Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Для осушки очищенного аргона используется типовой блок осушки воздухоразделительной установки высокого давления производительностью 30 м3/ч кислорода (например, установки КГН-30). Для сжатия аргона служат кислородные компрессоры типа 2РК-1,5/220 производительностью по 90 м31ч; установка комплектуется двумя такими компрессорами. Аргон, очищенный от кислорода, переводится в реципиенты —10 стальных баллонов гидравлической емкостью по 410 л.
Описанная установка типа УТА-5А имеет значительные резервы, позволяющие повысить ее производительность. Расход водорода относительно невелик и находится в прямой зависимости от содержания кислорода в сыром аргоне. Так, если в сыром аргоне содержится 2% 02, то при переработке 150 м3/ч газа расход водорода составит около 6 м3/ч,т. е. примерно один баллон в час.
Практикой передовых кислородных заводов (например, Ба-лашихинского) установлена возможность получения сырого аргона с содержанием кислорода 1 % и менее: в этом случае отпадает надобность в циркуляционной газодувке и сокращается расход водорода.
Г. А. Гитцевич и В. А. Мочалов [23] предложили схему очистки сырого аргона от кислорода (рис. 3.6). Сырой аргон, содержащий не более 2% 02, из газгольдера 1 поступает в компрессор 2 и сжимается до давления 100—200 ат; на входе в компрессор к сырому аргону добавляется определенное количество водорода из баллона 3 через автоматический вентиль 4.
Очищенный
Рис. 3.5. Схема реактора установки УТА-5А:
/ — корпус реактора; 2 — кожух; 3 — катализатор; 4 — гнездо для установки термопары; 5 — теплоизоляция; 6 — смеситель; 7 — предохранительная мембрана.
139
Сжатая смесь охлаждается в водяном холодильнике 5 и через влагомаслоотделитель 6 и адсорбер 7 для поглощения масляных паров идет в реактор 8 с катализатором — палладирован-ной активной окисью алюминия, где происходит связывание кислорода с водородом. Газ из реактора охлаждается в водяном холодильнике 9 и через влагоотделитель 10 и блок осушки 11 попадает в реципиенты 12, откуда идет на очистку от азота. Вентиль 13 используется при пуске установки и позволяет, в случае необходимости, возвращать аргон во всасывающую линию компрессора (например, при неудовлетворительном качестве очищенного аргона, при неполадках в системе и т. п.).
Рис. 3.6. Схема установки для очистки аргона от кислорода под высоким
давлением.
Промышленная эксплуатация установки, построенной по этой схеме, подтвердила ее высокую эффективность: пуск установки длится не более получаса, регулирование работы не вызывает затруднений, объем реактора и количество катализатора резко сократились, степень очистки от кислорода высокая.
Н. С. Торочешников и др. [24] предложили удалять кислород из сырого аргона путем окисления меди в реакторах с последующим ее восстановлением газом, содержащим в сумме не менее 30% водорода и окиси углерода (например, доменным, коксовым, генераторным газом). Достоинство этого метода авторы усматривали в возможности отказаться от чистого водорода и использовать дешевый отбросный газ. Однако эксплуатация промышленной установки выявила серьезные недостатки, присущие ей: продукционный аргон загрязнялся восстановительным газом, сама установка оказалась громоздкой и т. п. Это заставило отказаться от предложенного способа очистки сырого аргона, тем более что при правильном режиме работы аргонной колонны имеется возможность снизить содержание кислорода в сыром аргоне до 1—2%; при этом расход водорода невелик и не сказывается на себестоимости аргона.
140
Очистка аргона от азота. Очистка аргона от азота и примесей водорода, образующихся в процессе каталитического гидрирования, производится методом низкотемпературной ректификации, причем, чтобы избежать загрязнения продукционного аргона, баллоны заполняют с помощью насоса для жидкого аргона. Схема типовой установки БРА-2 для очистки аргона от азота приведена на рис. 3.7 [21].
Рис. 3.7. Схема установки БРА-2 для очистки аргона от азота.
Подлежащий очистке технический аргон под давлением 165 ат поступает в теплообменник /, где охлаждается, а затем дросселируется в среднюю часть ректификационной колонны 2, работающей под давлением 2—2,5 ат, исключающим возможность затвердевания аргона. Сжатый до 165 ат воздух также охлаждается в теплообменнике /, а затем дросселируется в трубное пространство нижнего конденсатора 3 до давления примерно 6 ат и конденсируется там, отдавая тепло аргону, кипящему в межтрубном пространстве. Жидкий воздух проходит через адсорбер 4, задерживающий углеводороды, и вводится в межтрубное пространство верхнего конденсатора 5, где кипит под давлением, близким к атмосферному, обусловливая конденсацию азота в трубках. Продукционный жидкий аргон (5^99,99% Аг) через переохладитель 6 идет в один из насосов 7 (другой — резервный), который подает жидкость под давлением до 165 ат в трубки теплообменника /, где аргон испа-
141
ряется, нагревается, после чего поступает в баллоны. Часть жидкого воздуха используется в переохладителе 6 и для охлаждения рубашек насосов 7; обратные потоки (дистиллят колонны, испарившийся воздух) выводятся через межтрубное пространство теплообменника /, где они нагреваются, в атмосферу.
