[发明专利]双塔低温精馏制备高纯氧方法有效
申请号: | 200710053176.3 | 申请日: | 2007-09-10 |
公开(公告)号: | CN101148252A | 公开(公告)日: | 2008-03-26 |
发明(设计)人: | 张世田;鲁仲水 | 申请(专利权)人: | 武汉华星工业技术有限公司;河南开元空分集团有限公司 |
主分类号: | C01B13/02 | 分类号: | C01B13/02 |
代理公司: | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 | 代理人: | 张安国 |
地址: | 430056湖北省武*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 低温 精馏 制备 高纯 方法 | ||
1.一种低温精馏制备高纯氧的方法,其特征在于该方法为双塔低温精馏法,它包括:
a、精馏塔采用顶部带冷凝器(D)下部带蒸发器(C)的规整填料塔,分为I精馏塔及II精馏塔,每个精馏塔分为上、中、下三个精馏段,精馏塔外设置主换热器(B);
b、将压力0.2MPa温度95K的工业液氧(1)原料直接引入精馏塔I的中段,在塔内通过低温精馏,产生的含氩7.5%的组分气(2)从塔顶排出,产生的含CH4、C2H2杂质的液体(3)从塔底排出塔外,在塔的下部获得去除了大部分CH4、C2H2、氩、氮组分的氧馏份(4);
c、将氧馏份(4)从精馏塔I导出,送入精馏塔II中部,在塔内通过进一步低温精馏,馏分中的CnHm再次被冷凝下来,浓缩后为含CnHm液馏分(5)从塔底排出塔外,产生的含氮、氩组分气(6)从塔顶排出,在塔的下部获得含氧量≥99.9998%,含氩量<0.5ppm,CH4<0.1ppm的高纯液氧(7);
d、将来自于主换热器(B)的压力0.5MPa,温度96K的中压饱和氮气(8)分为两部分,分别导入I精馏塔和II精馏塔的蒸发器(C)与塔内的液体换热,被冷凝成液氮(9),该液氮引入塔顶的冷凝器(D)冷凝塔顶的氧蒸汽,为精馏塔提供回流液体,精馏过程控制回流比在13~18范围内,该部分液氮同时被蒸发为饱和氮蒸汽(10),该部分饱和氮蒸汽在主换热器(B)中与来自氮压机的压力氮气进行热交换,被复热后的低压氮气进入氮气压缩机中被压缩到0.5MPa的压力,经过冷却后,返回主换热器;
e、将外部液氮(11)分为两部分,分别引入I精馏塔和II精馏塔上部的冷凝器(D)补充系统冷损。
2.如权利要求1所述的低温精馏制备高纯氧的方法,其特征在于所述的b中,将压力0.2MPa、温度95K的工业液氧(1)原料直接进入精馏塔I的中段,在塔内通过低温精馏,产生的压力0.13MPa、温度93K、含氩7.5%的组分气(2)从塔顶排出,产生的压力0.14MPa、温度94K、含CH4、C2H2杂质的液体(3)从塔底排出塔外,在塔的下部获得压力0.137MPa、温度94K的去除了大部分CH4、C2H2、氩、氮组分的氧馏份(4)。
3.如权利要求1所述的低温精馏制备高纯氧的方法,其特征在于所述的d中,将来自于主换热器(B)的压力0.5MPa,温度96K的中压饱和氮气(8),分别导入I精馏塔和II精馏塔的蒸发器(C)与塔内的液体换热,被冷凝成压力0.5MPa、温度96K的液氮(9),该液氮引入塔顶的冷凝器(D)冷凝塔顶的氧蒸汽,为精馏塔提供回流液体,精馏过程控制回流比在13~18范围内,该部分液氮同时被蒸发为饱和氮蒸汽(10),此饱和氮蒸汽压力为0.25MPa,温度为89K,该部分饱和蒸汽在主换热器(B)中与来自氮压机的压力0.5MPa、温度313K的氮气进行热交换,被复热后的低压氮气进入氮气压缩机中被压缩到0.5MPa的压力,经过冷却后,返回主换热器。
4.如权利要求1所述的低温精馏制备高纯氧的方法,其特征在于所述的冷凝器(D)和蒸发器(C)采用高效主板式换热器。
5.如权利要求1所述的低温精馏制备高纯氧的方法,其特征在于所述的主换热器(B)为一台铝制板翅式换热器。
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