RU2147107C1 - Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот - Google Patents
Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147107C1 RU2147107C1 RU97108606A RU97108606A RU2147107C1 RU 2147107 C1 RU2147107 C1 RU 2147107C1 RU 97108606 A RU97108606 A RU 97108606A RU 97108606 A RU97108606 A RU 97108606A RU 2147107 C1 RU2147107 C1 RU 2147107C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- main column
- air
- nitrogen
- liquid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Часть потока воздуха меньшего давления полностью конденсируют, последовательно пропуская через аппараты, охлаждаемые за счет испарения жидких смесей, отбираемых из различных по высоте сечений основной колонны, и получаемые при этом жидкие и газообразные фракции, кроме продукционного кислорода, полностью возвращают в основную колонну. Использование изобретения позволит повысить величину движущихся сил процесса ректификации в основной колонне и степень извлечения кислорода при снижении содержания кислорода в продукционном азоте. 1 ил.
Description
Изобретение относится к областям металлургической, химической, нефтяной промышленности и касается способов получения газообразных кислорода и азота из воздуха.
Известны способы получения газообразных кислорода и азота, включающие компремирование воздуха, его охлаждение, конденсацию и разделение получаемых фракций на газообразные кислород и азот с помощью ректификации [1].
В этих способах движущие силы ректификации в колоннах создают за счет конденсации азота с давлением 5,5 - 6,5 ата кипящим под давлением 1,25 - 1,4 ата кислородом, что приводит к высокому расходу энергии.
Наиболее близким способом к заявленному из числа известных является способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот, выключающий компремирование атмосферного воздуха до двух значений давления, охлаждение и очистку воздуха, его конденсацию и ректификацию в основной колонне [2].
Недостатком указанного способа является недостаточная величина движущих сил процесса ректификации в основной колонне, вследствие чего снижается степень извлечения кислорода из компремированного воздуха, как в результате сброса в атмосферу, помимо колонны, газовой фракции после детандеров, так и возможного увеличения содержания кислорода в продукционном азоте.
Поставлена техническая задача: повысить величину движущих сил процесса ректификации в основной колонне и тем самым создать условия для разделения в ней всего количества компремированного воздуха с высокой степенью извлечения кислорода при снижении содержания кислорода в продукционном азоте.
Поставленная задача решена способом разделения воздуха на газообразные кислород и азот, включающим компремирование атмосферного воздуха до двух значений давления, охлаждение и очистку, его конденсацию и ректификацию в основной и дополнительной колоннах, согласно изобретению, поток воздуха с меньшим давлением полностью конденсируют путем теплообмена с жидким кислородом и жидкими смесями, отбираемыми из различных по высоте сечений основной колонны, и получаемые при этом жидкие и газообразные фракции, кроме продукционного кислорода, полностью возвращают в основную колонну.
Проведенный поиск показал отсутствие решения поставленной задачи заявленной совокупностью существенных признаков.
Предложенный способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот поясняется схемой установки.
Установка включает: турбокомпрессор - 1; блок - 2 охлаждения и очистки воздуха и рекуперации холода продуктов разделения; кипятильник - 3 основной колонны; основную колонну - 4; турбодетандер - 5; промежуточный конденсатор - 6; дополнительную колонну - 7; конденсатор - 8 дополнительной колонны.
Атмосферный воздух (около 80% от общего количества) компремируют от давления 2,6 - 3,2 ата - поток низкого давления. Необходимое значение давления этого потока определяется принятой чистотой газообразного кислорода, например, 90% - 2,6 ата, 99,5% - 3,2 ата.
После охлаждения в блоке 2 до температуры, равной температуре сухого насыщенного пара, примерно (-180)oC, поток низкого давления подают в кипятильник 3 основной колонны 4. При получении чистого кислорода, особенно при большой производительности установки, кипятильник основной колонны может быть разделен на секции, в одной из которых испаряется продукционный кислород, а в другой кислород, возвращаемый в основную колонну. После частичной конденсации в кипятильнике основной колонны, жидкую часть потока низкого давления подают в укрепляющую часть основной колонны, работающей под давлением 1,25 - 1,1 ата, а паровую фракцию дополнительно конденсируют в промежуточном конденсаторе при теплообмене с жидкой смесью, отбираемой из исчерпывающей части основной колонны. После конденсатора 8 дополнительной колонны 7 жидкую часть потока низкого давления дросселируют в укрепляющую часть основной колонны, а оставшуюся паровую фракцию подают в дополнительную колонну. В дополнительной колонне и ее конденсаторе оставшуюся паровую фракцию потока низкого давления полностью конденсируют и разделяют на жидкий азот и содержащую некоторое количество кислорода жидкость. Эти жидкие фракции также подают в основную колонну.
Принятая схема последовательной конденсации потока низкого давления обеспечивает достаточные величины движущих сил процесса ректификации по всей высоте основной колонны. В ее исчерпывающей части величина движущих сил поддерживается за счет последовательного испарения части жидкости, стекающей по тарелкам в конденсаторе дополнительной колонны, промежуточном конденсаторе и кипятильнике 3 основной колонны. В ее укрепляющей части величина движущих сил поддерживается за счет подачи на тарелки жидких фракций, образующихся при последовательной конденсации потока низкого давления.
Около 20% атмосферного воздуха компремируют до давления 4 - 5,5 ата - поток высокого давления. Необходимое значение давления этого потока определяется величиной потерь холода, для блоков большой мощности - 4 ата, средней 5 ата и малой - 5,5 ата, так как удельные потери холода (ккал/м3 воздуха) практически целиком определяются мощностью блока. Поток высокого давления после охлаждения до температуры (-135oC) или (-140oC) расширяют в турбодетандере 5 до давления основной колонны, в результате чего производится необходимое количество холода. Весь этот поток направляют для полного разделения на кислород и азот в основную колонну, так как изложенный выше метод создания в ней движущих сил исключает необходимость полного или частичного сбрасывания этого потока в атмосферу. Газообразные продукты разделения основной колонны 4 проходят блок 2 охлаждения, очистки воздуха, рекуперации холода и передаются потребителям.
Таким образом, создание достаточных движущих сил процесса ректификации в основной колонне за счет последовательной конденсации всего потока низкого давления обеспечивает достаточно полное извлечение кислорода при одновременном снижении расхода энергии.
Использование в заявленном способе потока низкого давления для создания движущих сил, а потока высокого давления для производства холода позволяет обеспечить разделение всего количества компремированного воздуха в основной колонне и, соответственно, высокую степень извлечения кислорода.
Источники информации
1. Справочник азотчика. Изд-во "Химия", Москва, 1967 г, с. 202.
1. Справочник азотчика. Изд-во "Химия", Москва, 1967 г, с. 202.
2. Авторское свидетельство СССР N 542899, М. кл2 F 25 J 3/04, 1975 г.
Claims (1)
- Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот, включающий компремирование атмосферного воздуха до двух значений давления, охлаждение и очистку воздуха, его конденсацию и двукратную ректификацию в основной и дополнительной колоннах, отличающийся тем, что поток воздуха с меньшим давлением полностью конденсируют, последовательно пропуская через аппараты, охлаждаемые за счет испарения жидких смесей, отбираемых из различных по высоте сечений основной колонны, и получаемые при этом жидкие и газообразные фракции, кроме продукционного кислорода, полностью возвращаются в основную колонну.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108606A RU2147107C1 (ru) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108606A RU2147107C1 (ru) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97108606A RU97108606A (ru) | 1999-06-10 |
RU2147107C1 true RU2147107C1 (ru) | 2000-03-27 |
Family
ID=20193320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108606A RU2147107C1 (ru) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Способ разделения воздуха на газообразные кислород и азот |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147107C1 (ru) |
-
1997
- 1997-06-06 RU RU97108606A patent/RU2147107C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2989516B2 (ja) | 昇圧窒素を製造するための極低温精留方法及びその装置 | |
KR100460382B1 (ko) | 이산화탄소의 회수를 증가시키는 방법 및 장치 | |
JP2833594B2 (ja) | 酸素製品製造のための低温法及び装置 | |
US4718927A (en) | Process for the separation of C2+ hydrocarbons from natural gas | |
KR910004123B1 (ko) | 변형된 단일 증류탑 질소 발생기를 이용한 공기분리 방법 | |
JPH087019B2 (ja) | 空気の高圧低温蒸留方法 | |
KR100225681B1 (ko) | 저순도 산소 제조용 저온 정류 시스템 | |
US7201019B2 (en) | Light gas component separation from a carbon dioxide mixture | |
KR950006409A (ko) | 펌핑된 액상 생성물을 기화시키기 위한 저온 정류방법 및 장치 | |
NO158478B (no) | Fremgangsmaate for separering av nitrogen fra naturgass. | |
JPH08210769A (ja) | 低純度酸素生成のための側コラム付き極低温精留システム | |
KR100198352B1 (ko) | 질소 생성을 위한 공기 분리방법 및 장치 | |
US2520862A (en) | Air separation process | |
KR950031896A (ko) | 순수한 아르곤을 회수하기 위한 방법 및 장치 | |
JP2877191B2 (ja) | 流体混合物の分離方法 | |
JPH06257939A (ja) | 空気の低温蒸留方法 | |
JPH10185425A (ja) | 純粋でない酸素と純粋窒素の製造方法 | |
KR960010365B1 (ko) | 다중-성분 흐름의 분리 방법 | |
KR910002050B1 (ko) | 가압산소를 제조하기 위한 공기분리공정 | |
RU2287120C2 (ru) | Интегрированный способ и система для разделения воздуха, поступающего посредством сжатого воздуха из нескольких компрессоров | |
JP3190013B2 (ja) | 窒素を製造する空気原料の低温蒸留方法 | |
CA1144058A (en) | Production of oxygen by air separation | |
KR950006408A (ko) | 액체 산소 펌핑 방법 및 장치 | |
JPH0661402B2 (ja) | 塔間熱的結合した多塔式蒸留方法 | |
JPH06219713A (ja) | 高圧高純度窒素ガスを製造するための単一塔式極低温精留系 |