TW415852B - Production of argon from a cryogenic air separation process - Google Patents
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Description
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修正 付發月方法中’除氣塔也可以包含一精餾段,使立 蒸氣塔頂館份排出丄並部:被=ΐ 録的部份冷料頂騎被分 伤和二::部份,㈣氣相部份作為含氣清除氣被排:部 部凝的貧氧氬被分離成為一液相部份和-氣相 ^ 71 ' 5明的方法可以進一步包含將液相部份作為回 '"IL液返回到側線塔。 、本發明的方法特別適合於包含由一高壓塔和一低壓塔 ,及成的雙蒸餾塔的蒸餾系統,其中低壓塔是主蒸餾塔。
在本發明的方法中’通過在適當的過冷物流和除氮议 塔底液之間進行熱交換來提供步驟(b )的蒸氣蒸出。D 在本發明的方法中,在步驟(a )取出的含氮富氬側 線物流一般具有低的氧含量,即ρρπι級的數量。然而,如 果步驟(a )取出的含氮富氬側線物流含氧量較高,比如 3%莫耳含量,本發明的方法仍然可以使用。在這樣的情況 下可以理解’可能需要附加的加工步驟來進一步提純步驟 (a )取出的含氮富氬側線物流和貧氮粗氬產物。 發明之詳細說明:
WChenl ίη\ 19991103\pl9Q〇\airl947amendOLptc 第11頁 2000.06.12.011 415852 五、發明說明(1) 發明背景: 本發明涉及一種由低溫空氣分離方法生產氬的方法。· 更具體說,本發明涉及一種方法可以回收基本不含氮的 氬。 一般從空氣中回收复的方法是使用一由高壓塔和低壓 塔組成的雙塔蒸餾系統,將該系統與再沸器/冷凝器以及 被連續在低壓塔上的一側線精餾塔熱結合。從低壓塔的塔 底取出氧產物,從低壓塔的塔頂取出至少一股富氮氣流。 將一部份通過低壓塔上升的蒸氣從中間部位取出並送入該 側線精餾塔。這部份蒸氣一般含有5和1 5 %莫耳氬含量和微 量與氧相平衡的氮,在側線塔中被精餾,產生富氬物流作 為塔頂镏出物。一般說來*將該富氬物流看作粗氬,從側 線塔的塔頂取出,其氧含量範圍從百萬分之幾至大約3%莫 耳含量。通過經由位於側線塔頂處的冷凝器為側線塔提供 回流來實現精餾。 因為氮的揮發度比氬大,在側線塔進給中含有的大多 數氮以粗氬形式排出侧線塔。氮一般被看作是氬產物中的 雜質,因此限制側線塔進給中的氮含量是重要的。雖然低 壓塔可以設計成從側線塔進給中儘量除去氮,在實際操作 中,一般還是存在一些氮。比如,裝置的擾動和流量波動 經常會引起低壓塔的組成分佈從設計位置移動到某個位 置,此時進入侧線塔的蒸氣部份中有氮。另外,位於低壓 塔底的再沸器/冷凝器會有小洩漏,這使氮從高壓側能進 入按設計應是基本上無It的區。
41I!5I 88109293 89. 6. ί3 年一^月 曰 修正 圖式簡單說明 圖示之簡單說明: 圖1至5是本發明方法幾個實施例的示意圖 主要元件之圖號說明: 103.. .高壓塔 113,153,..再沸器/冷凝器 129.. .低壓塔 139...侧線塔 145...除氮段 14 7...汽提段 14 9...再沸器 161,265...分離器 263.. .熱交換器 36 1,565...塔 481...精餾段
UChenlin\19991103\pl900\airl947amend01.ptc 2000. 06.12, 021 纖頁 415852 五、發明說明(2) 因為從側線塔進料中完全除去氮是難以實現的,’普遍 接受的是在侧線塔頂中取出的粗氬中將有氮。結果,從侧-線塔中取出的粗氬一般是通過將其送入同時包含精餾段和 汽提段、位於其塔底的再沸器和位於其塔頂的冷凝器的蒸 餾塔中,進行一次附加的分離步驟。有許多該等程序的專 利描述了這樣的塔。見如美國專利US-A- 5, 5 9 0, 54 4。 許多文獻報道過,通過從側線塔的一中間部位取出粗 氬可以降低從該侧線塔中取出的粗氬中的氮含量。 日本專利號0 7 1 3 3 9 8 2公開了通過從側線塔的一中間部 位取出所述粗氬並在取自該侧線塔頂第二蒸氣清除流中除 去氮可以降低粗氬中的氮含量。在曰本專利號0 7 1 4 6 0 6 6 中,因為承認簡單地通過從側線塔的一中間部位取出物流 無法從氬中可靠地除去所有的氮,估計可以加入一附加分 離塔來進一步處理取出的粗氬。 美國專利US-A- 5, 5 5 7, 9 5 1 和德國專利DE- 1 9 63 6 3 0 6-A2 公開了從側線塔在一中間部位取出粗氬的實施方法。在這 兩份公開文件中1對粗氬沒有應用附加的分離步驟來進一 步除去氮"因此,成功地應用這些公開文件須要保持側線 塔進料的氮含量低於某一界限值。 正如低壓塔的偏離設計操作可以引起側線塔進料中氮 含量的增加到設計水平以上,側線塔的偏離設計操作也可 以引起粗氬中氮含量的增加,即使使用了蒸氣清除流。比 如,氮被允許用蒸氣清除流排出側線塔頂是很關鍵的。實 際上,該物流還可以含有大量氬。因此,希望儘量減少蒸
415852 五、發明說明(3) 氣清除流的流量以減少氬的損失。不幸的是,限制該蒸氣 清除流的流量會引起在侧線塔中氮的聚集,有可能引起粗· 氬中出現氮。 本發明允許以有效的成本和正常操作的方式生產基本 不含氮的氬。 發明要旨: 本發明涉及一種低溫分離空氣以回收至少一貧氮的粗 氩產物的方法,此時在一主蒸餾系統中實施該方法,該系 統包含至少第一蒸餾塔,將含氮、氧和氬的進料混合物分 離成為富氮的塔頂餾份和富氧的塔底餾份,還包含一側線 塔蒸餾來自主蒸餾系統的含氬進料物流,以生產基本不含 氧的塔頂氬餾份。本發明改進的特徵在於: (a )含氮、富氬的侧線物流取自側線塔高於含氬進 料物流進口處的位置; (b )將在步驟(a )中取出的含氮、富氬侧線物流送 入一除氮塔,以除去所含的氮,其中該除氮塔.包含至少一 汽提段,其位置是在貧氮、富氬側線物流進口位置的下 方,而且此時向該除氮塔的汽提段提供蒸出的蒸氣; (c)從除氮塔的塔底回收貧氮的粗氬產物,並排 出;以及 (d )從除氮塔的貧氮、富氬側線物流進料位置與其 重合或其上方位置除去除氮塔中至少一部份向上流動的蒸 氣,將該取出的部份返回到侧線塔的適當位置上。
第9頁 415852_ 五'發明說明(4) 在本發明方法的優選實施例中,步驟(a)取出的含 氮、富氬的側線物流是液體,可以從側線塔在該塔的進料 部位上方,優選從側線塔頂下方1 - 1 0級之間除去。 在本發明方法的一實施例中,該側線塔還可以包含一 位於塔頂的再沸器/冷凝器,其中從側線塔除去貧氧的塔 頂氬餾份,而部份則在再沸器/冷凝器中冷凝" , 關於使用部份冷凝的貧氧塔頂氬餾份,本發明的方法 有幾個實施例"在這些實施例中有:(1 )可以將部份冷 凝的貧氧氬分離成為一液相部份和一氣相部份,其中氣相 部份作為一含氮清除氣被排出;(2 )可以將部份冷凝的 貧氧氬分離成為一液相部份和一氣相部份*其中氣相部份 被部份冷凝,而相則被分離成第二氣相部份和第二液相部 份,而且此時該第二氣相部份作為含氮清除氣被排出; (3)可以將部份冷凝的貧氧氬送入第一輔塔,以精餾成 為第一辅塔塔頂餾份和第一輔塔塔底液,其中該第一輔塔 塔頂餾份被部份冷凝,而相則被分離成第二氣相部份和第 二液相部份,而且此時第二氣相部份作為含氮清除氣被排 出;(4 )可以將部份冷凝的貧氧氬分離成為一液相部份 和一氣相部份,其中該氣相部份被送入一精餾分凝器,產 生一分凝器塔頂餾份,而此時該分凝器的塔頂餾份則作為 含氮清除氣被排出;以及(5 )可以將部份冷凝的貧氧氬 分離為一液相部份和一氣相部份,其中該氣相部份被送入 第一輔塔,精餾成為第一輔塔塔頂餾份和第一輔塔塔底 液,而且此時該第一輔塔塔頂餾份作為含氮清除氣被排
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修正 付發月方法中’除氣塔也可以包含一精餾段,使立 蒸氣塔頂館份排出丄並部:被=ΐ 録的部份冷料頂騎被分 伤和二::部份,㈣氣相部份作為含氣清除氣被排:部 部凝的貧氧氬被分離成為一液相部份和-氣相 ^ 71 ' 5明的方法可以進一步包含將液相部份作為回 '"IL液返回到側線塔。 、本發明的方法特別適合於包含由一高壓塔和一低壓塔 ,及成的雙蒸餾塔的蒸餾系統,其中低壓塔是主蒸餾塔。
在本發明的方法中’通過在適當的過冷物流和除氮议 塔底液之間進行熱交換來提供步驟(b )的蒸氣蒸出。D 在本發明的方法中,在步驟(a )取出的含氮富氬側 線物流一般具有低的氧含量,即ρρπι級的數量。然而,如 果步驟(a )取出的含氮富氬側線物流含氧量較高,比如 3%莫耳含量,本發明的方法仍然可以使用。在這樣的情況 下可以理解’可能需要附加的加工步驟來進一步提純步驟 (a )取出的含氮富氬側線物流和貧氮粗氬產物。 發明之詳細說明:
WChenl ίη\ 19991103\pl9Q〇\airl947amendOLptc 第11頁 2000.06.12.011 (6) "~ 上面綜合性地描述了本發明的方法,下面參考圊1至5 所示的幾個實施例來進一步詳細說明本發明。 在本發明的討論中,術語貧氮"包含無氮”的概念。 再有,術語M貧氧"包含”缺氧”。 在圖1中,不含重成份如水和二氧化碳,並被冷卻到 適當溫度的壓縮進給氣流作為物流1 0 1被引入到高壓塔1 0 3 f 的塔底。該進給空氣流的壓力一般大於3. 5個大氣壓,而 小於24個大氣壓,優選在5-10個大氣壓之間。高壓塔的進 料被蒸餾成為塔頂處的高壓氮蒸氣流1 0 5和塔底處的粗液 氧物流11 5。 氮蒸氣流1 0 5在再沸器/冷凝器1 1 3令被冷凝,產生液 體物流1 0 7,隨後將其分成兩股物流,1 0 9和1 U。物流1 0 9 作為回流液返回到高壓塔。物流1 1 1流向低壓塔1 2 9的塔頂 作為回流液。雖然為了簡化沒有示出,低壓塔的回流物流 1 1 1在進入低壓塔1 2 9之前經常通過與另一物流的間接換熱 而被冷卻。 粗液氧物流1 1 5經過任意次數的任選間接換熱,最後 作為物流1 2 7被引進低壓塔。進入低壓塔的進料被蒸餾成 為塔頂處的低壓氮蒸氣物流1 3 1和塔底處的氧物流1 3 3。 從低壓塔的中間位置取出含氬蒸氣流作為物流1 3 5。 該含氬物流可以含3至2 5 %之間的氬,但是一般含氬5至1 5 % 之間,將其作為塔底進料送入側線塔1 3 9。該側線塔的含 氬進料被蒸餾,在上升的蒸氣中降低氧含量,並產生塔頂 蒸氣物流1 5 1和塔底液體物流1 3 7。
第12頁 415852 五、發明說明(7) 塔底液體物流1 3 7被返回到低壓塔。 按照本發明的步驟(a ),物流1 4 1在含氬進料的位置 上方(這裡所示為中間部位)從側線塔i 3 9取出(在這一 實施例中是作為液態)。按照本發明的步驟(b ),物流 1 4 1被送到包含汽提段1 4 7的除氮塔1 4 5中。 再沸器149產生汽提段147的上升蒸氣流。可以通過任 何數量的裝置為除氮塔提供再沸,在此處為了說明,通過 冷卻再沸器1 49中的粗液氧物流1 1 5形成物流11 7來提供再 沸。 在除氮塔中蒸餾進料141按照本發明的步驟(c)產生 貧氮粗氬物流1 7 5。雖然本發明只追求使氬物流1 7 5中的氮 含量比、進料物流141中的氮含量有所降低,在一個優選模 式中,物流1 75中的氮含量被降低到小於5 0 ppm,最優選 小於10 ppm 。 按照本發明的步驟(d ),以物流1 4 3從除氮塔中除去 上升流動的蒸氣,返回到側線塔1 3 9中。 從侧線塔_來的塔頂蒸汽1 5 1在再沸器/冷凝器1 5 3中 被部份冷凝,形成兩相物流1 5 5,然後該物流通過分離器 1 6 1 ’收集液體作為物流1 5 7,供側線塔作為回流液,並產 生蒸氣清除物流167 β可以通過任何數量的適當機構來提 供供側線塔再沸器/冷凝器1 5 3的冷床,但是如圖1中所 示,一般是由部份汽化粗液氧,在此情況下是由物流1 1 7 來提供。如果物流1 1 7被部份汽化,一般使其作為單獨的 蒸氣物流1 2 3和液體物流1 2 5從再沸器/冷凝器1 5 3中排出,
ΙΗ 第13頁 415852 五、發明說明(8) 然後合併形成物流1 2 7。 並不需要將全部的粗液氧物流1 1 7都送到再彿器/冷凝-器1 5 3中。在許多情況下’最好將分開物流11 7,只送一部 份到再沸器/冷凝器中,而其餘部份則直接送到低壓塔中 作為補充的進料’優選送入到部份汽化物流的進入位置上 方。 圖1中的本發明實施例比背景方法具有的優點是,在 含氬的側線塔進料物流135中可以容許更多的氮。上述優 點本身以至少兩種主要方式顯示。 首先’因為在側線塔進料中可以容許更多的氮,在低 壓塔内的側線塔出口的上方區域,就不需要提供同樣多的 蒸氣流。結果,對於側線塔就可以得到更多的蒸氣流,從 而可以增加氬的回收。作為另一方式和/或作為補充方 式’在低壓塔的含氬物流135出口的上方部位需要較少的 級數。 第二優點涉及偏離設計的操作。在跳躍操作和非正常 操作時,本發明允許將過量的氮引入側線塔。這種可能性 是存在的’因為儘管更多的氮會出現在除氮塔的進料物流 1 4 1中,汽提段1 4 7和再彿器1 4 9的存在,使氮可以從粗氣 物流1 7 5中除去。 圖2表明本發明的另一實施例。在圖2中,初始的含氮 蒸氣清除物流1 6 7在熱交換器2 6 3中被部份冷凝,形成兩相 物流2 6 9 ’然後將其送入分離器2 65中,收集物流2 7 3作為 側線塔的補充回流液,並產生最終的蒸氣清除物流2 7 1。
第14頁 415852_____ 五、發明說明(9) 使物流271進一步富氣’因而含有大量的氮’以物流135進 入側線塔。 玎以使用如圖2中所述的實施例對至少三種方式其中 的一種是有利的° 首先,通過進一步冷凝物流167,可以進一步降低 (相對於圖1的實施例)蒸氣清除物流2 7 1中的氬含量和蒸 氣清除物流2 7 1的流量’以降低氬的損失。 ^ 其次,如果蒸氣清除氣流量保持不變’但是蒸氣清除 氣中的氮含量增大,就可以允許更多的氮在含氩物流135 中進入侧線塔中。 最後,因為物流2 7 1的蒸氣清除氣組成和圖1的物流 U7相同’就可以增加圖2中物流167中的氬含量’使得再 沸器/冷凝器153在更溫熱的溫度下操作。 回流返回物流2 7 3的流量比較小,結果物流2 7 3也可以 返回到低壓塔中,而不是側線塔中。這可以用幾種不同的 方式實現,比如:1)重力排出或用泵將物流273直接注入 低壓塔;2 )重力排出或用泵將物流2 7 3注入再沸器/冷凝 器1 5 3中’並在其中與粗液氧混合。 圖3表示本發明的另一實施例,表示圖2的另一實施 例。在圖3中,用塔3 6 1取代了分離器1 6 1,並將來自分離 器265的液體作為補充的回流物流273返回到塔361中。可 ^使用這一實施例來除去側線塔中的精餾段。如同在圖2 中所示的實施例’該實施例讓蒸氣清除物流2 7 1中的氮含 量能大大增加,或者讓離開側線塔的物流1 5 5中的氮含量
第15頁 415852 五、發明說明(10) 大為減少。 有可能用同時進行熱傳和質傳的單個裝置取代塔361 和熱交換器2 6 3。這樣的裝置稱作回流冷凝器,即分凝器 (見如美國專利5,592,832,1997年)。 圖4示出本發明的另一實施例。與圖2相比,主要的變 化是在除氮塔上增加一附加的精餾段481。來自下面汽提 段147的蒸氣當中,只有一部份進料141作為物流143返回 到側線塔中。其餘的則向上通過精餾段4 8 1,並作為物流 479離開除氮塔。物流479在熱交換器263中被部份冷凝’ 形成兩相物流269,然後進入分離器265中,收集物流273 作為除氮塔的回流液,並產生蒸氣清除氣流27 1。從側線 塔來的塔頂蒸氣151在再沸器/冷凝器153中部份被冷凝’ ^成兩相物流1 55 ’它再進入分離器1 6 1中,收集物流I 57 作為側線塔的回流液’並產生蒸氣清除氣流1 6 7。 如在圖4中所示*氮以兩股物流1 6 7和2 7 1從氬回收系 統除去。這種形式對於含氬側線塔進料U5的氮含量經受 到較大異常影響的程序是有用的。在正常操作條件下,大 多數氮作為物流1 6 7被除去’其操作模式很像圖1中所述 的。在異常操作條件下’過量的氮可以從除氮塔的塔頂除 去,使侧線塔再沸器/冷凝器1 5 3的操作較少被擾動。這是 很重要的因為在再沸益/冷凝器153中主要工作熱交換是 很重要的。 對於圖4來說’可能有用的變化方案包含:1)除去側 線塔中的精德段177’以及2)將進料141作為蒸氣送入除
415852 五、發明說明(π) 氮塔中。 圖5說明本發明的另一實施例。按這一操作模式除去 分離器265以便於補加塔565。蒸氣物流167作為兩股進料 中的一股被送入塔565的塔底,液體物流583作為另一進料 被送入到塔565的塔頂。物流5 8 3含有較低的氬濃度(一般 為大約1 % )’因此使其在蒸氣清除氣流2 7 1中成為降低氬 損失的優異回流液。 一般有利的是將塔底物流273送入低壓塔,因為該物 流除了氬以外還含有價值的氧。在這一實例中,通常便於 將物流2 7 3與粗液氧物流585的剩餘部份合併,作為將物流 273最終送入低壓塔的一種措施。 在圖5中,塔5 6 5的回流液來自粗液氧物流丨17對於該 專業人員是眾所周知的,#何具有低氛含量的液體 ,將適合代替粗液氧;某些實例包含冷凝的空氣流或 液氮流。 -5中,氧的產物流133被描述為是從低壓塔作為 m出:。本發明並不限於這樣的操作。該領域的專業 ίί出=氧:流133可以從低壓塔作為液體取出用系 ,壓力,然後進行汽化和溫熱,再轉給使用。這一 技術被稱為泵抽液氣。盔τ銪仆芍 ’口 紹,一μ=二 為了簡泵抽液氧物流的汽化過 ^ ^ s 一1一部份進料空氣,然後冷卻並冷凝那部份進 來,該冷凝的高壓空氣被用作高壓塔、低 ί二ί: ΐ ” ?。在*發明"α類似於使$粗液氧的 ^ v凝空虱。比如:丨)可以冷卻冷凝的空氣’提
第17頁 415852 五、發明說明(12) 供除氮塔再沸器149的熱輸入;2)使冷凝空氣可以用作圖 5中的回流物流5 8 3 ; 3 )在被冷卻和/或適當地降壓以後, 可以使用冷凝空氣來提供圖2-4中熱交換器263的冷凍,以 及4)可以在再沸器/冷凝器153中使用冷凝空氣以補充粗 液氧。 像冷凝空氣一樣,可以另外從高壓塔乍取出任何的液 體物流,供再沸器1 4 9、熱交換器2 6 3和/或再沸器/冷凝器 1 5 3使用。 在圖卜5當中,通過冷卻粗液氧為再沸器149提供熱輸 入。如上所述,可以冷卻其它的適當溫熱的流體《此外, 可以在再沸器1 4 9中冷凝流體以提供熱輸入;一些實例包 含一部份蒸氣氮(如從物流1 0 5 )和一部份蒸氣空氣(如 從物流1 0 1 )。 在圖1 - 5當中,對任何蒸餾塔中的質傳段(即汽提段 或精餾段)的實質都沒做說明,本領域的專業人員都知 道,任何筛板塔盤、泡罩塔盤、閥板塔盤、無規填料或結 構填料,單獨或聯合使用,都適合於本發明的應用。 在圖1 - 5當中,離開氬回收系統的蒸氣清除氣流可以 是也可以不是所需的產物,而且當不是所需的產物時,表 示損失的粗氬。通過將蒸氣清除氣流循環到低壓塔中就可 以回收至少一部份所含的氬。如果蒸氣清除氣流的壓力低 於低壓塔的壓力,可以用機械裝置將蒸氣壓縮,或者當其 壓力降低時(比如)排放到粗液氧或冷凝空氣物流中。 圖2 - 4中所示的熱交換器2 6 3的冷卻是由溫熱或部份蒸
第18頁 415852 五、發明說明(13) 發的粗液氧物流2 1 9提供的。一般說來’此冷卻工作可以 由溫熱或蒸發任何適當的程序物流來提供。一個選擇方案 可用於所有的(或部份)氮回流物流111。在這一情況 下’氮物流111可以被溫熱(這時它將先被用另一些足夠 冷的程序物流的換熱加以冷卻),或者可以被至少部份蒸, 發(這時,物流111將先被減壓)。當使用泵抽液氧作為* 選擇的程序條件時,就出現了另一可選擇方案。在這一情 況下,可以溫熱或蒸發冷凝的液態空氣物流’就像在前面 敘述的氮物流流1 π —樣。選擇最優選的物流是一優化的 作業β使用的流體越冷,蒸氣清除氣流中的氮含量就越 高,而氬損失就越低,因此使用氮回流液111似乎是最好 的選擇。另一方面,較冷的流體還是減少低壓塔氡損失的 最好進料物流。因此,在增加氧的回收和增加氬回收之間 存在著一個折中方案。 對於所述的所有實施例,可允許的改變是除去側線塔 中的精餾段1 77。 圖1 - 5的實施例說明將本發明應用在雙塔程序上。本 領域的專業人員將能理解,圖1-5中所示的雙塔程序為便 於理解是簡化的。對於雙塔系統往往有另一些加料方式, 比如:1 )可以使一部份進料空氣物流膨脹以冷凍,並加 到低壓塔1 2 9中;2 )可以將多種氧產物從塔丨2 9取出;3 ) 可以將附加的富氮物流從塔129的進料位置127上方取出。 雖然對於從空氣中回收氧和氩來說,雙塔結構形式是最普 通的’本發明並不限於這種結構形式。比如,就有從空氣
第19頁 415852 五、發明說明(14) 中回收氧的單塔流程。這樣的流程可以很容易地加上一側 線塔,而且在這樣的情況下,這裡所述的本發明是可以應 用的。 為了使本發明有穩定的操作狀態,對這些物流進行一 定程度的流量控制是有利的,比如:對含氬蒸氣物流 , 1 3 5、除氮塔進料物流1 4 1、貧氮粗氬物流1 7 5和含氮清洗' 物流。可以通過直接的流量測量或通過某些指定的變量來 進行流量控制。改變流量以保持關鍵成份的穩定性,這些 可以是產物的成份或蒸餾塔系統内成份。在任何的控制方 法中,可以理解為可用溫度測量來代替直接的组成測量。 最後,在圖卜5中示有含氬的物流135要轉變成從低壓 塔到側線塔的蒸氣。當物流1 3 5處於液態時,本發明的方 法同樣可以任意地使用。在這一情況下,在側線塔中的引 入含氬進料的位置下方經常加上一汽提段,還需要一些裝 置給這一新塔段供應蒸氣流(經常使用設在側線塔底部的 再沸器)^ 雖然在本文中參考某些特定的實施例作了說明和描 述,但是並不是用來限制所示的本發明細節。只要在申請 專利範圍之内又不偏離本發明的精神,可以對這些細節進 行各種改變。
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41I!5I 88109293 89. 6. ί3 年一^月 曰 修正 圖式簡單說明 圖示之簡單說明: 圖1至5是本發明方法幾個實施例的示意圖 主要元件之圖號說明: 103.. .高壓塔 113,153,..再沸器/冷凝器 129.. .低壓塔 139...侧線塔 145...除氮段 14 7...汽提段 14 9...再沸器 161,265...分離器 263.. .熱交換器 36 1,565...塔 481...精餾段
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Claims (1)
- 公#1职2_ 六、""爭請¥利範圍 1· 一種低溫分離空氣以回收至少一種貧氮的粗氬產 物的方法,其中該方法是在一主蒸餾塔系統來進行的,該 系統至少包含第一蒸餾塔和一側線塔,該蒸餾塔將一含 氮、氧和氬的進料混合物分離成一富氮塔頂餾份和一富氧 塔底餾份,而該側線塔則將一從該主蒸餾塔送入的含氬進 給物流蒸餾,產生一主要貧氧的塔頂氬餾份,其特徵在 於:」 (a ) —含氮、富氬的側線物流取自側線塔在含氬進料 物流進口的置上方的一位置; (b )將步驟(a )中取出的含氮、富氬側線物流送入 一除氮塔,以除去所含的氮,其中除氮塔包含至少一汽提 段,該汽提段位於貧氮、富氬側線物流進料位置的下方, 而且其中向除氮塔的該汽提段提供蒸出的蒸氣; (c)從除氤塔的塔底回收貧氮的粗氬產物,並排 出;以及 (d )從進入除氮塔的貧氮、富氬側線物流進料位置 與其重合或在其上方的位置除去除氮塔中至少一部份向上 流動的蒸氣,並將該取出的部份返回到側線塔的適當位 置。 2. 如申請專利範圍第1項的方法,其中步驟(a )取 出的含氮、富氬側線物流是一液體。 3. 如申請專利範圍第2項的方法,其中從側線塔的塔415852 六、申請專利範圍 頂中間位置除去取出的含氮、富氩的側線物流,而且從該 處將含氬進料物流送入該侧線塔。 4 .如申請專利範圍第2項的方法,其中該側線塔具有 一位於塔頂的再沸器/冷凝器,而且其中從側線塔除去貧 氧的塔頂氬餾份,而在再沸器/冷凝器中則將其部份冷 凝。 5 .如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝的 貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且其中將氣 相部份作為含氮清除氣排出。 6. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝的 貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且該氣相部 份被部份冷凝,而相則被分離成為第二氣相部份和第二液 相部份,而且其中該第二氣相部份作為含氮清除氣排出。 7. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝的 貧氧氬被送入第一辅塔,以精餾成為第一輔塔塔頂餾份和 第一輔塔塔底液,其中該第一輔塔塔頂餾份被部份冷凝, 而相則被分離成第二氣相部份和第二液相部份,而且其中 該第二氣相部份作為一含氮清除氣排出。 8. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝的第22頁 六、申請專利範圍 貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且該氣相部 份被送入一精餾分凝器,產生一分凝器塔頂餾份,而且其 中該分凝器塔頂餾份作為一含氮清除氣被排出。 9 .如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝的 貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且該氣相部 份被送入第一輔塔,精餾成第一輔塔塔頂餾份和第一輔塔 塔底液,其中該第一輔塔塔頂餾份作為含氮清除氣被排 出。 10. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該除氮塔包 含一精餾段,該段位於貧氮富氬側線物流的進給位置上 方;其中出精餾段塔頂的蒸氣塔頂餾份排出除氮塔並被部 份冷凝,其中來自除氮塔精餾段的部份冷凝塔頂餾份被分 離成一液相部份和一氣相部份,而且其中該氣相部份作為 一含氮清除氣被排出^ 11. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝 的貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且其中該 液相部份作為回流液被返回到側線塔。 12. 如申請專利範圍第4項的方法,其中該部份冷凝 的貧氧氬被分離成一液相部份和一氣相部份,而且其中該 液相部份的一餾份構成從步驟(a )的側線塔取出的物第23頁 圍-¾ 0# 轉。 由塔 統餾 -ΡΓ 1系蒸 第該主 圍,是 範統塔 寿·^塵 專塔低 請餾該 申蒸中 如雙其 • 一且 13含而 包, 統成 法 方 的 系 餾 蒸 述 所 中 其 和 塔 壓 高 組 塔 壓 低 專 請 申 如 下 頂 塔 塔 線 側 在 是 位 RJ 間 中 該 φ_· 其 法 方。 的間 項之 3級 第ο 1± 圍一 11 範的 利面 15. 如申請專利範圍第1項的方法,其中步驟(b)的蒸 氣蒸出是由適當的過冷程序流和除氮塔塔底液之間的熱交 換提供的。 16. 如申請專利範圍第1項的方法,其中步驟(d)中 所有向上流動的蒸氣被返回到側線塔中。 17. 如申請專利範圍第1項的方法,其中步驟(c )的 貧氮粗氬物流是基本上不含氮的。 18. 如申請專利範圍第1項的方法,其中步驟(a )取 出的含氮富氬側線物流的莫耳氧含量小於3 %。第24頁
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