Хроматографический способ обогащения и разделения примесей в смеси газов

Хроматографический способ обогащения и разделения примесей в смеси газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 О "78:.). 2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.11.73 (21) 1975471/26-25 с присоединением .аявки № (23) Приоритет(43) 01тубликовано 25.03 76Бюллетень № 11

2 (51) М, Кл.

G Ol Ì ?7/72

В 01 П 15/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 543.544.08 (088.8) (45) Дата опубликования описания 05.04,76

А. А. Жуховицкий, В. И. Калмановский, Е. В. Канунникова, Л. Г. Новикова, M. Л, Сазонов, В. П. Шварцман и С. M. Яновский (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт (71) Заявитель (54) ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБОГАЩЕ1!ИЯ

И РАЗДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ B СМЕСИ ГАЗОВ

Изобретентее относится к способу хроматографического анализа и обогашения примесей в газах.

Известен хроматографический способанализа и обогашения газообразных примесей, 5 основанный на использовании движушегося температурного поля с постоянным градиентом (температура падает в направлениидвижения температурного поля и потока газоносителя), который приводит к концентрированию и к стационарному распределению компонентов, сорбируюшихся лучше газоно сителя, вблизи своих характеристических температур (хроматермография) .

Способ применен. также во фронтальном варианте (теплодинамический способ) .

Такие способы характеризуются наличием характеристических температур и стационарным распределением компонентов в движушемся температурном поле, Основным преимушеством этих способов является ".онцентрирование примесей.

Однако, сушественный эффект обогашения может быть получен известными способами только для хорошо сорбируюшихся вешеств.

Для веществ, сорбируюшихся хуже гаэоносителя, эти способы вообше не применимы из-за десорбции гаэоносителя, движушегося с темпеоатчрным полем.

Цель изобретения — повысить эффективность обогашенйя и разделения легких примесей.

B предлагаемом способе полосы компо,, нентов со стационарным распределением и

:,характеристическим положением осуществляются не на основе движушейся волны температур (как в прототипе), & путем создания движушейся волны скоростей с уменьшаюшейся скоростью в направлении движе;нич волны и потока хромареография). Так

;как скорость движения компонента "И" определяется уравнением И= -, то волна

Г скоростей " ", приведет ко всем тем эффектам, что и волна температур, приводяшая к волне Т".

Создание волны скоростей требует либо наличия положительных или отрицательных источников газоносителя, либо реализации различных давлений вдоль слоя сорбента, 507812 а у{Х Га) 3

Волну скоростей осуществляют на основе движения вдоль слоя сорбента волны температур, температура в которой возрастает по направлению движения потока гаэо, носителя и температурного поля.

Для этого по вертикальной колонке с сорбентом непрерывно прппускался сорби руюшийся гаэоноситель. )Vial сорбирующиеся примеси либо дозируются в колонку,лк- бо уже присутствуют в газоносителе.

:Вдоль колонки с сорбентом, насыщенным е азоносителем, сверху вниз движутся по следовательно соединенные .электропечь и холодильник, создавая нужное температурное поле. Это поле приводит к образованию движущейся волны, скоростей газоноситэля вследствие изменения его адсорбкру<Вости с температурой. Направление градиента скорости в волне противоположно направле нию ))вижения;волны скоростей и потока газоносителя.

Примеси, адсорбируюшиеся хуже газоносителя, концентрируются ггри своих характеристических скоростях в волне скоростей, образованной газоносителем.

Уравнение этой волны имеет вид: где g,Т, à — текущие значения линейной скорости, температуры и коэффициентаГенри гвэоносит@ля;1

° о, Т1, Гр — значение этих величин в начале колонки, % - скорость движения температурного поля и волны скоростей, Рассмотрение теории концентркрованкя полосы в хромареографии приводит к следующим уравнениям для коэффициента обогащения 0 : а) в режиме, подобном хроматермогра. фическом у: б) в режиме, подобном теплодинвмкческому: где L - длина слоя сорбента;

8 — градиент скорости;

Н ВЭТТ;

Фц - первоначальная ширина полосы;

Д - коэффициент диффузии; — отношение линейной скорости газоносителя к скорости движения температурного поля и волны скоростей

à — коэффициент Генри определяе2 мого компонента. Способ обогащения и разделения легких примесей проводят при не?ффьгвном пропускании смеси через хроматографическую колонку на примере следующкх систем: примесь аргона в азоте, примеси гелия, азота и метана в двуокиси углерода, Хроматогрвфичесггая"-ксдййка представля« ет собой стеклянную трубку с внутренним

)0 диаметром Змм, наполненную сорбентом. .В качестве сорбента для первой смеси используют молекулярные сита 5 3, для второй - активированный уголь СКГ. Длина слоя сорбент - 1 м.

)$ Вдоль хроматографической колонкк сверху. вниз в направлеьии потока гвэоносителя движутся последовательно соединенные элекг ропечь и холодильник в форме змеевика С водным охлаждением, приводимые в движещ ние моторчиком Уоррена.

После прохождения хроматографической колонкк волной скоростей детектор (в качестве которого использовался катврометр) регистрирует пики обогащенных легких ком«

26 пои енто в.

На фиг. 1 изображена хроматограмма примеси аргона в азоте; на фиг. 2 и 3— хроматограммы примесей гелия, азота и метана в двуокиси углерода.

30 Из фиг. 2 видно, что пик метана хорошо отделяется от других, а пики гелия и азота разделяются неполностью.

Для улучшения разделения легких компонентов смеси печь останавливают на рас35 стоянии 17 см от конца слоя сорбента.Нв этой длине происходит .алюентное разде- ление компонентов (фиг.3) ., По ширине пиков был рассчитан коэффициент обогащения 0 примеси вргона в

40 азоте. При данных условиях опыта 0 30. формула изобретения

Хроматографкческий способ обогащения к разделения примесей в смеси газов, заключающийся в подаче разделяемой смеси в колонку в непрерывном потоке газоносителя при воздействии на смесь1движущего-ся температурного поля с градиентным распределением температур, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности обогащения и разделения легких примесей,в качестве гаэоносителя используют вещества, обладающие большей адсорбируемостью, чем анализируемые примеси, а процесс Осуществляют црк1нвггравлении градиента температурного поля, совпадающем с направлением потока газоноситЗля.

507 12

Тираж 1029

Подписное

LlHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор f „Баранова

Заказ

Составитель Н. Строганова

Техред М, Левицкая Корректор, Т. Кравченко филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101