Способ очистки аргона

Способ очистки аргона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С» г» ъ оаълт» юю м

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено06.12.73 (21) 1975989/26

3/00

04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитат

Совета Министров СССР по делам иэооретвний и открытий (43) Опубликовано05.06.76,Бюллетень ¹ 21 (45) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

Г. А. Головко, Е. А. Харитонов и 10. Я. Игнатов (71) Заявитель Ленинградский технэлогический институт холодильной промышленности (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ АРГОНА

Изэбретение этнэсится к способу очистки инертных газов от примесей.

Известен способ очистки аргэна эт кислорэда путем низкэтемпературнэй адсорбции кислорода на цеолите типа 1мА при дав- 5 ленин 1,2-1,35 кгс/см и температуре

93-108эК.

Однако известный спэсоб пэ экономическим показателям недостаточно эффективен.

Цель изобретения — повышение экэнэми-. 10 ческой эффективности процесса эчистки— достигается тем, чтэ низкотемпературную адсэрбцию кислорода проводят пэд давлением

1,5-30 кгс/см2.

Очистку аргона эт кислорода при давлении до 5,85, 9,25 и 14,5 кг/см мэжнэ проводить на цеэлите типа М Ь А, KA u

А g N а А с о ответственн э, что приведет. к более полному испэльзованию динамической 20 емкости адсорбента пэ кислороду и обеспечит возможность проведения десорбции поглэшенных газов в основном за счет сброса указанного давления до атмосферного практически в изэтермпческих условиях. 25

В качестве хлад-агента можно использовать кубовую жидкость, жидкий воздух и жидкий азот.

Небэльш эй подогрев це элита (на 3-15 оС ), необходимый для ускорения десэрбцпи поглошенных газов и компенсации понижения температуры за счет десэрбции газов, эбеспечивается путем сээтветствуюшегэ (эт 0,5 дэ 25 кгс/см2) пэвышения давления хлад агента B межтрубнэм пространстве (или змеевиках) адсэрбера.

Для дополнительного удаления десэрбированных и остаточных газэв вакуумнруют рабочую полость до давления, не превышаюшегэ 10 2 мм рт. ст.

Пос -.е удаления эстаточных газэв из цеэлита и достаточно полного восстановления егэ пэглэтительных свойств давление хлад агента снижается дэ значения, характернэго для рабочего режима, и аппарат готов к переключению.

Таким образом, сэкрашаются не тэлькэ эпергетгчесцие заткать, »о и у» епьш .ется время десэроции, так как исключаются пэдэгрев аппарата и его пэследуюшее охлаждение.

На чертеже приведена скема установки для очистки аргэна предлагаемым способом.

Установка состэит из конденсатора 1 сырэгэ аргэна, KoJIDHHI! 2 однократной ректификации, снабженной верхним и нижним кэнденсатэрами-испарителями, кислорэдных адсэрберов 3 и 4, вакуумнэгэ насоса 5.

Устройство работает следуюшим обра10 з ом.

Сырой аргон (обычно содержит 2-10% азота и до 5% кислорода) подают из воздухэразделительной устанэвки либэ В газэ15

I эбразнэм виде и сжимают в кбнденсатэре 1, либэ этбирают непосредственно из карманов сырого аргона в жидком виде и направляют в колэнну 2 по трубопроводу 6 после сжатия ее насосом. В ме>ктрубнэе пространство конденсатора сырого аргэна IID трубс проводу 7 подают жидкий Воздух или другой соответствуюший хлад агент, обеспечиваюший сжижение сырого аргона. Рабочее давление в колэнне 2 должно быть выше 1,8 кгс/см2 и может быть создано за счет гидростатическогэ столба жидкого аргона BIIGDTofl 8-15 м или с помошью жидкостных насэсов. В ходе ректификации тройной смеси аргон-кислород-азот в верхнюю часть колпины 2 поднимаются в основном пары азота с примесью аргона, а в межтрубнэм прэстранстве нижнего конденсатора собирается бинарная смесь аргонкислэрэд. Отбрэсной азот выводят из-пэд а крышки верхнегэ конденсатора, межтрубное пространство кэторогэ орошают жидким воздухом. или азотом, поступаюшим пэ трубопроводу 8 из оснэвнэго блэка или специальнэй установки. Вследствие подачи в колон- 1 ну 2 жидкого сырого аргэна тепловые нагрузки конденсаторов не одинаковы и избыток жидкого воздуха, образуюшегося в нижнем конденсаторе, может быть использэван для конденсации сырэгэ аргэна или для термэстатирования адсорберов 3 и 4 в установившемся режиме. Паровые потоки из конденсатора 1 и верхнего конденсатора колонны 2 мО>кнО отводить в основной вэздухоразделительный аппарат через сэот- 5а ветствуюший теплэобменник, чтэбы свести потери аргэна к минимуму. Газээбразную смесь аргэна и кислэрэда пэд давлением, превышаюшим 1,4 кгс/см2, направляют в эдин из кислородных адсорберов, напри- 55 мер в адсорбер 3, заполненных синтетическим цеолитэм типа М2 А, который практически селективно и полностью поглощает

ИЗ СМЕСИ К 1СЛОРЭД.

Чистый аргoH ВыВэдят снизу из BIIcDp берэв 3 и 4 и затем мембранным компрессором нагнетают через теплэобменник в баллоны.

Чистый аргон мэжнэ также cloíäåíñèровать и подавать в баллоны или потребителю жидкостным насосом.

11ля регенерации адс ор бер 3 отключают оТ линии подачи аргэна и B рабэчий режим очистки включают адсорбер 4.

Йля десэрбции пэглэшеннэго кислорода

1 сбрасывают давление в адсэрбере 3 дэ ат- мэсфернэго. Отбрэсной газ в этом случае вывэдят пэ трубэпрэводу 9 в атмосферу или в верхнюю колонну эснэвнэгэ вэздухэразделительнэгэ аппарата, чтобы уменьшить потери аргона за счет эстатэчногэ объема газа в рабэчей пэлости адсэрбера при повышенных значениях рабочего давления.

Для ококнчательнэгэ удаления газов из адсэрбера его эткачивают вакуумным насэсом 5 до эстаточнэгэ давления порядка

1-10-2 мм рт. ст.

В прэцессе первичной регенерации цеолита его подогревают дэ 400ОС сэ скоростью не бэлее 1 град/мин и выдерживают

3-5 час при указанной температуре.

Первичное эхлаждение цеэлита после регенерации осушествляют в две стадии:вначале охлаждают дэ 40-50ОС за счет продувки трубнэго пространства адсорбера неподогретым воздухом или азотом, а затем после откачки остаточных газов до давлениг порядка 1 10 мм рт. ст, путем подачи в межтрубное пространство жидкэго хлад:-агента.

Греюший газ удаляют из адсэрберэв по трубопроводу 10, а пары хлад агента — по трубопроводу 11. При использовании жидкэго кислорода его пары направляют в обшецеховый кэллектэр, а при испэльзэвании жидкого вэздуха или азэта — в атмэсферу.

Ф ор мула из эбретения

Способ очистки аргэна эт кислорода путем низкотемпературнэй адсэрбции кислорэда, о,т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения экономической эффективности процесса Очистки, низкэтемпературную адсорбцию кислэрода проводят поддавлением от 1,5 дэ 30 кгс/см2. я) 1

Составитель

Техред

Корректор

Редактор

Изд. № Qg Тираж Яф Подписное

Заказ 59gg

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушскгя наб., 4