ES2205338T3 - Metodo y aparato para producir argon. - Google Patents
Metodo y aparato para producir argon.Info
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Abstract
UN SISTEMA PARA CONSEGUIR UN BAJO NIVEL DE NITROGENO EN UNA COLUMNA DE PRESION INFERIOR EN EL ALIMENTO A LA COLUMNA DE ARGON DE UN SISTEMA DE SEPARACION DE AIRE CRIOGENICO MEDIANTE EL USO DE DOS LECHOS DE COMPACCION ESTRUCTURADA DE APROXIMADAMENTE LA MISMA ALTURA EN LA COLUMNA DE PRESION INFERIOR, CON UNA MEZCLA Y REDISTRIBUCION DE LIQUIDOS ENTRE ELLOS. LOS LECHOS COMPACTOS SE COLOCAN ENTRE EL ALIMENTO PROCEDENTE DEL CONDENSADOR DE LA PARTE SUPERIOR DE LA COLUMNA DE ARGON Y EL PUNTO EN EL QUE EL ALIMENTO DE LA COLUMNA DE ARGON ES RETIRADO.
Description
Método y aparato para producir argón.
Esta invención se refiere a un sistema criogénico
de destilación de gas para producir argón y a un método de
producción de argónx según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y
6 respectivamente. Son conocidos un método y un aparato de esta
clase por el documento
US-A-5282365.
El argón se utiliza en la industria metalúrgica,
particularmente en la desgasificación argón-oxígeno
del acero inoxidable y de los aceros especiales y en el corte y
soldadura de diversos metales. Para operaciones de corte y para
recubrir metales con materiales refractarios se usan sopletes de
chorro de plasma que utilizan una mezcla de argón calentado a
temperaturas superiores a 10.000 grados K. Más recientemente, el
argón se ha convertido en un ingrediente importante en la industria
electrónica como gas portador, purgador o de protección para excluir
el aire procedente de ciertos procesos de fabricación,
especialmente en el cultivo de cristales, en el fresado por iones y
en otros procesos de grabado.
La producción de argón es un factor económico
importante en la industria de los gases industriales. Por lo
general, el argón es un subproducto de la separación criogénica del
aire. No obstante, para producir argón de una pureza requerida se
necesitan varias etapas de proceso adicionales. La concentración
del contenido de nitrógeno es uno de los requisitos críticos de
pureza. Muchas aplicaciones del argón exigen que esté esencialmente
libre de nitrógeno.
El uso de relleno estructurado en las columnas de
destilación criogénica ha dado la oportunidad de aprovechar las
características del relleno de buena transferencia de masa, o
materia, acompañada de baja caída de presión (véase por ejemplo la
patente norteamericana 4.296.050, de Meier). La adición de gran
número de bandejas teóricas en la columna de baja presión de una
planta criogénica de separación de aire presenta una mejora
económica significativa en la producción de argón sin acarrear los
efectos concomitantes de una gran caída de la presión, gracias a la
utilización de relleno estructurado.
En el pasado, la producción de argón de alta
pureza involucraba varias etapas de proceso que producían una
corriente de argón crudo o no refinado, el cual se mejoraba después
en una refinería. El proceso del argón comienza en la columna de
baja presión de una planta criogénica de separación de aire. En un
punto intermedio de la columna de baja presión se recoge una
corriente de argón de baja calidad. Después se alimenta la
corriente de argón de baja calidad hacia el interior de una columna
de argón, donde se separa en una corriente superior de argón no
refinado que contiene alrededor de 97,5 por ciento de argón y una
corriente inferior que se devuelve a la columna de baja presión. La
corriente superior contiene normalmente también alrededor de 1,5 por
ciento de oxígeno y alrededor de 1,0 por ciento de nitrógeno.
La corriente de argón no refinado procedente de
la parte superior de la columna de argón se calienta después a
temperatura ambiente aproximadamente, al tiempo que se añade
hidrógeno y se comprime y se envía la mezcla a un horno catalítico
de desoxigenación, donde se elimina el oxígeno. El argón quemado se
enfría, se seca y luego se enfría aún más hasta la temperatura de
licuefacción esencialmente. Después se envía la corriente de argón
enfriado a la columna de refinado en la que se elimina el exceso de
hidrógeno y el nitrógeno restante. Una producción normal proporciona
una corriente de producto de argón que contiene menos de 5 ppm de
nitrógeno u oxígeno.
La patente alemana 1 048 936 describe unos medios
que reducen el contenido de nitrógeno de la alimentación de una
columna de argón. El proceso sugerido aumenta el número de bandejas
o platos utilizados en la sección de la columna de baja presión,
entre una alimentación procedente del condensador de argón y el
punto en que se recoge la alimentación de la columna de argón. El
uso de platos adicionales en la columna de baja presión, con objeto
de reducir el contenido de nitrógeno de la alimentación a la
columna de argón, acarrea un incremento en la pérdida de presión que
aumenta la presión de descarga del compresor de aire y por tanto las
necesidades de energía. Además, el aumento del nivel de presión
reduce la volatilidad relativa dentro de las columnas,
produciéndose una disminución en la recuperación de argón.
En la patente norteamericana 5.133.790, de
Bianchi et al., del 28 de Julio de 1.992, se sugiere la utilización
de relleno estructurado para aumentar el número de etapas de
equilibrio en la columna de baja presión, entre la alimentación
procedente del condensador de argón y el punto en que se recoge la
alimentación de la columna de argón. La rectificación adicional en
la columna de menor presión se proporciona mediante la
incorporación de relleno estructurado en vez de platos. Ello reduce
substancialmente la concentración de nitrógeno al tiempo que
mantiene la concentración de argón en o cerca de su máximo,
permitiendo la producción directa de argón libre de nitrógeno. La
utilización de relleno estructurado, en vez de platos, evita el
incremento de energía y la reducción en la recuperación de
argón.
Los ensayos a gran escala del sistema propuesto
por Bianchi et al., (que utiliza relleno estructurado en toda la
columna de baja presión), ponen de manifiesto que es difícil
alcanzar niveles bajos de nitrógeno en la alimentación de la columna
de argón. Se ha intentado alcanzar niveles bajos de nitrógeno
utilizando un solo lecho de relleno entre la alimentación
procedente del condensador de argón y el punto en que se recoge la
alimentación de la columna de argón. El rendimiento no ha sido
satisfactorio.
Un objeto de esta invención es proporcionar un
sistema mejorado de producción de argón que emplee una columna de
destilación de baja presión con relleno estructurado.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
sistema mejorado de producción de argón en el que la alimentación
procedente de una columna de baja presión hacia una columna de
argón esté considerablemente libre de nitrógeno.
Para producir un producto de argón con un nivel
bajo de contenido de nitrógeno (normalmente 10 ppm), debe
conseguirse un nivel bajo de nitrógeno en una sección de la columna
de baja presión para alimentar la columna de argón de un sistema
criogénico de separación de aire. Ello se lleva a cabo en la columna
de baja presión gracias a la utilización de dos lechos de relleno
estructurado, de igual altura aproximadamente, con mezcla y
redistribución de líquido entre ellos. Los lechos de relleno se
ponen en la sección de columna situada entre la alimentación
procedente del condensador de la columna de argón y el punto en que
se extrae la alimentación de la columna de argón.
La figura 1 es un diagrama esquemático de flujo
de una instalación de producción de argón que está destinada a
incorporar la invención.
La figura 2 es un diagrama esquemático de una
realización de la invención, que ilustra la disposición de
componentes en una columna de baja presión que permite hacer fluir
una corriente rica en argón hacia la columna de argón con un nivel
muy bajo de contenido de nitrógeno.
La figura 3 es una representación gráfica del
rendimiento calculado de una sección de columna en función de un
porcentaje de fases teóricas de un lecho inferior de relleno
estructurado de una columna de baja presión utilizada con la
invención.
Antes de describir la invención merece la pena
definir ciertos términos y expresiones que se usan en esta memoria y
en las reivindicaciones. El término "columna" se refiere a una
columna o zona de destilación o fraccionamiento, es decir, una
columna o zona de contacto en la que las fases líquida y vapor
fluyen en contracorriente para realizar la separación de una mezcla
de fluidos, por ejemplo por contacto de las fases líquida y de
vapor en una serie de bandejas o platos espaciados verticalmente y
montados en el interior de la columna y/o sobre elementos de
relleno. Para consulta adicional sobre las columnas de destilación
véase el manual Chemical Engineers' Handbook, quinta edición,
editado por R. H. Perry y C. H. Chilton, McGraw-Hill
Book Company, New York, sección 13, "Distillation" B. D. Smith
et al., página 13-3, The Continuous Distillation
Process. La expresión "doble columna" se utiliza para
referirse a una columna de mayor presión que tiene su extremo
superior en relación de intercambio de calor con el extremo
inferior de una columna de menor presión. Un estudio adicional
sobre dobles columnas aparece en Ruheman: "The Separation of
Gases", Oxford University Press, 1.949, capítulo VII, Commercial
Air Separation.
Los procesos de separación por contacto de
líquido y vapor dependen de la diferencia de presiones de vapor. La
destilación es un proceso de separación mediante el que puede
utilizarse el calentamiento de una mezcla líquida para concentrar
el(los) componente(s) volátil(es) en la fase de
vapor y el(los) componente(s) menos
volátil(es) en la fase líquida. La condensación parcial es un
proceso de separación mediante el que puede utilizarse el
enfriamiento de una mezcla de vapores para concentrar
el(los) componente(s) volátil(es) en la fase
vapor y, con ello, el(los) componente(s) menos
volátil(es) en la fase líquida. La rectificación, o
destilación continua, es el proceso de separación que combina las
condensaciones y vaporizaciones parciales sucesivas obtenidas con un
tratamiento en contracorriente de las fases de vapor y líquida. El
contacto en contracorriente de las fases vapor y líquida es
adiabático y comprende un contacto integral o diferencial entre las
fases. Las disposiciones de los procesos de separación que utilizan
los principios de la rectificación para separar mezclas se llaman
frecuentemente, de manera intercambiable, columnas de rectificación,
columnas de destilación o columnas de fraccionamiento. La
rectificación criogénica es un proceso de rectificación realizado
al menos en parte a temperaturas de o por debajo de 150ºK.
La expresión "intercambio indirecto de
calor", o "intercambio térmico indirecto", significa poner
dos corrientes de fluidos en relación de intercambio térmico sin
contacto físico ni mezclado de los fluidos entre sí.
Según se usa aquí, el término "relleno" se
refiere a cualquier cuerpo sólido o hueco de configuración, tamaño y
forma predeterminadas utilizado como elemento interior de columnas
para transferir masa o materia en la interfase líquido- vapor
durante el flujo en contracorriente de las dos fases.
Según se usa aquí, la expresión "relleno
estructurado" significa el relleno en el que los miembros
individuales tienen una orientación específica relativa mutua y
respecto al eje de la columna.
Según se usa aquí, la expresión "sistema de
columna de argón" se refiere a un sistema que consta de una
columna y un condensador superior y que procesa una alimentación que
contiene argón y produce un producto que tiene una concentración de
argón que supera a la de la alimentación.
Según se usa aquí, la expresión "condensador
superior" se refiere a un dispositivo de transferencia térmica
utilizado para licuar el vapor ascendente procedente de la parte
superior de la columna de argón.
Según se usa aquí, la expresión "etapa de
equilibrio" se refiere a un proceso de contacto entre un vapor y
un líquido de modo que las corrientes de salida de vapor y de
líquido están en equilibrio.
La invención comprende, en general, una
modificación de una columna de menor presión que dispone dos lechos
de relleno estructurado, entre la alimentación procedente de un
condensador superior de la columna de argón y un punto en que se
extrae la alimentación de la columna de argón (es decir,
generalmente en el punto de máxima concentración de argón o algo
por debajo del mismo), de igual altura aproximadamente, con mezcla
y redistribución de líquido entre ellos. Las modificaciones de la
columna de menor presión mejoran el rendimiento de la transferencia
de materia del relleno estructurado que es la clave para conseguir
el deseado bajo nivel de nitrógeno en la alimentación de la columna
de argón. De manera optativa, para prevenir los efectos adversos
del flujo de pared en los lechos de relleno se colocan uno o más
platos inmediatamente encima del punto en que se recoge la
alimentación de la columna de argón.
Antes de describir con más detalle las
modificaciones a la columna de menor presión, se presenta una
descripción del conjunto del sistema de destilación de
aire/producción de argón.
Con referencia a la figura 1, una alimentación de
aire comprimido limpio se enfría en su paso a través del
intercambiador de calor 12 debido al intercambio térmico indirecto
con corrientes de retorno, y la corriente de aire frío resultante 14
pasa al interior de la columna 16, que es la columna de mayor
presión de un sistema de doble columna y que opera generalmente a
una presión dentro del intervalo de 2,37 10^{5} Pa a 3,21
10^{5} Pa. Una parte 18 de la corriente de aire de alimentación se
hace pasar por el intercambiador de calor 24, en donde sirve para
calentar una corriente saliente del producto de oxígeno. La
corriente de aire resultante 26 se hace pasar después a la columna
28, que es la columna de menor presión del sistema de doble columna
y que funciona a menos presión que la columna de mayor presión y
por lo general dentro del intervalo de 0,50 10^{5} Pa a 0,85
10^{5} Pa.
El aire de alimentación se separa por
rectificación criogénica dentro de la columna 16 en líquido
enriquecido en oxígeno y vapor enriquecido en nitrógeno. El líquido
enriquecido en oxígeno se extrae de la columna 16 como corriente 30,
pasa parcialmente por el cambiador de calor 32, y la corriente
resultante 34 se hace pasar al interior del condensador superior 36
de la columna de argón, en el que se vaporiza parcialmente por
intercambio térmico indirecto con vapor de condensación de la parte
alta de la columna de argón. Los fluidos gaseoso y líquido
enriquecidos en oxígeno que resultan se hacen pasar desde el
condensador superior 36 hacia la columna 28 como corrientes 38 y
40, respectivamente.
El vapor enriquecido en nitrógeno se extrae de la
columna 16 como corriente 42 y se hace pasar al interior del
calderín o hervidor 44 en el que se condensa por intercambio
indirecto de calor con el fondo en ebullición de la columna 28. El
líquido resultante enriquecido en nitrógeno se divide en la
corriente 48, que se devuelve como reflujo a la columna 16, y en la
corriente 50 que se hace pasar parcialmente por el intercambiador
de calor 32 y después a la columna 28 como corriente 52.
En la columna 28 se separan por rectificación
criogénica las diversas alimentaciones de la columna en nitrógeno y
oxígeno refinados. El oxígeno gaseoso se extrae de la columna 28
como corriente 54 desde la parte superior del calderín 44. Esta
corriente pasa después por el intercambiador de calor 24 y la
corriente resultante 56 se hace pasar por el intercambiador de
calor 12 y se recupera entonces como corriente de producto de
oxígeno gaseoso 58. Si se desea, desde la zona del calderín 44 de la
columna 28 puede extraerse una corriente de oxígeno líquido 60 y
recuperarse como producto de oxígeno líquido. El oxígeno producto
tendrá por lo general una concentración de oxígeno de al menos 99,0
por ciento.
El nitrógeno gaseoso se extrae de la columna 28
como corriente 62 y se calienta a su paso por el intercambiador de
calor 32. La corriente resultante 66 es calentada más en su paso
por el intercambiador térmico 12 y se recupera entonces como
corriente de producto de nitrógeno gaseoso 68 que tiene por lo
general una concentración de oxígeno menor de 10 partes por millón
(ppm). Por debajo del punto de recogida del nitrógeno de producto
se extrae de la columna 28 una corriente de desecho 70, se calienta
a su paso a través de los intercambiadores de calor 32 y 12, y se
elimina del sistema como corriente 72. Dicha corriente de desecho
es de utilidad para controlar la pureza de producto de las
corrientes de los productos de nitrógeno y de oxígeno.
De la columna 28 se retira una alimentación 74 de
la columna de argón que contiene al menos 5 por ciento de argón, y
preferentemente al menos 7 por ciento de argón, de menos de 50 ppm
de nitrógeno, junto con el resto substancialmente de oxígeno y se
hace pasar a la columna de argón 76, en la que se separa por
rectificación criogénica en líquido rico en oxígeno y en vapor rico
en argón que está substancialmente libre de nitrógeno. Libre de
nitrógeno significa que no tiene más de 10 ppm de nitrógeno,
preferentemente no más de 5 ppm de nitrógeno y aún más
preferentemente no más de 2 ppm de nitrógeno. El líquido rico en
oxígeno se extrae de la columna 76 y se devuelve a la columna 28
como corriente 78. El vapor rico en argón puede recuperarse
directamente desde el sistema de la columna de argón en corriente 80
como argón de producto libre de nitrógeno. El argón de producto
libre de nitrógeno también puede recuperarse como líquido. Además,
la columna 76 puede tener suficientes etapas de separación de modo
que el contenido de oxígeno del producto de argón resulte bajo,
esto es, menos de 100 ppm de O_{2}, o preferentemente menos de 10
ppm de O_{2}.
Algo del vapor de la columna de argón se hace
pasar como corriente 82 desde la columna 76 y hacia el condensador
superior 36, en el que se condensa por intercambio indirecto de
calor con líquido enriquecido en oxígeno parcialmente en
vaporización, según se ha descrito anteriormente. La corriente
líquida resultante 84 se devuelve como reflujo a la columna 76. Si
se desea, y dependiendo del contenido de nitrógeno de la
alimentación 74 de la columna de argón, puede extraerse una parte 79
de la corriente 82 como corriente de argón de desecho. Ello es de
utilidad para reducir más la concentración de nitrógeno del argón de
producto.
Para fabricar un producto de argón que satisfaga
la especificación del contenido de nitrógeno, normalmente de 10 ppm
o menos, debe alcanzarse un nivel bajo de nitrógeno en la sección
100 de la columna de menor presión 28, especialmente en el punto en
que sale de la columna 28 la corriente de alimentación 74 de la
columna de argón. Como se muestra en la figura 2, tal nivel bajo de
nitrógeno se consigue disponiendo lechos separados de secciones de
relleno estructurado 102 y 104, preferentemente de igual altura,
entre la alimentación del vapor 38 del condensador de la columna de
argón y el punto de retirada de la corriente de alimentación 74 de
la columna de argón. Además, entre las secciones de relleno
estructurado 102 y 104 se coloca un dispositivo 106 de recogida y
distribución de líquido para realizar una redistribución de líquido
en el punto medio.
Por la exposición que sigue se entenderá que la
mezcla y redistribución del líquido es la clave para obtener el
deseado nivel bajo de nitrógeno en la alimentación de la columna de
argón. Adicionalmente, tal mezcla puede mejorarse gracias a la
colocación de uno o más platos 108 en la parte baja de la sección
inferior de relleno estructurado 104. La utilización opcional de
los platos 108 sirve para atenuar los efectos adversos de cualquier
flujo de pared de columna en el lecho de relleno 104. Los platos
sirven para mezclar todos líquidos descendentes y evitar los efectos
indeseables de la desviación de líquido que tendría lugar por el
flujo de pared de columna. La corriente de alimentación 74 de la
columna de argón 76 se recoge por tanto en la parte más baja de esta
sección de platos.
Debe observarse que dicha sección de columna 100
está definida por el punto de alimentación superior 38, que es el
vapor enriquecido en argón procedente del condensador 36 de la
columna de argón, y por la extracción inferior 74 que es el vapor
de alimentación de la columna de argón 76. El líquido enriquecido en
oxígeno 40 precedente de la columna de argón 76 se añade normalmente
a la columna de baja presión 28 en un punto por encima de la
corriente de vapor enriquecido en oxígeno 38, pero en algunas
circunstancias se añade a la misma altura. Además, en algunas
situaciones, puede añadirse directamente a la columna de baja
presión una fracción de la corriente del líquido enriquecido en
oxígeno 34 sin atravesar el condensador de la columna de argón.
Asimismo, este líquido se añadiría normalmente por encima de la
altura de la corriente del vapor enriquecido en oxígeno 38.
El rendimiento de separación de las secciones de
relleno estructurado de la columna de destilación que operan cerca
de un estrechamiento del equilibrio resulta afectado
desfavorablemente por cualquier mala distribución del líquido. Se ha
determinado que la sensibilidad del rendimiento de una sección
determinada de columna a cierto nivel de mala distribución del
líquido puede reducirse mezclando el líquido descendente de la
columna en algún punto intermedio de la sección. La utilización de
platos en la parte baja de un lecho simple de relleno de una sección
de columna que contenga un estrechamiento entre la línea operativa
y la línea de equilibrio, produce el efecto global de eliminar la
sensibilidad al estrechamiento, mejorando por tanto el rendimiento
de dicha sección. La mejora del rendimiento es debida a la mezcla
del líquido descendente procedente del lecho relleno. La mezcla
elimina los estrechamientos locales que se desarrollan cuando la
distribución del líquido se desvía del flujo de cierre o
circulación con obturación.
De acuerdo con ello, el líquido descendente que
procede de la parte superior de la columna de menor presión 28 se
recibe en el dispositivo de recogida y distribución de líquido 110
en el punto en que se admite en la columna de baja presión 28 el
vapor procedente del condensador 36 de la columna de argón. El
líquido se redistribuye por la sección superior de relleno
estructurado 102, permitiendo un contacto íntimo y uniforme entre
el líquido descendente y el vapor ascendente. No obstante, debido a
la imperfección física de la sección superior de relleno
estructurado 102 tiene lugar alguna mala distribución del líquido
en el interior del relleno, junto con algún encauzamiento del
líquido hacia la pared de la columna 28. La mala distribución del
líquido se corrige interceptándolo en el punto medio de la sección
100 con el dispositivo de recogida y redistribución de líquido
106.
La sección inferior de relleno estructurado 104,
de igual altura aproximadamente que la sección superior de relleno
estructurado 102, se utiliza para proporcionar la cantidad
necesaria de relleno de modo que reduzca al nivel deseado la
concentración de nitrógeno.
El funcionamiento satisfactorio del invento
depende del desdoblamiento de la sección 100 de la columna de menor
presión 28 en dos partes. El efecto de una mala distribución
determinada del líquido en la sección 100 puede comprenderse
haciendo referencia a la figura 3, la cual se basa en un modelo
matemático del sistema de destilación. La figura 3 es una
representación gráfica del rendimiento de sección en función de un
porcentaje de etapas teóricas del lecho inferior de relleno 104.
Dicha representación muestra el efecto del desdoblamiento en dos
partes de la sección de relleno 100 y de la nueva mezcla y
redistribución del líquido que alimenta la sección inferior.
Como se ve en la representación gráfica, el
rendimiento de la rectificación es bastante pobre si la nueva mezcla
del líquido se lleva a cabo sólo en alguno de los extremos, el
superior o el inferior, de la sección 100. La eficacia de la
separación mejora a medida que el punto de mezcla se eleva de la
parte inferior de la sección 100 hasta que se alcanza una altura de
aproximadamente un tercio del número de etapas teóricas. A esta
altura se consigue en lo esencial el rendimiento teórico completo de
separación en toda la sección de relleno. Este alto nivel de
rendimiento se mantiene hasta que se alcanza una altura de
aproximadamente dos tercios del relleno estructurado, momento en
que el rendimiento de separación cae. Esto demuestra la conveniencia
de desdoblar la sección de relleno estructurado en dos partes de
esencialmente igual rendimiento. No obstante, no es crítico que las
partes sean exactamente iguales. Una división entre un tercio y
aproximadamente dos tercios desde la parte de abajo proporcionará
casi el rendimiento teórico.
Claims (8)
1. Un sistema criogénico de destilación de gas
para producir argón (80) substancialmente libre de nitrógeno, que
incorpora una columna de mayor presión (16), una columna de menor
presión (28) y una columna de destilación de argón (76), conteniendo
dicha columna de menor presión (i) un punto de alimentación que
recibe una corriente enriquecida en oxígeno (38) procedente de un
condensador superior (36) en el que se condensa vapor de la columna
de argón (82) por intercambio térmico con líquido enriquecido en
oxígeno (34) extraído de la columna de mayor presión, siendo
devuelto como reflujo a la columna de argón el vapor de la columna
de argón condensado (84), y (ii) un punto de salida que proporciona
una corriente de alimentación (74) a dicha columna de argón,
comprendiendo además dicha columna de menor presión: un primer lecho
de relleno estructurado (102) y un segundo lecho de relleno
estructurado (104) que están situados entre dicho punto de
alimentación y dicho punto de salida de dicha columna de menor
presión; caracterizado por medios de recogida y distribución
de líquido (110) situados entre dicho punto de alimentación y dicho
primer lecho de relleno estructurado para redistribuir el flujo de
líquido recibido desde la parte superior antes de que dicho flujo
de líquido entre en dicho primer lecho de relleno estructurado;
medios de recogida y distribución de líquido (106) situados entre
dicho primer lecho de relleno estructurado y dicho segundo lecho de
relleno estructurado, para redistribuir el flujo de líquido
procedente de dicho primer lecho de relleno estructurado antes de
que dicho flujo de líquido entre en dicho segundo lecho de relleno
estructurado; y medios de bandejas o platos (108) para recoger y
redistribuir líquido, situados entre dicho segundo lecho de relleno
estructurado (104) y dicho punto de salida.
2. El sistema criogénico de destilación de gas
según la reivindicación 1, en el que dichos medios de recogida y
distribución de líquido (106) constan de una bandeja o plato de
recogida y distribución de líquido.
3. El sistema criogénico de destilación de gas
según la reivindicación 1, en el que dicho primer lecho de relleno
estructurado (102) y dicho segundo lecho de relleno estructurado
(104) comprenden juntos X etapas teóricas, y en el que dicho
segundo lecho de relleno estructurado comprende desde
aproximadamente un tercio hasta aproximadamente dos tercios de
dichas X etapas teóricas, comprendiendo dicho primer lecho de
relleno estructurado las restantes de dichas X etapas teóricas que
no están comprendidas por dicho segundo lecho de relleno
estructurado.
4. El sistema criogénico de destilación de gas
según la reivindicación 1, en el que dicho primer lecho de relleno
estructurado (102) y dicho segundo lecho de relleno estructurado
(104) comprenden juntos X etapas teóricas, y en el que dicho primer
lecho de relleno estructurado y dicho segundo lecho de relleno
estructurado comprenden aproximadamente la mitad cada uno de dichas
X etapas teóricas.
5. El sistema criogénico de destilación de gas
según la reivindicación 1, en el que el punto de salida mencionado
está situado en un punto de aproximadamente máxima concentración de
argón de dicha columna de menor presión (28).
6. Un método de producción de argón (80)
substancialmente libre de nitrógeno, estando dicho método realizado
por un sistema criogénico de destilación de gas que incorpora una
columna de mayor presión (16), una columna de menor presión (28) y
una columna de destilación de argón (76), conteniendo dicha columna
de menor presión (i) un punto de alimentación para recibir líquido
enriquecido en oxígeno (38) procedente de un condensador superior
(36) en el que se condensa vapor (82) de la columna de argón por
intercambio térmico con líquido enriquecido en oxígeno (34) extraído
de la columna de mayor presión, siendo devuelto como reflujo a la
columna de argón el vapor de la columna de argón condensado (84), y
(ii) un punto de salida para proporcionar una corriente de
alimentación (74) a dicha columna de argón, comprendiendo dicho
método las etapas de: proporcionar flujos en contracorriente de los
gases del proceso y de dicho líquido a través de un primer lecho de
relleno estructurado (102) y de un segundo lecho de relleno
estructurado (104) que están situados entre dicho punto de
alimentación y dicho punto de salida de dicha columna de menor
presión, caracterizado por recoger y distribuir dicho
líquido en un punto situado entre dicho punto de alimentación y
dicho primer lecho de relleno estructurado, para permitir una
redistribución del flujo de líquido recibido desde la parte
superior antes de que dicho flujo de líquido entre en dicho primer
lecho de relleno estructurado; recoger y distribuir dicho líquido en
un punto situado entre dicho primer lecho de relleno estructurado y
dicho segundo lecho de relleno estructurado, para permitir una
redistribución del flujo de líquido procedente de dicho primer
lecho de relleno estructurado antes de que dicho flujo de líquido
entre en dicho segundo lecho de relleno estructurado; y recoger y
distribuir, por medios de platos (108), dicho líquido saliente de
dicho segundo lecho de relleno estructurado (104) y antes de que
dicho líquido alcance dicho punto de salida.
7. El método según la reivindicación 6, en el que
dicho primer lecho de relleno estructurado (102) y dicho segundo
lecho de relleno estructurado comprenden juntos X etapas teóricas,
y en el que dicho segundo lecho de relleno estructurado comprende
desde aproximadamente un tercio hasta aproximadamente dos tercios de
dichas X etapas teóricas, comprendiendo dicho primer lecho de
relleno estructurado las restantes de dichas X etapas teóricas que
no están comprendidas por dicho segundo lecho de relleno
estructurado.
8. El método según la reivindicación 6, en el que
dicho primer lecho de relleno estructurado (102) y dicho segundo
lecho de relleno estructurado (104) comprenden juntos X etapas
teóricas, y en el que dicho primer lecho de relleno estructurado y
dicho segundo lecho de relleno estructurado comprenden
aproximadamente la mitad cada uno de dichas X etapas teóricas.
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