its sump, which is then returned to the low-pressure column.
In der Praxis werden häufig Argonreinheiten von über 95 % gefordert. Bei dem bekannten Verfahren wird der Rohargonsäule aber ein lediglich etwa 10 % Argon enthaltender Strom zugeführt. Um diesen auf die gewünschten hohen Argonreinheiten aufzukonzentrieren und um am Kopf der Rohargonsäule die gewünschte Produktmenge abziehen zu können, müssen in die Rohargonsäule beträchtliche Dampfmengen eingeleitet und in dieser rektifiziert werden. Entsprechend groß muss der Querschnitt der Rohargonsäule gewählt werden, wodurch erhebliche Investitionskosten entstehen. Insbesondere aus dem Gebiet der Kohlenwasserstoffgewinnung ist es bereits bekannt, sogenannte Trennwandkolonnen zur Zerlegung ternärer Gemische einzusetzen. Bei einer Trennwandkolonne wird ein Teil der Kolonne durch eine in Kolonnenlängsrichtung angeordnete Wand in zwei Teilabschnitte unterteilt. Oberhalb und unterhalb der Trennwand sind die beiden Teilabschnitte jeweils strömungsseitig verbunden. Bei entsprechender Verfahrensführung kann ein in den Teilabschnitt auf der einen Seite der Trennwand eingeleitetes Dreikomponentengemisch in einer einzigen Kolonne in drei Fraktionen zerlegt werden. Die am leichtesten siedende Komponente kann am Kopf der Trennwandkolonne, der Mittelsieder auf der der Zuführung entgegengesetzten Seite der Trennwand und die schwersiedendeIn practice, argon purities of over 95% are often required. In the known method, however, a stream containing only about 10% argon is fed to the crude argon column. In order to concentrate this to the desired high argon purities and to be able to draw off the desired amount of product from the top of the crude argon column, considerable amounts of steam have to be introduced into the crude argon column and rectified therein. The cross-section of the raw argon column must be chosen accordingly, which results in considerable investment costs. In particular from the field of hydrocarbon production, it is already known to use so-called dividing wall columns for the decomposition of ternary mixtures. In a dividing wall column, part of the column is divided into two sections by a wall arranged in the longitudinal direction of the column. Above and below the partition, the two sections are connected on the flow side. With a corresponding procedure, a three-component mixture introduced into the section on one side of the dividing wall can be broken down into three fractions in a single column. The component with the lowest boiling point can be at the top of the dividing wall column, the medium boiler on the side of the dividing wall opposite the feed and the high-boiling component
Komponente aus dem Sumpf gewonnen werden. Im Vergleich zu einer Kolonne ohne Trennwand können mit der Trennwandkolonne am Seitenabzug höhere Konzentrationen des Mittelsieders erzielt werden.Component can be obtained from the swamp. In comparison to a column without a dividing wall, higher concentrations of the medium boiler can be achieved with the dividing wall column at the side draw.
In der Tieftemperaturluftzerlegung werden Trennwandkolonnen bisher aufgrund ihrer schwierigeren Regelung kaum eingesetzt. In der EP 0638778 B1 wird ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einer Trennwandkolonne beschrieben. Die Niederdrucksäuie ist in einem mittleren Bereich durch eine Trennwand unterteilt. Auf der einen Seite der Trennwand wird Sumpfflüssigkeit aus der Drucksäule zugeführt, während auf der anderen Seite der Trennwand das argonhaltige Fluid abgezogen wird. Zur besseren Regelung des Verfahrens wird auf der Seite der Trennwand, auf der die Sumpfflüssigkeit eingeleitet wird, ein Abfallfluid entnommen. Die Verfahrensparameter werden so gewählt, dass das gewonnene argonhaltige Fluid eine Argonkonzentration von mindestens 70 % aufweist.Up to now, dividing wall columns have hardly been used in low-temperature air separation due to their more difficult control. EP 0638778 B1 describes a process for the low-temperature separation of air in a dividing wall column. The low pressure column is divided in a central area by a partition. Sump liquid is fed from the pressure column on one side of the partition, while the argon-containing fluid is drawn off on the other side of the partition. For better control of the process, a waste fluid is removed on the side of the partition wall on which the bottom liquid is introduced. The process parameters are selected so that the argon-containing fluid obtained has an argon concentration of at least 70%.
Bei einer Produktanforderung im Bereich von 70 % Argonkonzentration kann mit dem in der EP 0638 778 B1 beschriebenen Verfahren die Anzahl der theoretischen Böden in der Rohargonsäule verringert und so Bauhöhe gespart werden. Werden allerdings hohe Argonkonzentrationen von beispielsweise mehr als 95 % gefordert, werden die Vorteile einer Aufkonzentrierung des aus der Niederdrucksäule abgezogenen und der Rohargonsäule zugeführten Fluids auf Werte über 70 % Argon immer geringer. Dies liegt darin begründet, dass zur Erzielung hoher Argonkonzentrationen die Mehrzahl der theoretischen Böden in der Rohargonsäule zur Entfernung der letzten Prozentanteile des Sauerstoffs aus dem Argon notwendig sind. Das heißt, bei hohen Reinheitsanforderungen spielt die Ausgangskonzentration des in die Rohargonsäule eingeleiteten Fluids eine geringere Rolle.In the case of a product requirement in the range of 70% argon concentration, the number of theoretical plates in the crude argon column can be reduced with the method described in EP 0638 778 B1 and the overall height can thus be saved. However, if high argon concentrations of, for example, more than 95% are required, the advantages of concentrating the fluid drawn off from the low pressure column and fed to the crude argon column to values above 70% argon are becoming less and less. The reason for this is that in order to achieve high argon concentrations, the majority of the theoretical plates in the crude argon column are necessary to remove the last percentages of oxygen from the argon. That is, at high The initial concentration of the fluid introduced into the crude argon column plays a less important role in purity requirements.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Argongewinnung durch Tieftemperaturluftzerlegung aufzuzeigen.The object of the present invention is therefore to demonstrate an improved process for the production of argon by low-temperature air separation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Argonkonzentration in dem dem zweiten Teilabschnitt entnommenen Strom zwischen 15 % und 50 %, bevorzugt zwischen 15 % und 40 %, besonders bevorzugt zwischen 20 % und 35 %, liegt.This object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, the argon concentration in the stream taken from the second section being between 15% and 50%, preferably between 15% and 40%, particularly preferably between 20% and 35%.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei vorgegebener Menge und Reinheit des Argonprodukts eine Erhöhung der Ausgangskonzentration an Argon in dem in die Rohargonsäule eingeleiteten Strom eine Verringerung der überzuführenden Dampfmenge mit sich bringt. Dies ist insofern positiv, als der Querschnitt der Rohargonsäule entsprechend reduziert und Kosten eingespart werden können.The invention is based on the knowledge that, given the quantity and purity of the argon product, an increase in the initial concentration of argon in the stream introduced into the crude argon column leads to a reduction in the quantity of steam to be transferred. This is positive in that the cross-section of the crude argon column can be reduced accordingly and costs can be saved.
Allerdings ist eine solche Erhöhung der Argonkonzentration im Seitenabzug der Luftzerlegersäule mit einer komplizierteren Ausführung der Luftzerlegersäule und einer aufwändigeren Regelung verbunden. Ferner ist zu beachten, dass die Vorteile der Argonaufkonzentration im Seitenabzug aus der Luftzerlegersäule bei hohen Produktanforderungen immer geringer werden, da, wie oben beschrieben, in diesem Fall die Anzahl der theoretischen Böden in der Rohargonsäule im wesentlichen von der zu erreichenden Endkonzentration und nicht von der Ausgangskonzentration abhängt.However, such an increase in the argon concentration in the side vent of the air separation column is associated with a more complicated design of the air separation column and more complex control. It should also be noted that the advantages of the argon concentration in the side vent from the air separation column become less and less with high product requirements, since, as described above, in this case the number of theoretical plates in the crude argon column depends essentially on the final concentration to be achieved and not on the Initial concentration depends.
Untersuchungen haben nun gezeigt, dass die minimale Dampfmenge, die der Rohargonsäule für eine ordnungsgemäße Funktion zugeführt werden muss, mit wachsender Argonkonzentration zunächst abnimmt, ab einer Argonkonzentration von 50 % jedoch gleich bleibt. Das heißt, eine weitere Argonanreicherung im Seitenabzug auf Werte über 50 % bringt keine weitere Verringerung der in die Rohargonsäule einzuleitenden Dampfmenge und damit keine Möglichkeit einer weiteren Querschnittsverringerung der Rohargonsäule mit sich. Es verbleibt lediglich der Vorteil einer höheren Argonkonzentration in dem der Rohargonsäule zugeführten Gemisch. Da aber bei hohen Anforderungen an die Argonreinheit die Anzahl der theoretischen Böden in der Rohargonsäule im wesentlichen unabhängig von der Ausgangskonzentration ist, ist eine weitere Erhöhung der Argonkonzentration in dem der Luftzerlegersäule entnommenen Strom nicht mehr sinnvoll. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde dieser Sachverhalt näher untersucht und festgestellt, dass eine Argonkonzentration zwischen 15 % und 50 % in dem dem zweiten Teilabschnitt entnommenen Strom besonders günstig ist.Studies have now shown that the minimum amount of steam that has to be fed to the crude argon column for proper function initially decreases with increasing argon concentration, but remains the same from an argon concentration of 50%. This means that a further enrichment of argon in the side draw to values above 50% does not result in any further reduction in the amount of steam to be introduced into the crude argon column and thus no possibility of a further cross-sectional reduction of the crude argon column. There remains only the advantage of a higher argon concentration in the mixture fed to the crude argon column. However, since the number of theoretical plates in the crude argon column is essentially independent of the one with high demands on the argon purity Starting concentration is, a further increase in the argon concentration in the stream taken from the air separation column no longer makes sense. In the context of the present invention, this fact was examined in more detail and it was found that an argon concentration between 15% and 50% in the stream taken from the second subsection is particularly favorable.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass eine Verfahrensführung, bei der aus dem zweiten Teilabschnitt ein Strom mit einer Argonkonzentration zwischen 15 % und 40 %, bevorzugt zwischen 20 % und 35 %, entnommen wird, besondere Vorteile bringt.In practice, it has been found that a method in which a stream with an argon concentration between 15% and 40%, preferably between 20% and 35%, is drawn from the second subsection has particular advantages.
Die Erfindung ist insbesondere beim Einsatz einer Trennwandkolonne vorteilhaft. In diesem Fall weist das Rektifiziersystem zumindest eine Luftzerlegersäule auf, die drei in Reihe angeordnete Rektifizierabschnitte besitzt, wobei jeweils aneinander grenzende Rektifizierabschnitte gas- und flüssigkeitsseitig miteinander verbunden sind. Der mittlere Rektifzierabschnitt weist eine Trennwand auf, die den Rektifizierabschnitt in zwei Teilabschnitte unterteilt. Innerhalb des zweiten Rektifizierabschnitts wird ein Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Teilabschnitten durch die Trennwand verhindert. Beide Teilabschnitte sind jedoch mit dem darüber und dem darunterliegenden Rektifizierabschnitt strömungsseitig verbunden.The invention is particularly advantageous when using a dividing wall column. In this case, the rectification system has at least one air separation column, which has three rectification sections arranged in series, each of which adjoining rectification sections are connected to one another on the gas and liquid side. The middle rectification section has a dividing wall which divides the rectification section into two sections. Within the second rectification section, gas and liquid exchange between the two sections is prevented by the partition. However, both sections are connected on the flow side to the rectification section above and below.
Anstelle einer Trennwandkolonne kann die Aufteilung in zwei parallel durchströmte Teilabschnitte auch durch zwei parallel zueinander angeordnete Säulen erfolgen. Aus einer ersten Luftzerlegersäule wird an einer Zwischenstelle Flüssigkeit abgezogen und einer zweiten Säule zugeführt. Gas wird an einer zweiten Zwischenstelle aus der ersten Luftzerlegersäule herausgeleitet und in die zweite Säule eingebracht. Am Kopf der zweiten Säule entstehendes Gas und Flüssigkeit aus dem Sumpf der zweiten Säule werden in die erste Luftzerlegersäule, vorzugsweise an den beiden Zwischenstellen, zurückgeleitet. Die beiden strömungsseitig getrennten Teilabschnitte werden bei dieser Ausführung nicht durch eine Trennwand, sondern durch zwei parallel geschaltete Säulen realisiert.Instead of a dividing wall column, the division into two sections through which the flow is parallel can also be carried out by means of two columns arranged parallel to one another. Liquid is drawn off from a first air separation column at an intermediate point and fed to a second column. Gas is led out of the first air separation column at a second intermediate point and introduced into the second column. Gas and liquid formed at the top of the second column from the bottom of the second column are returned to the first air separation column, preferably at the two intermediate points. In this version, the two sections separated on the flow side are not realized by a partition, but by two columns connected in parallel.
Der aus dem zweiten Teilabschnitt, je nach Ausführung entweder aus der Luftzerlegersäule oder aus der zweiten Säule, entnommene Strom wird vorzugsweise in eine Rohargonsäule geleitet. Die dort anfallende, im wesentlichen Sauerstoff enthaltende Sumpfflüssigkeit wird vorzugsweise in den zweiten Teilabschnitt zurückgeführt, das heißt in denjenigen Teilabschnitt, dem auch die argonhaltige Fraktion entnommen wird.The current withdrawn from the second section, depending on the design, either from the air separation column or from the second column, is preferably conducted into a crude argon column. The sump liquid obtained there, which essentially contains oxygen, is preferably in the second subsection returned, that is, in the section from which the argon-containing fraction is also removed.
Die Erfindung eignet sich bevorzugt für ein Rektifiziersystem, welches eine Drucksäule und eine Niederdrucksäule aufweist, wobei die Trennwand in der Niederdrucksäule angeordnet ist, und wobei in den ersten Teilabschnitt ein mit Sauerstoff angereichertes Fluid aus der Drucksäule, vorzugsweise Sumpfflüssigkeit, eingeleitet wird.The invention is preferably suitable for a rectification system which has a pressure column and a low-pressure column, the dividing wall being arranged in the low-pressure column, and an oxygen-enriched fluid, preferably bottom liquid, being introduced from the pressure column into the first section.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich insbesondere dann, wenn Argon mit hoher Reinheit von mehr als 95 %, bevorzugt mehr als 98 %, und / oder Argon mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 100 ppm, bevorzugt weniger als 10 ppm, in der Rohargonsäule gewonnen werden soll. Die Erfindung ist dann besonders vorteilhaft, wenn in der Rohargonsäzule mehr als 100 theoretische Böden, bevorzugt zwischen 150 und 200 theoretische Böden, eingesetzt werden. In diesen Fällen ist die Bauhöhe der Rohargonsäule ohnehin durch die für die hohe Endreinheit erforderliche Anzahl von theoretischen Böden festgelegt. Der Durchmesser der Rohargonsäule kann aber gegenüber den herkömmlichen Verfahren ohne Trennwandkolonne deutlich reduziert werden.The advantages of the process according to the invention are particularly evident when argon with a high purity of more than 95%, preferably more than 98% and / or argon with an oxygen content of less than 100 ppm, preferably less than 10 ppm, is obtained in the crude argon column shall be. The invention is particularly advantageous when more than 100 theoretical trays, preferably between 150 and 200 theoretical trays, are used in the raw argon column. In these cases, the height of the raw argon column is determined by the number of theoretical plates required for the high final purity. The diameter of the crude argon column can, however, be significantly reduced compared to conventional processes without a dividing wall column.
Vorzugsweise werden in der Luftzerlegersäule Packungen zur Rektifikation eingesetzt. Hierbei ist es günstig, wenn die Packungen in mehreren übereinander liegenden Bereichen, sogenannten Betten, angeordnet werden, wobei die zu rektifizierende Flüssigkeit und / oder das zu rektifizierende Gas zwischen je zwei Betten gesammelt und neu auf das nächste Packungsbett verteilt werden. Werden anstelle von Packungen andere Einbauten oder Vorrichtungen zur Rektifikation in derPackings for rectification are preferably used in the air separation column. It is advantageous here if the packs are arranged in a plurality of areas, so-called beds, one above the other, the liquid to be rectified and / or the gas to be rectified being collected between two beds and redistributed to the next pack bed. Are other internals or devices for rectification in the
Luftzerlegersäule verwendet, so hat es sich ebenfalls bewährt, Sammler und / oder Verteiler in bestimmten Abständen in der Luftzerlegersäule vorzusehen, um so Maldistributionen in der Säule entgegenwirken zu können.Air separation column used, it has also proven to be useful to provide collectors and / or distributors in the air separation column at certain intervals, so as to counteract distribution in the column.
Die Trennwand zwischen den beiden abgeteilten Bereichen in der Luftzerlegersäule endet vorzugsweise jeweils am oberen oder unteren Ende eines Packungsbettes, beziehungsweise beim Einsatz von anderen Kolonneneinbauten am oberen oder unteren Ende des entsprechenden Bereiches, der durch einen Sammler/Verteiler vom benachbarten Bereich abgeteilt ist. Da an diesen Stoßstellen zweier Säulenbereiche ohnehin Sammler/Verteiler angeordnet sind, müssen beim Einsatz der Trennwand keine zusätzlichen Sammler/Verteiler vorgesehen werden. Nur der unmittelbar oberhalb der Trennwand angeordnete Sammler/Verteiler muss so umgerüstet werden, dass er die Flüssigkeit in der gewünschten Weise auf die beiden durch die Trennwand voneinander abgeteilten Teilabschnitte verteilt. Entsprechendes gilt, wenn anstelle einer Trennwandkolonne eine zweite parallel zur ersten Luftzerlegersäule angeordnete Säule verwendet wird.The partition between the two divided areas in the air separation column preferably ends at the upper or lower end of a packing bed, or when using other column internals at the upper or lower end of the corresponding area, which is separated from the adjacent area by a collector / distributor. Since collectors / distributors are already arranged at these joints between two pillar areas, the partition must be used no additional collectors / distributors are provided. Only the collector / distributor located directly above the partition wall has to be converted in such a way that it distributes the liquid in the desired manner over the two sections separated from one another by the partition wall. The same applies if, instead of a dividing wall column, a second column arranged parallel to the first air separation column is used.
Als besonders günstig hat es sich dabei erwiesen, die Luftzerlegersäule, insbesondere die Niederdrucksäule einer Doppelsäulenanlage, in vier Bereiche, bzw. bei der Verwendung von Packungen in vier Packungsbetten, zu unterteilen und die Trennwand auf Höhe des zweiten und des dritten Bereiches vorzusehen.It has proven to be particularly advantageous to divide the air separation column, in particular the low-pressure column of a double-column system, into four areas, or when using packs in four packing beds, and to provide the partition at the level of the second and third areas.
In dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt werden vorzugsweise Stoffaustauschelemente eingesetzt, die den gleichen Druckabfall für das aufsteigende Gas bewirken.In the first and the second subsection, mass transfer elements are preferably used, which bring about the same pressure drop for the rising gas.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention and further details of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. Here show:
Figur 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung, Figur 3 die der Rohargonsäule zuzuführende spezifische Dampfmenge in Abhängigkeit von deren Argonkonzentration und1 shows a device for carrying out the method according to the invention, FIG. 2 shows another embodiment according to the invention, FIG. 3 shows the specific amount of steam to be fed to the crude argon column as a function of its argon concentration and
Figur 4 die Argonausbeute in Abhängigkeit von der Argonkonzentration in dem der Rohargonsäule zugeführten Dampf.Figure 4 shows the argon yield as a function of the argon concentration in the vapor supplied to the crude argon column.
In Figur 1 ist der Rektifikationsteil einer Tieftemperaturluftzerlegungsanlage mit Argongewinnung dargestellt. Einsatzluft 1 wird, nach entsprechender Reinigung und Abkühlung, in die Drucksäule 2 eingeleitet. Die sich im Sumpf der Drucksäule 2 ansammelnde sauerstoffangereicherte Flüssigkeit wird über Leitung 3 in die Niederdrucksäule 4 überführt. Die Niederdrucksäule 4 ist als Trennwandkolonne ausgeführt. Als Rektifikationselemente sind in der Niederdrucksäule 4 Packungen vorgesehen, die in mehreren übereinander liegenden Betten 19, 20, 21 , 22 angeordnet sind, die jeweils eine Höhe von etwa 6 m haben. Zwischen je zwei Betten sind Sammler/Verteiler 23, 24, 25, 26, 27 zum Sammeln und Verteilen der in der Niederdrucksäule 4 nach unten fließenden Flüssigkeit vorgesehen.FIG. 1 shows the rectification part of a low-temperature air separation plant with argon extraction. After appropriate cleaning and cooling, feed air 1 is introduced into the pressure column 2. The oxygen-enriched liquid accumulating in the sump of the pressure column 2 is transferred via line 3 into the low pressure column 4. The low pressure column 4 is designed as a dividing wall column. 4 packs are provided as rectification elements in the low-pressure column, which are arranged in a plurality of beds 19, 20, 21, 22 lying one above the other, each having a height of approximately 6 m. Collectors / distributors 23, 24, 25, 26, 27 are provided between each two beds for collecting and distributing the liquid flowing downward in the low-pressure column 4.
In einem mittleren Bereich der Niederdrucksäule 4 ist eine Trennwand 5 so angeordnet, dass die Niederdrucksäule 4 in zwei Teilabschnitte 6, 7 unterteilt wird. Die Trennwand 5 erstreckt sich dabei über die Gesamtlänge der beiden mittlerenIn a central region of the low-pressure column 4, a partition 5 is arranged such that the low-pressure column 4 is divided into two sections 6, 7. The partition 5 extends over the entire length of the two middle
Packungsbetten 20 und 21. Ein Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden abgetrennten Teilabschnitten 6, 7 ist in diesem Bereich nicht möglich.Pack beds 20 and 21. A gas and liquid exchange between the two separated sections 6, 7 is not possible in this area.
Die Betten 19 und 22 unterhalb und oberhalb der abgetrennten Teilabschnitte 6, 7 erstrecken sich dagegen über den gesamten Querschnitt der Niederdrucksäule 4, so dass die in den beiden Teilabschnitten 6, 7 getrennt aufsteigenden bzw. herabfließenden Gas- bzw. Flüssigkeitsströme wieder zusammengeführt werden.The beds 19 and 22 below and above the separated sections 6, 7, on the other hand, extend over the entire cross-section of the low-pressure column 4, so that the gas or liquid flows ascending or flowing separately in the two sections 6, 7 are brought together again.
Der Niederdrucksäule 4 wird in den abgeteilten Teilabschnitt 6 über Leitung 3 Sumpfflüssigkeit aus der Drucksäule 2 zugeführt. Über Leitung 12 kann zudem Turbinenluft in die Niederdrucksäule 4 eingeleitet werden. Am Kopf der Niederdrucksäule 4 kann über Leitung 8 gasförmiger Produktstickstoff gewonnen werden. Ferner ist oberhalb der abgeteilten Teilabschnitte 6, 7 ein Abzug 9 für Unreinstickstoff vorgesehen. Aus dem Sumpf der Niederdrucksäule 4 kann über die Leitungen 10 und 11 gasförmiger beziehungsweise flüssiger Produktsauerstoff entnommen werden.The low-pressure column 4 is fed into the divided subsection 6 via line 3 sump liquid from the pressure column 2. Turbine air can also be introduced into the low-pressure column 4 via line 12. At the top of the low-pressure column 4, gaseous product nitrogen can be obtained via line 8. Furthermore, a deduction 9 for impure nitrogen is provided above the divided sections 6, 7. Gaseous or liquid product oxygen can be removed from the sump of the low-pressure column 4 via the lines 10 and 11.
In den beiden Teilabschnitten 6 und 7 sind Packungen mit gleicher spezifischer Oberflächen eingebaut. Der in der Niederdrucksäule 4 aufsteigende Dampf erfährt somit in beiden Teilabschnitten 6, 7 denselben Druckverlust. Die herabfließendePacks with the same specific surfaces are installed in the two subsections 6 and 7. The steam rising in the low-pressure column 4 thus experiences the same pressure loss in both sections 6, 7. The flowing down
Flüssigkeit wird auf die beiden Teilabschnitte 6, 7 mittels der Verteiler 24, 25 verteilt. Vorzugsweise wird auf beide Teilabschnitte 6, 7 dieselbe Flüssigkeitsmenge aufgegeben. Zur Optimierung der Verfahrensführung kann es aber durchaus sinnvoll sein, in den Teilabschnitten 6 und 7 unterschiedliche Flüssigkeitsdurchsätze vorzusehen. Die Verteilung des aufsteigenden Dampfes auf die beiden Teilabschnitte 6, 7 stellt sich von Vorteil in Abhängigkeit von den entgegenströmenden Flüssigkeitsmengen und den Druckverlusten in den Packungsbetten 20, 21 von selbst ein.Liquid is distributed to the two sections 6, 7 by means of distributors 24, 25. The same amount of liquid is preferably applied to both sections 6, 7. However, in order to optimize the process management, it can make sense to provide different liquid throughputs in sections 6 and 7. The distribution of the rising steam over the two sections 6, 7 is advantageous as a function of the counter-flowing amounts of liquid and the pressure losses in the packing beds 20, 21.
Aus dem Teilabschnitt 7 wird ein im wesentlichen Argon und Sauerstoff enthaltender Strom 13 mit einer Argonkonzentration von 35 % abgezogen und in eine mit Packungen versehene Rohargonsäule 14 eingeleitet. In der Rohargonsäule 14 wird das Sauerstoff-Argon-Gemisch rektifiziert. Am Kopf der Rohargonsäule 14 wird das entstandene Argon in einem Kopfkondensator 15 kondensiert und zum Teil als Produkt 16 mit einem Restsauerstoffgehalt von weniger als 10 ppm gewonnen, zum Teil 17 als Rücklaufflüssigkeit wieder auf die Rohargonsäule 14 aufgegeben. Im Sumpf der Rohargonsäule 14 sammelt sich flüssiger Sauerstoff, der über Leitung 18 in den abgeteilten Teilabschnitt 7 der Niederdrucksäule 4 zurückgeführt wird.A stream 13 essentially containing argon and oxygen with an argon concentration of 35% is drawn off from the section 7 and introduced into a crude argon column 14 provided with packings. The oxygen-argon mixture is rectified in the crude argon column 14. At the top of the crude argon column 14, the argon formed is condensed in a top condenser 15 and in part obtained as product 16 with a residual oxygen content of less than 10 ppm, and in part 17 is returned to the crude argon column 14 as reflux liquid. Liquid oxygen collects in the sump of the crude argon column 14 and is returned via line 18 to the divided section 7 of the low-pressure column 4.
In der Niederdrucksäule 4 sind durch die Trennwand 5 die Zuspeisungen vonIn the low pressure column 4 are the infeeds of
Sumpfflüssigkeit 3 aus der Drucksäule 2 und Turbinenluft 12 von dem Argonabzug 13 abgetrennt. Auf diese Weise können in dem Argonabzug 13 deutlich höhere Argonkonzentrationen eingestellt werden als in Säulen ohne Trennwand.Bottom liquid 3 separated from the pressure column 2 and turbine air 12 from the argon vent 13. In this way, significantly higher argon concentrations can be set in the argon vent 13 than in columns without a partition.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der anstelle derIn Figure 2, an embodiment of the invention is shown in which instead of
Trennwand 5 eine parallele Seitenkolonne 30 vorgesehen ist. Gleiche Elemente sind in beiden Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen.Partition 5, a parallel side column 30 is provided. The same elements are provided with the same reference numbers in both figures.
Die Niederdrucksäule 4 ist in diesem Fall ohne Trennwand ausgeführt. Die aus dem Rektifikationsabschnitt 22 herabfließende Flüssigkeit wird zum einen mittels des Verteilers 24 auf die Betten 20, 21 verteilt, die den ersten Teilabschnitt bilden. Der zweite Teilabschnitt wird durch die Seitenkolonne 30 realisiert. Ein Teil der aus dem Packungsbett 22 herabfließenden Flüssigkeit wird über Leitung 31 aus der Niederdrucksäule 4 abgezogen und der Seitenkolonne 30 am Kopf zugeführt. Am Kopf der Seitenkolonne 30 entstehendes Gas wird über Leitung 32 oberhalb desThe low-pressure column 4 is designed in this case without a partition. The liquid flowing down from the rectification section 22 is distributed on the one hand by means of the distributor 24 to the beds 20, 21 which form the first section. The second section is implemented by the side column 30. A portion of the liquid flowing down from the packing bed 22 is drawn off from the low-pressure column 4 via line 31 and fed to the side column 30 at the top. Gas formed at the top of the side column 30 is via line 32 above the
Packungsbettes 21 in die Niederdrucksäule 4 zurückgeführt. Entsprechend wird mittels der Leitung 33 Flüssigkeit von der Seitenkolonne 30 in die Niederdrucksäule 4 beziehungsweise mittels der Leitung 34 Gas von der Niederdrucksäule 4 in die Seitenkolonne 30 geleitet. Die Verfahrensweisen bei den Ausführungsformen nach Figur 1 und Figur 2 sind gleich, wobei lediglich in Figur 2 die Rektifizierabschnitte 20, 21 der Niederdrucksäule 4 den ersten Teilabschnitt 6 und die Seitenkolonne 30 den zweiten Teilabschnitt 7 darstellen. Entsprechend werden die Ströme 3, 12 in die Niederdrucksäule 4 eingeleitet, während der argonhaltige Strom 13 der Seitenkolonne 30 entnommen wird.Packed bed 21 returned to the low pressure column 4. Correspondingly, liquid is passed from the side column 30 into the low-pressure column 4 by means of the line 33 or gas from the low-pressure column 4 into the side column 30 by means of the line 34. The procedures in the embodiments according to FIGS. 1 and 2 are the same, only in FIG. 2 the rectifying sections 20, 21 of the low-pressure column 4 represent the first section 6 and the side column 30 the second section 7. Correspondingly, the streams 3, 12 are introduced into the low-pressure column 4, while the stream 13 containing argon is removed from the side column 30.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde durch Simulationen die der Rohargonsäule 14 zuzuführende spezifische, d.h. die auf die Argonproduktmenge bezogene Dampfmenge in Abhängigkeit von der Argonkonzentration des Dampfes bestimmt. Die ermittelte Abhängigkeit ist in Figur 3 dargestellt. Dabei wurde von einer Argonproduktreinheit von 98,5 % und einer konstanten Argonausbeute, d.h. einem konstanten Verhältnis von Argonprodukt zur Argonmenge in der Einsatzluft, ausgegangen.Within the scope of the present invention, the specific, i.e. determines the amount of steam based on the amount of argon product as a function of the argon concentration of the steam. The determined dependency is shown in FIG. 3. An argon product purity of 98.5% and a constant argon yield, i.e. a constant ratio of argon product to the amount of argon in the feed air.
Die durchgezogene Kurve zeigt die theoretische Mindestdampfmenge bei unendlicher theoretischer Bodenzahl. Die gestrichelte Kurve gibt den Verlauf der für eine theoretische Bodenzahl von 50 berechneten Zustände an. Beide Kurven haben im wesentlichen den gleichen Verlauf. Aus der Kurve für endliche Bodenzahl ist jedoch zu entnehmen, dass in diesem Fall gegenüber der theoretischen Kurve etwa 30 bis 40 % größere Dampfmengen eingesetzt werden müssen.The solid curve shows the theoretical minimum amount of steam with an infinite theoretical number of trays. The dashed curve shows the course of the states calculated for a theoretical number of plates of 50. Both curves have essentially the same course. However, it can be seen from the curve for a finite number of trays that in this case approximately 30 to 40% larger amounts of steam have to be used compared to the theoretical curve.
Beide Kurven zeigen, dass zunächst mit steigender Argonkonzentration immer weniger Dampf in die Rohargonsäule 14 überführt werden muss, um Argon gewünschter Reinheit und Menge zu erhalten. Die Kurven nähern sich aber bei etwa 50 % Argonkonzentration jeweils einem unteren Grenzwert an. Bei höherenBoth curves show that with increasing argon concentration, less and less steam has to be transferred into the crude argon column 14 in order to obtain the desired purity and amount of argon. However, the curves approach a lower limit value at about 50% argon concentration. At higher
Argonkonzentrationen ist keine beziehungsweise nur noch eine geringfügige weitere Absenkung der zuzuführenden Dampfmenge zu erwarten.Argon concentrations, or only a slight further reduction in the amount of steam to be supplied, can be expected.
Infolge der sinkenden Dampfmenge bei steigender Argonkonzentration in dem Speisestrom zur Rohargonsäule 14 kann diese in ihrem Durchmesser entsprechend geringer ausgeführt werden kann. Die Verringerung der Dampf menge ist jedoch nur bis zu einer Argonkonzentration von etwa 50% zu beobachten. Bei einer Erhöhung der Konzentration auf über 50 % lässt sich dagegen unter den vorliegenden Bedingungen keine weitere Verringerung der Dampfmenge erzielen, so dass auch keine weitere Verkleinerung des Rohargonsäulenquerschnitts erreicht werden kann. Der mit der Konzentrationserhöhung einhergehende Regelungsaufwand in der Niederdrucksäule steigt jedoch deutlich an.As a result of the decreasing amount of steam with increasing argon concentration in the feed stream to the crude argon column 14, its diameter can be made correspondingly smaller. The reduction in the amount of steam can only be observed up to an argon concentration of about 50%. On the other hand, if the concentration is increased to more than 50%, no further reduction in the amount of steam can be achieved under the present conditions, so that no further reduction in the crude argon column cross section can be achieved. The one with the However, the increase in concentration associated with regulation in the low pressure column increases significantly.
Auch die Anzahl der theoretischen Böden in der Rohargonsäule 14 kann durch eine Erhöhung der Argonkonzentration in dem zuzuführenden Dampf 13 bei einer gewünschten Produktreinheit von 98,5 % nicht wesentlich gesenkt werden, da bei hohen Produktreinheiten die Anzahl der Böden durch die zu erzielende Endkonzentration und nicht durch die Ausgangskonzentration bestimmt wird.Also, the number of theoretical plates in the crude argon column 14 cannot be significantly reduced by increasing the argon concentration in the steam 13 to be supplied at a desired product purity of 98.5%, since the number of plates is not due to the final concentration to be achieved at high product purities is determined by the initial concentration.
Die Niederdrucksäule 4 wird erfindungsgemäß so betrieben, dass im Seitenabzug 13 eine Argonkonzentration von 45 % erreicht wird. Bei dieser Konzentration kann die in die Rohargonsäule 14 eingeleitete Dampfmenge minimiert und der Durchmesser der Rohargonsäule 14 entsprechend der Dampfmenge verringert werden.The low-pressure column 4 is operated according to the invention in such a way that an argon concentration of 45% is achieved in the side draw 13. At this concentration, the amount of steam introduced into the raw argon column 14 can be minimized and the diameter of the raw argon column 14 can be reduced in accordance with the amount of steam.
|n Figur 4 ist die Argonausbeute in Abhängigkeit von der Argonkonzentration des in die Argonsäule eingespeisten Dampfes dargestellt. Die durchgezogene Kurve gibt die berechneten Werte für eine kurze Trennwand, die gestrichelte Kurve für eine lange Trennwand wieder. Die Bodenzahl in der Niederdrucksäule wurde dabei konstant gehalten.FIG. 4 shows the argon yield as a function of the argon concentration of the vapor fed into the argon column. The solid curve shows the calculated values for a short partition, the dashed curve for a long partition. The number of trays in the low pressure column was kept constant.
An der durchgezogenen Kurve erkennt man, dass die Argonausbeute in einem Bereich zwischen 10 und 25 % Argonkonzentration im zugespeisten Dampf im wesentlichen konstant bleibt. Die Kurve bricht bei 25 % ab, da mit der angenommenen Trennwandlänge keine höheren Argonkonzentrationen erzielbar sind. Bei einer längeren Trennwand, die der Berechnung der gestrichelten Kurve zugrunde gelegt wurde, ist auch im Bereich höherer Argonkonzentrationen über 30 % bis zu 90 % eine im wesentlichen konstante Argonausbeute festzustellen. Eine Erhöhung der Argonkonzentration wirkt sich demgemäß nicht negativ auf die Ausbeute aus. The solid curve shows that the argon yield remains essentially constant in a range between 10 and 25% argon concentration in the supplied steam. The curve breaks off at 25% because no higher argon concentrations can be achieved with the assumed partition wall length. In the case of a longer partition wall, which was used to calculate the dashed curve, an essentially constant argon yield can also be found in the range of higher argon concentrations above 30% to 90%. Accordingly, increasing the argon concentration does not have a negative effect on the yield.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Gewinnung von Argon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das drei in Reihe angeordnete Rektifizierabschnitte aufweist, wobei der erste und der zweite sowie der zweite und der dritte Rektifizierabschnitt jeweils gas- und flüssigkeitsseitig miteinander verbunden sind, und wobei der zweite Rektifizierabschnitt zwei Teilabschnitte aufweist, die gas- und flüssigkeitsseitig nicht miteinander verbunden sind und parallel durchströmt werden, wobei in den ersten der zwei Teilabschnitte ein Sauerstoff und Argon enthaltendes Fluid eingeleitet wird und dem zweiten der zwei Teilabschnitte ein Sauerstoff und Argon enthaltender Strom entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Argonkonzentration in dem dem zweiten Teilabschnitt (7, 30) entnommenen Strom (13) zwischen 15 % und 50 %, bevorzugt zwischen 15 % und 40 %, besonders bevorzugt zwischen 20 % und 35 %, liegt.1. A method for the production of argon by low-temperature separation of air in a rectification system which has three rectification sections arranged in series, the first and the second as well as the second and the third rectification sections being connected to one another on the gas and liquid side, and the second rectification section has two sections, which are not connected to one another on the gas and liquid sides and are flowed through in parallel, a fluid containing oxygen and argon being introduced into the first of the two sections and a stream containing oxygen and argon being withdrawn from the second of the two sections, characterized in that that the argon concentration in the stream (13) taken from the second subsection (7, 30) is between 15% and 50%, preferably between 15% and 40%, particularly preferably between 20% and 35%.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rektifiziersystem zumindest eine Luftzerlegersäule (4) mit drei in Reihe angeordneten Rektifizierabschnitten (19, 20, 21, 22) aufweist, wobei der zweite Rektifizierabschnitt (20, 21) eine in Säulenlängsrichtung verlaufende Trennwand (5) besitzt, wodurch die Luftzerlegersäule (4) auf Höhe der Trennwand (5) in einen ersten (6) und einen zweiten Teilabschnitt (7) unterteilt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the rectification system has at least one air separation column (4) with three rectification sections (19, 20, 21, 22) arranged in series, the second rectification section (20, 21) having a dividing wall running in the longitudinal direction of the column (5), whereby the air separation column (4) at the level of the partition (5) is divided into a first (6) and a second section (7).
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rektifiziersystem zumindest eine erste Luftzerlegersäule (4) und eine zweite Säule (30) aufweist, die an ihrem oberen und ihrem unteren Ende gas- und flüssigkeitsseitig mit3. The method according to claim 1, characterized in that the rectification system has at least a first air separation column (4) and a second column (30), the gas and liquid side with at its upper and lower ends
Zwischenstellen der ersten Luftzerlegersäule (4) verbunden sind, wobei der zwischen den Zwischenstellen der ersten Luftzerlegersäule gelegene Abschnitt (20, 21) und die zweite Säule (30) die beiden Teilabschnitte bilden.Intermediate locations of the first air separation column (4) are connected, the section (20, 21) located between the intermediate locations of the first air separation column and the second column (30) forming the two subsections.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Säule (30) der Sauerstoff und Argon enthaltende Strom (13) entnommen wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the oxygen and argon-containing stream (13) is removed from the second column (30).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem zweiten Teilabschnitt (7, 30) entnommene Strom (13) einer Rohargonsäule (14) zugeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stream (13) taken from the second subsection (7, 30) is fed to a crude argon column (14).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Sumpfflüssigkeit aus der Rohargonsäule (14) in den zweiten Teilabschnitt (7, 30) zurückgeführt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that bottom liquid from the crude argon column (14) in the second section (7, 30) is returned.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Argon mit einer Reinheit von mehr als 95 %, bevorzugt mehr als 98 %, in der Rohargonsäule (14) gewonnen wird.7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that argon with a purity of more than 95%, preferably more than 98%, is obtained in the crude argon column (14).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Argon mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 10 ppm in der Rohargonsäule (14) gewonnen wird.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that argon is obtained with an oxygen content of less than 10 ppm in the crude argon column (14).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohargonsäule (14) mehr als 100, bevorzugt 150 bis 200 theoretische Böden aufweist.9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the crude argon column (14) has more than 100, preferably 150 to 200 theoretical plates.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rektifizierabschnitten (19, 20, 21, 22) zumindest zum Teil Packungen zur Rektifikation eingesetzt werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that in the rectification sections (19, 20, 21, 22) at least partially packs are used for rectification.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sauerstoff und Argon enthaltende Fluid jeweils zwischen zwei Rektifizierabschnitten gesammelt und / oder verteilt wird (23, 24, 25, 26, 27).11. The method according to claim 10, characterized in that the oxygen and argon-containing fluid is collected and / or distributed between two rectification sections (23, 24, 25, 26, 27).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Rektifiziersystem gasförmig aufsteigende, Sauerstoff und Argon enthaltende Fluid im ersten und im zweiten Teilabschnitt (6, 7) denselben12. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the rising in the rectification system gaseous, containing oxygen and argon fluid in the first and in the second section (6, 7) the same
Druckverlust erfährt.Experiences pressure loss.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rektifiziersystem eine Drucksäule (2) und eine Niederdrucksäule (4) aufweist, wobei die Trennwand (5) in der Niederdrucksäule (4) angeordnet ist, und wobei in den ersten Teilabschnitt (6) ein mit Sauerstoff angereichertes Fluid (3) aus der Drucksäule (2) eingeleitet wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the rectification system has a pressure column (2) and a low pressure column (4), wherein the partition (5) is arranged in the low pressure column (4), and wherein in the first section (6) an oxygen-enriched fluid (3) is introduced from the pressure column (2).
EP03722379A 2002-04-12 2003-04-01 Method for extracting argon by low-temperature air separation Withdrawn EP1495274A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03722379A EP1495274A1 (en) 2002-04-12 2003-04-01 Method for extracting argon by low-temperature air separation

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002116269 DE10216269A1 (en) 2002-04-12 2002-04-12 Process for recovering argon from air in a rectification system using a low temperature decomposition method comprises removing a stream having a specified argon concentration from a partial section of a rectification section
DE10216269 2002-04-12
EP02011058 2002-05-17
EP02011058 2002-05-17
EP03722379A EP1495274A1 (en) 2002-04-12 2003-04-01 Method for extracting argon by low-temperature air separation
PCT/EP2003/003395 WO2003087686A1 (en) 2002-04-12 2003-04-01 Method for extracting argon by low-temperature air separation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1495274A1 true EP1495274A1 (en) 2005-01-12

Family

ID=29251755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03722379A Withdrawn EP1495274A1 (en) 2002-04-12 2003-04-01 Method for extracting argon by low-temperature air separation

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20060005574A1 (en)
EP (1) EP1495274A1 (en)
JP (1) JP2005527767A (en)
KR (1) KR20040101453A (en)
CN (1) CN1646869A (en)
AU (1) AU2003229590A1 (en)
CA (1) CA2502706A1 (en)
RU (1) RU2303211C2 (en)
WO (1) WO2003087686A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111630A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Linde Aktiengesellschaft Method and apparatus for the cryogenic separation of a fluid mixture
ES2585062T3 (en) 2012-03-06 2016-10-03 Air Products And Chemicals, Inc. Structured filling
JP2016530086A (en) * 2013-07-18 2016-09-29 エルジー・ケム・リミテッド Separation wall distillation column
JP6204231B2 (en) * 2014-03-11 2017-09-27 大陽日酸株式会社 Air liquefaction separation apparatus and method
PL3133361T3 (en) * 2015-08-20 2018-11-30 Linde Aktiengesellschaft Distillation column system and system for the production of oxygen by cryogenic decomposition of air
WO2020083528A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-30 Linde Aktiengesellschaft Method and unit for low-temperature air separation
WO2023140986A1 (en) 2022-01-19 2023-07-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Compositions containing tri-cyclopentadiene and processes for making same
CN114923313B (en) * 2022-05-17 2024-02-09 陕西聚能新创煤化科技有限公司 Crude argon refining liquid argon system and refining process thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5339648A (en) * 1993-08-05 1994-08-23 Praxair Technology, Inc. Distillation system with partitioned column
US5755933A (en) * 1995-07-24 1998-05-26 The M. W. Kellogg Company Partitioned distillation column
US5970742A (en) * 1998-04-08 1999-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Distillation schemes for multicomponent separations
AU743283B2 (en) * 1998-04-21 2002-01-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and installation for air distillation with production of argon
US5946942A (en) * 1998-08-05 1999-09-07 Praxair Technology, Inc. Annular column for cryogenic rectification
US6138474A (en) * 1999-01-29 2000-10-31 Air Products And Chemicals, Inc. Argon production control through argon inventory manipulation
US6250106B1 (en) * 1999-12-13 2001-06-26 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separation of multicomponent fluids using a multizone distallation column
US6240744B1 (en) * 1999-12-13 2001-06-05 Air Products And Chemicals, Inc. Process for distillation of multicomponent fluid and production of an argon-enriched stream from a cryogenic air separation process
FR2831953B1 (en) * 2001-11-05 2004-09-24 Air Liquide AIR DISTILLATION PROCESS WITH ARGON PRODUCTION AND CORRESPONDING AIR DISTILLATION SYSTEM

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03087686A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2502706A1 (en) 2003-10-23
JP2005527767A (en) 2005-09-15
AU2003229590A1 (en) 2003-10-27
CN1646869A (en) 2005-07-27
RU2303211C2 (en) 2007-07-20
RU2004133324A (en) 2006-01-27
KR20040101453A (en) 2004-12-02
US20060005574A1 (en) 2006-01-12
WO2003087686A1 (en) 2003-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0628777B1 (en) Process and apparatus for obtaining argon
EP0299364B1 (en) Process and apparatus for air separation by rectification
EP0636237B1 (en) Process for the low-temperature air separation and air separation plant
DE69907822T2 (en) Annular column for cryogenic rectification
EP0669508B1 (en) Process and apparatus for obtaining pure argon
DE10228111A1 (en) Air separation process and plant with mixing column and krypton-xenon extraction
EP1495274A1 (en) Method for extracting argon by low-temperature air separation
DE60004450T2 (en) Cryogenic rectification system for the production of high-purity oxygen
EP0607887A2 (en) Apparatus and process for the low temperature air separations and liquid distributor for a mass transfer column
EP3327393A1 (en) Method and device for creating a high purity oxygen product flow by the cryogenic decomposition of air
DE69631467T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING ARGON
EP0768503A2 (en) Triple column air separation process
EP3207320A1 (en) Method and device for variably obtaining argon by means of low-temperature separation
EP3159648B1 (en) Plate heat exchanger capacitor evaporator and method for cryogenic decomposition of air
DE69723906T2 (en) air separation
DE60127145T2 (en) Method and apparatus for cryogenic air separation
DE60125118T2 (en) Structured packing system for reducing the height of a distillation column
EP1037004B1 (en) Apparatus and process for gas mixture separation at low temperature
DE19855485A1 (en) Extraction of krypton or xenon-enriched mixture
DE10216269A1 (en) Process for recovering argon from air in a rectification system using a low temperature decomposition method comprises removing a stream having a specified argon concentration from a partial section of a rectification section
DE60019007T2 (en) Recirculation of an intermediate liquid when restarting an argon column
DE60213121T2 (en) AIR DISTILLATION PROCESS WITH ARGON MANUFACTURE AND THE ACCORDING AIR DISTILLATION UNIT
DE60018176T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR GENERATING ARGONS BY TEMPERATURE AIR DISTRIBUTION
DE69819421T2 (en) Method and device for producing argon
WO2023083488A1 (en) Method and arrangement for producing an argon product and an oxygen product, and method for retrofitting one or more air fractionation plants

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040812

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: LINDE AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20091031