SYSTEM AND METHOD FOR ENHANCED RECOVERY OF ARGON AND OXYGEN FROM A NITROGEN PRODUCING CRYOGENIC AIR SEPARATION UNITA moderate pressure air separation unit and air separation cycle is disclosed that provides for up to about 96% recovery of argon, an overall nitrogen recovery of 98 percent or greater and limited gaseous oxygen production. The air separation is configured to produce a first high purity oxygen enriched stream and a second lower purity oxygen enriched stream from the lower pressure column, one of which is used as the refrigerant to condense the argon in the argon condenser, with the resulting vaporized oxygen stream used to regenerate the temperature swing adsorption pre-purifier unit. All or a portion of the first high purity oxygen enriched stream is vaporized in the main heat exchanger to produce the gaseous oxygen products.An air separation unit comprising:a main air compression system configured for receiving a stream of incoming feed air and producing a compressed air stream;an adsorption based pre-purifier unit configured for removing water vapor, carbon dioxide, nitrous oxide, and hydrocarbons from the compressed air stream and producing a compressed and purified air stream, wherein the compressed and purified air stream is split into at least a first part of the compressed and purified air stream and a second part of the compressed and purified air stream;a main heat exchange system configured to cool the first part of the compressed and purified air stream to produce a vapor air stream and to partially cool the second part of the compressed and purified air stream;a turboexpander arrangement configured to expand the partially cooled second part of the compressed and purified air stream to form an exhaust stream that imparts refrigeration to the air separation unit;a distillation column system having a higher pressure column having an operating pressure between 6.0 bar(a) and 10.0 bar(a) and a lower pressure column having an operating pressure between 1.5 bar(a) and 2.8 bar(a) linked in a heat transfer relationship via a condenser reboiler;the distillation column system further includes an argon column arrangement operatively coupled with the lower pressure column, the argon column arrangement having at least one argon column and an argon condenser;the distillation column system is configured to receive all or a portion of the vapor air stream in the higher pressure column and to receive the exhaust stream in the lower pressure column or higher pressure column and to produce a first oxygen enriched stream from the lower pressure column having a first oxygen concentration greater than or equal to 99.5 percent oxygen, a second oxygen enriched stream from the lower pressure column having a second oxygen concentration greater than 93.0 percent and lower than the first oxygen concentration and a nitrogen overhead stream from the lower pressure column; wherein the argon column is configured to receive an argon-oxygen enriched stream from the lower pressure column and to produce a third oxygen enriched bottoms stream that is returned to or released into the lower pressure column and an argon-enriched overhead that is directed to the argon condenser;wherein the argon condenser is configured to condense the argon-enriched overhead against the first oxygen enriched stream or second oxygen enriched stream to produce a crude argon stream or a product argon stream, an argon reflux stream and an oxygen enriched waste stream;a subcooler arrangement operatively coupled with the distillation column system and configured to subcool a fourth oxygen enriched kettle stream from the higher pressure column and a nitrogen stream from the condenser-reboiler via indirect heat exchange with the nitrogen overhead stream from the lower pressure column; andwherein the air separation unit is configured to produce one or more high purity nitrogen products;wherein the air separation unit is configured to recover greater than 75 percent argon if the argon is condensed against the first oxygen enriched stream and configured to recover greater than 30 percent argon if the argon is condensed against the second oxygen enriched stream; and wherein the air separation unit is configured to produce one or more oxygen products including a high purity pumped oxygen stream from the lower pressure column at a pressure greater than or equal to 3.4 bar(a).
질소 생성 극저온 공기 분리 유닛으로부터의 아르곤 및 산소의 향상된 회수율을 위한 시스템 및 방법아르곤의 최대 약 96% 회수율, 98 퍼센트 이상의 전체 질소 회수율 및 제한된 기체 산소 생성을 제공하는 중압 공기 분리 유닛 및 공기 분리 사이클이 개시된다. 공기 분리는 저압 칼럼으로부터 제1 고 순도 산소 부화 스트림 및 제2 보다 낮은 순도의 산소 부화 스트림을 생성하도록 구성되고, 그 중 하나가 아르곤 응축기 내에서 아르곤을 응축시키기 위한 냉매로서 사용되며, 이때 생성되는 기화된 산소 스트림은 온도 스윙 흡착 사전-정화기 유닛을 재생하는 데 사용된다. 제1 고 순도 산소 부화 스트림의 전부 또는 일부분이 기체 산소 생성물을 생성하도록 주 열 교환기 내에서 기화된다.공기 분리 유닛(air separation unit)으로서,유입 공급 공기(incoming feed air)의 스트림을 수용하고 압축된 공기 스트림을 생성하도록 구성되는 주 공기 압축 시스템;압축된 공기 스트림으로부터 수증기, 이산화탄소, 아산화질소, 및 탄화수소를 제거하고 압축되고 정화된 공기 스트림(compressed and purified air stream)을 생성하도록 구성되는 흡착 기반 사전-정화기 유닛(adsorption based pre-purifier unit) - 압축되고 정화된 공기 스트림은 적어도 압축되고 정화된 공기 스트림의 제1 부분 및 압축되고 정화된 공기 스트림의 제2 부분으로 분할됨 -;증기 공기 스트림을 생성하기 위해 압축되고 정화된 공기 스트림의 제1 부분을 냉각시키도록 그리고 압축되고 정화된 공기 스트림의 제2 부분을 부분적으로 냉각시키도록 구성되는 주 열 교환 시스템;공기 분리 유닛에 냉각을 부여하는 배기 스트림(exhaust stream)을 형성하기 위해 압축되고 정화된 공기 스트림의 부분적으로 냉각된 제2 부분을 팽창시키도록 구성되는 터보팽창기 장치(turboexpander arrangement);응축기 리보일러(condenser reboiler)를 통해 열 전달 관계로 연결되는, 6.0 바(bar)(a) 내지 10.0 바(a)의 작동 압력을 갖는 고압 칼럼(higher pressure column) 및 1.5 바(a) 내지 2.8 바(a)의 작동 압력을 갖는 저압 칼럼(lower pressure column)을 갖는 증류 칼럼 시스템(distillation column system) -증류 칼럼 시스템은 저압 칼럼과 작동식으로 결합되는 아르곤 칼럼 장치(argon column arrangement)를 추가로 포함하고, 아르곤 칼럼 장치는 적어도 하나의 아르곤 칼럼 및 아르곤 응축기를 갖고,증류 칼럼 시스템은 고압 칼럼 내에 증기 공기 스트림의 전부 또는 일부분을 수용하도록 그리고 저압 칼럼 또는 고압 칼럼 내에 배기 스트림을 수용하도록 그리고 저압 칼럼으로부터 99.5 퍼센트 산소 이상의 제1 산소 농도를 갖는 제1 산소 부화 스트림(oxygen enriched stream), 저압 칼럼으로부터 93.0 퍼센트 초과 및 제1 산소 농도 미만의 제2 산소 농도를 갖는 제2 산소 부화 스트림 및 저압 칼럼으로부터 질소 오버헤드 스트림(nitrogen overhead stream)을 생성하도록 구성되고,아르곤 칼럼은 저압 칼럼으로부터 아르곤-산소 부화 스트림을 수용하도록 그리고 저압 칼럼으로 복귀되거나 방출되는 제3 산소 부화 저부 스트림(oxygen enriched bottoms stream) 및 아르곤 응축기로 지향되는 아르곤-부화 오버헤드를 생성하도록 구성되고,아르곤 응축기는 미정제 아르곤 스트림(crude argon stream) 또는 생성물 아르곤 스트림(product argon stream), 아르곤 환류 스트림(argon reflux stream) 및 산소 부화 폐기물 스트림(oxygen enriched waste stream)을 생성하기 위해 제1 산소 부화 스트림 또는 제2 산소 부화 스트림에 대해 아르곤-부화 오버헤드를 응축시키도록 구성됨 -;증류 칼럼 시스템과 작동식으로 결합되고 저압 칼럼으로부터의 질소 오버헤드 스트림과의 간접 열 교환을 통해 고압 칼럼으로부터의 제4 산소 부화 케틀 스트림(oxygen enriched kettle stream) 및 응축기-리보일러로부터의 질소 스트림을 서브쿨링시키도록 구성되는 서브쿨러 장치(subcooler arrangement)를 포함하고,공기 분리 유닛은 하나 이상의 고 순도 질소 생성물을 생성하도록 구성되고,공기 분리 유닛은, 아르곤이 제1 산소 부화 스트림에 대해 응축되는 경우 75 퍼센트 초과의 아르곤을 회수하도록 구성되고, 아르곤이 제2 산소 부화 스트림에 대해 응축되는 경우 30 퍼센트 초과의 아르곤을 회수하도록 구성되고,공기 분리 유닛은 3.4 바(a) 이상의 압력에서 저압 칼럼으로부터 고 순도 펌핑된 산소 스트림(high purity pumped oxygen stream)을 포함하는 하나 이상의 산소 생성물을 생성하도록 구성되는, 공기 분리 유닛.