HUT63247A - Method and apparatus for producing nitrogen of ultra high purity - Google Patents

Method and apparatus for producing nitrogen of ultra high purity Download PDF

Info

Publication number
HUT63247A
HUT63247A HU9201842A HU9201842A HUT63247A HU T63247 A HUT63247 A HU T63247A HU 9201842 A HU9201842 A HU 9201842A HU 9201842 A HU9201842 A HU 9201842A HU T63247 A HUT63247 A HU T63247A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
stream
column
product stream
phase
liquid
Prior art date
Application number
HU9201842A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9201842D0 (en
Inventor
Sidney S Stern
Original Assignee
Boc Group Inc
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24892824&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=HUT63247(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Boc Group Inc filed Critical Boc Group Inc
Publication of HU9201842D0 publication Critical patent/HU9201842D0/hu
Publication of HUT63247A publication Critical patent/HUT63247A/hu

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04048—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04048—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams
    • F25J3/0406—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04236—Integration of different exchangers in a single core, so-called integrated cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04309—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
    • F25J3/04315—Lowest pressure or impure nitrogen, so-called waste nitrogen expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/044—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a single pressure main column system only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/0443—A main column system not otherwise provided, e.g. a modified double column flowsheet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04969—Retrofitting or revamping of an existing air fractionation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/20—Processes or apparatus using separation by rectification in an elevated pressure multiple column system wherein the lowest pressure column is at a pressure well above the minimum pressure needed to overcome pressure drop to reject the products to atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F25J2200/94—Details relating to the withdrawal point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/82—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a reactor with combustion or catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/42—Nitrogen or special cases, e.g. multiple or low purity N2
    • F25J2215/44—Ultra high purity nitrogen, i.e. generally less than 1 ppb impurities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/42—Separating low boiling, i.e. more volatile components from nitrogen, e.g. He, H2, Ne
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20—Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/40—One fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/42—One fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/52—One fluid being oxygen enriched compared to air, e.g. "crude oxygen"

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására levegő mélyhűtésű rektifikálásával. Még pontosabban a találmány egy olyan eljárásra és berendezésre vonatkozik, amelyekkel a könnyű elemek, így a hélium, a hidrogén és a neon eltávolíthatók a nagy tisztaságú nitrogénből és így ultranagy tisztaságú nitrogén állítható elő.
Ismeretesek olyan eljárások és berendezések, amelyekkel a levegő mélyhűtésű rektifikálásával nagy tisztaságú nitrogént állítanak elő. Például egy ilyen eljárást és berendezést ismertet a 4.966.022 sz. USA szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál a nagy tisztaságú nitrogént egy egyoszlopos mélyhűtésű rektifikálási eljárással állítják elő, amelynek során egy további kompressziós ciklust alkalmaznak. Egy ilyen ciklusban a nitrogén egyik részáramát egy expanziós gépbe vezetik, egy másik részáramát pedig egy kompresszor segítségével sűrítik, amely kompresszor egy energiaelnyelő féken át egy turbó expanderhez csatlakozik. A sűrített részáramot bevezetik az oszlopba, hogy javítsák a nitrogén kihozatalt, a géppel expandált részáramot pedig az eljárás során hűtőközegként használják. Egy ilyen eljárás és berendezés nagy tisztaságú nitrogént állít elő, nagy nyomáson és nagy termodinamikus hatékonysággal. Az előállított nitrogén nagy tisztaságú abban az értelemben, hogy oxigénben szegény. Az előállított termék azonban könnyű elemeket, így héliumot, hidrogént és neont tartalmaz, amelyek illékonyságuk következtében az előállított nitrogénben olyan mértékben feldúsúlnak, hogy koncentrációjuk akár tízszerese lesz a levegőben mérhető koncentrációjuknak. A nitrogén legtöbb ipari felhasználásánál a könnyű elemek ilyen koncentrációja lényegtelen. Az elektronikai iparban azonban ultranagy tisztaságú nitrogénre van szükség, amely lényegében nem tartalmaz könnyű elemeket.
A 4.902.321 sz. USA szabadalmi leírás egy olyan berendezést és eljárást ismertet, ámelynél az ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására egy egyoszlopos berendezést alkalmaznak. A rektifikáló oszlopban a nitrogénben gazdag gőz az oszlop tetején gyűlik össze, míg az oxigénben gazdag folyadék az oszlop alján. A nitrogénben gazdag gőz egy részét egy kondenzátorba vezetik be, ahol az az oxigénben gazdag folyadékkal végzett közvetett hőcsere folyamán kondenzálódik. A kondenzálódott nitrogént ezután refluxként visszavezetik az oszlopba. A nitrogénben gazdag gőz egy részét egy köpenyből és csövekből álló hőcserélőbe vezetik be. A nitrogénben gazdag gőz a hőcserélőben fokozatosan részben kondenzálódik, és így egy nitrogénben gazdag folyadék keletkezik, amely a hőcserélő alján gyűlik össze. A nitrogénben gazdag folyadék áramát egy alacsonyabb nyomásra expandáltatják, majd bevezetik a hőcserélő köpenyébe. Az expanzió következtében nyomáskülönbség keletkezik- a belépő nitrogénben gazdag gőz és az expandált nitrogénben gazdag folyadék között, és hőcsere zajlik le a gőz és a folyadék között. A hőcsere következtében a nitrogénben gazdag gőz kondenzálódik, az expandált nitrogénben gazdag folyadék pedig elgőzölög, amelyet ultranagy tisztaságú nitrogén formájában eltávolítanak a hőcserélőből.
Látható, hogy a köpenyes- csöves hőcserélő alkalmazása növeli a gyártási költségeket. Ezért a találmány szerint egy olyan eljárást és berendezést kívánunk létrehozni ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására, amely legegszerűbb formájában csak minimális mértékben növeli a gyártási költségeket. Lényegében a találmány a 4.966.002 sz. USA szabadalmi leírás szerinti megoldás továbbfejlesztésének tekinthető .
Az ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására szolgáló találmány szerinti eljárás során levegő mélyhűtésű rektifikálásával egy rektifikáló oszlopban könnyű elemekben gazdag, nagy tisztaságú nitrogént tartalmazó gőzt állítunk elő, amelyet az oszlop tetején kivezetünk. Az oszlop tetején kivezetett gőzáramot részben kondenzálva,,a könnyű elemekben szegény folyadékfázist és a könnyű elemekben gazdag gázfázist hozunk létre. A’ gázfázist'elkülönítjük,· a kondenzátumot pedig refluxként visszavezetjük a rektifikáló oszlópba,. A rektifikáló oszlopban a könnyű elemeket kigőzölögtetjük a refluxból, és az így kapott ultranagy tisztaságú, folyékony nitrogénből’ álló termékáramot kivezetjük a rektifikáló oszlopból. A rektifikálási eljárástól függően a termék vagy közvetlenül szállítható a fogyasztónak, vagy tovább tisztítható és/vagy felhasználható a rektifikálási eljárás során, pl.hűtőkapacitásának visszanyerésére, és ezután szállítható a fogyasztónak.
A termék tovább tisztítható oly módon, hogy egy sovány gázzal történő érintkeztetéssel további könnyű elemeket gőzölögtetünk ki a termékből. Például a termékáram egy kigőzölő oszlop tetejébe vezethető be, a sovány gáz pedig szintén a kigőzölő oszlopba, de a termékáram bevezetési helye alatt. Ezáltal tovább tisztított ultranagy tisztaságú folyékony nitrogén állítható elő, amely a kigőzölő oszlop alján gyűlik össze, a kigőzölő oszlop tetején pedig a könnyű komponensek gyűlnek fel. A tovább tisztított ultranagy tisztaságú folyékony nitrogént kivezetjük a kigőzölő oszlop aljából.
A nitrogén gyártás termelékenysége növelhető, ha a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyű komponenseket, a rektifikáló oszlop nyomására sűrítjük, majd visszavezetjük a rektifikáló oszlopba. Egy másik változatnál az újabb kompresszió költségeinek elkerülésére a kigőzölő oszlop tetején kivezetett gázokat részben kondenzáljuk, és így egy folyadék fázist és egy gázfázist állítunk elő. A folyadék fázis szegény, a gázfázis pedig gazdag a könnyű elemekben. A gázfázist elkülönítjük, a kondenzátumot pedig visszavezetjük a kigőzölő oszlopba, hogy ott sovány gáz felhasználásával kigőzölögtessük. Ezen kívül a rektifikáló oszlop aljában felhalmozódó folyadék, nyers oxigénben gazdag folyadék, kivezethető a rektifikáló oszlopból. Ennek a folyadéknak a részleges elgőzölögtetésével részben kondenzálható a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett gáz. A hűtőpotenciál visszanyerhető a részben kondenzált folyékony termékáramból,.és aztán visszavezethető az alacsony hőmérsékletű rektifikáló folyamatba a termékáram növelésére. A termékáram előállításának növekedését a tovább tisztított termékáram további növekedése kiséri.
A találmány tárgyát képezi az ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására szolgáló berendezés is. A levegő mélyhűtési rektifikációjával működő berendezés könnyű elemekben gazdag, nagy tisztaságú nitrogént taratlmazó gőz előállítására alkalmas rektifikáló oszloppal rendelkezik. Az oszlop tetejéhez az onnan kivezetett gőzáram részleges kondenzálásával a könnyű elemekben gazdag gázfázist és a könnyű elemekben szegény folyadék fázist előállító kondenzátor csatlakozik. A kondenzátor után a gázfázist a kondenzátumtól elkülönítő fázis szétválasztó van kapcsolva. A fázis szétválasztó a kondenzátumot refluxként a rektifikáló oszlopba visszavezető vezetéken át a rektifikáló oszlop tetejével van összekötve. A rektifikáló oszlop úgy van méretezve, hogy a könnyű elemek kigőzölögnek a refluxból és a rektifikáló oszlop alatt ultranagy tisztaságú, folyékony nitrogén marad vissza. Végül a berendezés az ultranagy tisztaságú nitrogént az oszlopból folyadék formájában, a berendezésből pedig folyadék vagy gőz formájában kivezető, illetve szállítóeszközökkel rendelkezik.
A kivezető, illetve szállítóeszközök a termékáramot tovább tisztító eszközökkel is elláthatók, és ez a tovább tisztított termékáram vezethető ki a berendezésből. Ezek az eszközök alkalmasak lehetnek olyan sovány gáz előállítására, amely szegényebb a könnyű elemekben, mint az ultranagy tisztaságú folyékony nitrogén, és a sovány gázt előállító eszközök egy kigőzölő oszloppal köthetők össze, amelyben a sovány gáz felfelé áramlik. A kigőzölő oszlop úgy van összekötve a rektifikáló oszloppal, hogy az abból kivezetett termékáram a kigőzölő oszlopban lefelé áramlik, és a sovány gázzal történő érintkezés során végbemenő kigőzölgés után tovább tisztított ultranagy tisztaságú folyékony nitrogént kapunk, amely a kigőzölő oszlop alján gyűlik össze. A kigőzölő oszlop az alján összegyűlt tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogén kivezetésére szolgáló eszközökkel rendelkezik. Ezek az eszközök hozzák létre a kivezetett ultranagy tisztaságú folyékony nitrogénből a tovább tisztított termékáramot.
A tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogén gyártásánál a termelékenység növelésére egy kompresszor helyezhető el a kigőzölő oszlop teteje és a rektifikáló oszlop egy alkalmas pontja között. Ez a kompresszor a kigőzölő oszlop tetején kivezetett gázáramot a rektifikáló oszlop nyomására sűríti, és a sűrített gázt bevezeti a rektifikáló oszlopba. Egy másik kiviteli alaknál a kigőzölő oszlop tetejéhez az onnan kivezetett gázokat részben kondenzáló eszköz csatlakoztatható, amely a könnyű elemekben gazdag gázfázist és a könnyű elemekben szegény folyadék fázist állít elő. A könnyű elemekben gazdag gázfázist fázis szétválasztó választja el a könnyű elemekben szegény folyadékfázistól. A fázis szétválasztó úgy van a kigőzölő oszlophoz kapcsolva, hogy a szegény folyadék fázis az oszlopban lefelé áramlik, és közben érintkezik a sovány gázzal.
A találmány szerinti eljárás és berendezés felhasználásával egy nagy tisztaságú nitrogén előállítására alkalmas berendezés könnyen alkalmassá tehető ultranagy • 4 • · · · · · • »· «· · · *
- 8 tisztaságú nitrogén gyártására,,amihez módosítani kell a kondenzátort és az oszlopot, illetve a berendezést egy fázis szétválasztó tartállyal és a hozzátartozó csővezetékekkel kell kiegészíteni. A fázis szétválasztó tartály leválasztja a gázfázist a részben kondenzált áramlásból, és a könnyű elemek eltávolításával tisztítja azt. Amikor az áramlást refluxként visszavezetjük az oszlopba, az oszlop tetején a könnyű elemek további kigőzölgése megy végbe a refluxból, és így ultranagy tisztaságú nitrogén keletkezik. A találmány szerinti eljárásnál illetve berendezésben egy olcsó fázis szétválasztó tartályt és magát a tornyot használjuk tisztító eszközökként, aminek következtében a találmány segítségével könnyen és olcsón ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására alkalmas berendezés alakítható ki egy nagy tisztaságú nitrogént gyártó berendezésből .
A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján részletesebben ismertetjük. A rajzokon az
1. á b r a : a találmány szerinti levegő szétválasztó berendezés vázlata, a
2. ábra : a találmány szerinti levegő szétválasztó berendezés egy másik kiviteli alakjának vázlata, a . á b r a : a találmány szerinti levegő szétválasztó berendezés egy további előnyös kiviteli alakjának vázlata, a . á b r a : a találmány szerinti levegő szétválasztó berendezés egy másik célszerű kiviteli alakjának vázlata, és az
5. ábra : a találmány szerinti levegő szétválasztó berendezés egy további előnyös kiviteli alakjának vázlata.
Valamennyi ábrázolt kiviteli alaknál a találmány szerinti eljárást és berendezést a 4,966.002 sz. USA szabadalmi leírás 4.ábrája szerinti levegő szétválasztó berendezéshez alkalmazzuk. Az egyszerűség kedvéért az egyes alkotó részek, illetve az áramlások jelölésére ugyanazokat a számokat használjuk. Az áramlások irányát nyilak jelölik.
Az 1.ábrán a találmány szerinti 10 levegő szétválasztó berendezés látható. A 10 levegő szétválasztó berendezésben a 12 kompresszor sűríti a levegőt, majd a 14 előtisztító egység tisztítja. A 14 előtisztító egység aktivált alumíniumból és molekula szűrőből álló ágyat tartalmaz a széndioxid, a víz és a hidrogén abszorbeálására. A sűrített és tisztított levegőből álló 16 levegőáram a lemezbordás 18 hőcserélőben lehűl. Ezután a 16 levegőáram a 20 és 22 részekre oszlik fel. A 16 levegőáram 20 részét bevezetjük a kb. 79 tányérral rendelkező 24 rektifikáló oszlopba. A levegőnek a 24 rektifikáló oszlopban történő lepárlása során az oszlop alján oxigénben gazdag 26 folyadék gyűlik össze, az oszlop 28 tetején pedig a könnyű komponensek. A 24 rektifikálő oszlopban nagy tisztaságú folyékony nitrogén keletkezik a 75. tányéron, amely 4 tányérral van lejjebb a 24 rektifikáló oszlop tetejénél. Az oszlop 28 tetején összegyűlt gáz nagy tisztaságú nitrogéngőzt tartalmaz, amely gazdag a könnyű elemekben. A könnyű elemek illékonysága miatt ezek az oszlop tetején koncentrálódnak.
Az oxigénben gazdag folyadék 30 áramát a 24 rektifikáló oszlop alján vezetjük ki. A 25 visszacsapó szelep fenntartja az oszlopban a nyomást. A 25 visszacsapó szelepen történő áthaladás után a 30 áram elgőzölög és felmelegszik a 32 kondenzátorban és a 34 levegő cseppfolyósítóban, amely lemezbordás szerkezetű, és így a meleg 36 áram keletkezik. A meleg 36 áram a 38 és 40 részekre oszlik fel. A 38 részt a 42 kompresszor összesűríti, és ezáltal a sűrített 44 áramot állítja elő. A sűrített 44 áram a 18 fő hőcserélőben lehűl, majd visszakerül a 24 rektifikáló oszlopba.a nitrogén kihozatal javítására.
A 24 rektifikáló oszlop 28 tetejéből a 46 áramot vezetjük ki. A találmány szerint a 46 áram részben kondenzálódik a 32 kondenzátorban, majd a 48 fázis szétválasztóba kerül. A könnyű elemekben szegény folyadékfázis a 48 fázisszétválasztó alján gyűlik össze, az illékony könnyű elemekben gazdag gázfázis pedig a 48 fázisszétválasztó tetején. A 48 fázisszétválasztó a 24 rektifikáló oszlop tetejével van összekötve a részlegesen kondenzált 46 áram folyadékfázisáhak az 50 reflux alakjában történő visszavezetéséhez a 24 rektifikáló oszlopba. így a 46 áram részleges kondenzálása és az ezt követő fázisszétválasztás a 46 áram részleges tisztítását jelenti, mivel a gőzfázist elkülönítjük a kondenzátumtól. A gőzt az 52 gőzáram formájában vezetjük el, ma’jd a 36 áram 40 részével egyesítjük, és így az 54 egyesített áram keletkezik. Az 55 nyomásszabályozó az 52 gőzáram nyomását a 36 áram 40 részének nyomására csökkenti. Az 54 egyesített áram a 18 fő hőcserélőben részlegesen felmelegszik, az 56 turbóexpanderben expandál, és a hűtéshez az 58 expandált áramot hozza létre. Meg kell említeni, hogy a 42 kompresszor az 56 turbóexpanderrel egy közös tengelyen át van összekötve, • · amely a 60 olajfékkel rendelkezik az expanziós folyamat során keletkező munka egy részének elnyelésére. Az 58 expandált áram részben felmelegszik a 34 levegőcseppfolyósítóban, majd teljesen felmelegszik a környezeti hőmérsékletre a 18 fő hőcserélőben, mielőtt elhagyná a rendszert. A felmelegedés közben az 58 expandált áram a bejövő 16 levegőáramot hűti.
Mint már említettük, a 24 rektifikáló oszlop kb. 79 tányérral rendelkezik, azaz néggyel többel, mint a 4.966002 sz. USA szabadol szerinti rektifikáló oszlop. Ennek oka a következő. Miután az 50 refluxot visszavezettük a 24 rektifikáló oszlop tetejébe, az tányérról tányérra csepeg, miközben a könnyű elemek kigőzölögnek belőle. így a 24 rektifikáló oszlop teteje alatt kb. négy tálcával folyadék formájában kivezetett 62 termékáram a könnyű elemekben még szegényebb, mint az 50 reflux, és lényegében ultranagy tisztaságú nitrogénből áll. A 64 visszacsapószelep a 62 termékáram kivezetése ellenére fenntartja a nyomást az oszlopban. A 64 visszacsapószelepen történő áthaladás után a 62 termékáram elgőzölög és felmelegszik, amint áthalad a 32 kondenzátoron és részben kondenzálja a 46 áramot, valamint áthalad a 34 levegőcseppfolyósítón, ahol szintén segít cseppfolyósítani a lehűtött 16 levegőáram 22 részét. Ez a részben felmelegedett 62 termékáram a 18 fő hőcserélőbe kerül, ahol teljesen felmelegszik a környezeti hőmérsékletre.
A 2. ábrán a 100 levegőszétválasztó berendezés látható. A 100 levegőszétválasztó berendezés egy tovább tisztított 66 termékáram előállítására alkalmas, amely nagyobb tiszta12 ságú, mint a 10 levegőszétválasztó berendezés által előállított 62 termékáram. A 100 levegőszétválasztó berendezésben a 62 termékáramot szintén a 24 rektifikáló oszlop teteje alatt kb. a negyedik tálcáról vezetjük ki. A 62 termékáramot ezután a 68 kigőzölő oszlopba vezetjük be, amely egy kb. négyfokozatú töltött oszlop, amelyben a 62 termékáram egy nálánál nagyobb tisztaságú sovány gázzal érintkezik, és így további kigőzölgés megy végbe. A sovány gázt a 68 kigőzölő oszlopba a 62 termékáram belépési pontja alatt vezetjük be, és a tovább tisztított 66 termékáram előállítására használjuk fel, amely a 68 kigőzölő oszlop alján gyűlik össze.
A tovább tisztított 66 termékáramot kivezetjük a 68 kigőzölő oszlop aljából, majd a 32 kondenzátorban és a 34 levegőcseppfolyósítóban elpárologtatjuk. A tovább tisztított 66 termékáramot ezután a 72 és 73 részáramokra osztjuk fel. A tovább tisztított 66 termékáram 72 részárama képezi a sovány gázt, amelyet a 68 kigőzölő oszlop aljába vezetünk be. A tovább tisztított termékáram másik 74 részárama a 18 hő hőcserélőben a környezeti hőmérsékletre melegszik fel, és szállítható a felhasználóhoz. A 68 kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett 78 áramot egyesítjük az 52 gőzárammal és a 36 áram 40 részével, és így az 54 egyesített áramot kapjuk, amely részlegesen felmelegszik, majd kiterjed az 56 turbóexpanderben, és így az 58 expandált áram keletkezik. A 77 és 79 nyomásszabályozók az 52 gőzáram és a 78 áram nyomását a 36 áram 40 részének nyomására csökkentik. Ennek az az előnye a 10 levegőszétválasztó berendezés működéséhez képest, hogy az expanzió mértéke megnövekszik az 56 turbóexpanderbe történő beáramlás növekedésének megfelelően, ami lehetővé teszi több nitrogén sűrítését a 42 kompresszorban a 24 rektifikáló oszlop számára. Ennek eredményeként a 100 levegőszétválasztó berendezéssel, illetve az alkalmazott eljárással, az előállított ultranagy tisztaságú nitrogén még tisztább, mint a 10 levegőszétválasztó berendezéssel előállított nitrogén, ugyanolyan termelékenység mellett.
A 3.ábrán a 200 levegőszétválasztó berendezés látható, amely hasonló a 2.ábra szerinti 100 levegőszétválasztó berendezéshez Az egyetlen különbség a 200 és a 100 levegőszétválasztó berendezések között az, hogy a kigőzölő oszlop tetején kivezetett 78 áramot a 80 kompresszorban a rektifikáló oszlop nyomására sűrítjük, és így vezetjük vissza az oszlopba, egy megfelelő koncentrációjú szinten. A 24 rektifikáló oszlopba bevezetett további nitrogén a 2.ábrán látható megoldáshoz képest javítja az ultranagy tisztaságú .nitrogén kihozatalát.
A 4.ábrán a 300 levegőszétválasztó berendezés látható. A 300 levegőszétválasztó berendezés több ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására képes, mint a 2.ábra szerinti 100 levegőszétválasztó berendezés, mégpedig a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett gáz újrasűrítése, és így a 3. ábra szerinti 200 levegőszétválasztó berendezésnél az ezzel járó költségek nélkül.
A 300 levegőszétválasztó berendezésben a 62 termékáramot további tisztításra vezetjük ki a 24 rektifikáló oszlopból. Ebből a célból a 62 termékáramot a 68 kigőzölő oszlop tete14 jébe vezetjük be további kigőzölögtetés céljából, ahol a 62 termékáram a tovább tisztított 66 termékáram 72 részáramából álló sovány gázzal érintkezik..A kigőzölő oszlop tetején kivezetett 78 áramot részben kondenzáljuk a 82 kondenzátorban, majd bevezetjük a 84 fázisszétválasztóba. A 84 fázisszétválasztóban olyan folyadékfázis és gőzfázis keletkezik, amely szegény, illetve gazdag a könnyű elemekben. A 84 fázisszétválasztó aljából kivezetett 86 áramot a 68 kigőzölő oszlop tetejébe vezetjük be a 62 termékárammal együtt, hogy javítsuk az ultranagy tisztaságú nitrogén kihozatalát.
A 30a oldaláramot a 30 áramból különítjük el, és a 82 kondenzátorban teljesen elgőzölögtetjük. A 31 visszacsapószelep a 24 rektifikáló oszlop nyomásának fenntartására szolgál. A 30a oldaláramot ezután az 56 turbóexpander kimenő áramába vezetjük be, hogy hasznosítsuk a hűtőkapacitást. A gőzfázist a 87 áram formájában vezetjük ki a 84 fázisszétválasztó tetejéből, és egyesítjük a 48 fázisszétválasztó 52 gőzáramával a 36 áram 40 részével együtt történő expanzióhoz. Ez további hűtést eredményez, és fokozza a folyékony nitrogén termelését. A 89 és 91 nyomásszabályozók az 52 gőzáram és a 87 áram nyomását a 36 áram 40 részének nyomására csökkentik.
Az 5.ábrán a 400 levegőszétválasztó berendezés látható, amely abban különbözik a 300 levegőszétválasztó berendezéstől, hogy annak alkatrészein kívül még egy 88 fázisszétválasztó tartályt is tartalmaz. A 400 levegőszétválasztó berendezés nagyobb mértékű kompressziót és expan-
ziót biztosít, mint a 300 levegőszétválasztó berendezés, és ezáltal hatékonyan növeli az ultranagy tisztaságú nitrogén kihozatalát. A 300 levegőszétválasztó berendezéstől eltérően a 30a oldaláramot csak részben gőzölögtetjük el a 82 kondenzátorban. A 30a oldaláram részleges elgőzölög tetése elég nagy nyomást biztosít a hűtőpótenciál hasznosításához. Ez a hasznosítás úgy történik, hogy a részben kondenzált 30a oldaláramot bevezetjük a 88 fázisszétválasztó tartályba, ahol folyadékfázisra és gőzfázisra választjuk szét. A folyadékfázist a 90 áram formájában kivezetjük a 88 fázisszétválasztó tartály aljából. A 90 áramot ezután hozzáadjuk a 30 áramhoz, ami megnöveli az expandálásra kerülő áramlást és növeli az újra sűrítendő mennyiséget. Ezenkívül, mivel a 90 áramot míg azelőtt adjuk hozzá a 30 áramhoz, hogy azt bevezettük volna a kondenzátorba és a levegőcseppfolyósítóba, több, az oszlop tetejéből elvezetett gázt lehet részleges kondenzálni, tisztítani, kigőzölögtetni és visszanyerni. Az eredő 30b áramot bevezetjük a 32 kondenzátorba és a 34 levegőcseppfolyósítóba és előállítjuk a meleg 36a áramot. A gőzfázist a 92 áram formájában vezetjük ki a 88 fázisszétválasztó tartály tetejéből. A 92 áramot azután adjuk hozzá a 36a áramhoz, hogy az áthaladt a kondenzátoron és a levegőcseppfolyósítón, ezáltal létrehozzuk a 36 áramot, amely így az expanzió és az újabb kompresszió előtt további mennyiséggel egészül ki. A hűtőpotenciált úgy hasznosítjuk, hogy az elgőzölés és a felmelegítés után a folyadékfázisból és a gőzfázisból álló áramot hozzáadjuk az 54 egyesített áramhoz, és expanzió céljából ezt vezetjük be az 56 turbóexpanderbe.
Megjegyezzük, hogy a találmány az említetteken kívül más levegőszétválasztó berendezésekhez és eljárásokhoz is alkalmazható. Például a fentiekben leírt kiviteli alakokhoz hasonló módon, egy kétoszlopos mélyhűtésű rektifikálási eljárásnál egy nagy nyomású oszlop használható a nagy tisztaságú nitrogén előállítására, amelyet folyadék formájában az oszlop teteje alatti szinten vezetünk ki. A könnyű elemekben gazdag nagy tisztaságú nitrogént részlegesen kondenzálni lehet, bevezetni egy fázisszétválasztóba a könnyű elemekben gazdag gőz eltávolításához, és azután visszavezetni az oszlopba kigőzölögtetés és így tisztítás céljából, aminek eredményeként ultranagy tisztaságú nitrogént kapunk. Ezenkívül a 2-5.ábrákon látható kiviteli alakokhoz hasonló módon, a nagy nyomású oszloppal előállított terméket tovább finomíthatjuk, ha azt egy kigőzölő oszlopba vezetjük be és ott egy sovány gázzal érintkeztetjük. A 3.ábrával illusztrált eljáráshoz hasonló módon a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett gázt újra sűrítjük és visszavezetjük az oszlopba a nitrogén kihozatal növelése céljából. Ezenkívül, a 4. és 5. ábrához hasonló módon, a nitrogén termelés növelhető, ha a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett gázt részlegesen kondenzáljuk, majd fázisszétválasztást végzünk és a folyadékfázisból álló áramot bevezetjük a kigőzölő oszlop tetejébe.
1. példa
Ebben a példában ultranagy tisztaságú nitrogén elő- 17 állítását ismertetjük az l.ábra szerinti berendezés segítségével. Az eljárással előállított nitrogént a 62 termékáram tartalmazza, amelynek térfogatárama 1115,0 m /h, és kb. 0,5 milliárdod rész oxigént, 0,57 milliomod rész neont és 5,0 milliárdod rész héliumot tartalmaz. Megjegyezzük, hogy az 1-5. ábrák szerinti berendezések leválasztják a hidrogént a nagy tisztaságú nitrogénből. Ez a leválasztás a 14 előtisztító egységben, valamint a 24 rektifikáló oszlopban történik. A példákban a hidrogén koncentrációja gyakorlatilag a hélium és a neon koncentrációja között helyezkedik el.
A 16 levegőáram a 18 fő hőcserélőbe történő belépéskor kb. 278,7 °K hőmérsékletű, a nyomása 11,7 kg/cm és térfogatárama kb. 2462,0 m /h. A 18 fő hőcserélő elhagyásakor a 16 levegőáram hőmérséklete kb. 109,9 °K és a nyomása kb.
11,00 kg/cm . A 16 levegőáram felosztása után a 20 rész térfogatárama kb. 2370,0 m /h, míg a 22 rész térfogatárama
92,0 m /h. A cseppfolyósítás után a 22 rész hőmérséklete kb. 107,4 °K és nyomása kb. 10,98 kg/cm . A 30 áram tér3 fogatárama 1347,0 m /h, a hőmérséklete és nyomása pedig kb. megegyezik az oszlopéval, azaz 109,9 °K, illetve 11,01 kg/cm2. A 25 visszacsapószelep hőmérséklet- és nyomásesést idéz elő a 30 áramban, így utána a hőmérséklet kb. 101,0 °K és a nyo2 más 6,0 kg/cm . A felmelegedés után a keletkező meleg 36 áram hőmérséklete kb. 106,6 °K, nyomása pedig kb. 5,87 kg/cm^.
A meleg 36 áram 38 részének térfogatárama kb. 870,0 m /h részének térfogatárama kb. 1321,0 m /h. A 42 kompresszoron történő áthaladás után a sűrített 44 áram hőmérséklete kb-.· 142,9 °K, nyomása kb. 11,08 kg/cm^, míg a 18 fő hőcse18 rélőn való áthaladás után a sűrített 44 áram nyomása kb.
11,01 kg/cm^ és hőmérséklete kb. .112,7 °K.
Az oszlop tetejéből kivezetett 46 áramból eltávolított gőzfázisból álló 52 gőzáram hőmérséklete kb. 104,5 °K, nyo2 3 mása kb. 10,7 kg/cm és térfogatárama kg. 26,0 m /h.A 36 áram 40 részéhez történő hozzáadása után az 54 egyesített -·.
áram térfogatárama kb. 1347,0 m /h. A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után az 54 egyesített áram hőmérséklete kb. 142,0 °K és a nyomása kb. 5,77 kg/cm^. Az eredő 58 expandált áram hőmérséklete kb. 106 °K és nyomása kb. 1,53 kg/cnv . A 34 levegőcseppfolyósító elhagyásakor az 58 expandált áram hőmérséklete kb. 106,6 °K, majd ezt követően a 18 fő hőcserélő elhagyásakor a hőmérséklete 274,0 °K és nyomása kb.
1,00000 kg/cm .-A 62 termékáram a 34 levegőcseppfolyósítót kb. 104,6 °K hőmérséklető, és kb. 9,67 kg/cm^ nyomású gőz alakjában hagyja el. A 64 visszacsapó szelep a 62 termékáram nyomását és hőmérsékletét kb. 9,79 kg/cm -re illetve kb. 103,2 °K-ra csökkenti. A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után a 62 termékáram hőmérséklete kb. 274,0 °K, és nyomása kb. 9,55 kg/cm^.
2. példa
Ebben a példában a 2.ábra szerinti berendezés segítségével állítjuk elő az ultranagy tisztaságú nitrogént. Az ennek az eljárásnak a során előállított nitrogént a 66 termékáram 74 részárama tartalmazza, ahol a 66 termékáram 3 térfogatárama 1115,0 m /h, és kb. 0,5 milliárdod rész oxigént, 31 milliárdod rész neont és kb. 0,03 milliárdod rész héliumot tartalmaz. Ebben a példában - a 68 kigőzölő oszlop használata miatt - a könnyű elemek koncentrációja kisebb a 74 részáramban, mint az előző példa szerinti 66 termékáramban.
A 18 főhőcserélőbe történő belépéskor a 16 levegőáram hőmérséklete kb. 278,7 °K, nyomása 11,17 kg/cm2 és térfogatsebessége kb. 2661,0 m3/h. A 18 főhőcserélőből történő kilépéskor a 16 levegőáram hőmérséklete kb. 109,9 °K és nyo2 mása kb. 11,00 kg/cm . A 16 levegoáram felosztása után a rész térfogatárama kb. 2553,0 m /h, a 22 rész térfogat3 áramarkb. 108,0 m /h. A cseppfolyósítás után a 22 rész hőmérséklete kb. 107,4 °K, nyomása pedig kb. 10,98 kg/cm2.
A 30 áram térfogatárama kb. 2405,0 m /h, hőmérséklete kb. 109,9 °K és nyomása kb. 11,01 kg/cm2. A 25 visszacsapószelep a 30 áram hőmérsékletét 100,9 °K-ra, nyomását pedig kb. 6,00 kg/cm -re csökkenti. Az elgőzölögtetés és felmelegítés után kapott meleg 36 áram hőmérséklete kb. 106,6 °K, és nyomása kb. 5,87 kg/cm . A 36 áram felosztása után a es 40 reszek térfogatárama kb. 987,0 m /h, illetve
1418,0 m /h. A 38 részből a 42 kompresszor a sűrített 44 áramot állítja elő, amelynek hőmérséklete kb. 142,9 °K és nyomása kb. 11,08 kg/cm . A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után a sűrített 44 áram nyomása kb. 11,02 kg/cm és hőmérséklete kb. 112,7 °K.
Az oszlop tetejéből kivezetett 46 áramból eltávolított gőzfázist tartalmazó 52 gőzáram hőmérséklete kb. 104,6 °K, a nyomása pedig kb. 10,71 kg/cm , továbbá térfogatárama kb. 26,0 m /h. A kigozölo oszlop tetejéből kivezetett 78 áram térfogatárama kb. 102,2 m2/h, hőmérséklete 102,8 °K 2 és nyomása kb. 9,53 kg/cm . Amikor a 78 áramot hozzáadjuk az 52 gőzáramhoz és a 36 áram 40 részéhez, az 54 egyesí3 tett áram térfogatárama kb. 1546,0 m /h, a hőmérséklete kb. 105,7 °K és nyomása kb. 5,87 kg/cm2. A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után az 54 egyesített áram hőmérséklete kb. 141,0 °K-ra növekszik. Az 58 expandált áram hőmérséklete kb. 105,0 °K és nyomása kb. 1,63 kg/cm2. A 34 levegőcseppfolyósító elhagyásakor az 58 expandált áram hőmérséklete kb. 106,6 °K, nyomása kb. 1,55 kg/cm2, majd amikor elhagyja a 18 fő hőcserélőt, a hőmérséklete kb. 274,0 °K és nyomása kb. 1,30 kg/cm2.
A 68 kigőzölő oszlopba történő bevezetéskor a 62 termékáram térfogatárama 1217,0 m /h, a hőmérséklete kb. 103,0 °K és nyomása kb. 9,67 kg/cm2. A tovább tisztított 66 termékáramot a 68 kigőzölő oszlop alján vezetjük ki, miközben térfogatárama kb. 1183,0 m i/IÍ, a hőmérséklete kb. . 103,0 °K és a nyomása kb. 9,67 kg/cm2. A tovább tisztított 66 termékáramot elgőzölögtetjük és melegítjük és amikor elhagyja a 34 levegőcseppfolyósítót a hőmérséklete kb.
106,6 °K, a nyomása pedig 9,67 kg/cm2,.A 72 részáram tér- fogatárama kb. 68,0 m /h, és ezt az áramot sovány gázként vezetjük be a 68 kigőzölő oszlopba. A 74 részáram a 18 fő hőcserélőben kb. 274,0 °K-ra melegszik fel, a nyomása ,
kb. 9,55 kg/cm es a folyamat végtermékét képezi.
3.példa
Az ebben az esetben előállított ultranagy tisztaságúi nitrogén tisztasága lényegében megegyezik a 2. példa szerint előállított nitrogénével. A 2. példához képest azonban a nitrogén kihozatalt azáltal növeljük, hogy a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett 78 áramot sűrítjük és a 3.ábra szerint bevezetjük a 24 rektifikáló oszlopba. Az ultranagy tisztaságú· nitrogént tartalmazó 74 részáram térfogatárama az előző példával megegyezően kb. 1115,0 m /h. Azonban a belépő 16 levegőáram térfogatárama 2467,0 m /h, szemben az előző példa szerinti 2661,0 m /h-val. Az egyes áramlások nyomása és hőmérséklete általában megegyezik a 2. példában megadottakkal, kivéve az alábbiakban közölt eltérő adatokat..
A 16 levegőáram felosztása után a 20 rész térfogatárama kb. 2373,0 m3/h, a 22 rész térfogatárama pedig kb. 94,0 m3/h.
A 30 áram térfogatárama kb. 2199,0 m /h, a felosztás után pedig a 38 és 40 részek térfogatárama kb. 873,0 m /h, illetve kb. 1326,0 m3/h.
Az oszlop tetejéből kivezetett 46 áramból eltávolított gőzfázist tartalmazó 52 gőzáram térfogatárama kb. 26,0 m /h, ezt hozzáadják: a 36 áram 40 részéhez, és az így kapott 54 egyesített áram térfogatárama kb. 1352,0 m /h. A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után az 54 egyesített áram hőmérséklete kb. 142,3 °K-ra növekszik, míg az 56 turbóexpanderen történő áthaladás után az 58 expandált áram hőmérséklete kb. 105,9 °K.
A 68 kigőzölő oszlopba történő bevezetéskor a 62 termék3 áram térfogatárama kb. 1212,0 m /h, míg a 68 kigőzölő oszlop aljából kivezetett, tovább tisztított 66 termékáram térfogat*«· ·94» ···· « ι ♦ • * árama kb. 1177,0 m /h. A tovább tisztított termékáram fel3 osztása után a 72 részáram térfogatárama kb. 62,0 m /h, amikor sovány gázként bevezetjük a 68 kigőzölő oszlopba.
A kigőzölő oszlop tetején kivezetett 78 áram térfogatárama kb. 97,0 m
A 80 kompresszoron történő áthaladás után a 78 áram hőmérséklete kb. 108,5 °K és a nyomása kb. 10,73 kg/cm , amikor bevezetjük a 24 rektifikáló oszlopba.
4. példa
Ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő a 4.ábra szerinti eljárás és berendezés használatával. A termék tisztasága lényegében megegyezik a 2.példa szerinti termékével annyiban, hogy kb. 0,5 milliárdod rész oxigént, 38,0 milliárdod rész neont és 0,03 milliárdod rész héliumot tartalmaz. A kihozatal nagyobb mint a 2. példa szerint, de ehhez nem szükséges további energia felhasználás, mint a 3. példában a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett gáz sűrítéséhez. Ebben az esetben a tovább tisztított termék térfogatárama kb. 1115,0 m /h, .és ezt a 16 levegőáramból állítjuk elő, amely kb. 2539,0 m^/h térfogatárammal lép be a 18 fő hőcserélőbe.
A 18 fő hőcserélőbe történő belépéskor a 16 levegőáram hőmérséklete 278,7 °K és nyomása 11,17 kg/cm2. A 18 fő hő2 cserélőben a 16 levegőáram nyomása 11,00 kg/cm -re, hőmérséklete pedig kb. 109,9 °K-ra csökken. A 16 levegőáram felosztása után a 20 rész térfogatárama kb. 2443,0 m /h, a 22 rész térfogatárama pedig kb. 96,0 m /h. A cseppfolyó23 sítás után a 22 rész hőmérséklete kb. 107,4 °K és a nyomása kb. 10,98 kg/cm^,
A 24 rektifikáló oszlop aljából kivezetett 30 áram térfogatárama kb. 2188,0 m /h, a hőmérséklete és nyomása pedig kb. megégyezik az oszlopéval, azaz 109,9 °K és 11,01 kg/cm . A 30 áramból leválasztott 30a oldaláram térfogatárama kb. 67 mB/h. A 30 áram kb. 100,8 °K hőmérsékleten és kb. 6,00 kg/cm nyomáson lépnbe a 32 kondenzátorba, és amikor a 34 levegőcseppfolyósítót a meleg gőzt tartalmazó 36 áram formájában elhagyja, a hőmérséklete kb. 106,6 °K és nyomása kb. 5,87 kg/cm . A 36 áramot két részre osztjuk, a 38 rész térfogatárama kb. 880,0 m /h, a 40 rész tétfogat3 árama pádig kb. 1308,0 m /h. A 42 kompresszoron történő áthaladás után a sűrített 44 áram belép a 18 fő hőcserélőbe, miközben a hőmérséklete kb. 143,0 °K és a nyomása kb.
11,09 kg/cm , majd amikor visszavezetjük a 24 rektifikáló oszlopba, a nyomása kb. 11,01 kg/cm , és a hőmérséklete kb. 112,7 °K.
Az oszlop-tetejéből kivezetett 46 áramból eltávolított gőzfázist tartalmazó 52 gőzáram hőmérséklete kb.
104,6 K, a nyomása kb. 10,70 kg/cin és térfogatárama kb.
27,0 m /h. Amikor hozzáadjuk a 36 áram 40 részéhez és a 86 áramhoz (amelynek térfogatárama kb. 23,0 m /h, a hőmérséklete kb. 102,8 °K és a nyomása kb. 9,52 kg/cm^), az 54 egyesített áram térfogatárama kb. 1358,0 m /h, a hőmérsékleté kb. 106,2 °K és a’'nyomása kb. 5,87 kg/cm^. a 18 főhőcserélőn történő áthaladás után az 54 egyesített áram hőmérséklete kb. 142,0 °K és a nyomása kb. 5,78 kg/cm^.
Az expanzió után a 30a oldaláramot hozzáadjuk az 58 expandált áramhoz, amelynek hőmérséklete kb. 105,8 °K és a nyomása kb. 1,61 kg/cm . A 34 levegőcseppfolyósító elhagyásakor az 58 expandált áram hőmérséklete kb.
106,6 °K, a nyomása kb. 1,55 kg/cm^, és a 18 fő hőcserélő elhagyásakor a hőmérséklete 274,0 °K és a nyomása pedig kb. 1,3 kg/cm^.
A 24 rektifikáló oszlopból kivezetett 62 termékáram térfogatárama kb. 1138,0 mB/h, a hőmérséklete kb. 104,6 °K és a nyomása kb. 10,72 kg/cm . A kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett 78 áram térfogatárama kb. 97,0 m /h, a hőmérséklete kb. 102,8 ÜK és a nyomása kb. 9,53 kg/cm , és részben kondenzálódik, míg a 30a oldaláram teljesen elgőzölög.
A 30a oldaláram a 82 kondenzátorba történő belépéskor 98,7 °K 2 hőmérsékletű és kb. 5,11 kg/cm nyomású. A 84 fázisszétválasztóban elválasztjuk a gázfázist a folyadékfázistól, és a folyadékfázist tartalmazó 86 áramot hozzáadjuk a 62 termékáramhoz és bevezetjük a 68 kigőzölő oszlopba, hogy növeljük a tovább tisztított termék kihozatalát. A 68 kigőzölő oszlopba bevezetett egyesített áram térfogatárama 1212 m /h, a hőmérséklete kb. 102,8 °K és a nyomása kb. 9,53 kg/cm^.
A tovább tisztított 66 termékáramot a 68 kigőzölő oszlop aljából vezetjük ki, miközben térfogatárama kb. 1180,0 mB/h, a hőmérséklete kb. 103,0 °K és a nyomása kb.
9,67 kg/cm . Amikor a tovább tisztított 66 termékáram elhagyja a 34 levegőcseppfolyósítót a hőmérséklete kb.
106,6 °K és a nyomása kb. 9,67 kg/cm^. A tovább tisztított 66 termékáram 72 részáramának a térfogatárama kb.
4« ·4«« ♦·<· ·*·· *4 · · · ·· · · ·
65,0 m /h, amikor sovány gázként bevezetjük a 68 kigőzölő oszlopba. A tovább tisztított .66 termékáram 74 részáramát a 18 fő hőcserélőben a termék fogyasztóhoz szállítására alkalmas módon felmelegítjük kb. 274,0 °K-ra, mi2 közben a nyomása kb. 9,55 kg/cm lesz.
5. példái
Ebben a példában az ultranagy tisztaságú nitrogént az
5.ábra szerinti eljárással és berendezéssel állítjuk elő.
A termék kb. 0,5 milliárdod rész oxigént, 1,0 milliárdod rész neont és kb. 0,003 milliárdod rész héliumot tartalmaz.
Az eljáráshoz szükséges levegő térfogatárama kb. 2513,0 m /h, 3 a termék térfogatárama pedig kb. 1115,0 m /h. így a jelen példa szerinti eljárás és berendezés nagyobb hatékonysággal működik, mint a 4.példa szerinti. A megnövekedett hatékonyságnak azaz oka, hogy nagyobb mértékű kompressziót és expanziót alkalmazunk, mint a többi példáknál.
A 16 levegőáram a 18 fő hőcserélőbe történő belépéskor
278,7 °K hőmérsékletű és 11,17 kg/cm2 nyomású. A 18 fő hő- cserélőben a 16 levegőáram nyomása kb. 11,00 kg/cm -re, hőmérséklete pedig kb. 109,9 °K-ra csökken. A 16 levegőáram felosztása után a 20 rész térfogatárama kb. 2415,0 m /hy.
a 22 rész térfogatárama pedig kb. 98,0 m /h. A cseppfolyósítás után a 22 rész hőmérséklete kb. 107,4 °K és a nyomása kb. 10,98 kg/cm2.
A 24 rektifikáló oszlopból kivezetett 30 áram térfo3 gatárama kb. 2246,0 m /h, a hőmérséklete és nyomása pedig ·· ·· •·· · • 4« «
4<4* ···· kb. megegyezik a rektifikáló oszlopéval, azaz 109,9 °K, illetve 11,0 kg/cm2. A 30 áramból leválasztott 30a oldal3 áram térfogatárama kb. 366,0 m /h. A részben elgőzölögtetett 30a oldaláramból visszamaradt folyadékot tartalmazó 90 áramot ismét hozzáadjuk a 30 áramhoz, és így a 30b áramot állítjuk elő. A hozzáadás után a 30b áram a 32 kondenzátorban kb. 100,9 °K hőmérsékleten, és kb. 6,00 kg/cm2 nyomáson elgőzölög és a 34 levegőcseppfolyósítóban felmelegszik. A kapott meleg 36a áram hőmérséklete kb. 106,6 °K és a nyomása kb. 5,87 kg/cm . A 36a áramot egyesítjük a árammal, amely a 30a oldaláramból származó gőzt tartalmazza, és így előállítjuk a meleg 36 áramot, amelynek tér3 fogatárama kb. 2246,0 m /h. A meleg 36 áramot két részre osztjuk, a 38 rész térfogatárama kb. 897,0 m /h, a 40 rész térfogatárama pedig kb. 1349,0 m /h. A 42 kompresszoron történő áthaladás után a sűrített 44 áram kb. 143,0 °K hőmérsékleten és kb. 11,09 kg/cm nyomáson lép be a 18 fő hőcserélőbe. Ezután a 18 fő hőcserélőben lehűlt sűrített 44 áramot kb. 11,00 kg/cm2 nyomáson és kb. 112,7 °K hőmérsékleten vezetjük be a 24 rektifikáló oszlopba.
Az oszlop tetejéből kivezetett 46 áramból eltávolított gőzt tartalmazó 52 gőzáram hőmérséklete kb. 104,5 °K,
3 a nyomása kb. 10,7 kg/cm és térfogatárama kb. 27,0 m /h.
Ezt az áramot a 89 nyomásszabályozón történő áthaladás után egyesítjük a 36 áram 40 részével és a 87 árammal, amely a kigőzölő oszlop tetején kivezetett és részben kondenzált gázból származó gőzfázist tartalmazza (amely3 nek térfogatárama kb. 22,0 m /h, a hőmérséklete kb.
102,8 °K és a nyomása kb. 9,53 kg/cin ).. Az így kapott egyesített áram térfogatárama, kb. 1398,0 m /h, a hőmérséklete kb. 106,0 °K és a nyomása kb. 5,87 kg/cm2. A 18 fő hőcserélőn történő áthaladás után az 54 egyesített áram hőmérséklete kb. 141,5 °K és a nyomása kb.
5,78 kg/cm . Az expanzió után a kapott expandált gáz hőmérséklete 105,3 °K és nyomása kb. 1,63 kg/cm2. Az expandált áram a 34 levegőcseppfolyósító elhagyásakor kb. 106,5 °K hőmérsékletű és kb. 1,53 kg/cm nyomású, a 18 fő hőcserélő elhagyásakor pedig 274,0 °K hőmérsékle2 tű és kb. 1,30 kg/cm nyomású.
A 62 termékáramot kb. 1138,0 m8/h térfogatáram, kb.
104,6 °K hőmérséklet és kb. 10,72 kg/cm2 nyomás mellett vezetjük ki a 24 rektifikáló oszlopból, majd vezetjük be a 68 kigőzölő oszlopba. A kigőzölő oszlop tetejéből ki3 vezetett 78 áram térfogatárama kb. 125,0 m /h, a hőmérséklete kb. 102,8 °K és a nyomása kb. 9,53 kg/cm2, ezt az áramot részben kondenzáljuk, miközben a 30a oldaláram részben elgőzölög. A 30a oldaláram a 82 kondenzátorba történő belépéskor kb. 100,9 °K hőmérsékletű és kb. 6,00 kg/cm nyomású. A gázfázist a 84 fázisszétválasztóban elválasztjuk a folyadékfázistól, és a folyadákfázist tartalmazó 86 áramot a 62 termékárammal egyesítve bevezetjük a 68 kigőzölő oszlopba, hogy növeljük a tovább tisztított termék kihozatalát. A 68 kigőzölő oszlopba bevezetett egyesített áram térfogatárama kb. 1240,0 m /h, a hőmérséklete kb. 103,0 °K és a nyomása kb. 9,67 kg/cm2.
A részben elgőzölögtetett 30a oldaláramot ezután bevezetjük a 88 fázisszétválasztó tartálybahogy elkülönítsük egymástól a folyadékfázist és a gőzfázist. A 88 fázisszétválasztó tartály aljából kivezetett 90 áramot, amelynek térfogatárama kb. 238,0 m2/h, a hőmérséklete1 kb. 101,5 °K és a nyomása kb. 6,00 kg/cm , egyesítjük a 30 árammal.
A 88 fázisszétválasztó tartály tetejéből kivezetett 92 ára3 mot, amelynek térfogatárama kb. 128,0 m /h, a hőmérséklete kb. 101,2 °K és a nyomása kb. 5,87 kg/cm2, egyesítjük a 34 levegőcseppfolyósítóból származó 36 árammal. Ennek az egyesítésnek az az előnye, hogy a részben elgőzölögtetett 30b áram hűtőpotenciálját visszanyerjük, és több anyagot adunk hozzá a sűrítendő áramhoz. Ezzel szemben a 4.példában a teljesen kondenzált 30a oldaláram túl kis nyomású ahhoz, hogy számottevő mennyiségű hűtőkapacitást lehetne visszanyerni .
A 68 kigőzölő oszlop aljából kivezetett, tovább tisz3 tított 66 termékáram térfogatárama kb. 1207,0 m /h, a homérséklete kb. 103,0 °K és a nyomása kb. 9,67 kg/cm . A tovább tisztított 70 termékáram kb. 106,6 °K hőmérsékleten, 2 és kb. 9,67 kg/cm nyomáson hagyja el a 34 levegőcseppfolyósítót. A tovább tisztított 66 termékáram 72 részáramát, amelynek térfogatárama kb. 92,0 m /h, sovány gázként bevezetjük a 68 kigőzölő oszlopba. A tovább tisztított 66 termékáram 74 részárama a 18 fő hőcserélőben a fogyasztóhoz szállításra alkalmas módon felmelegszik kb. 274,0 °K hőmérsékletre, miközben a nyomása kb. 9,55 kg/cm .lesz.
- 29 A találmányt a fentiekben előnyös kiviteli alakok alapján ismertettük, de természetesen az oltalmi körön belül még számos más változat is lehetséges.

Claims (21)

1. Eljárás ultranagy tisztaságú nitrogén előállítására, amelynek során levegő mélyhűtésű rektifikálásával egy rektifikáló oszlopban könnyű elemekben gazdag, nagy tisztaságú nitrogént tartalmazó gőzt állítunk elő, amelyet az oszlop tetején kivezetünk, azzal jelleme zv e , hogy az oszlop tetején kivezetett gőzáramot részben kondenzálva a könnyű elemekben szegény folyadékfázist és a könnyű elemekben gazdag gázfázist hozunk létre, a gázfázist elkülönítjük, a kondenzátumot pedig refluxként viszszavezetjük a rektifikáló oszlopba, ott a könnyű elemeket kigőzölögtetjük a refluxból, és az így kapott ultranagy tisztaságú, folyékony nitrogénból álló termékáramot kivezetjük a rektifikáló oszlopból.
2. Az 1.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a termékáramból sovány gázzal történő érintkeztetés útján további mennyiségű könnyű elemet gőzölögtetünk el, és így egy tovább tisztított termékáramot állítunk elő.
3. A 2.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a termékáramot egy kigőzölő oszlop tetejébe, a sovány gázt pedig a termékáram bevezetési helye alatt vezetjük be a kigőzölő oszlopba, ahol a könnyű elemek további kigőzölögtetésével tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék fór- májában kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából.
4. A 3.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket, a kivezetett gázt a rektifikáló oszlop nyomására sűrítjük és a tovább tisztított termékáram kihozatalának növeléséhez visszavezetjük a rektifikáló oszlopba .
5. A 3.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket, a kivezetett gázt részlegesen kondenzálva a könnyű elemekben szegény folyadékfázist, illetve a könnyű elemekben gazdag gázfázist állítunk elő, a gázfázist elkülönítjük, a folyadékfázist pedig visszavezetjük a kigőzölő oszlopba.
6. A 3.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kigőzölő oszlop tetejéből a könnyebb komponenseket, a rektifikáló oszlopból pedig egy technológiai folyadékot vezetünk ki, a kigőzölő oszlopból kivezetett gázt a technológiai folyadék részleges elgőzölögtetésével részlegesen kondenzálva a könnyű elemekben szegény folyadékfázist és a könnyű elemekben gazdag gázfázist állítunk elő, a gázfázist elkülönítjük, a folyadékfázist pedig visszavezetjük a kigőzölő oszlopba, a részlegesen elgőzölögtetett folyékony termékáram hűtőképességét visszanyerjük és a termékáram növelésére visszavezetjük a mélyhűtésű rektifikálási folyamatba . ,
7. Az 1.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a rektifikáló oszlop aljából oxigénben gazdag folyadékot vezetünk ki, a kivezetett áramot két részre osztjuk, az egyik részt sűrítjük és hűtjük, majd a folyékony ultranagy tisztaságú nitrogén termelésének növelésére bevezetjük a rektifikáló oszlopba, a másik részt egyesítjük az oszlop tetejéből kivezetett áramból leválasztott, könnyű elemekben gazdag gázfázissal, az egyesített áramot részlegesen felmelegítjük, majd gépi munkavégzéssel expandáltatjuk, és hűtőhatást hozunk létre a mélyhűtésű rektifikáláshoz, az expanziós munka egy részét a részlegesen felmelegített egyesített áram sűrítésére fordítjuk, a fennmaradó részét pedig disszipációval elvonjuk a mélyhűtésű rektifikálástól.
8. A 7.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a rektifikáló oszlopból kivezetett termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, és az egyesített áramot a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett áramnak a másik részárammal és a könnyű elemekben gazdag árammal történő egyesítésével hozzuk létre.
9. A 7.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a rektifikáló oszlopból kivezetett termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy a folyadékáramot bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisz-? taságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, a kigőzölő oszlop tetejéből a könnyebb komponenseket kivezetjük a rektifikáló oszlop nyomására sűrítjük, és a tovább tisztított termékáram kihozatalának javítására bevezetjük a rektifikáló oszlopba.
10. A 7.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, a rektifikáló oszlöp aljából kivezetett áramból egy oldaláramot képezünk, a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket, és ezeket az oldaláram teljes elgőzölögtetésével részlegesen kondenzálva a könnyebb elemekben szegény folyadékfázist és a könnyebb elemekben gazdag gázfázist állítunk elő, a gáz- fázist elkülönítjük, a folyadékfázist pedig a termékáram növelésére visszavezetjük a kigőzölő oszlopba, és ott a sovány gázzal érintkeztetve kigőzöljük.
11. A 7.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áramból egy oldaláramot képezünk, a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket és ezeket az oldaláram részleges elgőzölögtetésével részlegesen kondenzálva a könnyebb elemekben szegény folyadékfázist és a könnyebb elemekben gazdag gázfázist állítunk elő, a gázfázist elkülönítjük, a folyadékfázist pedig a termékáram növelésére visszavezetjük a kifőzölő oszlopba, és ott a sovány gázzal érintkeztetve kigőzöljük, a részlegesen kondenzált folyékony termékáram hűtőképességét visszanyerjük, és a termékáram, illetve a tovább tisztított termékáram növelésére visszavezetjük a mélyhűtésű rektifikálási folyamatba .
12. A 7.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a levegőt sűrítés és tisztítás után a rektifikáló oszlopban történő rektifikáláshoz alkalmas hőmérsékletre hűtjük, a levegőáramot két hűtött részáramra osztjuk fel, az egyik hűtött részáramot bevezetjük a rektifikáló oszlopba, a másik hűtött részáramot cseppfolyósítjuk és szintén bevezetjük a rektifikáló oszlopba, a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áram felosztása előtt ezt az áramot a termékárammal együtt hőcserélő kapcsolatba hozzuk a rektifikáló oszlop tetejéből kivezetett árammal, miközben ez utóbbit részlegesen kondenzáljuk, majd az előbbi két áramot és a gépi úton expandált áramot hőcserélő kapcsolatba hozzuk a levegő másik hűtött részáramával, miközben ez utóbbit cseppfolyósítjuk, ezután az expandált áramot, a termékáramot és az egyesített áramot a részleges felmelegítés előtt hőcserélő kapcsolatba hozzuk a bejövő levegővel és a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áram sűrített részével, és ezáltal a levegőt a rektifikáláshoz alkalmas hőmérsékletre hűtjük le, miközben lehűtjük az említett sűrített áramot és elgőzölögtetjük a termékáramot.
13. A 11.igénypont szerinti eljárás, a zzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, az egyesített áramot a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett áramnak a másik részárammal és a könnyű elemekben gazdag árammal történő egyesítésével hozzuk létre, és a sovány gázt a. termékáramnak a levegő másik hűtött részáramával történt hőcsere után képzett részáramaként állítjuk elő.
14. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, a sovány gázt a termékáramnak a levegő másik hűtött részáramával történt hőcsere után képzett részáramaként állítjuk elő, továbbá a kigőzölő oszlop tetejéből a könnyebb komponenseket kivezetjük, a rektifikáló oszlop nyomására sűrítjük, és a tovább tisztított termékáram kihozatalának javítására bevezetjük a rektifikáló oszlopba.
15. A 11.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kivezetünk a kigőzölő oszlop aljából, a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áramból egy oldaláramot képezünk, a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket, és ezeket az oldaláram teljes elgőzölögtetésével részlegesen kondenzálva a könnyű elemekben szegény folyadékfázist és a könnyű elemekben gazdag gázfázist állítunk elő, a gázfázist elkülönítjük a részlegesen kondenzált áramtól, a többit pedig a termékáram növelésére visszavezetjük a kigőzölő oszlopba, és ott a sovány gázzal érintkezhetve kigőzöljük, az elkülönített gázfázis áramát a könnyű elemekben gazdag árammal és a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áram másik részével egyesítve létrehozzuk az egyesített áramot, a gépi úton expandált egyesített áram és a levegő másik hűtött részáramának a hőcseréje előtt a teljesen kondenzált oldaláramot bevezetjük a gépi úton expandált, részlegesen felmelegített egyesített áramba, és ezáltal hasznosítjuk a teljesen kondenzált oldaláram hűtő potenciálját, továbbá a sovány gázt a termékáramnak a levegő másik hűtött részáramával történt hőcsere után képzett részáramaként állítjuk elő.
16. A 11.igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme z ve, hogy a termékáramot tovább tisztítjuk olymódon, hogy bevezetjük egy kigőzölő oszlop tetejébe, a termékáram bevezetési helye alatt egy sovány gázt vezetünk be a kigőzölő oszlopba, ahol tovább tisztított ultranagy tisztaságú nitrogént állítunk elő, amelyet folyadék formájában, mint tovább tisztított termékáramot kiveze- tünk a kigőzölő oszlop aljából, a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áramból egy oldaláramot képezünk, a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetjük a könnyebb komponenseket, és ezeket az oldaláram részleges elgőzölögtetésével részlegesen kondenzálva a könnyű elemekben szegény folyadékfázist és a könnyű elemekben gazdag gázfázist, illetve az oldaláramból gőzfázist és elgőzölétlen fázist állítunk elő, a gázfázist elkülönítjük a részlegesen kondenzált áramtól, a részlegesen kondenzált áram megmaradó részét pedig a termékáram növelésére visszavezetjük a kigőzölő oszlopba, és ott a sovány gázzal érintkeztetve kigőzöljük, a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett áramból elkülönített gázfázis áramát a könnyű elemekben gazdag árammal és a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áram másik részével egyesítve létrehozzuk az egyesített áramot, a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áramlás a termékáram, illetve az oszlop tetejéből kivezetett áram hőcseréje előtt az oldaláram elgőzöletlen fázisát bevezetjük a rektifikáló oszlop aljából kivezetett áramba, míg ezutóbbi áram és a levegő másik hűtött részárama közötti hőcsere után az oldaláram gőzfázisát vezetjük be ugyanebbe az áramba, továbbá a sovány gázt a termékáramnak a levegő másik hűtött részáramával történt hőcsere után képzett részáramaként állítjuk elő.
17. Berendezés ultranagy'-tisztaságú nitrogén előllítására levegő mélyhűtésű rektifikálásával, amely berendezés könnyű elemekben gazdag, hagy tisztaságú nitrogént tartalmazó gőz előállítására alkalmas rektifikáló oszloppal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy az oszlop tetejéhez az onnan kivezetett gőzáram részleges kondenzálásával a könnyű elemekben gazdag gázfázist és a könnyű elemekben szegény folyadákfázist előállító kondenzátor csatlakozik, a kondenzátor után a gázfázist a kondenzátumtól elkülönítő fázisszétválasztó van kapcsolva, a fázisszétválasztó a kondenzátumot refluxként a rektifikáló oszlopba visszavezető vezetéken át a rektifikáló oszlop tetejével van összekötve, a rektifikáló oszlop úgy van méretezve, hogy a könnyű elemek kigőzölögnek a refluxból és a rektifikáló oszlop teteje alatt ultranagy tisztaságú folyékony nitrogén marad vissza, továbbá a berendezés az ultranagy tisztaságú folyékony nitrogénből álló termékáramot a rektifikáló oszlopból és a berendezésből kivezető eszközökkel rendelkezik.
18. A 17.igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a termékáramot tovább tisztító készüléket, és a tovább tisztított termékáramot a berendezésből kivezető eszközöket tartalmaz.
19. A 17.igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az ultranagy tisztaságú nitrogénnél a könnyű elemekben szegényebb sovány gázt előállító eszközt, valamint egy kigőzölő oszlopot tartalmaz, a kigőzölő oszlop a soványt gázt előállító eszközzel a sovány gáznak a kigőzölő oszlopon belüli felfelé áramlását, a rektifikáló oszloppal pedig a termékáram lefelé áramlását biztosító módon van összekötve, továbbá a berendezés a sovány gázzal tovább tisztított ultranagy tisztaságú folyékony nitrogént a kigőzölő oszlop aljából egy tovább tisztított termékáram formájában kivezető eszközzel rendelkezik.
20. A 18.igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kigőzölő oszlop teteje és a rektifikáló oszlopuegy alkalmas pontja közé a kigőzölő oszlop tetejéből kivezetett áramot a rektifikáló oszlop nyomására sűrítő és az'utóbbi oszlopba bevezető kompresszor van kapcsolva.
21. A 18.igénypont szerinti berendezés, azzal jelleme zve, hogy a kigőzölő oszlop tetejéhez az onnan kivezetett áramot részben kondenzáló és ezzel a könnyű elemekben gazdag gázfázist, illetve a könnyű elemekben folyadékfázist előállító eszköz csatlakozik, ehhez az említett fázisokat szétválasztó eszköz van kapcsolva, amely a kigőzölő oszloppal a folyadékfázisnak a kigőzölő oszlopon belüli, a sovány gázzal érintkezésben történő lefelé áramlását biztosító módon van összekötve.
HU9201842A 1991-06-24 1992-06-03 Method and apparatus for producing nitrogen of ultra high purity HUT63247A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/720,144 US5170630A (en) 1991-06-24 1991-06-24 Process and apparatus for producing nitrogen of ultra-high purity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HU9201842D0 HU9201842D0 (en) 1992-09-28
HUT63247A true HUT63247A (en) 1993-07-28

Family

ID=24892824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9201842A HUT63247A (en) 1991-06-24 1992-06-03 Method and apparatus for producing nitrogen of ultra high purity

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5170630A (hu)
EP (1) EP0520738B2 (hu)
JP (1) JP2677486B2 (hu)
KR (1) KR950006222B1 (hu)
CN (1) CN1065621C (hu)
AT (1) ATE136358T1 (hu)
AU (1) AU646574B2 (hu)
CA (1) CA2064674A1 (hu)
CZ (1) CZ167992A3 (hu)
DE (1) DE69209572T3 (hu)
HU (1) HUT63247A (hu)
IE (1) IE75689B1 (hu)
MX (1) MX9202693A (hu)
SG (1) SG52370A1 (hu)
TW (1) TW217388B (hu)
ZA (1) ZA922607B (hu)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694383B1 (fr) * 1992-07-29 1994-09-16 Air Liquide Production et installation de production d'azote gazeux à plusieurs puretés différentes.
JP2838623B2 (ja) * 1992-08-06 1998-12-16 日本エア・リキード株式会社 超高純度窒素製造方法及びその装置
US5385646A (en) * 1993-09-03 1995-01-31 Farmland Industries, Inc. Method of treating chemical process effluent
US5779861A (en) * 1993-09-03 1998-07-14 Farmland Industries, Inc. Method for treating process condensate
US5643420A (en) * 1993-09-03 1997-07-01 Farmland Industries, Inc. Method for treating process condensate
IL115348A (en) * 1994-10-25 1999-11-30 Boc Group Inc Method and apparatus for air separation to produce nitrogen
US5711167A (en) * 1995-03-02 1998-01-27 Air Liquide Process & Construction High efficiency nitrogen generator
US5582033A (en) * 1996-03-21 1996-12-10 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing nitrogen having a low argon content
EA000800B1 (ru) * 1996-03-26 2000-04-24 Филлипс Петролеум Компани Способ извлечения конденсацией и отгонкой ароматических и/или высокомолекулярных углеводородов из сырья на основе метана и устройство для его осуществления
US5906113A (en) * 1998-04-08 1999-05-25 Praxair Technology, Inc. Serial column cryogenic rectification system for producing high purity nitrogen
DE19929798A1 (de) * 1998-11-11 2000-05-25 Linde Ag Verfahren zur Gewinnung von ultrareinem Stickstoff
DE102005006408A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-24 Linde Ag Verfahren zum Abtrennen von Spurenkomponenten aus einem Stickstoff-reichen Strom
US20110100055A1 (en) * 2008-06-19 2011-05-05 Innovative Nitrogen Systems Inc. Hybrid Air Separation Method with Noncryogenic Preliminary Enrichment and Cryogenic Purification Based on a Single Component Gas or Liquid Generator
EP2662653A1 (de) * 2012-05-08 2013-11-13 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von wasserstofffreiem Stickstoff
CN103123203B (zh) * 2013-02-22 2015-03-04 河南开元空分集团有限公司 利用含氮废气进行再低温精馏制取纯氮的方法
JP6900230B2 (ja) * 2017-04-19 2021-07-07 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 純度の異なる窒素を製造するための窒素製造システムおよびその窒素製造方法
WO2021242308A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
WO2021242309A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
US11674750B2 (en) 2020-06-04 2023-06-13 Praxair Technology, Inc. Dual column nitrogen producing air separation unit with split kettle reboil and integrated condenser-reboiler

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3210947A (en) * 1961-04-03 1965-10-12 Union Carbide Corp Process for purifying gaseous streams by rectification
US3605422A (en) * 1968-02-28 1971-09-20 Air Prod & Chem Low temperature frocess for the separation of gaseous mixtures
GB1325166A (en) * 1969-10-20 1973-08-01 Kobe Steel Ltd Air rectification process for the production of gaseous or liquid nitrogen
US4416677A (en) * 1982-05-25 1983-11-22 Union Carbide Corporation Split shelf vapor air separation process
US4566887A (en) * 1982-09-15 1986-01-28 Costain Petrocarbon Limited Production of pure nitrogen
GB2129115B (en) * 1982-10-27 1986-03-12 Air Prod & Chem Producing gaseous nitrogen
WO1984003554A1 (en) * 1983-03-08 1984-09-13 Daido Oxygen Apparatus for producing high-purity nitrogen gas
JPS61110872A (ja) * 1984-11-02 1986-05-29 日本酸素株式会社 窒素製造方法
US4594085A (en) * 1984-11-15 1986-06-10 Union Carbide Corporation Hybrid nitrogen generator with auxiliary reboiler drive
US4617036A (en) * 1985-10-29 1986-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Tonnage nitrogen air separation with side reboiler condenser
JPS62116887A (ja) * 1986-08-12 1987-05-28 大同ほくさん株式会社 高純度窒素ガス製造装置
US4777803A (en) * 1986-12-24 1988-10-18 Erickson Donald C Air partial expansion refrigeration for cryogenic air separation
DE3871220D1 (de) * 1987-04-07 1992-06-25 Boc Group Plc Lufttrennung.
JPH0410546Y2 (hu) * 1987-10-30 1992-03-16
GB8828133D0 (en) * 1988-12-02 1989-01-05 Boc Group Plc Air separation
US4902321A (en) * 1989-03-16 1990-02-20 Union Carbide Corporation Cryogenic rectification process for producing ultra high purity nitrogen
US4966002A (en) * 1989-08-11 1990-10-30 The Boc Group, Inc. Process and apparatus for producing nitrogen from air
EP0485612B1 (en) * 1990-05-31 1995-10-18 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method of and device for producing nitrogen of high purity

Also Published As

Publication number Publication date
DE69209572T2 (de) 1996-09-19
HU9201842D0 (en) 1992-09-28
MX9202693A (es) 1992-12-01
EP0520738B2 (en) 1999-03-17
CN1065621C (zh) 2001-05-09
CN1067956A (zh) 1993-01-13
CA2064674A1 (en) 1992-12-25
JP2677486B2 (ja) 1997-11-17
DE69209572T3 (de) 1999-06-02
KR930000377A (ko) 1993-01-15
AU1839592A (en) 1993-01-07
EP0520738A1 (en) 1992-12-30
TW217388B (hu) 1993-12-11
SG52370A1 (en) 1998-09-28
US5170630A (en) 1992-12-15
EP0520738B1 (en) 1996-04-03
DE69209572D1 (de) 1996-05-09
JPH05187765A (ja) 1993-07-27
IE922022A1 (en) 1992-12-30
IE75689B1 (en) 1997-09-10
AU646574B2 (en) 1994-02-24
ATE136358T1 (de) 1996-04-15
CZ167992A3 (en) 1993-01-13
ZA922607B (en) 1993-02-24
KR950006222B1 (ko) 1995-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUT63247A (en) Method and apparatus for producing nitrogen of ultra high purity
US6601406B1 (en) Methods and apparatus for high propane recovery
KR100460382B1 (ko) 이산화탄소의 회수를 증가시키는 방법 및 장치
JP4450886B2 (ja) 高純度酸素製造方法及び装置
JP4331460B2 (ja) 低温空気分離によるクリプトン及び／又はキセノンの製造方法及び装置
US20020059807A1 (en) Integrated heat exchanger system for producing carbon dioxide
JPH11508027A (ja) 天然ガスの液化および処理方法
WO2005044424A1 (en) A membrane/distillation method and system for extracting co2 from hydrocarbon gas
HU209204B (en) Method and apparatus for producing nitrogen from air
JP4057668B2 (ja) 空気を成分分離して窒素を生産する方法及び装置
JPH04227456A (ja) 生成物ガスを生成するための極低温蒸留による空気分離方法及びそのための装置
JPH0820178B2 (ja) 一酸化炭素のない窒素を製造するための低温空気分離方法
CN108700373A (zh) 用于稀有气体回收的系统和方法
JPH05203347A (ja) 高純度酸素製造のための極低温精留システム
KR0158730B1 (ko) 비중이 큰 불순물을 저농도로 함유한 기상산소 생성물을 제조하기 위한 방법 및 장치
HU215195B (hu) Eljárás levegő szétválasztására oxigéngáz változó igénynek megfelelő előállításához
US4805412A (en) Krypton separation
PL178485B1 (pl) Sposób i urządzenie do oddzielania powietrza
JPH0771872A (ja) 大気圧以上の圧力で酸素を製造する単一カラム法および製造装置
JP4308432B2 (ja) デフレグメーターを用いた低温蒸留による窒素の製造方法および装置
CN1163386A (zh) 氮的产生方法和设备
JPH0914832A (ja) 超高純度酸素の製造方法および製造装置
US20080216511A1 (en) Nitrogen production method and apparatus
JP3190016B2 (ja) 高圧窒素を製造する原料空気の低温蒸留方法
JPH04227458A (ja) 生成物ガスを生成するための極低温蒸留による空気分離方法及びそのための装置

Legal Events

Date Code Title Description
DFD9 Temporary protection cancelled due to non-payment of fee