Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
4) предложенный Вухерером [31], когда отбираемая аргонная фракция выводится, а затем ректифицируется в специальной установке с азотным холодильным циклом.
146
Результаты расчетного анализа показали, что в отношении энергетических затрат по сравнению с общепринятым способом получения сырого аргона незначительные преимущества имеет установка с каскадным холодильным циклом, которая, однако, значительно сложнее. Два других способа менее эффективны и не имеют каких-либо преимуществ, вследствие чего они не нашли практического применения.
Для увеличения степени извлечения аргона при отборе фракции из колонны низкого давления воздухоразделительного аппарата Скофилд [32] предлагает осуществлять рециркуляцию кубовой жидкости колонны высокого давления, подавая ее насосом на верхнюю тарелку колонны высокого давления: при этом достигается почти полное извлечение аргона из поднимающихся паров, который скапливается в кубовой жидкости. Ар-гонную фракцию отбирают обычным способом из колонны низкого давления в концентрационную аргонную колонну, конденсатор которой охлаждается кубовой жидкостью колонны высокого давления.
Латимер [33] предложил систему автоматического регулирования работы воздухоразделительного аппарата с присоединенной к нему аргонной колонной, обеспечивающую высокую степень извлечения аргона при возможных колебаниях режима. Это достигается поддержанием постоянной разности концентраций кислорода в паре, поднимающемся со второй и третьей тарелок колонны низкого давления, считая от места ввода паров из межтрубного пространства конденсатора аргонной колонны. Эта разность концентраций должна составлять примерно 1,4 об.%; она контролируется термочувствительными датчиками, импульсы которых воздействуют на автоматический вентиль, регулирующий поток сырого аргона. Изменение этого потока приводит к изменению количества кубовой жидкости, испаряющейся в конденсаторе аргонной колонны, а тем самым и режима работы воздухоразделительного аппарата-, в результате чего восстанавливается разность концентраций кислорода в поднимающихся парах.
С. Л. Гиршберг и др. [34] предложили способ получения чистого аргона из отбросной фракции установок для производства чистого азота (типа Мессер-200, АКХС-780 и др.), которая обычно содержит 16% N2, 72% 02 и 12% Аг.
Федорко [35] разработал схему производства чистого аргона, в которой кислород из сырого аргона, полученного обычным способом, удаляется при взаимодействии его с аммиаком в конверторе на платиновом катализаторе под давлением 2—2,8 ат. При этом сырой аргон должен содержать 12—22% 02, а газ, выходящий из конвертора, содержит аргон, азот, водяные пары и небольшое количество водорода. После осушки газовая смесь ректифицируется: отгоняются азот и водород, а нижний продукт представляет собой чистый аргон, который насосом по-
147
дается в баллоны через теплообменник-газификатор. Следует заметить, что применение аммиака вместо водорода для связывания кислорода в сыром аргоне ще имеет каких-либо существенных преимуществ.
В работе Юнгникеля {36] описана установка для получения 98%-ного аргона.
Извлечение аргона из продувочных газов заводов синтетического аммиака. Азото-водородную смесь на современных заводах синтетического аммиака получают конверсией водяного или природного газа, что связано с использованием воздуха или кислорода, в которых всегда содержится аргон. Большие масштабы производства синтетического аммиака делают возможным извлечение значительных количеств аргона из так называемых продувочных, или остаточных, газов, образующихся в процессе производства аммиака.
Юнгникель (36] указывает, что на заводах в Лейна (ГДР), где сырая азото-водородная смесь для синтеза аммиака образуется в газогенераторах, продувочные газы содержат (по объему) 44% Н2, 22% Ы2, 16% Аг и 18% СН4. На полупромышленной установке была исследована возможность извлечения аргона из этих газов, и данные использованы для проектирования промышленной установки (рис. 3.9).
Газ указанного состава под давлением 80 ат охлаждается в теплообменниках /—6 до температуры —138° С, при которой начинается конденсация метана, и через дроссельный вентиль вводится в колонну 7, работающую под давлением 10 ат. Эта колонна имеет два охлаждающих устройства, расположенных над ректификационными тарелками: нижний конденсатор, охлаждаемый обратными потоками продуктов разделения, и верхний конденсатор, охлаждаемый жидким азотом, который получается во внешнем холодильном цикле. Жидкость, стекающая в куб колонны 7, содержит практически весь аргон, а также метан и некоторое количество азота. Из верхней части колонны отводится неконденсирующийся водород, в котором содержание азота достигает 13%. Этот газ проходит через нижний конденсатор колонны и выводится из установки через теплообменник '/. Жидкость из куба колонны 7 переводится в ректификационную колонну 8, куб которой обогревается сжатым азотом, проходящим через змеевик; для охлаждения конденсатора используется тот же азот, который дросселируется в межтрубное пространство конденсатора.
