用于启动通过低温蒸馏分离空气的设备的氩分离塔的方法和实施该方法的单元技术

本发明专利技术涉及用于通过低温蒸馏生产氩的单元，其适于连接至包括相互热连接的第一塔和第二塔的双空气分离塔，其包括顶部带塔顶冷凝器的氩分离塔、脱氮塔、在脱氮塔底部提取富氩脱氮产物的机构、将氩分离塔顶部连接至脱氮塔的机构、将塔顶气体从氩分离塔送至大气的机构、从脱氮塔顶部提取富氮流体的机构、测量氩分离塔顶部的和/或氩分离塔的顶部处提取的流体中的氮含量的分析仪、能在启动时被控制以根据分析仪所测氮含量打开和关闭将塔顶气体从氩分离塔送至大气的机构的机构、能在启动期间被控制以根据分析仪所测氮含量打开和关闭将氩分离塔顶部连接至脱氮塔的机构的机构。还涉及用于启动通过低温蒸馏分离氩的塔的方法和用于调节分离设备的方法。调节分离设备的方法。调节分离设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于启动通过低温蒸馏分离空气的设备的氩分离塔的方法和实施该方法的单元


[0001]本专利技术涉及一种用于启动通过低温蒸馏分离空气的设备的氩分离塔的方法。本专利技术还涉及一种可通过这种方法启动的单元。
[0002]本专利技术的应用领域限于这样一种空气分离单元，其配备有低温氩生产系统，即具有非纯氩塔(用于分离氩和氧)和纯氩塔(也称为脱氮塔，用于去除氮并且因此获得纯氩)。
[0003]本专利技术涉及的空气分离设备包括双塔，该双塔包括在第一压力下操作的第一塔和在低于第一压力的第二压力下操作的第二塔。向第二塔进料来自第一塔的富氮液体和富氧液体。由于氩、氮和氧之间的相对挥发性不同，在第二塔的顶部形成大致纯的氮，在第二塔的底部形成大致纯的氧，而在第二塔的中部形成富氩气体。从第二塔中提取通常称为粗氩的富氩气体，并将其输送到具有塔顶冷凝器的氩分离塔。将粗氩精馏以提供富氧回流(随后将其送至第二塔)和非常富氩的物流(通常称为氩混合物)，该物流几乎不再包含任何氧(氩混合物中的氧含量通常少于3ppm的氧)。将该氩混合物送入脱氮塔，以便通过再沸而除去氮。在脱氮塔的底部，以液体形式提取纯氩并将其送至液态氩储存设施。
[0004]氩分离塔(氩混合物塔)可分为两个部分，以减小冷箱的尺寸。

技术介绍

[0005]如FR2911392中所述，在启动时，未向脱氮塔供料，此时在氩分离塔的顶部提取的流体的氧含量是不准确的。在此期间，在氩分离塔顶部产生的气体被排至空气。
[0006]FR2911392的方法建议即使氧含量不令人满意，在启动期间也对脱氮塔供料，并将塔底液体从脱氮塔送回到氩分离塔。
[0007]EP1482266示出了这样一种情况，其中在启动期间送到大气中的气体在主交换器中被重新加热以回收千卡/能量。没有说明如何控制气体的输送。
[0008]KR1019641331B建议在双塔不运行时将产生的氩储存在混合物塔的顶部。
[0009]还存在氩混合物塔，其功能不是产生富氩产物而是仅降低来自双塔的富氧产物的氩含量。在这种情况下，在塔顶提取的物流包含多达10mol％的氧，或甚至多达15mol％的氧。

技术实现思路

[0010]本专利技术还适用于生产气态或液态氩的方法。
[0011]本专利技术的目的是优化和加速氩混合物塔的启动阶段。
[0012]根据本专利技术的一个主题，提供了一种用于通过低温蒸馏生产氩的单元，其适用于连接至双空气分离塔，该双空气分离塔包括相互热连接的第一塔和第二塔，所述单元包括：在顶部带有塔顶冷凝器的氩分离塔；脱氮塔；用于在所述脱氮塔的底部提取富氩且脱氮/贫氮/缺氮的产物的机构；用于将所述氩分离塔的顶部连接至所述脱氮塔的机构；用于将塔顶气体从所述氩分离塔送至大气的机构；用于从所述脱氮塔的顶部提取富氮流体的机构；分
析仪，用于测量所述氩分离塔的顶部处的氮含量和/或在所述氩分离塔的顶部处提取的流体中的氮含量；和用于打开和关闭的机构，该用于打开和关闭的机构用于根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭：
[0013]i)用于将所述氩分离塔的顶部连接至所述脱氮塔的机构；和/或
[0014]ii)用于将所述塔顶气体从所述氩分离塔送至大气的机构。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于通过低温蒸馏生产氩的单元，其适用于连接至双空气分离塔，该双空气分离塔包括相互热连接的第一塔和第二塔，所述单元包括：在顶部带有塔顶冷凝器的氩分离塔；连接至第二塔并适于连接至热交换器的气态氮提取管线；用于将氩分离塔的顶部连接至该管线的机构；用于将塔顶气体从所述氩分离塔送至大气的机构；分析仪，用于测量所述氩分离塔的顶部处的氮含量和/或在所述氩分离塔的顶部处提取的流体中的氮含量；能够在启动时被控制以根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭用于将所述塔顶气体从所述氩分离塔送至大气的机构的机构；和能够在启动期间被控制以根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭用于将所述塔顶气体从所述氩分离塔送至大气的机构的机构或能够在启动期间被控制以根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭用于将所述氩分离塔的顶部连接至所述脱氮塔的机构的机构。
[0016]该单元可包括：双空气分离塔，所述双空气分离塔包括在第一压力下操作的第一塔和在第二压力下操作的第二塔，所述第一塔的顶部热连接至所述第二塔的底部，并且所述双空气分离塔包括用于将空气送至所述第一塔的机构、用于将富氮流体和富氧流体从所述第一塔送至所述第二塔的机构、可选的被进给来自第二塔的中间位置的气体的另一塔，该氩分离塔被连接，以用于接收来自所述第二塔的中间位置的气体或来自所述另一塔的气体。
[0017]根据本专利技术的其他可选方面：
[0018]·
所述分析仪也被连接，以用于测量被送向所述氩分离塔的富氩气体中的氮含量。
[0019]·
所述分析仪被连接，以用于交替地测量所述富氩气体中的氮含量和所述氩分离塔的顶部处的氮含量。
[0020]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于启动通过低温蒸馏分离氩的塔的方法，其中，直接或间接地来自包括相互热连接的第一塔和第二塔的双空气分离塔的富氩流体被送至氩分离塔，其中，在该塔的启动期间：
[0021]i.如果所述氩分离塔的顶部处的氮含量在第一阈值以上，则将来自所述氩分离塔的塔顶气体送至大气；和
[0022]ii.如果所述氩分离塔的顶部处的氮含量低于小于或等于所述第一阈值的第二阈值，则将来自所述氩分离塔的塔顶气体送至脱氮塔，以便在该脱氮塔中进行分离并从该脱氮塔提取富氩的流体产物。
[0023]在启动期间，如果所述顶部处的氮含量在第一阈值以上，则优选没有用于分离的气体被送至所述脱氮塔或者在适当的情况下至所述管线。
[0024]根据其他可选方面：
[0025]·
在启动期间，如果所述氩分离塔的顶部处的氮含量低于所述第二阈值，则没有气体从所述氩分离塔的顶部被送至大气。
[0026]·
借助于分析仪来测量所述氩分离塔的顶部处的氮含量，该分析仪能够分析氧、氮、和氩的混合物中的、在10ppm至100％的N2的范围内的氮含量。
[0027]根据本专利技术的又一方面，提供一种用于调节分离设备的方法，该方法包括上述的用于启动设备的方法，其中：
[0028]·
在启动期间，利用分析仪测量氩分离塔的顶部处的氮含量，并且在非启动时，利用该分析仪测量送向该氩分离塔的气体的氮含量。
[0029]·
在启动期间，氩分离塔的顶部处的氮含量增加。
[0030]允许测量氧和氩中的氮的分析仪将允许脱气阀被调节，以最少化在启动阶段期间的氩损失并因此加速所述阶段。
[0031]本专利技术的主要特征是在称为氩混合物塔的氩分离塔的脱气阀上增加调节回路。通过使用分析仪测量混合物塔顶部的氮浓度，可以在氮浓度在阈值以上/高于阈值时将来自混合物塔的顶部的流送到大气中，并且一旦氮浓度低于阈值/在阈值以下便能立即将该流送至脱氮塔。使用该分析仪，可以分析氧气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过低温蒸馏生产氩的单元，其适于连接至双空气分离塔，该双空气分离塔包括相互热连接的第一塔(K1)和第二塔(K2)，所述单元包括：在顶部带有塔顶冷凝器的氩分离塔(K3)；脱氮塔(K4)；用于在所述脱氮塔的底部提取富氩且脱氮的产物(LAR)的机构；用于将氩分离塔的顶部连接至脱氮塔的机构；用于将塔顶气体(13、15)从氩分离塔送至大气的机构；用于从所述脱氮塔的顶部提取富氮流体的机构；分析仪(AIC1、AIC2)，用于测量所述氩分离塔的顶部处的氮含量和/或在所述氩分离塔的顶部处提取的流体中的氮含量；能够在启动时被控制以根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭所述用于将塔顶气体从氩分离塔送至大气的机构的机构；能够在启动期间被控制以根据由所述分析仪检测到的氮含量来打开和关闭所述用于将氩分离塔的顶部连接至脱氮塔的机构的机构。2.根据权利要求1所述的单元，其包括双空气分离塔，所述双空气分离塔包括：在第一压力下操作的第一塔(K1)和在第二压力下操作的第二塔(K2)，所述第一塔的顶部热连接至所述第二塔的底部；可选的被进给来自所述第二塔的中间位置的气体的另一塔；用于将空气(1)送至所述第一塔的机构；和用于将富氮流体和富氧流体(3)从所述第一塔送至所述第二塔的机构；其中，该氩分离塔(K3)被连接，以用于接收来自所述第二塔的中间位置的富氩气体(7)或来自所述另一塔的气体。3.根据权利要求2所述的单元，其特征在于，所述分析仪(AIC1)也被连接，以用于测量被送向所述氩分离塔(K3)的富氩气体(7)中的氮含量。4.根据权利要求3所述的单元，其中，所述分析仪(AIC1)被连接，以用于交替地测量所述富氩气体(7)中的氮含量和所述氩分离塔(K3)的顶部处的氮含量。5.一种用于启动通过低温蒸馏分离氩的塔的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：