Бродянский В.М., Калинина Е.И.
Разделение газовых смесей

Глава четвертая. Разделение воздуха ректификацией

Основным способом промышленного разделения воздуха служит низкотемпературная ректификация. Количества получаемых из воздуха кислорода и азота в развитых странах измеряются миллиардами кубометров в год.

При разделении воздуха нудно учитывать, что в его состав входят три основные группа газов.
К первой группе относятся два основных компонента воздуха: кислород (О₂) и азот (N₂).
Ко второй группе относятся инертные газы: аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Хе), неон (Nе) и гелий (Hе).

Газы, входящие в пёрвую и вторую группы, называются постоянными составляющими воздуха. Это название составляющих связано с тем, что их содержание в воздухе постоянно и не зависит от места расположения установок и климатических условий. Постоянные составляющие извлекаются при разделении в технически чистом виде или в виде фракций в промышленных масштабах.

К третьей группе относятся водяные пары (Н₂О), углекислый газ (СО₂), углеводороды (С_nH_m) и другие газы – отбросные продукты промышленных предприятий, а также механические примеси. Состав и содержание этих компонентов в воздухе изменяются в зависимости от климатического пояса, характера района, погодных условий и т.д.
Примеси водяных паров и углекислого газа удаляются из воздуха перед ректификацией.

Попадание углеводородов, в частности ацетилена (С₂Н₂), может привести при определенных условиях к взрывам внутри аппаратов. Существуют комплексы активных и пассивных методов защиты воздухоразделительных аппаратов от взрывов [3, 13].

В зависимости от конкретных условий применяются различные виды разделительных аппаратов, предназначенных как для извлечения какого-либо одного продукта, там и одновременного получения нескольких продуктов и фракций. В связи с этим используются концентрационные и отгонные колонны отдельно, либо различные их сочетания, образующие в некотором случае достаточно сложные системы. Такие системы включают, кроме колонны, регенеративные теплообменники и компрессоры для подачи разделяемой смеси, а также вспомогательное оборудование.

Следующая страница: Колонны однократной ректификации