以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，包括主塔、氩塔、液氮过冷器和液空过冷器，主塔通过管路连接氩塔、液氮过冷器和液空过冷器,主塔上部提取的富含氩气的气源进入氩塔中，富含氩气的气体上升后进入填料塔，填料塔上不利用液空冷量提供回流液体氩气的冷量，经过精馏后的氩气含氧量降低到1ppm以下，回流液中大部分成分是液氧从新返回主塔。本实用新型专利技术采用从空气提取氩气后以波纹45度角的规整填料精馏塔精馏高纯氩气的装置，由空气装置提取氩的原料为氩馏分，氩馏分由空分装置中的精馏塔上抽取。本实用新型专利技术设计合理，使用方便，是理想的精馏法制备分离氩气和氧气的生产装置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于气体制备装置领域，涉及一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，尤其适用于制备分离氩气与氧气的生产装置。
技术介绍
空气分离的主要产品为纯氧和纯氮，其副产品已成为生产氩气的主要来源。空气装置提取氩的原料为氩馏分，氩馏分由空分装置中的精馏塔上抽取。氩馏分中包括有氧组分和氮组分，因此纯氩产品的制取分为两个步骤。首先是粗氩的提取(氩与氧分离)，而后是精IS的制取(気与氮分尚)。制IS流程有两种，以往粗IS塔、精IS塔都米用筛板塔。在筛板塔粗氩塔中，由于氧与氩的沸点只差2. 88K，完全分离需要的塔板数过多，无法实现，因此粗氩的纯度只能达到> 95%，其中包含的1% 2%的氧，尚需要用化学法除去，而后才能进行精氩 的生产。空气中的氩进入空分装置的下塔后，分成两部分随出自下塔的液空及液氮进入上塔，其分配的比例随液空和液氮的含氧量而异。为了提高氩的提取率，生产中希望液空中含IS量高，液氮中的含IS量尽量低。进入精馏塔的氩，因其沸点介于氧、氮之间，因此在下塔及上塔都有富集，在上塔精馏段(液空进料口上)和提馏段(液空进料口下)各有一个氩富集区。提留段氩富集区的含氩量远高于精馏段氩富集区的含氩量。另外在整个精馏段氩富集区均含有氧、氩和氮3种组分；而在提馏段的上部含有氧、氩和氮3种组分，在其下部则只有氧和氩2种组分。在制取粗氩时，氮含量过高易造成“氮塞”现象，并且粗氩中含氮过多也会给制取精氩带来困难。现有技术中以筛板塔或非波纹45度填料的塔的设计，需要精馏分离氧气与氩气设备复杂，加工难度大，气体分离不充分，纯度很难提高。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，以波纹45度角的规整填料精馏高纯氩气制备装置。以利用波纹45度角的规整填料可以使每块理论塔板的阻力降低49. 03 98. 06Pa，这么小的压力降允许粗氩塔设置足够多的理论塔板数，直接通过低温精馏生产出氧含量极低的粗氩，设计合理，制作简单，而且为提高氩气产品质量打下了基础。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的依据本技术提供的一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，包括主塔、氩塔、液氮过冷器和液空过冷器，主塔中部设有主塔氩馏分输出口，并通过管路连接氩塔底部的氩塔氩馏分输入口 ；主塔顶部设有主塔氮气输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器氮气输入口、液氮过冷器氮气输出口、液空过冷器氮气输入口、液空过冷器氮气输出口 ；主塔上部设有膨胀空气输入口，主塔中部设有氧气输出口，主塔底部设有主塔空气输入口 ；主塔中部设有主塔液氮输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器液氮输入口、液氮过冷器氮气输出口、调节阀三、主塔液氮输入口 ；主塔底部设有主塔液空输出口，并通过管路顺序连接液空过冷器液空输入口、液空过冷器液空输出口，液空过冷器液空输出口的一路通过管路顺序连接调节阀一、主塔液空输入口一，另一路通过管路顺序连接调节阀二、氩塔液空输入口 ；氩塔上部设有氩塔液空输出口，并通过管路连接主塔液空输入口二 ；氩塔底部设有氩塔回流液输出口，并通过管路连接主塔回流液输入口 ；氩塔顶部设有氩塔空气输出口一、氩塔空气输出口二，氩塔顶部设有粗氩输出口，氩塔上部设有氩塔上升蒸汽管。本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果由于技术采用波纹填料，波纹倾角为45°C，填料压降小传质性能较好。由于结构规则、均匀、对称，规定了汽液流路，改善了沟流和壁流现象。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明 图I为本技术的结构示意图；图2为本技术的氩塔结构示意图。其中1、主塔2、氩塔3、液氮过冷器4、液空过冷器51、主塔氩馏分输出口 52、氩塔氩馏分输入口 61、主塔液空输出口 62、液空过冷器液空输入口 63、液空过冷器液空输出口64、主塔液空输入口一 65、氩塔液空输入口 66、氩塔液空输出口 67、主塔液空输入口二 71、主塔氮气输出口 72、液氮过冷器氮气输入口 73、液氮过冷器氮气输出口 74、液空过冷器氮气输入口 75、液空过冷器氮气输出口 8、膨胀空气输入口 9、氧气输出口 101、主塔空气输入口 102、氩塔空气输出口一 103、氩塔空气输出口二 11、粗氩输出口 121、氩塔回流液输出口122、主塔回流液输入口 13、氩塔上升蒸汽管14、氩塔回流液151、调节阀一 152、调节阀二153、调节阀三161、主塔液氮输出口 162、液氮过冷器液氮输入口 163、液氮过冷器氮气输出口 164、主塔液氮输入口。具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。如图I 2所示的一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，包括主塔I、氩塔2、液氮过冷器3和液空过冷器4，主塔中部设有主塔氩馏分输出口 51，并通过管路连接氩塔底部的氩塔氩馏分输入口 52 ;主塔顶部设有主塔氮气输出口 71，并通过管路顺序连接液氮过冷器氮气输入口 72、液氮过冷器氮气输出口 73、液空过冷器氮气输入口 74、液空过冷器氮气输出口 75 ;主塔上部设有膨胀空气输入口 8，主塔中部设有氧气输出口 9，主塔底部设有主塔空气输入口 101 ;主塔中部设有主塔液氮输出口 161，并通过管路顺序连接液氮过冷器液氮输入口 162、液氮过冷器氮气输出口 163、调节阀三153、主塔液氮输入口 164 ;主塔底部设有主塔液空输出口 61，并通过管路顺序连接液空过冷器液空输入口 62、液空过冷器液空输出口 63，液空过冷器液空输出口的一路通过管路顺序连接调节阀一 151、主塔液空输入口一 64，另一路通过管路顺序连接调节阀二 152、氩塔液空输入口 65 ;氩塔上部设有氩塔液空输出口 66，并通过管路连接主塔液空输入口二 67 ;氩塔底部设有氩塔回流液输出口 121，并通过管路连接主塔回流液输入口 122 ;氩塔顶部设有氩塔空气输出口一 102、氩塔空气输出口二 103，氩塔顶部设有粗氩输出口 11，氩塔上部设有氩塔上升蒸汽管13。氩塔2中装有回流液14。空分中的主塔的上塔部分提取的富含氩气的气源进入粗氩塔2中，富含氩气的气体上升后进入填料塔，填料塔上不利用液空冷量提供回流液体氩气的冷量，经过精馏后含微量氮的氩气(氩气含氧量降低到Ippm以下)以气态形式进入下一级精氩塔，回流液中大部分成分是液氧重新返回主塔。工作原理 金属规整填料塔由于其结构规则、均匀、对称，规定了汽液流路，改善了沟流和壁流现象，本技术采用波纹填料，波纹倾角为45°C，填料压降小传质性能较好。空分装置冷箱内设置主塔、氩塔，用全精馏的方式获得精氩。在相同的压力下，氮的沸点远离氧和氩的沸点，分离较为容易，通过一台氩塔就可以彻底分离。然而，氩、氧沸点相差很小(约3°C )，如果要纯粹依靠采用传统的筛板氩塔来除净氩中的氧，粗氩塔就需要多达180块以上的理论塔板数。筛板塔的最小阻力是受到限制的，即必须维持气泡穿过液相这一稳定的两相区。为实现这个稳定性所需的最小压力降，每块理论筛板约为343. 23Pa，这样粗氩塔的总塔板数必然要受到限制。因为氩塔顶部的氩气要被与上塔相同压力的富氧液空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，包括主塔、氩塔、液氮过冷器和液空过冷器，其特征在于：所述的主塔中部设有主塔氩馏分输出口，并通过管路连接氩塔底部的氩塔氩馏分输入口；主塔顶部设有主塔氮气输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器氮气输入口、液氮过冷器氮气输出口、液空过冷器氮气输入口、液空过冷器氮气输出口；主塔上部设有膨胀空气输入口，主塔中部设有氧气输出口，主塔底部设有主塔空气输入口；主塔中部设有主塔液氮输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器液氮输入口、液氮过冷器氮气输出口、调节阀三、主塔液氮输入口；主塔底部设有主塔液空输出口，并通过管路顺序连接液空过冷器液空输入口、液空过冷器液空输出口，液空过冷器液空输出口的一路通过管路顺序连接调节阀一、主塔液空输入口一，另一路通过管路顺序连接调节阀二、氩塔液空输入口；氩塔上部设有氩塔液空输出口，并通过管路连接主塔液空输入口二；氩塔底部设有氩塔回流液输出口，并通过管路连接主塔回流液输入口；氩塔顶部设有氩塔空气输出口一、氩塔空气输出口二，氩塔顶部设有粗氩输出口，氩塔上部设有氩塔上升蒸汽管。

【技术特征摘要】
1. 一种以规整填料精馏分离氩气与氧气的制备装置，包括主塔、氩塔、液氮过冷器和液空过冷器，其特征在于所述的主塔中部设有主塔氩馏分输出口，并通过管路连接氩塔底部的氩塔氩馏分输入口 ；主塔顶部设有主塔氮气输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器氮气输入口、液氮过冷器氮气输出口、液空过冷器氮气输入口、液空过冷器氮气输出口 ；主塔上部设有膨胀空气输入口，主塔中部设有氧气输出口，主塔底部设有主塔空气输入口 ；主塔中部设有主塔液氮输出口，并通过管路顺序连接液氮过冷器液氮输入口、液氮过冷器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中元，
申请(专利权)人：天津市泰亨气体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：