HU214080B

HU214080B - Method and apparatus for separation air cryogen

Info

Publication number: HU214080B
Application number: HU9303571A
Authority: HU
Inventors: Ramachandran Krishnamurthy; Paul A Sweeney
Original assignee: Boc Group Inc
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1997-12-29
Also published as: FI935648A; CZ290948B6; JPH06221753A; CZ278993A3; DE69314146T2; EP0604102A1; ZA937829B; US5311744A; AU666407B2; NO934118D0; HU9303571D0; IL107383A0; PH30427A; PL173562B1; CA2108847C; NZ250016A; KR940015444A; AU5057293A; MX9307619A; EP0604102B1

Abstract

(57) KIVONAT A találmány szerint a levegőt sűrítjük, hűtjük és tisztítjűk, majd egyrektifikáló őszlőpban (26) őxigénben gazdag főlyadékőt állítűnk előbelőle. Egy argőn-őxigén tartalmú, nitrőg nben szegény főlyadékőtőxigénáramra és argőnáramra választűnk szét. Argőngőz kőndenzálásávalreflűxőt képezünk az argőnőszlőp (50) számára. Egy őxigénben gazdagfőlyadékáramőt egy őlyan nyőmásra exp ndálűnk, amelyen az őxigénbengazdag főlyadék legfeljebb az argőngőz kőndenzációs hőmérsékletén vanés az argőngőz kőndenzálásával szemben elgőzölög. Az őxigénben gazdagfőlyadékból nyert gőzt beveze jük a nitrőgénkigőzölő őszlőpba (42),egy kihajtógázzal eltávőlítjűk belőle a nitrőgént és ezáltal egyargőn-őxigén főlyadékőt állítűnk elő, amelyet az argőnőszlőpbavezetünk be. A nitrőgénkigőzölő ő zlőpőt (42) úgy szabályőzzűk, hőgyegy előre meghatárőzőtt nyőmástartőmányban működjön, úgyhőgy az aszint, amelyen az őxigén belép a nitrőgénkigőzölő őszlőpba (42),legfeljebb őlyan nyőmásőn van, mi t az őxigénben gazdag főlyadéknyőmása az expanzió űtán. Az argőnőszlőp (50) tetejéből termékkéntargőnt vezetünk ki. A javasőlt eljárással és berendezéssel nagytisztaságú argőngőz vagy főlyadék áll tható elő, amely rendkívülszegény nitrőgénben és őxigénben. Az őszlőpőkban tányérőkat és/vagystrűktűrált töltetet alkalmazűnk. Ezenkívül az eljárás és berendezéssegítségével nagy tisztaságú őxigén és nitrőgén is előállítható. ŕ

Description

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 214 080 Β

A találmány tárgya eljárás és berendezés levegő kriogén szétválasztására nagy tisztaságú argon előállításához. Még pontosabban, a találmány egy olyan eljárásra és berendezésre vonatkozik, amely egy háromoszlopos desztilláló rendszert alkalmaz, amelyben az argont egy olyan argonoszlopban állítjuk elő, amely a nagy tisztaságú argon előállításához elegendő számú elméleti fokozatot tartalmaz.

A szokásos módon az argont a levegőből választják le egy háromoszlopos desztilláló rendszerben, amely egy nagynyomású oszlopot, egy kis nyomású oszlopot és egy argon oszlopot tartalmaz. Egy ilyen rendszerben a nagynyomású oszlop egy oxigénben gazdag folyadékot állít elő, a kis nyomású oszlop tovább finomítva az oxigénben gazdag folyadékot és gőz alakjában egy argonban dús keveréket állít elő, végül pedig az argonoszlop az argonban dús keverék finomításával az oszlop tetején összegyűlő nyers argont állít elő. Az argonoszlop számára a refluxot úgy biztosítják, hogy a nyers argonból képzett áramot egy fej kondenzátorban kondenzálják a nagynyomású oszlopból nyert oxigénben gazdag folyadék lehűtött és expandált áramának felhasználásával.

A nyers argon oxigént és nitrogént tartalmaz, amelyeket a nagy tisztaságú argon előállításához el kell távolítani. Ennek érdekében a nyers argonból katalitikus égetéssel eltávolítják az oxigént, a keletkező vizet adszorpcióval kivonják, majd további desztillációval továbbítják el a nitrogént.

Elméletileg lehetséges az elválasztási fokozatok növelése az argonoszlopban az argon és az oxigén szétválasztásának javítása érdekében. Azonban, legalábbis a tányérokat vagy tálcákat tartalmazó argonoszlopok esetében ez nem célszerű, mivel az eredő nyomásesés csökkenti a nyers argon kondenzációs hőmérsékletét, és ezáltal emeli az oxigénben gazdag folyadék expanziójának szükséges mértékét, aminek következtében az oxigénben gazdag folyadék nyomása túlságosan alacsony lesz ahhoz, hogy beáramoljon a kis nyomású oszlopba. A kis nyomású oszlop üzemi nyomása nem csökkenthető annyira, hogy alkalmas legyen egy ilyen nagy mértékben expandált oxigénben gazdag folyadék befogadására, mert a nyers argon a kis nyomású oszlopból az ebben fennálló nyomás hatására áramlik át az argonoszlopba.

Ismeretesek olyan háromoszlopos berendezések; amelyeknél az argonoszlop elegendő számú elméleti fokozatot tartalmaz ahhoz, hogy az oxigén és az argon szétválasztása katalitikus égetés nélkül is lehetséges. Erre ismertet egy példát az US 5019145 sz. irat, amely szerint az argon rektifíkáló oszlopban 150 elméleti fokozatot alkalmaznak olyan töltet felhasználásával, amelyen kis nyomásesés lép fel. Az ilyen töltet kiküszöböli azt a túlságosan nagy nyomásesést, amely egyébként a tányérok és tálcák esetén jelentkezne.

Az US 5133790 sz. irat egy példát mutat be kriogén rektifíkáló eljárásra és berendezésre, ahol mind az oxigén, mind a nitrogén koncentrációját úgy csökkentik, hogy a nagy tisztaságú argon termék közvetlenül kivonható az argonoszlopból anélkül, hogy ezt követően katalízisre és desztillációra lenne szükség. Ebben a szabadalomban a kis nyomású oszlop olyan elméleti fokozatszámmal működik /töltötestekkel feltöltve/, hogy az argonoszlopba bevezetett közegben a nitrogén koncentrációja kisebb, mint 50 ppm. Mivel kevesebb nitrogén kerül az argonoszlopba, az ott előállított argonban is kisebb lesz a nitrogén koncentrációja. Az oxigén eltávolításához az argonoszlop kb. 150 elméleti fokozatnak megfelelő strukturált töltettel készíthető, amint az US 5019145 sz. iratból ismeretes, ami biztosítja az oxigén leválasztásának azt a mértékét, ami a nagy tisztaságú argon előállításához szükséges.

A fent említett szabadalmak azon alapulnak, hogy kis nyomásesés mellett működő töltetet alkalmaznak legalább az argonoszlopban a túlságosan nagy nyomásesés elkerülésére. Amint a továbbiakban még részletesebben kifejtjük, a jelen találmány egy olyan eljárásra és berendezésre vonatkozik nagy tisztaságú argonnak közvetlenül az argonoszlopból történő előállítására, amelynek működése nem függ az oszlop strukturált töltetétől. Itt mind az argonoszlop, mind a kis nyomású oszlop hagyományosan tervezhető szitatálcákkal, kis nyomásesés mellett működő töltettel vagy a folyadék és a gáz érintkezését biztosító bármilyen más szerkezettel, ill. ezek kombinációjával. A találmány többi előnyét a leírás többi részében ismertetjük.

A találmány szerint egy kriogén levegőszétválasztó eljárást alkalmazunk a nagy tisztaságú argon előállítására. Az eljárás során a levegőt sürítjük és tisztítjuk. A sűrítés és a tisztítás után a levegőt egy rektifíkáló oszlopban rektifikáljuk, aminek eredményeként az oszlop alján egy oxigénben gazdag folyadék, az oszlop tetején pedig egy nitrogénben gazdag közeg keletkezik. Az argont és oxigént tartalmazó nitrogénben szegény folyadékot egy argonoszlopban az oszlop alján összegyűlő oxigénben gazdag folyadékra és az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú arg éngőzre választjuk szét. Az oszlop tetejében összegyűlt nagy tisztaságú argongőzből egy argonáramot képezünk, melyet kivezetünk az argonoszlopból. Az argonáramot közvetett hőcserével kondenzáljuk, majd refluxként visszavezetjük az argonoszlopba.

A rektifíkáló oszlop aljában összegyűlt oxigénben gazdag folyadékot egy oxigénben gazdag áram formájában kivezetjük a rektifíkáló oszlopból és egy olyan nyomásra expandáljuk, amelyen az oxigénben dús áram lecsökkent hőmérséklete nem nagyobb, mint az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argon kondenzációs hőmérséklete. Az oxigénben gazdag áramot ezután az argongőz áram kondenzációjával szemben végzett közvetett hőcserével legalább részben elgőzölögtetjük. A legalább részleges elgőzölögtetés után az oxigénben gazdag áramot egy olyan szinten vezetjük be a nitrogénkigőzölő oszlopba, ahol a koncentráció összeegyeztethető az oxigénben gazdag áram koncentrációjával. A nitrogénkigőzölő oszlopba bevezetett oxigénben gazdag áramból egy kihajtógáz segítségével kihajtjuk a nitrogént, és a nitrogénkigőzölő oszlop alján nitrogénben szegény argon-oxigén tartalmú folyadékot állítunk elő. Az argon-oxigén tartalmú folyadékot egy argon-oxigén áram alakjában a nitrogénkigőzölő oszlop aljából átvezetjük az argonoszlopba az argon-oxigén tartalmú folyadék szétválasztásához.

HU 214 080 Β

A nitrogénkigőzölő oszlopot úgy szabályozzuk, hogy egy előre meghatározott nyomástartományban működjön, úgyhogy oxigénben gazdag áram nyomásszintje a bevezetésnél nem nagyobb, mint az oxigénben gazdag áram nyomása az expanzió után. Az argonoszlop tetejében összegyűlt nagy tisztaságú argongőzt egy termékáram alakjában kivezetjük.

A találmány tárgya továbbá egy nagy tisztaságú argon előállítására alkalmas levegőszétválasztó berendezés. A berendezés a levegő sűrítésére egy kompresszort, valamint a levegő tisztítására a kompresszorhoz csatlakozó tisztítóegységet tartalmaz. A tisztítóegység után egy hűtő van kapcsolva, amely a levegőt a rektifikáláshoz alkalmas hőmérsékletre hüti le.

A berendezés egy olyan desztilláló oszloprendszerrel rendelkezik, amely egy rektifikáló oszlopot, egy argonoszlopot és egy nitrogénkigőzölő oszlopot tartalmaz. A rektifikáló oszlop a hűtőhöz csatlakozik és úgy van kialakítva, hogy a levegőt az oszlop alján összegyűlő oxigénben gazdag közegre és az oszlop tetején összegyűlő nitrogénben gazdag gőzre választja szét. Az argonoszlop úgy van kialakítva, hogy egy argon-oxigén tartalmú nitrogénben szegény folyadékot az oszlop alján összegyűlő oxigénben gazdag folyadékra és az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőzre választja szét. A rektifikáló oszlophoz egy expanziós szelep csatlakozik, amely az oszlop alján összegyűlt oxigénben gazdag folyadékból származó oxigéndús áramot egy olyan nyomásra expandálja, amelyen az oxigéndús áram lecsökkent hőmérséklete nem nagyobb, mint az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőz kondenzációs hőmérséklete. Az argonoszlophoz és az expanziós szelephez egy fej kondenzátor csatlakozik. Ez a kondenzátor az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőzből származó argonáramot kondenzálja az oxigénben gazdag áram legalább részleges elgőzölögtetése ellenében. A kondenzáció után az argonáram refluxként visszakerül az argonoszlopba. A nitrogén kigőzölő oszlop úgy van kialakítva, hogy az oxigénben gazdag folyadékból egy kihajtógáz kihajtja a nitrogént, úgy hogy az oszlop alján argon-oxigén tartalmú, nitrogénben szegény folyadék gyűlik össze.

A nitrogénkigőzölő oszlop úgy van összekötve a fejkondenzátorral, hogy az oxigénben gazdag áram a legalább részleges elgőzölögtetés után egy olyan szinten áramlik be a nitrogénkigőzölő oszlopba, ahol a koncentráció összhangban van az oxigénben gazdag árammal. A nitrogénkigőzölő oszlop úgy van összekötve az argonoszloppal, hogy az argon-oxigén tartalmú folyadék átáramolhasson az argonoszlopba. A nitrogénkigőzölő oszlop egy szabályozóeszközzel van ellátva, amely úgy szabályozza a nitrogénkigőzölő oszlop működési nyomástartományát, hogy az oxigénben gazdag folyadék bevezetésének szintén a nyomás nem nagyobb, mint az oxigénben gazdag áram nyomása az expanzió után. Az argonoszlop az oszlop tetején összegyűlt nagy tisztaságú argongőzt egy termékáram alakjában kivezető eszközzel van ellátva (itt akár az argonoszlop fej kondenzátorából kivezetett folyadékról, akár közvetlenül az argonoszlopból kivezetett gőzáramról is szó lehet).

Amint korábban már említettük, a találmány szerinti oszlopok töltetet, szűrőtálcákat vagy bármilyen más folyadék-gáz közötti tömegátadásra alkalmas eszközöket tartalmazhatnak a tervező döntésének megfelelően, mivel a találmány szerinti berendezés működése nem követeli meg strukturált töltet alkalmazását. A találmány szerint egy nitrogénkigőzölő oszlopot alkalmazunk egy alacsony nyomású oszlop helyén, amely nem a korábban ismert módon van az argonoszlophoz kapcsolva. A technika jelenlegi állása szerint az argonoszlopot egy olyan nyomástartományban kell üzemeltetni, amely alacsonyabb, mint a kis nyomású oszlop nyomása. Mivel a találmány szerint az argonoszlopba folyadékot táplálunk be, a nitrogénkigőzölő oszlop üzemi nyomástartománya egy szinten lehet, vagy akár kisebb is lehet, mint az argonoszlop nyomása a betáplálási helyen, mert a folyadéknak az argonoszlopba történő bevitele érdekében a folyadék nyomása növelhető vagy szivattyúzással, vagy még egyszerűbben azáltal, hogy a nitrogénkigőzölő oszlopot kellő magasságban helyezzük el az argonoszlop betáplálási pontja felett. Itt meg kell jegyezni, hogy egy gőz nyomása sűrítéssel növelhető. Ez azonban egy oxigéntartalmú gőz, így az argonban dús gőz esetén sem szokásos, mert az erre a célra szolgáló kompresszor drága és használata veszélyes.

Mivel a nitrogénkigőzölő oszlop úgy szabályozható, hogy egy alacsonyabb nyomástartományban működjön, mint az argonoszlop, az argonoszlop elegendő számú elméleti fokozattal látható el ahhoz, hogy az oxigén a betáplált közegből strukturált töltet használata nélkül leválasztható legyen. Ezenkívül mivel a nitrogénkigőzölő oszlopban a nitrogént kihajtjuk az oxigénben gazdag folyadékból, az argonoszlopba betáplált folyadékban nagyon alacsony a nitrogén koncentrációja. Ezáltal nagy tisztaságú argon nyerhető ki közvetlenül az argonoszlopból.

A leírásban és az igénypontokban az „oszlop” kifejezés egy olyan oszlopot jelent, amelyben egy felszálló gőzáram hő- és tömegátadás közepette intenzíven érintkezik egy leszálló folyadékárammal a tömegcserét biztosító szokásos elemek, pl. tányérok, tálcák vagy töltőtestek segítségével, melyek véletlenszerűen vagy strukturáltan vannak elhelyezve; erre a célra az említett elemek bármilyen kombinációja vagy bármilyen más alkalmas eszköz is használható. A leírásban és az igénypontokban nagy tisztaságúnak nevezzük azt az argonterméket, amely kb. 1000 ppm-nél kevesebb oxigént és kb. 1000 ppm-nél kevesebb nitrogént tartalmaz. Amint a későbbiekben még részletesebben tárgyaljuk, a találmány szerint még ennél is kevesebb oxigént és nitrogént tartalmazó nagy tisztaságú argontermék állítható elő. A „nitrogénben szegény” kifejezést a térfogatra vonatkoztatva kb. 30 ppm-nél kisebb koncentráció esetén használjuk.

A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példa és rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon a levegő kriogén szétválasztására szolgáló találmány szerinti berendezés vázlata látható, amely egyúttal az eljárás menetét is szemlélteti.

A mellékelt ábrának megfelelően a levegőt a 10 kompresszorral sürítjük, majd a 12 tisztítóegységgel

HU 214 080 Β tisztítjuk, amelynek során a levegőből eltávolítjuk a szén-dioxidot, a nedvességet és a szénhidrogéneket. A 12 tisztítóegység timföldet vagy zeolitot tartalmazó molekuláris szűrőágyakkal alakítható ki, amelyek ellenütemben működnek, azaz amíg az egyik szűrőágy használatban van, addig a másikat regeneráljuk. A 14 hűtővel a kompresszió során felvett hőmennyiséget távolítjuk el. A 14 hűtőben hűtőközegként víz vagy hidro-kloro-fluorokarbon használható a sürített és tisztított levegőáram hűtésére. Ezután a levegőt a rektifikáláshoz alkalmas hőmérsékletre hűtjük le, azaz szokásos módon a harmatpontra vagy annak közelébe, egy lemezes-bordás szerkezetű 16 fő hőcserélő segítségével, amelynek 18,20,22 és 24 első, második, harmadik és negyedik járatai vannak. A levegő áthalad a 18 járaton, majd belép a 26 rektifikáló oszlop aljába. A 26 rektifikáló oszlop 27 tetején nitrogénben gazdag gőz gyűlik össze, a 26 rektifikáló oszlop 28 alján pedig oxigénben gazdag folyadék marad vissza. Az oszlop tetején összegyűlt nitrogénben gazdag gőzből kondenzáció után egy részt refluxként visszavezetünk a 26 rektifikáló oszlop 27 tetejébe, a többiből pedig a 32 áramot hozzuk létre.

A 26 rektifikáló oszlop aljából egy oxigénben gazdag 34 folyadékáramot távolítunk el, ezt egy 39 hűtőben lehűtjük, amely hűtő egy szokásos, előnyösen lemezesbordás típus. Az oxigénben gazdag 34 folyadékáramot ezután egy első 36 részáramra és egy második 38 részáramra osztjuk fel. A második 38 részáramot egy 42 nitrogénkigőzölő oszlopba tápláljuk be egy olyan szinten, ahol a koncentráció összhangban van a második 38 részáram koncentrációjával. Megjegyezzük, hogy a második részáram egy kisebb nyomásra expandálható vagy, amint ábrázolva van, egyszerűen bevezethető a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba. Bár nincs ábrázolva, töltött oszlop esetén gáz és folyadék bevezetésére alkalmas szeparátor is alkalmazható. A 42. nitrogénkigőzölő oszlopban az oxigénben gazdag folyadékot egy kihajtógázzal (amelyet a későbbiekben még leírunk) kezeljük és egy argon-oxigén tartalmú, nitrogénben szegény folyadékot állítunk elő a 42 nitrogénkigőzölő oszlop 44 alján. A 42 nitrogénkigőzölő oszlop 46 tetején nagy tisztaságú nitrogén gyűlik össze.

Az oszlop aljából az argon-oxigén folyadékot a 48 argon-oxigén folyadék áram alakjában az 50 argonoszlopba vezetjük át. Az 50 argonoszlopba bevezetett argon-oxigén folyadékot részben elgőzölögtetjük és úgy választjuk el, hogy az 50 argonoszlop 52 alján folyékony oxigén gyűlik össze az 50 argonoszlop 54 tetején pedig nagy tisztaságú argon halmozódik fel. Az elgőzölögtetett argont és oxigént ezután egy 56 argon-oxigén gőz áram formájában kihajtógázként bevezetjük a 42 nitrogénkigőzölő oszlop 44 aljába. Az 50 argonoszlop 52 aljában összegyűlő oxigént nitrogén kondenzációjánál elgőzölögtetjük egy 58 kondenzátor-visszaforraló segítségével. Az oxigén elgőzölögtetése következtében egy felszálló gőzáram keletkezik. Ez a gőzáram fokozatosan egyre szegényebb lesz oxigénben, és végül az 50 argonoszlop 54 tetején nagy tisztaságú argongőz gyűlik össze.

A fent összegyűlt argongőzt kondenzáljuk és refluxként újra bevezetjük az 50 argonoszlop 54 tetejébe, hogy egy leszálló folyadékáramot hozzunk létre, amely fokozatosan egyre szegényebb lesz argonban, amint lefelé halad az 50 argonoszlopban. Ezt egy 59 fej kondenzátor használatával valósítjuk meg, amely szokásos felépítésű és úgy van az 50 argonoszlophoz kapcsolva, hogy az 50 argonoszlopból származó 60 argongőz áram kondenzálódik, és egy kondenzált 62 argon folyadék áram alakjában refluxként visszatér az 50 argonoszlopba.

Ez a kondenzáció az 59 fej kondenzátorban az első 36 részárammal folytatott közvetett hőcsere útján megy végbe. Az 59 fej kondenzátorba történő bevezetés előtt a 36 részáramot egy 65 expanziós szelep segítségével egy olyan nyomásra expandáljuk, amelyen az első 36 részáramot tartalmazó oxigénben gazdag folyadék az oszlop tetején összegyűlt és a 60 argongőz áramot képező argongőz kondenzációs hőmérsékletével egyenlő vagy az alatti hőmérsékleten van.

Az első 36 részáramot az 59 fej kondenzátorban az argongőz kondenzációjával szemben elgőzölögtetjük, majd egy megfelelő szinten bevezetjük a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba, azaz egy olyan szinten, amelyen az oxigén, a nitrogén és az argon koncentrációja összhangban van az első 36 részárammal. Látható, hogy az eljárás követelményeitől függően előfordulhat, hogy az első 36 részáram az egyetlen oxigénben gazdag áram, amelyet kivezetünk a 26 rektifikáló oszlopból, továbbá a találmány szerinti eljárás egy lehetséges változatánál az első 36 részáramot csak részben gőzölögtetjük el.

Annak érdekében, hogy az első és második 36 és 38 részáram a 64 és 66 bevezetési szinteken beáramoljon a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba, ezeken a szinteken olyan nyomásnak kell fennállnia, amely nem nagyobb, mint az első és második 36 és 38 részáram nyomása közvetlenül a bevezetés előtt. Ennek érdekében a 42 nitrogénkigőzölő oszlop üzemi nyomástartományának szabályozását előnyös módon úgy oldjuk meg, hogy a kihajtógázként szolgáló 56 argon-oxigén gőz áram nyomását vezéreljük vagy szabályozzuk a 42 nitrogénkigőzölő oszlop 44 aljába történő bevezetésnél. A nyomásszabályozást egy 68 nyomásszabályozó szelep segítségével végezzük, amely szabályozza az 56 argon-oxigén gőz áram nyomását és ezáltal a 42 nitrogénkigőzölő oszlop üzemi nyomástartományát.

A gyakorlatban a találmány legtöbb lehetséges kiviteli alakjánál a 42 nitrogénkigőzölő oszlop egy alacsonyabb nyomástartományban működik, mint az 50 argonoszlop. A 42 nitrogénkigőzölő oszlop alacsonyabb nyomástartományát úgy értjük, hogy a 42 nitrogénkigőzölő oszlopban fellépő legmagasabb nyomás alacsonyabb, mint az 50 argonoszlopban előforduló legmagasabb nyomás. Ezeknél a lehetséges kiviteli alakoknál az 50 argonoszlop általában egy alacsonyabb nyomástartományban üzemel, mint a 26 rektifikáló oszlop, ahol a nyomástartományokat ugyanúgy értelmezzük, mint a 42 nitrogénkigőzölő oszlop és az 50 argonoszlop esetében. A találmány szerint megnöveljük a 48 argon-oxigén folyadék áram nyomását, hogy biztosítsuk az 50 argonoszlopba irányuló áramlást. Ezt célszerűen úgy valósítjuk meg, hogy a 42 nitrogénkigőzölő oszlopot olyan magasan

HU 214 080 Β helyezzük el, hogy a gravitációs erő biztosítja a szükséges nyomást. A nyomásnövelés úgy is megvalósítható, hogy a 48 argon-oxigén folyadékáramot szivattyúzással áramoltatjuk az 50 argonoszlopba.

Az oszlop tetej ében összegyűlt nagy tisztaságú argon- 5 gőzből képzett 70 argon termékáramot folyadék formájában vezetjük ki az 59 fej kondenzátorból. Ebben az összefüggésben a „nagy tisztaságú argongőzből képzett termékáram” kifejezés azt jelenti, hogy a termékáram vagy kondenzált folyékony argon vagy közvetlenül az 10 50 argonoszlop tetejéből kivezetett gőz vagy ezek bármilyen kombinációja lehet. Az 50 argonoszlopból eltávolított oxigéngőzböl egy 72 oxigén termékáramot képezhetünk, amelyet a bejövő levegő hűtése érdekében keresztülvezethetünk a 16 fő hőcserélő 24 járatán. Ebben 15 az összefüggésben nagy tisztaságúnak nevezzük az oxigént, ha tisztasága kb. 99,5% vagy annál nagyobb. Látható, hogy a nagy tisztaságú argon a találmány szerint kisebb tisztaságú oxigénnel együtt állítható elő. Egy 74 nitrogén termékáram a 42 nitrogénkigőzölő oszlop 46 20 tetejéről, egy 76 nitrogén veszteségárama pedig az előbbinél alacsonyabb szintről vezethető ki. A 74 nitrogén termékáram és a 76 nitrogén veszteségáram áthalad a 39 hűtőn, és közvetett hőcsere útján hűti az oxigénben gazdag 34 folyadékáramot és a nitrogénben gazdag 32 ára- 25 mot. Ezután a 74 nitrogén termékáram és a 76 nitrogén veszteségáram áthalad a 16 fő hőcserélő 20 és 22 járatain, majd termékáram, ill. veszteségáram alakjában elhagyja a levegőszétválasztó berendezést.

A levegőszétválasztó eljárás és berendezés hőegyensúly áram fenntartásához egy részlegesen lehűtött. 78 levegő mellékáramot („részlegesen lehűtött”, mert ezt az áramot a 16 fő hőcserélő hideg és meleg vége közötti részből vezetjük ki) egy 80 turboexpanderbe viszünk be.

A 80 turboexpanderból kilépő közeget a 42 nitrogénki- 35 gőzölő oszlop egy megfelelő szintjére vezetjük be. Belátható, hogy a 80 turboexpanderból kilépő közeg részleges bevezetése is lehetséges a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba.

Mint már korábban említettük, az ábrán látható oszlopok bármelyike tartalmazhat tányérokra töltetet vagy ezek kombinációját. Az ábrázolt kiviteli alaknál a 26 rektifikáló oszlop tányérokat tartalmaz, a 42 nitrogénkigőzölő oszlop és az 50 argonoszlop pedig strukturált töltettel van ellátva. Az ábrázolt berendezésben az oxigén- és az argontermék attól függetlenül előállítható, hogy milyen elemeket alkalmazunk az oszlopokban. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti levegőszétválasztó eljárásban és berendezésben a 80 turboexpanderből kilépő közeg visszavezethető a 16 fő hőcserélőbe a bejövő levegő entalpiájának csökkentése és ezáltal hűtése érdekében. Meg kell említeni azt is, hogy a strukturált töltet alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy kisebb a nyomásesés, mint tányérok vagy tálcák esetén és így alacsonyabbak az üzemeltetési költségek.

A továbbiakban két az üzemelés számítógépes szimulációjával készült példát mutatunk be, amelyek szemléltetik a strukturált töltet és a szitatányérok alkalmazásának hatékonyságát mind a 42 nitrogénkigőzölő oszlopban, mind az 50 argonoszloppan. Az 1. példában a 26 rektifikáló oszlop 40 tányért tartalmaz, a hatékonyság kb. 100% és a nyomásesés tányéronként kb. 2,8 10~³bar. A 42 nitrogénkigőzölő oszlopban és az 50 argonoszlopban egyaránt strukturált töltetet, pl. a Sulzer Brothers Limited, Winterthur, Svájc cég által gyártott 700Y típust alkalmazzuk. A 2. példában a 26 rektifikáló oszlop 50 30 tányért tartalmaz, a hatékonyság kb. 100% és a nyomásesés tálcánként kb. 2,8 · 10 ³ bar. Ebben a példában a 42 nitrogénkigőzölő oszlopban és az 50 argonoszlopban is tányérokat alkalmazunk. Ezek a tányérok kb. 70%-os hatásfokkal működnek, és a nyomásesés tányéronként kb. 2,8 10“³ bar. A két példában táblázatos formában adjuk meg az egyes áramokat, hőmérsékleteket, nyomásokat és az összetételt.

1. példa

Áram	Anyag- áram kg-mol/h	Hőmér- séklet °K	Nyomás bar	N₂%	Ar%	O₂%
72 a 16 fő hőcserélő előtt	105	92,98	1,35	0	0,27	99,73
70	4	89,09	1,23	0,1 ppm	99,9992	8,3 ppm
48	241,5	92,4	1,342	510'³ppm	7,9	92,1
56 a 68 nyomásszabályozó szelep előtt	132,5	92,4	1,342	5-10 ³ppm	11,2	88,8
56 a 68 nyo-	132,5	92,4	1,335	5,5-10³ppm	11,2	88,8

másszabályozó szelep után

HU 214 080 Β

1. példa folytatása

Áram	Anyag- áram kg-mol/h	Hőmér- séklet °K	Nyomás bar	n₂%	Ar%	O₂%
32 hűtés után	208,4	81	5,25	99,97	0,03	1 ppm
74 a 42 nitrogénkigőzölő oszlop tetején	260,5	79,5	1,3	99,985	0,015	0,3 ppm
34 hűtés után	241,6	96	5,36	59,26	1,71	39,03
38	99,5	96	5,36	59,26	1,71	39,03
36 elgőzölés után	142,1	87,3	1,35	59,26	1,71	39,03
76 a 42 nitrogénkigőzölő oszlop tetején	130,5	79,55	1,303	99,7	0,3	19 ppm
10 kompresszió előtt	500	298	1	78,113	0,931	20,956
10 kompresszió után	500	293	5,8	78,113	0,931	20,956
78 expanzió után	50	100,84	1,35	78,113	0,931	20,956
74 a 39 hűtő után	260,5	97,51	1,2	99,985	0,015	0,3 ppm
74 a 16 fő hőcserélő után	260,5	291,37	1,1	99,985	0,015	0,3 ppm
76 a 39 hűtő után	130,5	97,51	1,2	99,7	0,3	19 ppm
76 a 16 főhőcserélő után	130,5	291,37	1,1	99,7	0,3	19 ppm
72 a 16 fő- 104,54 hőcserélő után	291,37	1,25	0	0,27	99,73

A fenti példában a 42 nitrogénkigőzölő oszlop kb. 60 elméleti fokozattal rendelkezik. A 76 nitrogén veszteségáramot a hatodik elméleti fokozatnál vezetjük ki, majd először a 39 hűtőn, azután pedig a 16 fő hőcserélőn vezetjük át. A 76 nitrogén veszteségáram ezután veszteségként kibocsátható vagy felhasználható a 12 tisztítóegység regenerálására. A 74 nitrogén termékáram az első elméleti fokozatnál lép ki, majd először a 39 hűtőn, azután pedig a 16 fő hőcserélőn halad át. A 74 nitrogén termékáram ezután veszteségként kibocsátható, vagy termékként felhasználható vagy az említett két lehetőség között tetszőlegesen megosztható. A 34 folyadékáramot (a hűtés után) a 36 és 38 részáramokra osztjuk fel. A 38 részáramot a huszonhatodik elméleti fokozatnál vezetjük be a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba. A 36 részáramot a 65 expanziós szeleppel expandáljuk és az argonoszlop 59 fej kondenzátorában elgőzölögtetjük. Az elgőzölögtetés után a 36 részáramot a harmincadik elméleti fokozatnál bevezetjük a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba, Az 50 argonoszlop kb. kettőszázhúsz fokozattal rendelkezik, amelyek közül százkilencvenöt fokozat rektifíkáló fokozatként, huszonöt fokozat pedig kigőzölő fokozatként szolgál. A 48 argon-oxigén folyadék áramot a 42 nitrogénkigőzölő oszlop aljából vezetjük ki és a százkilencvenötödik elméleti fokozatnál tápláljuk be az 50 argonoszlopba. Az 56 argon-oxigén gőz áramot az 50 argonoszlopból vezetjük ki, a 68 nyomásszabályozó szelep segítségével csökkentjük a nyomását, majd a 42 nitrogénkigőzölő oszlop aljába vezetjük be. Az előállított argontermék mennyisége, amint feltüntettük, 4 kgmol/h, amelyben a nitrogén koncentrációja 0,1 ppm, az oxigéné pedig 8,3 ppm.

HU 214 080 Β

2. példa Aram	Anyag- áram kg-mol/h	Hőmér- séklet °K	Nyomás bar	n₂%	Ar%	O₂%
72 a 16 fő hőcserélő előtt	105,5	97,6	2,08	0	0,5	99,5
70	3,3	88,4	1,15	0,3 ppm	99,999	9,3 ppm
48	222,15	94	1,56	10-10³ ppm	7,6	92,4
56 a 68 nyomásszabályozó szelep előtt	113,35	96	1,88	12-10^-3 ppm	11,6	88,4
56 a 68 nyomásszabályozó szelep után	113,35	94	1,56	12Ό0^-3 ppm	11,6	88,4
32 hűtés után	197,7	81	7,34	99,94	0,06	1 ppm
74 a 42 nitrogénkigőzölő oszlop tetején	261,5	79,5	1,3	99,97	0,03	1,3 ppm
34 hűtés után	252,3	101	7,45	61,01	1,62	37,37
38	99,5	101	7,45	61,01	1,62	37,37
36 elgőzölés után	142,1	87,35	1,43	61,01	1,62	37,37
76 a 42 nitrogénkigőzölő oszlop tetején	130	79,73	1,32	99,35	0,62	270 ppm
10 kompresszió előtt	500	298	1	78,113	0,931	20,956
10 kompresszió után	500	293	7,9	78,113	0,931	20,956
78 expanzió után	50	123,9	1,43	78,113	0,931	20,956
74 a 39 hűtő után	261,5	101,4	1,2	99,97	0,03	1,3 ppm
74 a 16 fő hőcserélő után	261,5	289,6	1,1	99,97	0,03	1,3 ppm
76 a 39 hűtő után	130	101,4	1,2	99,35	0,62	270 ppm
76 a 16 fő hőcserélő után	130	289,6	1,1	99,35	0,62	270 ppm
72 a 16 fő hőcserélő után	105,5	289,6	1,976	0	0,5	99,5

A fenti 2. példában a 42 nitrogénkigőzölő oszlop kb. hatvanöt elméleti fokozattal rendelkezik. A 76 nitrogén veszteségáramot a hatodik elméleti vezetjük ki, majd először a 39 hűtőn, azután pedig a 16 fő hőcserélőn 60 vezetjük át. A 76 nitrogén veszteségáram ezután veszteségként kibocsátható vagy felhasználható a 12 tisztítóegység regenerálására. A 74 nitrogén termékáramot az első elméleti fokozatnál vezetjük ki, majd először a 39

HU 214 080 Β hűtőn, azután pedig a 16 fő hőcserélőn vezetjük át. A 74 nitrogén termékáram ezután veszteségként kibocsátható vagy termékként felhasználható vagy az említett két lehetőség között tetszőlegesen megosztható. A 34 folyadékáramot (a hűtés után) a 3 6 és 3 8 részáramokra osztjuk fel. A 38 részáramot a huszadik elméleti fokozatnál vezetjük be a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba. A 36 részáramot a 65 expanziós szelepen keresztül expandáljuk és az argonoszlop 59 fejkondenzátorában elgőzölögtetjük. Az elgőzölögtetés után a 36 részáramot a harmincadik elméleti fokozatnál vezetjük be a 42 nitrogénkigőzölő oszlopba. Az 50 argonoszlop kb. kettőszázhúsz fokozattal rendelkezik, amelyek közül száznyolcvanöt fokozat rektifíkáló fokozatként, harmincöt fokozat pedig kigőzölő fokozatként szolgál. A 48 argon-oxigén folyadék áramot a 42 nitrogénkigőzölő oszlop aljából vezetjük ki és a száznyolcvanötödik elméleti fokozatnál vezetjük be az 50 argonoszlopba. Az 56 argon-oxigén gőz áramot a 42 nitrogénkigőzölő oszlop aljába vezetjük be. Az előállított argontermék mennyisége, amint feltüntettük 3,3 kg-mol/h, amelyben a nitrogén koncentrációja 0,3 ppm, az oxigén koncentrációja pedig 9,3 ppm.

A találmányt a fentiekben előnyös kiviteli példák alapján mutattuk be, azonban nyilvánvaló, hogy a találány oltalmi körén belül még számos további változat is lehetséges.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás levegő kriogén szétválasztására nagy tisztaságú argon előállításához, azzaljellemezve, hogy a levegőt sűrítjük és tisztítjuk, majd rektifikálásra alkalmas hőmérsékletre hűtjük le, ezután egy rektifíkáló oszlopban rektifikáljuk, és a rektifíkáló oszlop alján oxigénben gazdag folyadékot, a rektifíkáló oszlop tetején pedig nitrogénben gazdag közeget állítunk elő, az argont és az oxigént tartalmazó, nitrogénben szegény folyadékot egy argonoszlopban az oszlop alján összegyűlő oxigéntartalmú folyadékra és az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőzre választjuk szét, a nagy tisztaságú argongőzt az argonoszlop tetejéből argonáram alakjában kivezetjük, közvetett hőcserével kondenzáljuk, a kondenzált argonáramot refluxként visszavezetjük az argonoszlopba, az oxigénben gazdag folyadékot a rektifíkáló oszlop aljából oxigéndús áram alakjában kivezetjük és egy olyan nyomásra expandáljuk, amelyen az oxigénben gazdag folyadék hőmérséklete legfeljebb annyi, mint az argonoszlop tetején összegyűlt nagytisztaságú argongőz kondenzációs hőmérséklete, az oxigénben gazdag áramot az argonáram közvetett hőcserével történő kondenzációjával legalább részben elgőzölögtetjük, majd a legalább részleges elgőzölögtetés után az oxigénben gazdag áramot egy olyan szinten vezetjük be a nitrogénkigőzölő oszlopba, ahol a koncentráció összeegyeztethető az oxigénben gazdag áram koncentrációjával, a nitrogénkigőzölő oszlopba bevezetett oxigénben gazdag áramból egy kihajtógáz segítségével kihajtjuk a nitrogént, és a nitrogénkigőzölő oszlop alján nitrogénben szegény argon-oxigén tartalmú folyadékot állítunk elő, amelyből egy argon-oxigén áramot vezetünk át az argonoszlopba az argon-oxigén tartalmú folyadék szétválasztásához és részleges elgőzölögtetéséhez és ezáltal a kihajtógáz előállításához, a kihajtógázt az argonoszlopból átvezetjük a nitrogénkigőzölő oszlopba, a nitrogénkigőzölő oszlopot egy előre meghatározott nyomástartományban működtetjük azáltal, hogy a kihajtógáz nyomását a nitrogénkigőzölő oszlopba történő bevezetésnél így szabályozzuk, hogy az oxigénben gazdag áram nyomásszintje a bevezetésnél legfeljebb akkora legyen, mint az oxigénben gazdag áram nyomása az expanzió után, ami lehetővé teszi az oxigénben gazdag áram beáramlását a nitrogénkigőzölő oszlopba, továbbá az argonoszlopot egy magasabb nyomástartományban működtetjük, mint a nitrogénkigőzölő oszlop előre meghatározott nyomástartománya, úgyhogy a kihajtógáz a nyomáskülönbség hatására beáramlik a nitrogénkigőzölő oszlopba, az argon-oxigén áramot nyomásának növelésével áramoltatjuk be az argonoszlopba, és az argonoszlopból az annak tetején összegyűlt argongőzből álló termékáramot vezetünk ki.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a rektifíkáló oszlop tetején összegyűlt nitrogénben gazdag gőzt az argonoszlop alján összegyűlt folyékony oxigén elgőzölögtetésével kondenzáljuk és ezzel folyékony nitrogént állítunk elő, a folyékony nitrogént refluxként részben visszavezetjük a rektifíkáló oszlopba, és egy másik reflux áramot is képezünk belőle, amelyet refluxként a nitrogénkigőzölő oszlopba vezetünk be.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nitrogénkigőzölő oszlopból egy nitrogén termékáramot és egy nitrogén veszteségáramot vezetünk ki, az argonoszlopból egy oxigén termékáramot vezetünk ki, a refluxáramot és az oxigénben gazdag áramot a nitrogén termékárammal és a nitrogén veszteségárammal végzett közvetett hőcserével lehűtjük, amelynek során a nitrogén termékáram és a nitrogén veszteségáram részben felmelegszik, és az oxigén termékáramot és a nitrogén termékáramot, valamint a nitrogén veszteségáramot az említett közvetett hőcsere után a reflux árammal és az oxigénben gazdag árammal teljesen felmelegítjük.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a levegőt egy légáram formájában hűtjük, és az eljárás hőegyensúlyának fenntartásához a légáramból egy levegő mellékáramot választunk le a levegő részleges lehűtése után, a levegő mellékáramot munkavégzéssel expandáljuk és ezután a levegő mellékáramot teljes egészében vagy részben bevezetjük a nitrogénkigőzölő oszlopba.
5. Berendezés levegő kriogén szétválasztására, amely a levegőt sűrítő kompresszort, a kompresszorhoz csatlakozó, a levegő tisztítására szolgáló tisztítóegységet, a tisztítóegységhez csatlakozó és a levegőt rektifikálásra alkalmas hőmérsékletre lehűtő hűtőt, valamint egy desztilláló oszlop rendszert tartalmaz, amely a hűtőhöz csatlakozó rektifíkáló oszloppal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a rektifíkáló oszlop (26) a levegőnek az oszlopban alul összegyűlő oxigénben gazdag folyadékra és az oszlopban felül összegyűlő nitrogénben gazdag gőzre történő szétválasztására alkalmasan van kialakítva, egy

HU 214 080 Β argonoszlop (50) egy argon-oxigén tartalmú, nitrogénben szegény folyadéknak az oszlop alján összegyűlő folyékony oxigénre és az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőzre történő szétválasztására alkalmasan van kialakítva a rektifikáló oszlophoz (26) egy expanziós szelep (65) csatlakozik, amely az oszlop aljában összegyűlt oxigénben gazdag folyadékból származó oxigéndús áramnak egy olyan nyomásra történő expandálására alkalmasan van kialakítva, amelyen az oxigéndús áram lecsökkent hőmérséklete legfeljebb akkora, mint az oszlop tetején összegyűlt nagy tisztaságú argongőz kondenzációs hőmérséklete, az argonoszlophoz (50) és az expanziós szelephez (65) egy fejkondenzátor (5 9) csatlakozik, amely az oszlop tetej én összegyűlt nagy tisztaságú argongőzből származó argonáramnak az oxigénben dús árammal végzett közvetett hőcseréjére és ezáltal az oxigéndús áram legalább, részleges elgőzölögtetésére és a kondenzáció után az argonáramnak refluxként az argonoszlopba történő visszavezetésére alkalmasan van kialakítva egy nitrogénkigőzölő oszlop (42) az oxigéndús áramból származó nitrogénnek egy kihajtógáz segítségével történő kigőzölésére és az argonoxigén tartalmú, nitrogénben szegény folyadéknak az oszlop alján történő összegyűjtésére alkalmasan van kialakítva, a nitrogénkigőzölő oszlop (42) úgy csatlakozik a fejkondenzátorhoz, hogy az oxigéndús áram a legalább részleges elgőzölés után egy olyan szinten áramlik be a nitrogénkigőzölő oszlopba (42), ahol a koncentráció összhangban van az oxigéndús árammal, a nitrogénkigőzölő oszlop (42) úgy van összekötve az argonoszloppal (50), hogy az argon-oxigén tartalmú folyadékból álló argon-oxigén áram beáramlik az argonoszlopba (50) és részben elgőzölögve kihajtógázt hoz létre, az argonoszlop (50) úgy van a nitrogénkigőzölő oszlophoz (42) kapcsolva, hogy a kihajtógáz az argonoszlopból a nitrogénkigőzölő oszlopba (42) áramlik, az argonoszlop (50) és a nitrogénkigőzölő oszlop (42) között egy nyomásszabályozó szelep van elhelyezve, amely csökkenti a nitrogénkigőzölő oszlopba (42) belépő kihajtógáz nyomását, és ezáltal úgy szabályozza a nitrogénkigőzölő oszlop (42) nyomástartományát, hogy az oxigénben gazdag áram belépési szintje legfeljebb akkora nyomáson van, mint az oxigénben gazdag áram nyomása az expanzió után, ami lehetővé teszi az oxigénben gazdag áram beáramlását a nitrogénkigőzölő oszlopba (42), az argonoszlop (50) egy magasabb nyomástartományban üzemel, mint a nitrogénkigőzölő oszlop nyomástartománya, úgyhogy a kihajtógáz a nyomáskülönbség hatására beáramlik a nitrogénkigőzölő oszlopba (42), és az argonoszlophoz az oszlop tetején összegyűlő nagy tisztaságú argongőzből egy termékáramot kialakító eszköz csatlakozik.
6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzaljellemezve, hogy a nitrogénkigőzölő oszlopot (42) és az argonoszlopot (50) összekötő eszközök egy olyan vezetéket tartalmaznak, amely - az argon-oxigén áramot a nitrogénkigőzölő oszlopból (42) az argonoszlopba (50) vezeti, és egy olyan szerelvényt, amely a nitrogénkigőzölő oszlopot (42) az argonoszlophoz (50) képest olyan mértékben megemelve tartja, hogy az argon-oxigén áram elegendő nyomással rendelkezik az argonoszlopba történő áramláshoz.
7. Az 5. vagy 6. igénypont, szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rektifikáló oszlop (26), és az argonoszlop (50) hőátadó kapcsolatban van egymással egy kondenzátor-visszaforraló segítségével, amely a rektifikáló oszlop (26) tetején összegyűlő nitrogénben gazdag gőzt az argonoszlop (50) alján összegyűlő folyékony oxigén elgőzölögtetésével szemben folyékony nitrogénné kondenzálja, továbbá a berendezés a kondenzátorvisszaforralót a nitrogénkigőzölő oszloppal (42) összekötővezetéket is tartalmaz, amely refluxként folyékony nitrogén áramot vezet be a nitrogénkigőzölő oszlopba.
8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nitrogénkigőzölő oszlophoz (42) és a rektifikáló oszlophoz (26) a nitrogénkigőzölő oszlopból (42) kivezetett nitrogén termékáramot és nitrogén veszteségáramot a folyékony nitrogénáram és az oxigénben gazdag áram lehűtésével szemben felmelegítő hűtővel, továbbá egy fö hőcserélővel rendelkezik, amely a. tisztítóegységet és a rektifikáló oszlopot összekötő, és a rajta átáramló levegőt, a rektifikáló oszlopot (42) történő belépés előtt lehűtő első járatot, az argonoszloppal összeköttetésben álló és a nagy tisztaságú oxigénből álló oxigén termékáramot a levegő lehűtésével szemben teljesen felmelegítő második járatot, valamint a hűtővel összeköttetésben álló és a nitrogén termékáram és a nitrogén veszteségáram melegedése után ezeket az áramokat a fő hőcserélőben a levegő hűtésével szemben teljesen felmelegítő harmadik és negyedik járatokat tartalmaz.
9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nitrogénkigőzölő oszlop (42) és a hőcserélő első járata közé kapcsolt és a berendezés hőegyensúlyának fenntartásához egy részlegesen lehűtött levegőáramot expandáló, majd a nitrogénkigőzölő oszlopba (42) bevezető turboexpandert (80) tartalmaz.