Wynalazek dotyczy sposobu rektyfikacji cie¬ klych mieszanin na frakcje o róznej lotnosci.W celu uproszczenia opisu zaklada sie, ze roz¬ dzielana mieszanina zawiera tylko dwa sklad¬ niki o róznych temperaturach wrzenia, jednak sposób wedlug wynalazku nadaje sie równiez do rozdzielania mieszaniny zawierajacej dowolna liczbe skladników, które badz to rozdzielaja sie na obie wspomniane frakcje, badz tez pobiera sie je z jednego miejsca albo kilku miejsc po¬ srednich jednej kolumny rektyfikacyjnej lub wiekszej ich liczby.Wynalazek stanowi ulepszenie znanego spo¬ sobu i polega na tym, ze rozdzielana mieszanine par w przypadku powietrza na przyklad wpro¬ wadza sie do kolumny rektyfikacyjnej o sto¬ sunkowo wysokim cisnieniu,, w której czesciowo skrapla sie ciecz otrzymana w dolnej czesci ko¬ lumny rektyfikacyjnej rozpreza sie do stosunko¬ wo niskiego cisnienia, a nastepnie odparowuje sie ja przez wymiane ciepla z parami wzboga¬ conymi w skladnik najbardziej lotny, znajduja¬ cy sie w górnej czesci kolumny, w której panuje stosunkowo wysokie cisnienie, ewentualnie po poddaniu tej cieczy uprzednio rektyfikacji w drugiej kolumnie za pomoca par pochodza¬ cych z wyparowania cieczy tak, by spowodowac równoczesnie czesciowe skroplenie pary, i ciecza w ten sposób utworzona przeplukuje sie pary wznoszace sie w kolumnie. Wymiennik ciepla, w którym nastepuje odparowanie cieczy o sto¬ sunkowo niskim cisnieniu, jest umieszczony na ogól w wierzcholku kolumny rektyfikacyjnei stosunkowo wysokiego cisnienia. Kolumna, w której przeprowadza sie te rektyfikacje, jest umieszczona ponad wymiennikiem ciepla tak, iz obie kolumny znajduja sie jedna nad druga.Jak zreszta przy wszystkich znanych sposo¬ bach rozdzielania mieszaniny na skladniki za pomoca kolumn rektyfikacyjnych, z wierzcholka)s»lm»y sptyw* dec* atosmfeowe bogata w skladnik najbardziej lotny i przeplukuje wznoszace sie pary. Ciecz ta w gorzelnictwie zwana flegma, zatrzymuje skladniki wyzej wrzace zawarte w parach wznoszacych sie i wzbogaca sie w nie w miare tego jak opada.Najmniejsza ilosc cieczy konieczna w kazdym punkcie kolumny do zatrzymania mozliwie jak najwiekszej Ilosci skladnika najmniej lotnego, zawartego we wnoszacych sie parach, zwieksza sie w miare oddalania sie od wierzcholka ko¬ lumny. Z tego powodu, gdy ciecz przeplukujaca, która jest potrzebna do tego celu* wprowadza sie w calosci €o wierzcholka kolumny, to ilosc tej cieczy bogatej w skladnik najbardziej lotny i splywajacej ze szczytu kolumny Jest w górnej czesci kolumny wieksza, niz potrzebna (bylaby do zatrzymania skladnika najmniej lotnego, gdyby ta czesc istniala*samodzielnie. Ciecz ta jest wynikiem rozdzialu, jej wytworzenie kosztuje energie, posiada ona wiec tym wieksza wartosc, im ^ jest ubozsza w skladnik najlotniejszy, co nastepuje vrs miare jej stopniowego opadania w kolumnie? Proces polaczony jest wiec ze zmniejszaniem sie wartosci energii. Zjawisko to nastepuje z tych samych powodów takze i wte¬ dy, gdy w kolumnie rektyfikacyjnej istnieje pewien obszar, w którym wyzej wspomniana najmniejsza ilosc cieczy przeplukujacej zmniej¬ sza sie w. kierunku od góry ku dolowi, co na- stepctje zwfasicza przy rektyfikacji mieszaniny alkoholu etylowego z woda* Sposób wedlug wynalazku dozwala na zmniej¬ szenie wyzej wspomnianej straty energii i pole¬ ga na tym, ze mieszanine ciekla, pochodzaca z kolumny o cisnieniu stosunkowo wysokim roz¬ pacza sie do ^m^nia sredniego i doprowadza do zerkniecia posredniego z parami utworzonymi w czasie procesu tak, aby spowodowac równo¬ czesnie czesciowe lub calkowite odparowanie cieklej mieszaniny i skroplenie czesci par, po czyni rektyfikuje sie pary tworzace sie podczas tego odparowania w pomocniczej kolumnie, ochladzanej u szczytu przez ciecz utworzona pod¬ czas procesu, przy czym zetkniecie sie posrednie (Sary albo cieczy lub równoczesnie pary i cieczy utworzonych podczas procesu odbywa sie w srodkowej czesci kolumny rektyfikacyjnej.W wyniku zetkniecia posredniego nastepuje badz to skraplainie czesci pary wchodzacej do kolumny, badz to odparowanie czesci splywaja¬ cej cieczy, podczas gdy minimalna ilosc cieczy przeplukujacej niezbedna do rektyfikacji wzrasta (wypadek najczestszy), czy tez przeciwnie zmniejsza sie od góry ku dolowi kolumny.Energie przy tym zaoszczedzona ewentualnie mozna zuzyc na uzyskanie doskonalszego roz¬ dzialu mieszaniny na skladniki lulb na skroplenia gazów. Przy rozdziale na swe skladniki na przy¬ klad mieszaniny gazów trudnych do skroplenia mozna feez zwiekszenia rozchodu energii cala ilofó jednego skladnika lub jego czesc uzyskac w stanie cieklym zamiast oba skladniki w stanie gazowyim albo tez otrzymywac jeden skladnik cal¬ kowicie, a drugi czesciowo w stanie cieklym zamiast jednego skladnika w stanie cieklym, a drugiego calkowicie w stanie gazowym.Przed szczególowym opisem sposobu wedlug wynalazku w przykladach wyjasnia sie nizej podane slownictwo.Frakcja najbardziej lotna i frakcja najmniej lotna, na jakie rozdziela sie przerabiana mie¬ szanine par, sa nazwane „skladnikiem lotnym" i „skladnikiem malo lotnym". Jezeli rozpatruje sie je w stanie pary, nazwane aa „para lotna" i „para malo lotna", ciecze zas — „ciecza lotna" i „ciecza malo lotna".Cisnienie stosunkowo wysokie i cisnienie sto¬ sunkowo niskie, jako tez cisnienie posrednie na¬ zwane sa „cisnieniem wysokim", „cisnieniem ni¬ skim" i „cisnieniem posrednim". Okreslenia te nie ustalaja w zadnym przypadku wielkosci ab¬ solutnych cisnien. Cisnieniem wysokim moze byc na przyklad cisnienie atmosferyczne.Wymienniki ciepla sa nazwane „wymienni¬ kiem ciepla pocredninV% „Tigyaitmfckiem ciepla górnym", albo „wymiennikiem ciepla dolnym", zaleznie od tego, czy pary albo ciecz, które w nim skrapla sie albo odparowuje, pochodzi ze srodkowej czesci, wierzcholka albo spodu ko¬ lumny rektyfikacyjnej.Odparowanie mieszaniny cieczy pochodzacej z kolumny rektyfikacyjnej wysokiego cisnienia i rozprezonej do sredniego cisnienia moze byc uskuteczniane wedlug jednego albo drugiego sposobu lub tez obu na raz nizej podanymi sposobami.A, Odparowanie szeregowe. Obie mieszaniny cieczy, pochodzace z koluinny wysokiego ci¬ snienia, które odparowywane sa pod niskim i sYednim cisnieniem, stanowia dwie frakcje tej samej mieszaniny cieczy, która odparowuje sie czesciowo pod srednim cisnieniem, frakcja nie- odparowana zostaje oddzielona od frakcji 'wypa¬ rowanej, rozprezona i nastepnie jedynie odpa¬ rowana pod niskim cisnieniem.R Odparowanie po rektyfikacji. Mieszanina cieczy odparowywana pod cisnieniem srednim przed odparowywaniem rektyfikuje sie w ko¬ lumnie pomocniczej za pomoca pary pochodzacej z jej odparowania. 2lumny pomagniiiBij trakuUlcattila stf #e jedny zidwu jTflfit^pi^farjrh ipauibóff.A. Tfitrlrniecie bezposrednio, Z aforoifla sksa- piqmul 2 kolumny wysokiego cisnienia ^pobiera lig czesc cieczy lotnej, która wytowaim siewnim* rozpreza -do poscedniago ^&stiftm» i doprowadza do wtorarhoMta kolumny pomocniczej. Ten fpo- p6b firacy nie jest jednakowoz odpowiedni w przypadku, gdy mieszanina cieczy, iroaprezana do sredniego cisnienia, jest odprowadzona z wierzcholka kolumny wysokiego cisnienia.C Zgniecie poinrrinfr. Kolumna sredniegp cfeuenLa zawiera wymiennik ciepla górny, w którym odparowuje sie ciecz pockodsaca z jt«l- dzielanej mieszaniny i doprowadzona pod cl- saaLernem mniejszym, ndi cisnienie srednie. Przy pracy wedlug wylej wspomnianego sposobu A (odparowywanie szeregowe) ciecz ta moze z ko¬ rzyscia stanowic czesc cieczy doprowadzona z góry pod cisnieniem posrednim w celu posred¬ niego jej zetkniecia sie z para wchodzaca do kolumny, przy czym ta ciecz nie zostaje odpa¬ rowana przy zetknieciu posrednim We wszystkich przypadkach mozna równiez postepowac wedlug sposobu ponizszego.D. Zetkniecie wielokrotne. Ciecz albo pary o srednim cisnieniu wprowadza sie w zetkniecie bezposrednie i wymienia cieplo z parami albo ciecza w kolumnie wysokiego albo niskifigo cisnienia w przynajmniej dwóch miejscach na róznej wysokosci.W przypadku gdy pierwsze zetkniecie posred¬ nie uskutecznia sie z parami z kolumny wyso¬ kiego Jrisnipinaa, drugie zetkniecie moze nastapic bezposrednio pod górnym wymiennikiem ciepla kolumny* W ten sposób zmniejsza sie ilosc odparowanej cieczy w skraplaczu górnym.We wszystkich przypadkach drugie zetkniecie posrednie moze nastapic w miejscu posrednim kolumny wysokiego cisnienia albo tez kolumny niskiego cisnienia. Kolumna, w której uskutecz¬ nia sie zetkniecie, jest wiec podzielona juz nie oa dwie, lecz trzy albo wieksza liczbe czesci, przez które przeplywaja rózne ilosci cieczy.Mozna równiez w tym celu umiescic w tej samej kolumnie wysokiego albo^iaiskiego cisnie¬ nia dwa albo wieksza liczbe posrednich wymien¬ ników ciepla, z których kazdy tworzy górny ajlx dolny wymiennik ciepla pomocniczej ko¬ lumny cisnienia sredniego. Poszczególne kolum¬ ny pomocnicze pracuja równolegle. Ich cisnienia zmniejszaja sie tym bardziej, im wyzsze jest pi/rlr*'¥il?'' Try™ipgrnl]r?i ciepla portr***" ***£*) w ko- liwnnie wysokiego albo niskiego risnapinia, w któ¬ rej jest umieszczony. ny niem i jmlikhij rafc/tyflfc sposób zostaja skroplone, modra aówale* aMo- sowac sposób podany ponizej.E. Szeregowe kolumny pomocndcza Tm czesc cieczy pod posrednim cisnieniem, któm xua zostala odparowana przy zetknieciu jF^fm^r*"" z parami rektyfikowanymi i zostala rozprezona do drugiego posredniego cisnienia nizszego mii poprzednie, zostaje odparowana jwgpy. powtórne posrednie zetkniecie z parami rektyfikowanymi, lecz pobranymi z kolumny, w której nastepuje rektyfikacja* z poziomu wyzszego niz patiom, przy którym nastapilo pierwsze posrednie ze-" tkniecie sie, a pary pochodzace z odparowania zostaja ze swej strony rektyfikowane w drogie] kolumnie pomocniczej.Pcciizej opisano kilka przykladów wykonania sposobu wedlug wynalazku. Przyklady te sa oparte o rysunki. Kierunek obiega czynników w przewodach jest zaznaczony strzalkami. W ce¬ lu przejrzystosci rysunku nie przedstawiono na nim pólek rektyfikacyjnych.Fig. 1 odnosi sie do przykladu I, w którym mieszanina poddawana rozdzielaniu, wprowadza¬ na do kolumny wysokiego cisnienia znajduje sie w stanie gazowym i w którym ochladzanie gór¬ nego konca kolumny pomocniczej uskutecznia sie wedlug sposobu podanego pod C2 (oziebianie przez zetkniecie posrednie).Fig. 2 odnosi sie do przyklada II, w którym nastepujace powyzej przytoczone sposoby sa po¬ laczone: A (odparowanie szeregowe), B rowanie po rektyfikacji) i C1 (oziebianie kolum¬ ny pomocniczej przez zetkniecie bezposrednie).Fig. 3 odnosi sie do przykladu III, w którym polaczono nastepujace powyzej przytoczone spó* soby: {% (oziebianie kolumny pomocniczej przez zetkniecie posrednie) i E (kilka kolumn pomoc¬ niczych).Fig. 4 odnosi sie do przykladu IV, przeprowa¬ dzonego wedlug nastepujacych sposobów: A (od¬ parowanie szeregowe), B (odparowanie po rekty¬ fikacji), Cs (oziebianie kolumny poroocaiozaj przez zetkniecie posrednie) i D (zetkniecia po¬ srednie wielokrotne).Fig. 5 odnosi sie do przykladu V, obejmuja¬ cego nastepujace sposoby: B ^odparowanie po rektyfikacji^ C$ {oziebianie kotanozty pomocniczej przez zetkniecie posrednie) i E {kilka kolumn pomocniczych), przeprowadzony w spoaób spe¬ cjalny Fig. 6 odnosi sie do przykladu VI, laczacego nastepujace powyzej przytoczone sposoby: A (od¬ parowanie szeregowe), B (odparowanie po rekty- 3flttscH), .: Cg (oziebianie kolumny ' pomocniczej przez zetkniecie; posrednie) i ponadto sposób specjalny, który bedzie pózniej wyjasniony.Fig; 7 odnosi sie do przykladu VII przepro¬ wadzonego wedlug nastepujacych sposobów: A (odparowanie szeregowe), B (odparowanie po rektyfikacji) i Cg (oziebianie kolumny pomocni¬ czej przez zetkniecie posrednie) i obejmuje po¬ nadto specjalna ceche* która bedzie pózniej wy¬ jasniona.Fig;. 8 odnosi sie do przykladu VIII, w którym z&stosowano nastepujace sposoby: B (odparowa¬ nie po rektyfikacji) i C2 (oziebianie kolumny pomocniczej przez zetkniecie posrednie).Fig. 9 odnosi sie do przykladu IX, w którym zastosowano nastepujace sposoby: A (odparowa¬ nie szeregowe), B (odparowanie po rektyfikacji) i C& (oziebianie kolumny pomocniczej przez ze¬ tkniecie posrednie).Przyklad I (fig. 1).Powietrze sprezone do okolo 3 atm. absolut¬ nych i w temperaturze okolo —170° C wprowa¬ dza sie przewodem 1 do dolnej czesci kolumny rektyfikacyjnej 2, która zawiera wymiennik ciepla posredni 4 i górny 5. W dole kolumny zbiera sie mieszanina cieczy zawierajaca okolo 45% tlenu i 55% azotu. Ciecz ta odciagana z ko¬ lumny przewodem 3, rozgalezia sie na dwa stru¬ mienie. Jeden strumien, stanowiacy np. Vs calej Uosci cieczy przeplywajacej przewodem 3, prze¬ chodzi przewodem 7 i rozpreza sie w zaworze 8 do okolo 2-ch altmosfer absolutnych i przechodzi do wymiennika 4. Wywiazujace s'e pary docho¬ dza przewodem 9 do dolnej czesci kolumny rekty¬ fikacyjnej 14, zawierajacej górny wymiennik ciep¬ la i5. Drugi strumien plynie przewodem 6 i rozpre¬ za sie w zaworze 16 do cisnienia atmosferycznego.Mieszanina cieklego tlenu i azotu wychodzaca z dolnej czesci kolumny 14 odplywa przewodem 10 i rozpreza sie w zaworze 11 do cisnienia atmosferycznego. Obydwie te ciecze miesza .sie i doprowadza otrzymana mieszanine przewodem 17 do wymiennika 15, w którym czesciowo wy^ parowuje, a utworzona mieszanina cieczy i par przechodzi przewodem 18 do wymiennika 5, w którym nastepuje ostateczne wyparowanie.Z przewodu 13 odbiera sie azot pod cisnieniem okolo 3 atm. absolutnych, który mozna rozpre¬ zyc wykonujac prace zewnetrzna i uzyskujac zimno; Z przewodu 19 odbiera sie azot pod cis¬ nieniem okolo 2 atm. absolutnych, który mozna równiez rozprezyc, z przewodu 12 odbiera sie natomiast mieszanine tlenu i azotu pod cisnie¬ niem atmosferycznym, o zawartosci okolo 50% tlenu, który- ponownie\T pod' cisnlenlenfe 3 ateAo- sfer wraca przewodem 1 u dolu kolumny, Zamiast odparowywac pod niskim cisnieniem ciecz wzbogacona w tlen, pobierany przewodem 10 i dodawany do cieczy, która plynie przewo-? dem 17, mozna ja równiez badz to odparowac pod srednim cisnieniem w wymienniku 4 lub innym, badz tez dodawac jej do cieczy rozpre¬ zonej w zaworze 8t pobierajac z wymiennika 4 odpowiednia ilosc pary.Przyklad II (fig. 2).Mieszanina cieklego tlenu i azotu zebrana w dole kolumny 2 przeplywa przewodem £2 i rozpreza sie az do sredniego cisnienia w zl- worze 23, po czym wchodzi w miejscu posrednim do kolumny 14. Mieszanine cieklego tlenu i azotu wzbogacona w tlen, zebrana na spodzie tej ko¬ lumny, wprowadza sie do wymiennika ciepla 4 przewodem 24. Pary tworzace sie z wymienni¬ ka 4 przechodza do dolnej czesci kolumny 14 przewodem 9, podczas gdy ciecz nie odparowana wchodzi do wymiennika ciepla 5 przewodem 25 zaopatrzonym w zawór rozprezajacy 26. Z ko¬ lumny 2 odciaga sie przewodem 20 czesc ciekle¬ go azotu utworzonego w wymienniku 5 i roz¬ preza sie go do sredniego cisnienia przy pomocy zaworu 21 i doprowadza do wierzcholka kolum¬ ny 14.Sposób Wykonania przedstawiony na fig. 2 nadaje sie równiez do przeróbki gazu z pieców koksowych, uwolnionego od etylenu, a wiec skla¬ dajacego sie glównie z wodoru, azotu, tlenku wegla i metanu. Gaz ten mozna przyjac za mie¬ szanine metanu i skladnika bardziej lotnego niz metan. Mieszanine gazowa wprowadza sie do kolumny 2 pod cisnieniem okolo 15 atm.Ciecz zebrana na spodzie kolumny 2 sklada sie glównie z metanu oraz z tlenku wegla, azotu i nieco wodoru, podczas gdy ciecz odciagnieta z kolumny przewodem 20 sklada sie po wiekszej czesci z tlenku wegla, azotu i malej ilosci wo¬ doru Przecietne cisnienie panujace w kolumnie 14 lezy w poblizu 5 atm. absolutnych. Ciecz ze¬ brana na spodzie kolumny 14 sklada sie z me¬ tanu zawierajacego jeszcze nieco tlenku wegla, pozbawionego iednak azotu i wodoru. Ta czesc cieczy, która nie" ulega odparowaniu w wymien¬ niku 4 jest jeszcze ubozsza w tlenek wegla.Przewodem 12 odprowadza sie wiec metan za¬ wierajacy nieco tlenku wegla. Przewodem 19 odbiera sie mieszanine tlenku wegla, azotu i nieco wodoru, pozbawiona jednak prawie me¬ tanu. Przewodem 13 odbiera sie wodór zawie¬ rajacy jeszcze znaczna Ilosc azotu i tlenku we¬ gla. Wodór ten ewentualnie mozna pozbawic tych domieszek znanymi sposobami. 4Jak widac; wymiennik 4 i kolumna rektyfi¬ kacyjna 14 dozwalaja na rozdzielane mieszaniny zebranej na spodzie tej kolumny, na frakcje utworzona glównie z metanu i frakcje pozba¬ wiona tego gazu bez dodatkowego zuzycia energii.Przyklad III (fig. 3).Powietrze skroplone, które dochodzi przewo¬ dem 2 do dolnego konca kolumny 2 znajduje sie pod cisnieniem okolo 2,5 atm. absolutnych. Ko¬ lumna 2 zawiera dwa posrednie wymienniki ciepla 4 i 30. Ciekla mieszanina tlenu i azotu zawierajaca okolo 45% tlenu, wychodzaca u pod¬ stawy kolumny 2 przewodem 7 rozpreza sie w zaworze 8 do okolo 2 atm. absolutnych i cze¬ sciowo zostaje odparowana w wymienniku 4.Czesc odparowana o cisnieniu 2 atmosfer abso¬ lutnych uchodzi przewodem 9 do podstawy ko¬ lumny pomocniczej 14 i dostaje sie do kolumny 39a o cisnieniu okolo 1,1 atm. absolutnych po¬ laczonej termicznie z kolumna 14 poprzez wy¬ miennik (skraplacz-parownik) 15. Czesc cieczy zasilajacej wymiennik 4, a nie odparowana w tym wymienniku wychodzi z niego przewo¬ dem 28 i rozpreza sie poprzez zawór 31 do cis¬ nienia panujacego w kolumnie 39a, do której wchodzi nieco powyzej wymiennika 15 Ciecz wrzaca w tym wymienniku przechodzi do wy¬ miennika 30 kolumny glównej przewodem 41, przez kolumne pomocnicza 391k i pfrzewodem 33.Czesc cieczy wprowadzonej dd wymiennika 80, która zostaje tam;<^ do ko¬ lumny 39a przewodem '34 przez kolumne 39b, w której oczyszcza ciecz splywajaca, i przewo¬ dem 27. Czesc cieczy nieodparowana przechodzi do wymiennika 5 przewodem 35 zawierajacym zawcfe- rozprezajacy 36. Czesc cieklego azotu, utworzonego w wymienniku 5 wprowadza sie u szczytu do kolumny 39a przewodem 29 zao¬ patrzonym w zawór rozprezajacy 32. Podobnie, czesc cieczy bogatej w azot utworzonej w wy¬ mienniku 15 doprowadza sie przewodem 37 zao¬ patrzonym w zawór 38 do kolumny 39a w po¬ blizu jej szczytu. Przewodem 12 odbiera sie pod cisnieniem okolo 0,6 atm. absolutnych, tj. pod cisnieniem zmniejszonym, mieszanine tlenu i azotu, zawierajaca 75% tlenu. Przewodem 13 odplywa azot pod cosnieniem 2i/i atm. absolut¬ nych, który mozna rozprezyc, wytwarzajac zim¬ no. Przewodem 40 odbiera sie azot pod cisnie¬ niem 1,1. atm. absolutnych.Przyklad IV (fig. 4).W tym przykladzie stosuje sie sposoby podane pod A (odparowanie szeregowe), B (odparowanie po rektyfikacji), C2 (oziebienie przez zetkniecie posrednie), D (zetkniecie wielokrotne) oraz ko¬ lumne rektyfikacyjna niskiego cisnienia, . do której doprowadza sie haf i^Sh^h tib^omach mieszanine cieczy i par, pochodzacych z Cfc^fcn wego odparowania cieczy, która sluzyla do ochlodzenia przez zetkniecie posrednie górnej czesci kolumny pomocniczej, jako tez czesc cie¬ czy otworzonej w górnej czesci kolumny pomoc¬ niczej i czesc cieczy lotnej utworzonej u szczytu kolumny wysokiego cisnienia.Górny wymiennik ciepla 5 kolumny wysokiego cisnienia jest w tym przypadku równoczesnie wymiennikiem ciepla kolumny rektyfikacyjnej 48 niskiego cisnienia. Czesc cieklego azotu utwo¬ rzona w wymienniku 5 jest odprowadzona w znany sposób do szczytu kolumny 48 przewo- wodem 42 posiadajacym zawór rozprezajacy 43.Czesc cieklego azotu utworzonego w wymienniku ciepla 15 wprowadza sie przewodem 44, posiada¬ jacym zawór rozprezajacy 47 równiez do szczytu kolumny 48. Mieszanine cieczy i par pochodzaca z czesciowego odparowania cieklej mieszaniny tlenu i azotu w wymienniku 15 wprowadza sie do srodkowej czesci kolumny 48 przewodem 18.Kolumna pomocnicza 14 z fg. 4 poprzednich jest tu zastapiona zespolem 2 kolumn 14a i 24b, dzialajacych pod tym samym cisnieniem, znaj¬ dujacych sie w polaczeniu termicznym poprzez wymiennik cieplny umieszczony w kolumnie.Ciecz pochodzaca z kolumny 14a wprowadza sie przewodem $2 do wymiennika 30, a ta czesc cieczy, która nie zostala w nim odparowana, przechodzi do kolumny 14b przewodem 49. Pary wytwarzajace sie w tej kolumnie wchodza do kolumny 14a przewodami 50 i 51, przechodzac przez wymiennik 30 i zwiekszaja ilosc par pozo¬ stajacych przy czesciowym odparowaniu cieczy w wymienniku. 30.Jezeli ilosc cieczy, która wyparuje w wymien¬ niku 5 jest wystarczajaca, azeby zapewnic zada¬ walajaca rektyfikacje u szczytu kolumny 2, to wymiennik 30 umieszcza sie w pewnym odste¬ pie od wymiennika 5, a nie bezposrednio pod nim.Przewodem 13 odbiera sie azot gazowy pod cisnieniem panujacym w kolumnie 2, przewodem 45 — tlen czysty, a przewodem 46 — azot o cis¬ nieniu atmosferycznym.W porównaniu ze zwyklym urzadzeniem, to jest takim, które zawiera tylko dwie kolumny 2 i 48, w urzadzeniu wedlug fig. IV uzyskuje sie przy tym samym wydatku energii albo wieksza ilosc azotu, który mozna rozprezyc w celu wyr twarzania zimna, badz tez wieksza ilosc cieczy przemywajacej, a tym samym azotu o wiekszej czystosci, co zwieksza wydajnosc tlenu.Odnosnie przykladu IV podano ponizej, w jaki sposób mozna polaczyc czynnosc wytwarzania 5zimna i .wymiany ciepla pomiedzy doprowadzona mieszanine par i parami uchodzacymi w przy¬ padku, gdy chodzi o rozdzial mieszaniny par o niskiej temperaturze skraplania.Przyklad V (fig. 5). W przykladzie tym pra¬ cuje sie wedlug sposobu podanym pod E (szere¬ gowe kolumny pomocnicze), B (odparowanie po rektyfikacji) i C2 (oziebianie przez zetkniecie posrednie): sposób B mozna jednak opuscic, a. C2 zastapic C± (oziebialmie przez zetkniecie bez¬ posrednie). Na fig. V przedstawiono równiez kolumne rektyfikacyjna niskiego cisnienia, moz¬ na ja jednak opuscic.Ciecz nieodparowana przy pierwszym zetknie¬ ciu posrednim z parami podlegajacymi rektyfi¬ kacji, przechodzi w drugiej kolumnie pomocniczej ten sam proces, jakiemu podlegala w kolumnie pierwszego sredniego cisnienia w pierwszej ko¬ lumnie pomocniczej.Ciecz nieodparowana w wymienniku ciepla 4 rozpreza sie w zaworze 26 do drugiego cisnienia posredniego, lezacego pomiedzy cisnieniem panu¬ jacym w tym wymienniku, a cisnieniem niskim.Mieszanina cieczy i par wychodzac pod tym drugim, srednim cisnieniem z górnego wymien¬ nika ciepla 15 kolumny sredniego cisnienia 14 jest wprowadzana przewodem 55 do srodkowej czesci drugiej kolumny pomocniczej 56, zawie¬ rajacej górny wymiennik ciepla 57. Ciecz wzbo¬ gacona w tlen, zebrany na spodzie tej kolumny, wprowadza sie przewodem 58 do drugiego wy¬ miennika ciepla 30, umieszczonego w kolumnie 2 ponad wymiennikiem 4. Pary wytwarzajace sie w wymienniku 30 wprowadza sie z powrotem do dolnej czesci kolumny 56 przewodem 59, pod¬ czas gdy nieodparowana ciecz jest doprowadzona przewodem 60, zawierajaca zawór rozprezajacy 61, do wymiennika ciepla 57. Czesc cieczy paruje przy niskim cisnieniu panujacym w tym wy¬ mienniku, a wytworzona mieszanina cieczy i par jest skierowywana przewodem 62 do srodkowej czesci kolumny niskiego cisnienia 48. Czesc cie¬ klego azotu, utworzona w wymienniku 57 ko¬ lumny 56 drugiego, sredniego cisnienia dopro¬ wadza sie przewodem 53 przez zawór rozpreza¬ jacy 54 do szczytu kolumny niskiego cisnienia 48.Cisnienia posrednie moga byc obrane dowolnie.Przy pewnych cisnieniach uklad wedlug fig. 5 nie dozwala na osiagniecie czystego azotu u szczytu kolumn pomocniczych 14 i 56. W tym przypadku czesc cieczy utworzonej w wymien¬ niku 15 odprowadza sie do odpowiedniego miej¬ sca jednej z kolumn 56 i 48 i tak samo czesc cieczy utworzonej w wymienniku 57 odprowadza sie w odpowiednie miejsce- posrednie. kolumny 48.Przyklad VI (fig. 6). Urzadzenie zawiera ko¬ lumne 2 pod cisnieniem okolo 5 atm. absolut¬ nych, kolumne 48 pod cisnieniem atmosferycz¬ nym, wymieniajaca cieplo z kolumna 2 za pomoca wymiennika ciepla 5 i kolumna pod cisnieniem posrednim 14, zawierajaca wymien- mik ciepla 15 i laczaca sie z dolna swa czescia z posrednim wymiennikiem ciepla 4, umieszczo¬ nym w kolumnie niskiego cisnienia. Z kolumny wysokiego cisnienia, w poblizu jej szczytu, po¬ biera sie cieply azot, zawierajacy np. 0,4% argonu i wprowadza sie go przewodem 67 przez zawór rozprezajacy 68 w srodkowa czesc ko¬ lumny sredniego cisnienia 14. Ciecz zebrana na dnie tej kolumny doprowadza sie przewodem 24 do wymiennika ciepla 4, w którym czesciowo odparowuje. Utworzone pary sa przesylane prze¬ wodem 9 z powrotem do dolnej czesci kolumny 24, podczas gdy nieodparowana ciecz przechodzi przewodem 25, zawierajacym zawór rozprezajacy 26, w poblizu szczytu do kolumny niskiego cis¬ nienia 48. Ciekla mieszanina tlenu i azotu, ze¬ brana w dolnej czesci kolumny 2, przech{xizi przewodem 6, rozpreza sie w zaworze 16 do cisnienia atmosferycznego i odparowuje czescio¬ wo w wymienniku i5, mieszanina zas cieczy i par, wychodzaca z tego wymiennika, jest do¬ prowadzana przewodem 18 do kolumny niskiego cisnienia 48. Ciekly azot, utworzony w wymien¬ niku 5 i ciekly azot utworzony w wymienniku 15, jest pozbawiony w znacznym stopniu argonu.Czesc pierwszej z cieczy zostaje pobrana, prze¬ chodzi przewodem 42 i rozpreza sie w zaworze 43, czesc drugiej cieczy przechodzi przewodem 44 i rozpreza sie w zaworze 47, przy czym obie czesci wchodza do szczytu kolumny niskiego cisnienia 48. Ze szczytu tej kolumny pobiera sie przewodem 46 gazowy azot pozbawiony argonu, który -znajduje sie calkowicie w tlenie odbiera¬ nym przewodem 45.W podobny sposób jak opisano przy przykla¬ dach IV i V mozna doprowadzic ciekly azot rozprezony w zaworze 47 nie do samego szczytu kolumny 48, lecz ponizej.Przyklad VII (fig. 7). W posrednie miejsce kolumny rektyfikacyjnej 2, bedacej pod cisnie¬ niem i ogrzewanej w dolnej swej czesci para wodna doprowadzona przewodem 70, wprowadza sie przewodem' 1 pod cisnienie okolo 1,8 atm. mieszanine lalkoholu etylowego i wody w stanie cieklym. Mieszani^ rozdziela sie w kolumnie 2 na wode, która ddprowaclza sie w stanie cieklym z dolu kolumny przewodem 71 i na mieszanine pary wodnej i pary alkoholu, która skrapla siew wierzcholku kolumny w wymiennikach .ciepla 5 i 30. Czesc skroplonej mieszaniny odprowadza sie z kolumny przewodem 6, rozpreza da okolo 1,4 atm. w zaworze 8 i wprowa^^;^ czesci górnego odcinka 24a kolumna, rektyfika¬ cyjnej 14, podzielonej na dwa odcinki 14a i 14b przydzielone wymiennikiem ciepla 30. Kolumna 14 wymienia cieplo z jkolumna 2 równoczesnie za pomoca .górnego wymiennika ciepla 15 ze srodkowym odcinkiem kolumny 48, znajdujacej pod cisnieniem atmosferycznym, która w tym celu jest pirzedzieloina na czesc górna 48a i czesc dolna 48b. Ciecz opadajaca z czesci 48a wchodzi do wymiennika 15 przewodem 72, a ciecz, która nie ulotnila sie w nim, jest doprowadzona do wierzcholka czesci 485 przewodem 73, podczas gdy pary znajdujace sie w wierzcholku czesci 48b przechodza do spodu czesci 48a przewodami 74 i 75, przechodzac przez wymiennik 15.Czesc cieklej mieszaniny alkoholu i wody, wzbogacona w alkohol skroplony w wymienniku 15, jest wprowadzona do czesci 48a przewodem 44 przez zawór rozprezajacy 47. Czesc 48a za¬ wiera górny wymiennik ciepla 77, w którym skrapla sie alkohol. Pobiera sie z przewodu 69 czesc cieczy tworzaca koncowy wynik rektyfi¬ kacji. W wymienniku 77 odparowuje sie pod cisnieniem okolo 0,35 atm. absolutnych, tj. pod cisnieniem zmniejszonym, wode zebrana przewo¬ dem 25 i rozpreza sie w zaworze 76, Utworzona pare wodna z wymiennika 71 odprowadza sie przewodem 78 i spreza sprezarka 79. Pare w ten sposób sprezona doprowadza sie do spodu ko¬ lumny 2 przewodem 70. Z dna kolumny 48 od¬ prowadza sie wode przewodem 45.Byloby takze mozliwym obejsc sie bez wy¬ miennika 77 i sprezac z powrotem bezposrednio czesc pary alkoholowej, wychodzacej z górnej czesci kolumny 48 oraz skraplac ja w wymien¬ niku umieszczonym pod kolumna 2 tak, by ogrzewala kolumne. Sposób ten jednak mialby te wade, ze powodowalby strate pary alkoho¬ lowej.Jak widac z powyzszego, ogrzewanie kolumny 48 polaczone z oziebieniem kolumny 2 wydaje sie byc niekorzystnym, jednakowoz ostateczny wynik jest, dzieki obecnosci kolumny pomocni¬ czej 14, korzystny.Przyklad VIII (fig. 8). Ciekla mieszanine tlenu i azotu zebrana u dolu kolumny wysokiego cis¬ nienia 2 wprowadza sie do srodkowej czesci ko¬ lumny niskiego cisnienia 48 przewodem 65 przez zawór rozprezajacy 66. Czesc cieklego azotu, utworzona w wymienniku ciepla 5 doprowadza sie do wierzcholka kolumny 48 przewodem 42 zaopatrzonym w zawór rozprezajacy 43. Druga czesc tego samego cieklego azotu przechodzi przewodem 63, rozpreza ?a§e. do cisnienia okolo 3 atm. w zaworze 64 i wyparowuje w posrednim wymienniku ciepla 4. Wyparowac azo* odbiera sie przewodem 9. Mozna go rozprezyc przy wy¬ tworzeniu pracy zewnetrznej i zimna.Do wymiennika ciepla 4 mozna tez doprowa¬ dzic cala ilosc cieklego azotu pobranego z ko¬ lumny 2 i oddzielic czesc odparowana w tym wymienniku od czesci nieodparowanej, która doprowadza sie wtedy do wierzcholka kolumny 48.Podobnie w przykladzie I mozna by obejsc sie bez kolumny pomocniczej 14 i rozprezac bezpo¬ srednio mieszanine par utworzona w wymienniku 4 bez uprzedniego rektyfikowania jej. Mozna by tez skierowac do wymiennika 4 cala ilosc mie¬ szaniny cieczy zebrana w dole kolumny 2, roz¬ dzielic czesc nieodparowana w wymienniku 4 od czesci odparowanej i odparowac ja nastepnie w wymienniku 5. Jest równie rzecza mozliwa doprowadzanie do wymiennika niskiego cisnienia 5 calej ilosci cieklej mieszaniny zebranej w dole kolumny rektyfikacyjnej wysokiego cisnienia 2, pobranie z wierzcholka tej kolumny czesci cie¬ klego skladnika lotnego, utworzonego w wymien¬ niku 5, rozprezenie go do sredniego cisnienia i wyparowanie w wymienniku 4. Te rózne od¬ miany sposobu wedlug wynalazku posiadaja te ceche znamienna, ze ciecz pochodzaca z kolumny wysokiego cisfcienia i rozprezona do sredniego cisnienia zostaje zetknieta posrednio i wymienia cieplo z parami z tej kolumny, przy czym mie¬ szanina par pochodzacych z tej cieczy nie jest rektyfikowana^ Podobnie do sposobu^ wedlug którego rektyfi¬ kuje sie mieszanine par pod cisnieniem posred¬ nim, wyzej wspomniane odmiany bez rektyfi¬ kacji wykazuja korzysci niezaleznie od tego, jakie sa stosowane cisnienia absolutne. Jezeli np. wysokim cisnieniem jest cisnienie atmosfe¬ ryczne, tak iz w celu uzyskania niskiego cisnie¬ nia nalezy wytworzyc czesciowa próznie, pary o posrednim cisnieniu na mniejsze podcisnienie, niz powinne miec te pary niskiego cisnienia, które sa przez nich zastapione. Odmiany wyko¬ nania sposobu mozna równiez urzeczywistnic, stosujac kilka wymienników ciepla posrednich.Cisnienia, do jakiego rozpreza sie ciecz sa mniejsze, wiec w kazdym bezposrednio wyzszym wymienniku ciepla. W ten sposób zwieksza sie energie stojaca do dyspozycji w poszczególnych stopniach parowania utworzonych przez rózne wymienniki i w przypadku rozdzialu mieszaniny par o niskiej temperaturze skroplenia, moze sluzyc do wytwarzania zimna przez rozprezenie przy wytwarzaniu pracy zewnetrznej. PL