一种高纯氧制备装置及采用该装置制备高纯氧的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高纯氧制备装置，包括依次连通的空分塔、第一精馏塔、第二精馏塔及液氧储存罐；所述空分塔用于产生原料气；所述空分塔通过第一连接管与第一精馏塔连通；所述第一精馏塔的顶部设有与第一精馏塔连通的第一冷凝器，所述第一冷凝器通过第二连接管与第二精馏塔连通；所述第二精馏塔的顶部设有与第二精馏塔连通的第二冷凝器，第二精馏塔的底部通过第三连接管与液氧储存罐连通。本发明专利技术还公开了一种采用该装置制备高纯氧的方法。本发明专利技术的高纯氧制备装置，其结构简单、操作方便，利用该制备装置得到的高纯氧纯度稳定、产率高。

High purity oxygen preparation device and method for preparing high-purity oxygen by using the same

The invention discloses a device for preparing high purity oxygen, including sequentially communicated air separation tower, the first distillation column, second distillation column and liquid oxygen storage tank; the air separation tower for the production of raw gas; the tower tube is communicated with the first distillation column through the first connection; the top of the first distillation column a first condenser is connected with the first column, the first condenser is communicated with the second distillation tube through the second connection; the top second distillation tower with second condenser is communicated with the second distillation tower, second distillation tower is connected with the bottom of the tube is communicated with the liquid oxygen storage tank by third. The invention also discloses a method for preparing high pure oxygen by adopting the device. The high purity oxygen preparation device of the invention has simple structure and convenient operation, and the purity of Gao Chunyang obtained by the preparation device is stable and the yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种高纯氧制备装置及采用该装置制备高纯氧的方法
本专利技术涉及高纯氧制备
，尤其涉及一种高纯氧制备装置及采用该装置制备高纯氧的方法。
技术介绍
目前，深冷装置中的高纯度氧的生产，大都配置在生产规模较大的装置中，高纯氧的制取，都是根据所取原料气的特点、原料气中的杂质含量不同而针对性的进行流程和设备设计。高纯氧的原料气通常是抽取上塔中的液氧、气氧或粗氩塔中的液相馏分进行精馏提纯，从不同装置所配置的高纯氧系统来看，均存在高纯氧的操作不稳定，主塔工况对其影响大，很难保证高纯氧的纯度的缺点，大多产品均需经过后纯化后，纯度才能达到高纯氧的技术指标。这不仅涉及到流程设计、设备设计和控制系统设计，也涉及到实际操作控制等多方因素。采用低温精馏的方法制备高纯氧是已经很成熟的工业方法，但目前都是附着在大型空分设备冷箱之内，采用单塔精馏制备高纯氧。用于将空气精馏分离的设备称之为精馏塔，它包括下塔、上塔和主冷凝蒸发器。在精馏塔中，将处于饱和状态的氧氮混合体，穿过比它温度较低的氧氮混合体时，气相中的高沸点组分(即难蒸发的组分氧气)部分冷凝为液体，释放冷凝潜热，与此同时，液相中的低沸点组分(即易蒸发的氮气)吸收热量而蒸发，这样多次的部分冷凝和部分蒸发，越往上部，气相中氮组分越浓，越往下部，液相中氧组分越浓。这样多次部分精馏和部分蒸发的过程，称之为精馏。目前还没有独立的用普通工业氧制备纯化氧的设备，由于采用的单塔精馏，其纯度满足不了电子工业级对氧纯度的技术要求。采用常温吸附法制取高纯氧，其技术指标可达到电子级用高纯氧的要求，但对原料氧要求比较高，一般工业氧是达不到的；且选用的吸附材料价格高，不符合工业化生产的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高纯氧制备装置，其结构简单、操作方便，利用该制备装置得到的高纯氧纯度稳定、产率高。本专利技术的另一目的在于提供采用该装置制备高纯氧的方法。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种高纯氧制备装置，包括依次连通的空分塔、第一精馏塔、第二精馏塔及液氧储存罐；所述空分塔用于产生原料气；所述空分塔通过第一连接管与第一精馏塔连通；所述第一精馏塔的顶部设有与第一精馏塔连通的第一冷凝器，所述第一冷凝器通过第二连接管与第二精馏塔连通；所述第二精馏塔的顶部设有与第二精馏塔连通的第二冷凝器，第二精馏塔的底部通过第三连接管与液氧储存罐连通。优选的，所述空分塔用于产生氧气浓度大于或等于99％的原料气。优选的，所述高纯氧制备装置还包括换热器，所述换热器设置于第一连接管上。优选的，所述第一精馏塔的底部通过第四连接管与所述换热器连通。优选的，所述高纯氧制备装置还包括蒸发器，所述蒸发器设置于第二精馏塔的底部。优选的，所述第一连接管、第二连接管、第三连接管及第四连接管上均设有控制阀。优选的，所述高纯氧制备装置还包括控制器，所述控制器与每个控制阀电性连接。本专利技术还公开了采用所述装置制备高纯氧的方法，包括如下步骤：1)将空气从空分塔底部通入，使得空气分离得到原料气，然后将原料气经第一连接管通入第一精馏塔内；2)通入第一精馏塔内的原料气经第一冷凝器冷凝，沸点低于氧气的杂质冷凝成液体沉积于第一精馏塔的底部，余下的气体通过第二连接管进入第二精馏塔内；3)通入第二精馏塔内的气体经第二冷凝器冷凝，使得氧气冷凝成液氧，得到的液氧经第三连接管输送至液氧储存罐中。优选的，在步骤2)中，第一精馏塔底部的液体经第四连接管输送到换热器中，用于对原料气进行预冷。优选的，在步骤3)中，得到的液氧经过蒸发器作用而被蒸发，然后进入第二冷凝器再次被冷凝成液体，通过第二冷凝器及蒸发器的循环冷凝-蒸发作用，最终在第二精馏塔的底部得到高纯度液氧。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的制备高纯氧的方法，首先采用空分塔分离空气得到普通纯度的氧气作为原料气，再经过两级低温精馏实现高纯氧的制取，得到的液氧纯度可达到99.999％，可满足市场对高纯度氧气的要求。采用经第一冷凝器冷凝得到的杂质液体作为冷源预冷原料气，提高了能源的利用率，节省了加工成本。本专利技术的高纯氧制备装置，结构简单、操作方便、运行平稳、安全可靠。附图说明图1为本专利技术实施例1的高纯氧制备装置的示意图；图2为本专利技术实施例2的高纯氧制备装置的示意图；图中：1、空分塔；10、换热器；11、空气进管；2、第一精馏塔；20、第一冷凝器；3、第二精馏塔；30、第二冷凝器；31、蒸发器；4、液氧储存罐；50、第一连接管；51、第二连接管；52、第三连接管；53、第四连接管；54、排氮管；60、控制阀。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例1如图1所示，一种高纯氧制备装置，包括依次连通的空分塔1、第一精馏塔2、第二精馏塔3及液氧储存罐4；空气从空气进管11进入空分塔1，经空分塔1作用产生原料气，所述原料气中氧气的浓度大于或等于99％；空分塔1通过第一连接管50与第一精馏塔2连通；第一精馏塔2用于对原料气进行初步精馏，去除原料气中沸点高于氧气的杂质气体；第一精馏塔2的顶部设有与第一精馏塔2连通的第一冷凝器20，所述第一冷凝器20通过第二连接管51与第二精馏塔3连通；第二精馏塔3用于对气体进行进一步液化，使得气体中含有的氮气、氩气等杂质气体汽化，而氧气液化呈液氧沉积到第二精馏塔3的底部；所述第二精馏塔3的顶部设有与第二精馏塔连通3的第二冷凝器30，第二冷凝器30上设有排氮管54；第二精馏塔3的底部通过第三连接管52与液氧储存罐4连通。在第一连接管50、第二连接管51、第三连接管52及第四连接管53上均设有控制阀60，另外还设有与各控制阀60电性连接的控制器(图未示)，该控制器可对各控制阀60的启闭进行控制。采用所述高纯氧制备装置制备高纯氧的方法如下：将空气通入空分塔1内，经空分塔1的分离作用，得到氧气的浓度大于或等于99％的原料气；原料气经过第一连接管50通入到第一精馏塔2内，然后进入到第一冷凝器20内，原料气中沸点高于氧气的气体杂质(如总烃)被冷凝形成杂质液体，并沉积到第一精馏塔2的底部；未被液化的气体经第二连接管51进入到第二精馏塔3内，然后进入到第二冷凝器30内；在第二冷凝器30内，氧气被冷凝成液体，氮气和氩气等沸点低于氧气的气体未被液化而从氧气中分离出来；冷凝成液体的氧气沉积到第二冷凝器30的底部，并经第三连接管52输送到液氧储存罐4中，得到高纯度液氧；得到的氩气、氮气等杂质气体经排氮管54排出。实施例2如图2所示，一种高纯氧制备装置，包括依次连通的空分塔1、第一精馏塔2、第二精馏塔3及液氧储存罐4；空分塔1用于产生原料气，所述原料气中氧气的浓度大于或等于99％；空分塔1通过第一连接管50与第一精馏塔2连通；第一连接管道50上设有换热器10，用于对原料气进行初步预冷；第一精馏塔2的顶部设有与第一精馏塔2连通的第一冷凝器20，底部通过第四连接管道53与换热器10连通；第一冷凝器20通过第二连接管51与第二精馏塔3连通；第二精馏塔3的顶部设有与第二精馏塔连通3的第二冷凝器30，第二冷凝器30上设有排氮管54；第二精馏塔3的底部设有蒸发器31；第二精馏塔3的底部通过第三连接管52与液氧储存罐4连通。在第一连接管50、第二连接管51、第三连接管52及第四连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯氧制备装置，其特征在于，包括依次连通的空分塔、第一精馏塔、第二精馏塔及液氧储存罐；所述空分塔用于产生原料气；所述空分塔通过第一连接管与第一精馏塔连通；所述第一精馏塔的顶部设有与第一精馏塔连通的第一冷凝器，所述第一冷凝器通过第二连接管与第二精馏塔连通；所述第二精馏塔的顶部设有与第二精馏塔连通的第二冷凝器，第二精馏塔的底部通过第三连接管与液氧储存罐连通。

【技术特征摘要】
1.一种高纯氧制备装置，其特征在于，包括依次连通的空分塔、第一精馏塔、第二精馏塔及液氧储存罐；所述空分塔用于产生原料气；所述空分塔通过第一连接管与第一精馏塔连通；所述第一精馏塔的顶部设有与第一精馏塔连通的第一冷凝器，所述第一冷凝器通过第二连接管与第二精馏塔连通；所述第二精馏塔的顶部设有与第二精馏塔连通的第二冷凝器，第二精馏塔的底部通过第三连接管与液氧储存罐连通。2.如权利要求1所述的高纯氧制备装置，其特征在于，所述空分塔用于产生氧气浓度大于或等于99％的原料气。3.如权利要求1所述的高纯氧制备装置，其特征在于，所述高纯氧制备装置还包括换热器，所述换热器设置于第一连接管上。4.如权利要求3所述的高纯氧制备装置，其特征在于，所述第一精馏塔的底部通过第四连接管与所述换热器连通。5.如权利要求1所述的高纯氧制备装置，其特征在于，所述高纯氧制备装置还包括蒸发器，所述蒸发器设置于第二精馏塔的底部。6.如权利要求4所述的高纯氧制备装置，其特征在于，所述第一连接管、第二连接管、第三连接管及第四连接管上均设有控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾海宁，圆梦月，刘志刚，
申请(专利权)人：清远市联升空气液化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44