发明名称 大气气体分离方法
摘要 本发明是以至少有一支蒸馏管的蒸馏管柱系统将大气气体混合物低温分离之方法。根据本方法,液和气相的大气气体混合物以逆流方式通过填充结构而分离。管柱是在大于2巴的压力下操作,而蒸气相的蒸气速率小于管柱满溢时的临界蒸气速率,此临界蒸气速率和液相之液体流速有关。最低及管柱满溢时的临界蒸气速率之设定是依据填充体积或管柱通过量,实验所得最大管柱利用数据而订出。此外,根据HETP的分离效率随着压力增加而增加,所以可以使用较早先技艺低的结构填充物高度即可得到特定的分离。
申请公布号 TW262392 申请公布日期 1995.11.11
申请号 TW084100179 申请日期 1995.01.10
申请人 BOC集团公司 发明人 拉玛查德伦.克利雪纳摩西;凯文.麦凯格
分类号 B01D53/00 主分类号 B01D53/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1. 一种在具有至少一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内进行大气气体混合物低温分离的方法,该方法包括:在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物的下行液相和上行气相;在该至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物的下行液相和上行气相互相接触,使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该气相当上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓;该结构填充物以有皱纹金属片做成,比面积在约100和约450平方公尺/立方公尺范围内,流路方向角度在约30度和约45度之间;及操作管柱使至少有一区域的压力大于约2巴,流动参数等于C@ssL/C@ssV,其中C@ssV是上行气相之蒸气流速,C@ssL是下行液相之液体流速,流动参数要不在约0.01和约0.1范围之间,或者大于0.1,蒸气流速小于临界蒸气流速(该蒸馏管柱至少有一区域满溢时)并大于约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-3.176-0.00169A]之最小流速(当是在该范围内时),或大于约0.054e@ps6@up4-0.00169A@dn4@ps9,9.5,5@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5,5(当大于0.1时),其中A是该结构填充物之比面积。2. 一种在至少具有一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内低温分离大气气体混合物的方法,该方法包括:在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物之下行液相和上行气相;在至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物的下行液相和上行气相彼此接触,使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该气相上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓;该结构填充物以有皱纹金属片做成,比面积在约450和约1000平方公尺/立方公尺范围之内,流路方向角度在约30度和约45度之间;及操作管柱使得至少有一区域压力大于约2巴,流动参数等于C@ssL/C@ssV,其中C@ssV是上行气相的蒸气流速,C@ssL是下行液相的液体流速,流动参数要不在约0.01和约0.1范围之内,或者大于0.1,蒸气流速小于临界流速(该蒸馏管柱至少有一区域满溢时)并大于约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-3.748-0.000421A]之最小流速(当是在该范围内时),或大于约0.0305e@ps6@up4-0.000421A@dn4@ps9,9.5,5@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5,5的最小流速(当大于0.1时),其中A是该结构填充物之比面积。3. 一种在至少具有一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内低温分离大气气体混合物的方法,该方法包括:在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物之下行液相和上行气相;在至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物之下行液相和上行气相彼此接触,使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该气相上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓;该结构填充物以有皱纹金属片做成,比面积在约170和约250平方公尺/立方公尺范围内,流路方向角度小于或等于约30度;及操作管柱使得至少有一区域压力大于2巴,流动参数等于C@ssL/C@ssV,其C@ssV是上行气相的蒸气流速,C@ssL是下行液相之液体流速,流动参数要不在约0.01和约0.1范围之内,或者大于0.1,蒸气流速小于临界流速(该蒸馏管柱至少有一区域满溢时)并大于约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-2.788-0.00236A]之最小流速(当在该范围内时),或大于约0.0796e@ps6@up4 -0.00236A@dn4@ps9,9.5,5@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5,5的最小流速(当大于0.1时),其中A是该结构填充物之比面积。4. 一种在至少具有一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内低温分离大气气体混合物之方法,该方法包括:在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物之下行液相和上行气相;在至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物之下行液相和上行气相彼此接触,使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该气相上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓;该结构填充物以有皱纹金属片做成,比面积在约250和约1000平方公尺/立方公尺范围内,流动方向角度小于或等于约30度;及操作管柱使得至少有一区域压力大于2巴,流动参数等于C@ssL/C@ssV,其中C@ssV是上行气相之蒸气流速,C@ssL是下行液相之液体流速,流动参数要不在约0.01和约0.1范围之内,或者是大于0.1,蒸气流速小于临界流速(该蒸馏管柱至少有一区域满溢时)并大于约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-3.156-0.000893A]之最小流速(当在该范围内时),或大于约0.05515e@ps6@up4-0.000893A@dn4@ps9,9.5,5@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5,5(当大于0.1时),其中A是该结构填充物之比面积。5. 根据申请专利范围第2项之方法,其中:该结构填充物具有填充密度约750平方公尺/立方公尺,且流动方向角度约45度;至少有一区域压力约等于4巴;且该临界蒸气流速约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-3.885](当在该范围内时),或约等于0.0266@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5,5(当大于0.1时)。6. 根据申请专利范围第2项之方法,其中:该结构填充物之填充密度约750平方公尺/立方公尺,流路方向角度约45度;该设施至少有一区域压力约等于6巴;且当是在该范围内时,该临界蒸气流速约等于exp[-0.0485(ln)@su2-0.595ln-3.753],当大于0.1时,约等于0.03033@ps6@up4-0.372@dn4@ps9,9.5。7. 根据申请专利范围第2项之方法,其中:该结构填充物之填充密度约750平方公尺/立方公尺,流路方向角度约45度;该压力是在约3.5巴和约7.5巴范围内;且该混合物的液相和气相经该蒸馏管柱内至少一区域之一定高度的该结构填充物接触,使得该液相和气相分别含有预设定浓度的该混合物中之低挥发性和高挥发性成份,该结构填充物的高度大约等于生产预设定浓度的该低挥发性和高挥发性成份所须之理论板数数目和一个数字的乘积,该数字等于该压力乘以-0.0864后和0.181之和。8. 根据申请专利范围第2项之方法,其中:该结构填充物具有填充密度约750平方公尺/立方公尺,流路方向角度约45度;该压力在约7.5巴和约20巴范围内;且该混合物的液相和气相经该蒸馏管柱内至少一区域之一定高度的该结构填充物接触,使得该液相和气相分别含有预设定浓度的该混合物中之低挥发性和高挥发性成份,该结构填充物的高度大约等于生产预设定浓度的该低挥发性和高挥发性成份所须之理论板数数目和0.116乘积。9.一种在具有至少一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内低温分离大气气体混合物之方法,该方法包括:在压力约3.5巴和约7.5巴范围内操作该蒸馏管柱;在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物之下行液相和上行气相;在该至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物的下行液相和上行气相彼此接触(该蒸馏管柱具有填充密度约750平方公尺/立方公尺且流路方向角度约45度),使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该气相上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓;该大气气体混合物的液相和气相经和一定高度之该结构填充物接触,使得该液相和气相分别含有预设定浓度的该混合物中之低挥发性和高挥发性成份,该结构填充物之高度(单位是公尺)大约等于生产预设定浓度的该低挥发性和高挥发性成份所须之理论板数数目和一个数字之乘积,该数字等于该压力乘-0.0864后和0.181之和。10. 一种在具有至少一个蒸馏管柱的蒸馏管柱系统内低温分离大气气体混合物之方法,该方法包括:压力在约7.5巴和约20巴范围内操作该蒸馏管柱;在该至少一个蒸馏管柱内形成该大气气体混合物之下行液相和上行气相;在该至少一个蒸馏管柱的至少一个区域中所含结构填充物内,该混合物的下行液相和上行气相彼此接触(该蒸馏管柱具有填充密度约750平方公尺/立方公尺且流路方向角度约45度),使得下行液相下行经过该结构填充物后,该混合物内低挥发性成份浓度更浓,而该上行气相上行通过该结构填充物后,该混合物内高挥发性成份浓度更浓,因而促使该低温分离;该大气气体混合物的液相和气相经和一定高度之结构填充物接触,使得该液相和气相分别含有预设定浓度的该混合物中之低挥发性和高挥发性成份,该结构填充物之高度(单位是公尺)大约等于生产预设定浓度的该低挥发性和高挥发性成份所须之理论板数数目和0.116之乘积。图示简单说明:图1是得自苏舍兄弟有限公司,用于MELLAPAK 750.Y填充物之苏德(Souders)图,叙述早先技艺之效率相对于本发明;及
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