【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体提纯，具体涉及一种利用精馏方法由粗氩气中提纯出精氩的方法和装置。
技术介绍
1、氩是一种惰性气体，在钢铁生产、电子工业、机械工业等各行各业中有广泛的用途。从空气中通过深冷分离法生产氩气是目前世界上获得氩的最主要方法。由于氩在空气中的含量少，其分离过程相对氧氮分离也要困难得多，因此氩的价值较高，是以生产氧为主的深冷法空气分离设备的重要副产品。
2、以空分尾气粗氩为例，目前空分设备有一部分不产氩，仅带增效塔，粗氩尾气组分含氩约84%，含氮约2%，含氧约14%，含粗氩尾气通过主换热器复热后，这些粗氩气往往只能排放到大气或送到水冷塔，不能产生经济效益，是对气体资源的巨大浪费。氩氧分离和氩氮分离都比氧氮分离难度要大一些，尤其是氧氩分离，由于其沸点温差不足3℃，因此很难分离。要使氩中氧达到1.5ppm的产品要求，脱氧塔需要很多的理论塔板数。同样由于沸点差和组分平衡的原因，脱氧塔只能实现氧、氩分离，而不能同时实现氮的分离。氩中氮的去除，是靠脱氮塔来实现的。但现有的脱氧塔与脱氮塔组合的设备仍然存在所需能耗较高的问题，进而使得氩产品成本高，企业经济效益低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能够降低所需能耗，从而降低成本、提高经济效益的精馏提纯精氩的方法和装置。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种精馏提纯精氩的方法，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，所述精馏提纯精氩的方法为：
4、s1：在脱氧塔中对所
5、s2：在脱氮塔中对所述含氮氩气进行第二次精馏以脱除氮气而得到所述产品液氩；在第二次精馏过程中，利用从所述脱氧塔的中段抽取的中间粗氩气为第二次精馏提供再沸热源，所述中间粗氩气在提供热量后液化为中间粗液氩，所述中间粗液氩送回所述脱氧塔作为第一次精馏的回流液参与精馏，同时利用所述制冷循环为第二次精馏提供冷凝冷源，使所述含氮氩气在所述脱氮塔内与上升蒸汽和回流和充分接触而进行热量与质量交换，在所述脱氮塔底部得到所述产品液氩。
6、对所述含氮氩气进行加氢催化脱除剩余氧气、进行纯化脱除水后，再送入所述脱氮塔进行第二次精馏。
7、一种精馏提纯精氩的装置，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，所述精馏提纯精氩的装置包括换热精馏部分和循环制冷部分；
8、所述换热精馏部分包括脱氧塔和脱氮塔；所述脱氧塔用于对所述原料粗氩气进行第一次精馏，脱除氧气得到含氮氩气；所述脱氮塔用于对所述含氮氩气进行第二次精馏，脱除氮气得到所述产品液氩；
9、所述脱氧塔顶部设置有脱氧冷凝器，所述脱氧塔底部设置有脱氧再沸器；
10、所述脱氧塔的中部设置有粗氩气出口和粗液氩入口，所述粗氩气出口用于抽取第一次精馏中段产生的中间粗氩气，所述粗液氩入口用于输入中间粗液氩；
11、所述脱氮塔顶部设置有脱氮冷凝器，所述脱氮塔底部设置有脱氮再沸器；
12、所述脱氮再沸器具有气体入口和液体出口，所述脱氧塔的粗氩气出口与所述脱氮再沸器的气体入口相连接，从所述脱氧塔的中段抽取的中间粗氩气用作第二次精馏的再沸热源，所述中间粗氩气在所述脱氮再沸器中液化为所述中间粗液氩，所述脱氮再沸器的液体出口与所述脱氧塔的粗液氩入口相连接，向所述脱氧塔中输入所述中间粗液氩用作第一次精馏的回流液；
13、所述循环制冷部分用于进行制冷循环而为第一次精馏提供再沸热源和冷凝冷源、为第二次精馏提供冷凝冷源，所述脱氧冷凝器、所述脱氧再沸器、所述脱氮冷凝器接入所述循环制冷部分中。
14、所述换热精馏部分还包括粗氩压缩机和主换热器，用于提供所述原料粗氩气的原料气源与所述粗氩压缩机的进气口相连接，所述粗氩压缩机的出气口与所述主换热器中的第一条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第一条换热管路的出口与所述脱氧塔的原料气入口相连接，所述脱氧塔的含氮氩气出口分别与所述脱氮塔的含氮氩气入口、所述脱氧冷凝器的气体入口相连接，所述脱氧冷凝器的液体出口与所述脱氧塔的回流液入口相连接，所述脱氮塔的含氮污氩气出口分别与所述脱氮冷凝器的气体入口、含氮污氩气放空端相连接，所述脱氮塔的液体出口与所述脱氮塔的回流液入口相连接。
15、所述循环制冷部分包括补气压缩机、循环压缩机和过冷器，所述循环压缩机的出气口与所述主换热器中的第二条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第二条换热管路的出口与所述脱氧再沸器的气体入口相连接，所述脱氧再沸器的液体出口与所述过冷器中的第一条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第一条换热管路的出口分别与所述脱氧冷凝器的液体入口、所述脱氮冷凝器的液体入口相连接，所述脱氧冷凝器的气体出口与所述过冷器中的第二条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第二条换热管路的出口与所述主换热器中的第三条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第三条换热管路的出口与所述循环压缩机的进气口相连接，所述脱氮冷凝器的气体出口与所述过冷器中的第三条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第三条换热管路的出口与所述主换热器中的第四条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第四条换热管路的出口与所述补气压缩机的进气口相连接，所述补气压缩机的出气口与所述循环压缩机的进气口相连接。
16、所述循环制冷部分还包括增压透平膨胀机，所述循环压缩机的出气口与所述增压透平膨胀机的增压端的入口相连接，所述增压透平膨胀机的增压端的出口与所述主换热器中的第二条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第二条换热管路的出口与所述增压透平膨胀机的膨胀端的入口相连接，所述增压透平膨胀机的膨胀端的出口与所述脱氧再沸器的气体入口相连接。
17、所述主换热器中的第二条换热管路还分支出旁路出口，所述旁路出口与所述过冷器中的第一条换热管路的入口相连接。
18、所述循环制冷部分还包括液化器，所述脱氮冷凝器的液体出口与所述液化器中的第一路换热管路的入口相连接，所述液化器中的第二路换热管路的出口与所述过冷器中的第三路换热管路的入口相连接，用于存储所述产品液氩的液氩罐的蒸发氩气出口与所述液化器中的第二路换热管路的入口相连接，所述液化器中的第二路换热管路的出口与所述液氩罐的入口相连接。
19、所述精馏提纯精氩的装置还包括设置于所述脱氧塔的粗氩气出口与所述脱氮再沸器的气体入口之间的脱氧脱水系统，所述脱氧脱水系统用于脱除所述含氮氩气中的氧气和水；
20、所述脱氧脱水系统包括催化系统、纯化系统、富氢增压机和气液分离器，所述催化系统包括加氢管路，用于进行加氢除氧，所述纯化系统用于进行催化除水；
21、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种精馏提纯精氩的方法，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，其特征在于：所述精馏提纯精氩的方法为：
2.根据权利要求1所述的精馏提纯精氩的方法，其特征在于：对所述含氮氩气进行加氢催化脱除剩余氧气、进行纯化脱除水后，再送入所述脱氮塔进行第二次精馏。
3.一种精馏提纯精氩的装置，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，其特征在于：所述精馏提纯精氩的装置包括换热精馏部分和循环制冷部分；
4.根据权利要求3所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述换热精馏部分还包括粗氩压缩机和主换热器，用于提供所述原料粗氩气的原料气源与所述粗氩压缩机的进气口相连接，所述粗氩压缩机的出气口与所述主换热器中的第一条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第一条换热管路的出口与所述脱氧塔的原料气入口相连接，所述脱氧塔的含氮氩气出口分别与所述脱氮塔的含氮氩气入口、所述脱氧冷凝器的气体入口相连接，所述脱氧冷凝器的液体出口与所述脱氧塔的回流液入口相连接，所述脱氮塔的含氮污氩气出口分别与所述脱氮冷凝器的气体入口、含氮污氩气放空端相连接，所述脱氮塔的液体出口与所述脱氮塔的回流液入口相连接。
5.根据权利要求4所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述循环制冷部分包括补气压缩机、循环压缩机和过冷器，所述循环压缩机的出气口与所述主换热器中的第二条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第二条换热管路的出口与所述脱氧再沸器的气体入口相连接，所述脱氧再沸器的液体出口与所述过冷器中的第一条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第一条换热管路的出口分别与所述脱氧冷凝器的液体入口、所述脱氮冷凝器的液体入口相连接，所述脱氧冷凝器的气体出口与所述过冷器中的第二条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第二条换热管路的出口与所述主换热器中的第三条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第三条换热管路的出口与所述循环压缩机的进气口相连接，所述脱氮冷凝器的气体出口与所述过冷器中的第三条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第三条换热管路的出口与所述主换热器中的第四条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第四条换热管路的出口与所述补气压缩机的进气口相连接，所述补气压缩机的出气口与所述循环压缩机的进气口相连接。
6.根据权利要求5所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述循环制冷部分还包括增压透平膨胀机，所述循环压缩机的出气口与所述增压透平膨胀机的增压端的入口相连接，所述增压透平膨胀机的增压端的出口与所述主换热器中的第二条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第二条换热管路的出口与所述增压透平膨胀机的膨胀端的入口相连接，所述增压透平膨胀机的膨胀端的出口与所述脱氧再沸器的气体入口相连接。
7.根据权利要求6所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述主换热器中的第二条换热管路还分支出旁路出口，所述旁路出口与所述过冷器中的第一条换热管路的入口相连接。
8.根据权利要求5所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述循环制冷部分还包括液化器，所述脱氮冷凝器的液体出口与所述液化器中的第一路换热管路的入口相连接，所述液化器中的第二路换热管路的出口与所述过冷器中的第三路换热管路的入口相连接，用于存储所述产品液氩的液氩罐的蒸发氩气出口与所述液化器中的第二路换热管路的入口相连接，所述液化器中的第二路换热管路的出口与所述液氩罐的入口相连接。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述精馏提纯精氩的装置还包括设置于所述脱氧塔的粗氩气出口与所述脱氮再沸器的气体入口之间的脱氧脱水系统，所述脱氧脱水系统用于脱除所述含氮氩气中的氧气和水；
...【技术特征摘要】
1.一种精馏提纯精氩的方法，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，其特征在于：所述精馏提纯精氩的方法为：
2.根据权利要求1所述的精馏提纯精氩的方法，其特征在于：对所述含氮氩气进行加氢催化脱除剩余氧气、进行纯化脱除水后，再送入所述脱氮塔进行第二次精馏。
3.一种精馏提纯精氩的装置，用于精馏原料粗氩气而得到产品液氩，其特征在于：所述精馏提纯精氩的装置包括换热精馏部分和循环制冷部分；
4.根据权利要求3所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述换热精馏部分还包括粗氩压缩机和主换热器，用于提供所述原料粗氩气的原料气源与所述粗氩压缩机的进气口相连接，所述粗氩压缩机的出气口与所述主换热器中的第一条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第一条换热管路的出口与所述脱氧塔的原料气入口相连接，所述脱氧塔的含氮氩气出口分别与所述脱氮塔的含氮氩气入口、所述脱氧冷凝器的气体入口相连接，所述脱氧冷凝器的液体出口与所述脱氧塔的回流液入口相连接，所述脱氮塔的含氮污氩气出口分别与所述脱氮冷凝器的气体入口、含氮污氩气放空端相连接，所述脱氮塔的液体出口与所述脱氮塔的回流液入口相连接。
5.根据权利要求4所述的精馏提纯精氩的装置，其特征在于：所述循环制冷部分包括补气压缩机、循环压缩机和过冷器，所述循环压缩机的出气口与所述主换热器中的第二条换热管路的入口相连接，所述主换热器中的第二条换热管路的出口与所述脱氧再沸器的气体入口相连接，所述脱氧再沸器的液体出口与所述过冷器中的第一条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第一条换热管路的出口分别与所述脱氧冷凝器的液体入口、所述脱氮冷凝器的液体入口相连接，所述脱氧冷凝器的气体出口与所述过冷器中的第二条换热管路的入口相连接，所述过冷器中的第二条换热管路的出口与所述主换热器中的第三条换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾盛兰，孙宁，陈梅，李玉杰，周发州，
申请(专利权)人：苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。