Сжиженые газы

Производство воздушных газов

Как работает разделение воздуха

Что такое воздух и что такое разделение воздуха?

Воздух — это смесь газов, состоящая в основном из азота (78%), кислорода (21%) и инертного газа аргона (0,9%). Остальные 0,1% состоят в основном из углекислого газа и инертных газов — неона, гелия, криптона и ксенона. Воздух можно разделить на его компоненты с помощью дистилляции в специальных блоках. Так называемые установки фракционирования воздуха используют термический процесс, известный как криогенная ректификация, для отделения отдельных компонентов друг от друга с целью получения высокочистого азота, кислорода и аргона в жидкой и газообразной форме.

1. Сжатие воздуха — окружающий воздух всасывается, фильтруется и сжимается до приблизительно 6 бар компрессором.
2. Предварительное охлаждение воздуха — чтобы разделить воздух на его компоненты, его сначала необходимо ожижить при чрезвычайно низкой температуре. В качестве первого шага, сжатый воздух охлаждается предварительно охлажденной водой.
3. Очистка воздуха – примеси, такие как водяной пар и углекислый газ, удаляются из воздуха в так называемом молекулярном сито.
4. Охлаждение воздуха — Поскольку газы, из которых состоит воздух, сжижаются только при очень низких температурах, очищенный воздух в основном теплообменнике охлаждается до прибл. -175 градусов по Цельсию. Охлаждение достигается с помощью внутреннего теплообмена, при котором потоки холодного газа, образованные во время процесса, охлаждают сжатый воздух. Быстрое снижение давления вызывает дальнейшее охлаждение сжатого воздуха, в результате чего он подвергается частичному ожижению. Теперь воздух подготовлен для разделительной колонны, где происходит фактическое разделение.
5. Разделение воздуха – разделение воздуха на чистый кислород и чистый азот осуществляется двумя колоннами, среднего и низкого давления. Для процесса разделения используется разница в точке кипения составляющих. Кислород становится жидким при -183 ° C, а азот — при -196 ° C. Непрерывное испарение и конденсация, вызванные интенсивным обменом веществ и тепла между восходящим паром и нисходящей жидкостью, производят чистый азот в верхней части колонны низкого давления и чистый кислород в нижней части. Аргон разделяется в дополнительной колонне и его получение включает в себя некоторые дополнительные шаги.
6. Отбор и хранение — газообразный кислород и азот подаются в трубопроводы для подачи конечному потребителю, например, в сталеплавильное производство. В жидком виде кислород, азот и аргон хранятся в цистернах и транспортируются клиентам автоцистернами.