Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
127
221. Barr er R. M. Nature, 159, 610 (1947); Trans. Faradav Soc 45 358 (1949); Brit. Chem. Engng, 4, No. 5, 267 (1959).
222. Ровинский А. E. и др. «Ж. прикл. химии», 38, № 2, 328 (1965).
223. Го ловко" Г. А. и др. «Сообщ. АН ГрузССР», 44, 1 (1966); В сб. «Цеолиты, их синтез, свойства, применение». М, «Наука», 1965,'стр. 321.
224. Д ы х н о Н. М, Салтыкова В. А: «Кислородн. и автоген, машн-ностр.», № 2, 6 (1965).
225. Н е 11 е m а и s R. et al. Physica, 34, 429 (1967).
226 Федорова М. Ф, Алиев А. Н. «Ж. физ. химии», 38 вып 12, 2792 (1964).
227. Федорова М. Ф, Алиев А. Н. «Ж. физ. химии», 40 вып 4 877 (1966).
228. Bailey J. R. Trans. 3-rd Internat. Vacuum Congr, 2, 2, 447 (1967)- In-dustr. and Engng Chem., 36, 16 (1959).
229. S t e r n S. A, D i P а о 1 о. J. Vaccum Science and Technology 4 No 6 347 (1967).. SJS ' " "
230. Бэррер P. Диффузия в твердых телах. М., Изд-во иностр. лит., 1948.
231. В ar г er R. М. J. Chem. Soc, 378 (1934).
232. Br u baker D. W., Kammermeyer K. Industr. and Engng Chem., 44, No. 6, 1465 (1952); 45, No. 5, 1148 (1953).
233. N о r t о n F. J. Aopl. Phys, 28, 34 (1957).
234. Van VoorhisC. C. Phys. Rev, 23, 557 (1924).
235. Williams G. A, Ferguson J. B. Amer. Chem. Soc. 44, 2160 (1992): 46,635 (1924).
236. Д э ш м а h С. Научные основы вакуумной техники. М, Изд-во иностр. лит, 1964.
237. Jossem Е. L. Rev. Scient. Instrum, 11, 164 (1940).
238. В е а г m a n R. J. J. phys. Chem, 61, 708 (1957).
239. Stern et al. Industr. and Engng Chem, 57, No. 2, 49 (1965).
240. Edwards I. D, Pickering S. F. Scient. Papers. Bureau of Standards, 16, 327 (1920); Internat. Critical Tables, 5, 76 (1929).
Глава третья
Промышленное получение инертных газов
Аргон, неон, криптон и ксенон обычно получают как побочные продукты при разделении воздуха; гелий извлекают из природных газов, где содержание его колеблется от десятых долей процента до нескольких про-
N2+(fir+0z)
центов по объему.
Разделение воздуха методом глубокого охлаждения подробно описано в специальной литературе [1] я нами рассматриваться не будет. Остановимся лишь на поведении инертных газов при ректификации воздуха, что необходимо для понимания технологии получения этих газов. Предполагается, что читатель знаком с основами техники глубокого охлаждения [2].
Ректификация воздуха производится в двухколонном аппарате (рис. 3.1). Аппарат состоит из колонны высокого давления 1, колонны низкого давления 2 и промежуточного койденсато-ра-испарителя 3. Колонна высокого давления (5,2— 5,5 ат) служит для предварительного разделения воздуха на сравнительно чистый азот (96—98% N2) и
жидкость, обогащенную до 35—40% кислородом. В колонне высокого давления происходит сжижение поступившего в нее воздуха. При этом в газообразном состоянии остаются лишь гелий и неон, температура конденсации которых значительно
Рис. 3.1. Схема аппарата двойной ректификации воздуха.
5 Инертные газы. „ 129
ниже существующей в колонне; растворимость гелия и неона в жидком азоте и воздухе при давлении 5,2—5,5 ат весьма мала, вследствие чего эти газы скапливаются в верхней точке колонны высокого давления — под крышкой конденсатора. Отсюда производится отбор фракции, обогащенной гелием и неоном и содержащей азот. В том случае, когда не ставится задача получения неоно-гелиевой смеси, необходимо периодически продувать конденсатор, так как образующаяся газовая подушка препятствует поступлению азота в трубки конденсатора и нормальной его работе.
Криптон и ксенон как наименее летучие компоненты воздуха, а также аргон концентрируются в кубовой жидкости колонны высокого давления и переводятся вместе с нею в колонну низкого давления. Некоторое количество аргона попадает в жидкий азот, который подается на верхнюю тарелку колонны низкого давления. Фракция для получения аргона отбирается из отгонной секции колонны низкого давления, так как состав фракции в этой части колонны наиболее приемлем для последующей ее переработки. Однако часть аргона все-таки переходит в продукционный кислород и азот, отбираемый из колонны сверху, чем и определяется неполнота извлечения аргона из перерабатываемого воздуха. В колонне низкого давления криптон и ксенон концентрируются в жидком кислороде, из которого производится их извлечение.
Комплексная переработка воздуха, т. е. получение из него не только кислорода и азота, но также неона, аргона, криптона и ксенона, повышает экономичность воздухоразделительных установок и снижает себестоимость технологического кислорода. Дополнительные капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с получением инертных газов, относительно малы, что делает особенно целесообразным получение этих газов на крупных воздухоразделительных установках.
Получение аргона
Получение чистого аргона при разделении воздуха методами глубокого охлаждения включает следующие три стадии: 1) отбор аргонной фракции из воздухоразделительного аппарата и получение сырого аргона; 2) очистку сырого аргона от кислорода; 3) очистку аргона от азота.
Отбор аргонной фракции и получение сырого аргона. Аргон по летучести занимает промежуточное положение между азотом и кислородом — основными компонентами воздуха. Этим и объясняется специфическое поведение аргона при ректификации жидкого воздуха. Окончательное разделение жидкого воздуха на азот и кислород производится в колонне низкого давления (1,3—1,4 ат) воздухоразделительного аппарата (см. рис. 3.1). Дистиллятом этой колонны является газообразный
