Способ разделения воздуха

(5)5 Г 25 3 3/04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Одесский институт низкотемпературнойтехники и энергетики и Научно-исследовательский институт технологии криогенногомашиностроения(56) Головко Г.А. Криогенное производствоинертных газов. М.: Машиностроение, 1983,с.240-251.Криогеное оборудование. Каталог Цинтихамнефтемаш. М.: 1985, с.48, 66, 67.Европейский патент ЕР М 0259343,кл. Е 25 Э 3/04. опубл. 1988,(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при комплексном низкотемпературном разделении воздуха с получением кислорода повышенной чистоты, чистого азота, чистого аргона и аргоно-азотной смеси.Целью изобретения является снижение капитальных затрат и энергетических затрат при разделении воздуха на кислород повышенной чистоты, чистый азот, чистый аргон и аргоно-азотную смесь. На фиг,1 и фиг.2 представлены схемы установок, позволяющие реализовать способ разделения воздуха; на фиг.3 - зависимость удельных капитальных затрат К и энергетических затрат й от а-содержания азота в жидкой аргонной фракции Узф, б-со. держания аргона в аргоно-азотной смеси(57) Использование: при комплексном ниэкотемпературном разделении воздуха. Сущность изобретения: в дополнительной колонне осуществляют ректификвцию аргонной фракции, из верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргонную фракцию с содержанием 0,01-Х 05 об. азота и подают в дополнительную колонну, из верхней части которой выводят аргоноазотную смесь с содержанием 80-93 об, аргона, из участка между входом аргонной фракции и выходом аргоно-азотной смеси выводят чистый аргон, а из нижней части дополнительной колонны выводят кислород повышенной чистоты с содержанием 99,9- 99,99 об, кислорода. Аргоно-азотную смесь возвращают для повторной переработки в среднюю часть ректификационной колонны. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. К 2", в-содержания кислорода в кислородеповышенной чистоты,Установка для разделения воздуха включает 1 - линию подачи сжатого очищенного воздуха, 2 - основной теплообменник, 3- турбодетандер, 4 - нижнюю реактификационную колонну, 5 - верхнюю ректификационную колонну, 6 - азотный циркуляционный компрессор, 7 - дополнительную колонну, 8 - азотный циркулярный теплообменник, 9 - линию выхода продукционного газообразного азота, 10 и 11 - линии выхода продукционного кислорода повышенной чистоты, 12 - линию выхода чистого аргона, 13 - линию выхода аргоноазотной смеси, 14 - линию подачи жидкой аргонной фракции в дополнительную колонну, 15 - линию выхода обогащенного кисло 1822483родом жидкого воздуха из нижней ректификационной колонны.Способ осуществляется следующим образом,Весь перерабатываемый воздух после сжатия в компрессоре и очистки от влаги, углекислоты и углеводородов (не показано) по линии 1 направляют на охлаждение в теплообменник 2. При температуре 200220 К большую часть потока выводят из средней части теплообменника и расширяют в турбодетандере 3, а остальной поток охлаждают з нижней части теплообменника 2, дросселируют, смешивают с потоком воздуха после турбодетандера 3 и направляют на предварительное разделение в нижнюю ректификационную колонну 4. Из верхней части колонны 4 выводят азотную флегму и направляют на разделение в верхнюю ректификационную колонну 5, а из нижней части выводят обогащенный кислородом жидкий воздух и по линии 15 направляют в верхнюю ректификационную колонну 5, В верхней ректификационной колонне 5 происходит дальнейшее разделение воздуха на газообразный азот, жидкий кислород повышенной чистоты, которыи выводят по линии 10, и жидкую аргонную фракцию, которую выводят по линии 14 и направляют в дополнительную колонну 7 на окончательное разделение,Иэ верхнего сечения колонны 7 по линии 13 выводят аргоно-азотную смесь, из нижнего сечения по линии 11 выводят жидкий кислород повышенной чистоты, а из промежуточного сечения по линии 12 выводят чистый аргон.Азот из колонны 5 направляют в теплообменник 2, делят на 2 потока, один из которых по линии 9 выводят потребителю, другой сжимают в азотном циркуляционном 5 10 15 20 25 30 35 40 компрессоре 6, охлаждают в теплообменнике 8, конденсируют в нижнем конденсаторе колонны 7, дросселируют и направляют на испарение в верхний конденсатор колонны 7, подогревают в теплообменнике 8 и возвращают на сжатие в компрессор 6.В колонне 7 установлено 270 ректификационных тарелок. Чистый аргон выводят с 50 тарелки, считая сверху.При реализации изобретения, изображенного на фиг,2, аргоно-азотную смесь выводят по линии 13 и соединяют с линией 15 выхода обогащенного кислородом жидкого воздуха иэ нижней ректификационной колонны,Формула изобретения 1. Способ разделения воздуха путем сжатия, очистки и охлаждения воздуха, предварительного его разделения методом низкотемпературной ректификации в нижней ректификационной колонне на жидкий азот и обогащенный кислородом жидкий воздух, последующего разделения полученных продуктов в верхней ректификационной колонне на азот, кислород и аргонную фракцию, циркуляции части азота, ректификации аргонной фракции в дополнительной колонне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения капитальных и энергетических затрат, иэ верхней ректификационной колонны отбирают жидкую аргонную фракцию с содержанием 80-93 об. аргона, иэ участка между входом аргонной фракции и выходом аргоно-азотной смеси выводят чистый аргон, а из нижней части колонны выводят кислород повышенной чистоты с содержанием 99,9-99,99 об, кислорода,2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что аргоно-азотную смесь возвращают для повторной переработки в среднюю часть верхней ректификационной колонны.1822483 дЮ 7 4 гю УЮЮ ФОУУУ УУж ЯУР Уф % о Составитель А,ПоберазкТехред М.Моргентал орректор Н.Коро ктор аказ 2122 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 О 1 у юЮтЮг