Ректификация воздуха азот

Наиболее распространена ректификация воздуха для разделения его на кис- лород и азот. При разделении воздуха применяют аппараты одинарной и двойной ректификации. [c.690]

Практически технологический процесс разделения воздушной смеси с получением кислорода или азота включает последовательно следующие основные стадии очистку воздуха от пыли и механических примесей сжатие воздуха в компрессоре очистку сжатого воздуха от двуокиси углерода осушку сжатого воздуха сжижение и ректификацию воздуха для разделения на азот и кислород [13, 62]. [c.428]

Для регенерации адсорбента его продувают азотом, предварительно нагретым до 90° С. Регенерацию считают законченной, когда температура слоя достигает температуры окружающей среды. Выбор азота обусловлен наличием его в качестве побочного потока с установки ректификации воздуха, а также тем, что он совершенно сух, благодаря чему предотвращается адсорбция воды на молекулярных ситах. [c.88]

Ректификацию воздуха обычно проводят в аппарате двукратного действия, к-рый состоит из двух расположенных одна над другой колонн (рис. 1) со встроенным между ними по высоте или выносным конденсатором-испарителем. Трубное пространство последнего сообщается с ниж. колонной, и в нем конденсируются пары азота, образующие флегму для обеих колонн. Межтрубное пространство конденсатора сообщается с верх, колонной, являясь одновременно ее кубом и испарителем. Давление в верхней колонне (0,14 МПа) обусловливается в осн гидравлич. сопротивлениями, к-рые должны преодолеть продукты разделения, отводимые из ВРУ. Давление в ниж. колонне (0,55 МПа) соответствует т-ре конденсации паров азота жидким кислородом, кипящим в кубе верх, колонны. Принятому перепаду давлений между трубным и межтрубным пространством конденсатора отвечает разность т-р 2,5 °С. Давление, необходимое для проведения процесса, обусловливается требуемой холодопроизводительностью, агрегатным состоянием продуктов разделения и указанными выше необратимыми потерями. В соответствии с этим различают ВРУ низкого и среднего давления. [c.409]

В настоящее время кислород получают низкотемпературной ректификацией воздуха либо электролизом воды. Технический газообразный кислород первого сорта содержит не менее 99,7 мол. % основного вещества. Кислород особой чистоты по ТУ 6-21-05-22-79 содержит не менее 99,999 мол. % кислорода, не более 10 примеси диоксида углерода, не более 9-10 мол. % (в сумме) примесей азота, аргона, неона, криптона, ксенона и метана. Дальнейшая очистка газообразного кислорода, поставляемого в баллонах или получаемого газификацией жидкого кислорода, может быть осуществлена сочетанием осушки и удаления диоксида углерода и углеводородов сорбционным методом с помощью цеолитов и ректификации. Наиболее трудноотделимой примесью, лимитирующей очистку, является аргон, так как коэффициент разделения его относительно невелик и в области малых содержаний аргона при давлении 1,5 Па составляет 1,65. Очевидно, что все остальные, [c.912]

Технический азот и кислород получают из жидкого воздуха, разделяя последний ректификацией. Воздух используемый для получения азота, должен быть чистым, не содержащим пыли. [c.91]

Разделение воздуха. Традиционно кислород и азот получают либо криогенным способом (низкотемпературная ректификация воздуха), либо адсорбционным. Недостатками этих методов являются сложность и громоздкость аппаратуры, необходимость применения низких температур при использовании криогенного метода или необходимость регенерации адсорбента при исполь- [c.427]

Азот газообразный, бесцветный газ, не имеющий запаха. Получают сжижением и ректификацией воздуха. [c.48]

Основное отличие ректификации сжиженных газов от ректификации обычных жидкостей состоит о то.м, что она проводится при очень низких температурах, и продукты разделения получаются в большинстве случаев в газообразном виде (нанример, для воздуха— азот и кислород). Закономерности процессов ректификации сжиженных газов соответствуют тем же закономерностям, что и для ректификации обычных смесей, и методика расчета ректификационных колонн остается такой же. Для разделения воздуха применяются аппараты (однократной и двукратной ректификации). [c.368]

Охлаждение, сжижение и ректификация воздуха с целью разделения его на азот и кислород производятся в специальной аппаратуре (в блоке глубокого охлаждения). [c.372]

Составить материальный баланс колонки для двойного сжижения и ректификации воздуха производительностью 750 99,8%-ного азота. Количество воздуха, поступающего в колонку, равно 1 200 кг. Воздух, обогащенный кислородом, поступающий из нижней части колонки в верхнюю, содержит 42% О азот, идущий в верхнюю часть колонки, содержит 98,2% Nj. [c.496]

Для ряда процессов, проводимых в азотной промышленности, требуются значительные количества чистого азота и технологического кислорода. Их получают методом сжижения воздуха и его ректификации. Попутно при ректификации воздуха могут быть выделены аргон, неон и криптоно-ксеноновая фракция. [c.53]

Азот в промышленности получают ректификацией жидкого воздуха (в воздухе азот составляет около 78% по объему), в лаборатории — при нагревании смеси концентрированных растворов хлорида аммония И нитрата натрия [c.116]

При обычных условиях воздух — это бесцветный газ. Но если воздух подвергнуть глубокому охлаждению , т. е. охладить его до очень низкой температуры, а именно до —192° С, то он превращается в бесцветную жидкость. Если жидкий воздух нагревать, то из него будет испаряться азот,, а кислород останется в виде жидкости. Этот процесс называется ректификацией воздуха. Таким образом из возду- [c.90]

За последние несколько лет значительно расширилась область применения низких температур как в промышленности, так и в исследовательских работах. В настоящее время практически нет научно-исследовательского института, который не использовал бы в своей работе таких сжиженных газов, как жидкие воздух, азот, водород или гелий. В промышленном масштабе, помимо широкого использования температур жидкого азота (для разделения воздуха и других разделительных процессов), начали использовать температуры жидкого водорода, и теперь работают крупные производственные установки по выделению дейтерия из водорода путем ректификации при низких температурах. В связи с этим актуальными являются проблемы очистки газов перед их ожижением. Во многих странах строятся большого размера (в несколько сотен литров) жидководородные камеры для изучения ядерных реакций. Требует практического разрешения вопрос о хранении, транспортировке и перекачивании больших количеств (до многих сотен кубических метров) жидкого водорода и жидкого гелия. В этой связи большое значение приобретает разработка особо эффективных теплоизоляционных устройств. С другой стороны, для радиотехнических работ весьма важным является создание миниатюрных холодильных установок. [c.5]

В заключение упомянем о возможных применениях газовой холодильной машины. Очевидно, что такая установка будет весьма полезна в лабораториях и промышленности. В лабораториях применение газовой холодильной машины особенно удобно, так как при ее помощи можно ожижать такие газы, как азот, аргон, кислород или метан. Таким образом, можно получать охлаждающую среду вполне определенной температуры. Предварительные испытания показали, что в некоторых случаях газовая холодильная машина может применяться и при разделении газов, например для ректификации воздуха. Наконец, она может быть использована для предварительного охлаждения водорода при его ожижении в обычном дроссельном ожижителе типа Линде. [c.41]

Для выделения из воздуха азота и кислорода высокой чистоты в современной технике применяется метод ректификации жидкого воздуха. Воздух, охлаждая, переводят в жидкое состояние, а затем для получения отдельных компонентов последовательно испаряют при различных температурах. Жидкий воздух при атмосферном давлении кипит при температуре —192° С. [c.61]

Ректификация воздуха — это многократно повторяющийся процесс конденсации менее летучего компонента (кислорода) и испарение более летучего компонента (азота) в слоях жидкой смеси азота и кислорода, находящейся на тарелках ректификационной колонны. [c.40]

Значительное содержание в воздухе и промежуточное положение аргона по летучести и температуре кипения между кислородом и азотом обусловливают большое влияние его на процесс ректификации в воздухоразделительных аппаратах. При этом затруднено не только получение чистого кислорода и азота, но и извлечение аргона. В процессе ректификации воздуха по мере обогащения смеси азотом, аргон выступает в качестве высококипящего компонента, поэтому происходит нарастание концентрации аргона по мере движения его сверху вниз. В то же время в нижней части верхней колонны, где преобладающим компонентом является кислород, аргон выступает в качестве низкокипящего компонента, и наблюдается повышение концентрации аргона по мере подъема его паров снизу вверх. Аргон практически не влияет на процесс ректификации в нижней колонне. Максимальное содержание аргона в нижней колонне не превышает [c.164]

В процессе ректификации воздуха и получения из него чистого азота и кислорода мы имеем следующее. [c.227]

В книге приведены данные о равновесии жидкость—пар в системе кислород—аргон—азот. Описаны методы расчета процесса ректификации воздуха. Освещены методы и результаты термодинамического и технико-экономического расчета и анализа воздухоразделительных установок. Приведены зависимости между основны.ми параметрами схем разделения воздуха. [c.2]

Основными компонентами воздуха являются азот, кислород и аргон (табл. 1). Аргон, несмотря на небольшое содержание, существенно влияет на процесс ректификации, так как точка кипения аргона лежит между точками кипения азота и кислорода. Поэтому при расчетах процесса ректификации воздух рассматривают как тройную смесь, состоящую из 20,95 %0г, 0,93 %Аг и 78,12% N2. [c.5]

Как уЖе было указано, для расчета процесса ректификации воздуха необходимо располагать данными по равновесию жидкость—пар в тройной системе кислород—аргон—азот. Исследование бинарных систем кислород—азот, кислород—аргон и аргон—азот является не только необходимой составной частью в изучении тройной системы, но имеет и самостоятельное практическое значение, так как данные о равновесии в бинарных системах используются при расчете процессов ректификации, испарения и конденсации [55]. [c.36]

При расчете процесса ректификации воздух следует расс.матривать как тройную смесь кислород — аргон — азот. Исключение составляет случай получения кислорода с концентрацией менее 96% Ог, когда ЧТТ, определенное при рассмотрении воздуха как бинарной смеси кислород — азот, близко к результатам расчета процесса ректификации тройной смеси. [c.70]

Известны различные методы расчета процесса ректификации многокомпонентных смесей [2, 5, 27, 53, 58,, 69]. При расчетах процесса ректификации воздуха неприемлемо большинство упрощающих допущений, принимаемых во многих случаях при расчетах ректификации многокомпонентных смесей. Расчет ВРК следует выполнять в соответствии с указанными особенностями схем узлов ректификации воздуха. Расчет требует точного учета термодинамических свойств тройной системы кислород — аргон — азот равновесных соотношений и энтальпий жидкости и пара [47]. [c.72]

Расчет аппарата двукратной ректификации (АДР). Изложенные положения рассмотрим на примере расчета типового узла ректификации воздуха с АДР (рис. 13). В качестве исходных данных принимаем содержание кислорода в продуктах разделения в получаемом кислороде г/к1 = 99,5%, в отходящем азоте ул1 = [c.73]

В гл. III рассмотрены методы термодинамического расчета процесса ректификации смеси кислород—аргон—азот, основанные на понятии теоретической тарелки. Как известно, эта модель не удовлетворяет действительному процессу на тарелках — на реальных тарелках не достигается равновесия между жидкостью и паром, имеется градиент концентраций жидкости, потоки жидкости и пара распределяются неравномерно 2, 5, 15, 27, 52, 53, 55, 69, 71]. Изучению гидродинамики и массопередачи при ректификации, в том числе в ВРК [15], в последние годы уделяется большое внимание. Однако составление математической модели процесса, которая бы учитывала в достаточной степени все факторы, действующие на реальной тарелке при ректификации многокомпонентных смесей, является весьма сложной задачей. При ректификации воздуха решение этой задачи встречает дополнительные трудности вследствие работы колонны в условиях пульсаций от переключения регенераторов. [c.104]

Если при расчете процесса ректификации воздух рассматривается как бинарная смесь кислорода и азота, то ЧТТ определяется по диаграмме х—у для кислорода с использованием кривой равновесия 2 = 0 (рис. 40). Кроме того, кубовая жидкость вводится в сечение, кото- [c.134]

Влияние аргона на процесс ректификации воздуха особенно сильно зависит от концентрации получаемого кислорода (см. рис. 40 и табл. 20). При Ук1>97- 96%, вследствие значительного содержания аргона на тарелках, концентрационные градиенты в ВК значительно меньше, чем они могли бы быть при ректификации бинарной смеси кислород — азот. Наиболее резкое сокращение концентрационных градиентов происходит на участке от места, которому соответствует точка пересечения рабочих линий, до места ввода смеси в колонну и на нижнем участке исчерпывающей секции колонны, где происходит процесс разделения смеси кислород — аргон. Так, при 1/к1 = 99,5% Ог ЧТТ в ВК при расчете в диаграмме равновесия для тройной смеси в 2,25 раза больше, чем при расчете в диаграмме равновесия для смеси кислород — азот (табл. 20). Поэтому, как уже отмечалось, при г/к1>97 96% для правильного определения числа тарелок в колонне воздух следует рассматривать как тройную смесь кислорода, аргона и азота. [c.135]

Суммарная энтальпия поступающего на ректификацию воздуха и соответственно тепловая нагрузка конденсатора-испарителя в узлах ректификации с отбором жидкого кислорода меньше, чем в установках газообразного кислорода. При этом количество паров кислорода, поступающего пз этого аппарата в ВК, не изменяется, но существенно снижается количество жидкого азота, [c.143]

Традиционно кислород и азот получают методами низкотемпературной ректификации воздуха — криогенным способом и адсорбционным. Оба этих метода, кроме достоинств, имеют и недостатки сложность и громоздкость аппаратуры, необходимость применения низких температур (криогенный), регенерации адсорбента, истираиие его и т. д. Кроме того, для многих областей применения кислорода и азота их концентрации в обогащенном потоке и произ1водительность установок могут оказаться недостаточными. В отличие от традиционных мембранные газоразделительные установки — компактные, модульные, простые в эксплуатации и надежные— весьма перспективны. Причем стоимость кислорода (и азота) при мембранном разделении воздуха может быть значительно более низкой, чем при криогенном или адсорбционном, особенно при небольших производительностях — менее 20 т/сут. (в пересчете на чистый кислород) [71, 72]. [c.305]

По схеме, изображенной на рис. 14.7, исходный газ с высоким содержанием водорода, обычно под давлением 10,5—12 ат, поело предварительного охлаждения обратными газами поступает в низкотемпературную секцию. Здесь газ обезвоживается и дополнительно ох.г[а-ждается до —46 С прп помощи обычного аммиачного холодильного цикла. Азот высокой чистоты, получаемый на установке ректификации воздуха, сжимают приблизительно до 210 ат и вместе с исходным газом охлаждают до —46° С. Из схемы рис. 14.7 видно, что охлажденный до —46° С газ проходит сначала через три теплообменника, в которых охлаждается выходящими с установки потоками, а именно испаряющимся метаном, окисью углерода и азотом с низа колонны промывки жидким азотом и азото-водородной смесью, отбираемой с верха колонны. В первом теплообменнике, где температура газа снижается приблизительно до —101° С, конденсируются небольшие количества жидких углеводородов, которые периодически выводятся из системы. Во втором теплообменнике температура газа донолнительно снижается до —146° С. Это приводит к конденсации так называемой этиленовой фракции, в которой присутствуют большая часть этилена, содержавшегося в исходном газе, остаточные количества более тяжелых углеводородов и небольшое количество метана. Этиленовую фракцию испаряют и используют для охлаждения части поступающего азота. В третьем теплообменпике газ охлаждается приблизительно до —179° С в результате испарения метана и смеси окиси углерода с азотом. При этом конденсируются дополнительные количества метана и этилена. [c.363]

Кислород в поступающехм на катализатор газе может находиться в свободном состоянии, а также в виде водяного пара, окиси и двуокиси углерода. Свободный кислород попадает е газ прежде всего из воды, применяемой для абсорбции СОг и удаляемой затем продувкой воздухом, или поступает вместе с азотом, получаемым ректификацией воздуха, и, наконец, при применении загрязненного электролитического нодорода. Водя -ные нары нападают в газ с жидкостями, используе.мым и для про"-мывки синтез-газа. Небольшие количества окиси и двуокиси углерода могут остаться в газе вследствие их неполно абсорб- [c.130]

Обычно в качестве первого цикла применяется аммиачный холодильник, в котором кипит аммиак под давлением 1 ата (при 240°К). Вторым циклом является этиленовый холодильник с С2Н4, кипящим под давлением до 0,07 ата (при 170°К). Третий холодильный цикл заполнен метаном, который кипит под давлением 1,07 ата и снижает температуру в конденсаторе азота до 113°К. Часть полз ченного азота сжимается в последнем холодильном цикле до давления 20 ати и при 11 8°К азот начинает сжижаться. Жидкий азот непосредственно питает аппарат для ректификации воздуха и, испаряясь, охлаждает всю установку. [c.403]

Очищенная азотоводородная смесь, вводимая в цикл синтеза, может содержать, в зависимости от исходного сырья п способа получения синтез-газа, большие или меньшие количества аргона и метана. Из смешанного водяного газа получается чистый синтез-газ, содержащий в сз мме около 0,4—0,5% аргона и метана, причем метана обычно содержится немногим больше, чем аргона. Водород, полученный конверсией метана, может содержать 1% и более метана, азот, полз чаемый ректификацией воздуха, обычно очень чист. Аргон и метан являются инертными газами в процессе синтеза аммиака, но присутствие их нежелательно, так как они постепенно накапливаются в циркуляционном газе. При полной герметизации аппаратуры только небольшое количество циркуляиио нного газа выводится из цикла (в результате растворения газа в сепараторах жидким аммиаком). Вследствие этого Содержание аргона и метана в газе значительно возрастает, что приводит к уменьшению парциальных давленнй азота и водорода и к снижению производительности установки синтеза аммиака. [c.539]

Синтез аммиака осуществлялся под давлением 76 МПа и при температуре 450° С на железном катализаторе. Водород производился железопаровым способом в генераторах системы Пипча, азот — сжижением и ректификацией воздуха в аппаратах Линде. Генераторы водорода были загружены пористыми брикетами из окислов железа. Производство водорода осуществлялось чередованием процессов восстановления окислов до металлического железа водяным газом и последующего окисления железа водяным паром. Восстановитель железа — водяной газ — получался газификацией кокса в газогенераторах. Первая очередь установки синтеза аммиака состояла из трех реакторов с внутренним диаметром колонны 400 мм, производительность каждого агрегата составляла 8 т/сут жидкого аммиака, общая мощность установки — около 7,5 тыс. т/год. [c.16]

В 1933 г. вступил в строй Горловский азотно-туковый завод в Донбассе производительностью 52 тыс. т/год жидкого аммиака. Проект завода был разработан группой инженеров Гипрококса (Харьков) при участии итальянских специалистов. В основу проекта был положен процесс синтеза аммиака по методу Фаузера. Источником водорода служил коксовый газ, который поступал с близлежаш его коксохимического завода. Водород выделялся методом глубокого охлаждения в аппаратах Линде. Азот получался сжижением и ректификацией воздуха. На заводе были установлены четыре колонны синтеза аммиака конструкции Фаузера с внутренним диаметром 800 мм с проектной производительностью 40 т/сут каждая. Синтез аммиака осуществлялся в колонном реакторе в режиме падающей температуры (600—450° С) под давлением 30— 33 МПа. [c.19]

Ввиду того, что температура кипения аргона t = —185,7° С (при 1 ата) находится между температурами кипения Ог и Na, он оказывает очень большое влияние на процесс ректификации воздуха. Как было уже отмечено, аргон не позволяет одновременно получать чистые азот и кислород. Если аргон уходит вместе с кислородом, то чистота последнего не может быть больше 95%. Если весь аргон будет в уходящем азоте, то чистота N2 не может быть больше 98,7%. Кроме того, процесс ректификации в присутствии аргона в значительной степени ухудшается, коэффициент обогащения онижается и для полного разделения воздуха приходится значительно увеличивать число тарелок. [c.294]

Воздух высокого давления в количестве 4% проходит предварительный теплообменник 21, аммиачный теплообменник 19 и основные теплообменники 3, 4 и дросселируется в нижнюю часть разделительного аппарата. Из разделительного аппарата двукратной ректификации получаются азот и кислород. Из-под крышки конденсатора 12 — 15% (ззота отводится через теплообменник 4 в турбодетандер для получения добавочного холода, наобходимого для работы установки, другая часть азота конденсируется в испарителе 7, вызывая кипение кислорода. Жидкий кислород из колонны 6 отводится в испаритель 7, где он кипит и поступает в отделитель ацетилена 9, откуда направляется в криптоновую колонну 10. В колонне 10 происходит постепенное обогащение стекающего жидкого кислорода криптоном, который, пфпадая в испаритель 12, испаряется и через сепаратор 13 снова поступает в криптоновую ко- [c.327]

Узел ректификации воздуха обычно состоит из двух — трех и более ректификационных колонн, некоторые из которых включают до пяти — шести секций. Особенно сложными являются аппараты для комплексного разделения воздуха, предназначенные для получения трех — пяти продуктов (кислород и азот различной концентрации, аргон), а также усовершенствованные аппараты для производства технологического кислорода (см. гл. VI). Методика расчета процесса ректификации воздуха должна обеспечивать расчет не только отдельных ректификационных колонн, но и всего узля [c.71]

Известны различные методы расчета процесса ректификации многокомпонентных смесей на вычислительных машинах [2, 27, 53, 69], несколько работ посвящено использованнию ЭЦВМ для расчета ВРК [32, 61, 73]. Излагаемый ниже метод расчета процесса ректификации тройной смеси кислород—аргон—азот на ЭЦВМ разработан с учетом указанных выше особенностей процесса ректификации воздуха 45]. С достаточно высокой точностью учтены термодинамические свойства системы — равновесные соотношения и теплота испаре- [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология