Воздухоразделительная установка — это промышленное предприятие, которое разделяет встречающийся в природе воздух или атмосферный воздух на составляющие его газы. Газы, собираемые в процессе, включают кислород, азот и аргон, а также некоторые инертные газы, такие как неон, ксенон и криптон. Поскольку азот и кислород являются двумя наиболее распространенными газами в земной атмосфере, эти два элемента составляют основную часть газов, собираемых в этом процессе.
Процесс, используемый в воздухоразделительной установке, называется криогенной дистилляцией. Охлаждая атмосферный воздух до чрезвычайно низких температур, можно отделить и собрать составляющие газы. На некоторых заводах также можно собирать жидкие формы азота или кислорода.
Процесс криогенной дистилляции состоит из четырех этапов. На первом этапе атмосферный воздух очищается и сжимается до давления от 5 до 10 бар (4-9 атмосфер). В процессе очистки удаляются пыль и загрязнения, которые могут помешать процессу охлаждения. В процессе сжатия воздух нагревается для удаления следов влаги перед подачей сжатого воздуха в теплообменник для охлаждения. .
Когда сжатый воздух охладится, следующим шагом будет его очистка. Этот процесс включает пропускание воздуха через молекулярное сито, которое фильтрует воздух посредством процесса, называемого адсорбцией. В этом процессе газы или молекулы притягиваются к поверхности адсорбента и образуют слой поверх адсорбирующего материала. Молекулярные сита предназначены для удаления двуокиси углерода, воды и углеводородных газов.
После очистки воздух можно смело подавать в камеру охлаждения и дистилляции. Камера охлаждения состоит из теплообменника и криогенных потоков. Когда воздух проходит через эту камеру, он достигает достаточно низких температур, чтобы обеспечить дистилляцию составляющих газов.
Перегонка воздуха происходит в ректификационной колонне. В зависимости от собираемых газов воздух может проходить более чем через одну дистилляционную колонну. В этом компоненте используется хладагент и расширитель или клапан для создания эффекта Джоуля-Томсона, который заставляет газы, составляющие воздух, охлаждаться и переходить в жидкое состояние. Затем сжиженные газы собираются и нагреваются до температуры окружающей среды для хранения или использования.
Газы, производимые воздухоразделительной установкой, используются во многих промышленных процессах. В некоторых случаях эти газообразные формы этих элементов транспортируются к промышленным потребителям по прямым трубопроводам. В других случаях собранные элементы могут храниться в жидкой или газообразной форме для последующей транспортировки и использования. Большие количества перегнанных газов обычно перевозят в жидком виде автоцистернами. Меньшие количества могут перевозиться в баллонах под давлением в виде газа.
