Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
в период пуска.................. 6,2
Установка УСК-1М более компактна и производительна; исключение осушительных баллонов с каустиком и скрубберов упростило ее обслуживание.
Другие способы получения криптона. Во ВНИИКИМАШ разработана технология адсорбционного обогащения бедного концентрата [44] для получения чистой криптоно-ксеноновой смеси. Процесс состоит из следующих стадий: 1) динамического насыщения охлажденного сорбента криптоновым концентратом;
^ Инертные газы.
161
д
ч
ес
и
2) замещения адсорбированного кислорода азотом; 3) адсорб-ционно-термического обогащения.
В каждом из адсорберов осуществляются все три стадии, ¦причем, когда в одном из адсорберов происходит насыщение сорбента, в другом последовательно производятся замещение и обогащение.
Способу адсорбционного обогащения криптоно-ксенонового концентрата присущи серьезные недостатки: периодичность процессов, необходимость ректификации смеси криптона, ксенона и азота, сложность очистки концентрата от углеводородов. Распространения он не получил.
В США разработана несколько иная технология извлечения криптона и ксенона (рис. 3.14) [27]. Жидкий кислород из основного конденсатора / воздухоразделительного аппарата поступает в выносной конденсатор 2, где почти полностью испаряется; в неиспаренной жидкости концентрируются криптон, ксенон, а также ацетилен и другие углеводороды. Из межтрубного пространства выносного конденсатора жидкость подается в ректификационную колонну 3, где происходит дальнейшее обогащение стекающей жидкости криптоном и ксеноном: нижний продукт этой колонны содержит около 1% Кг+Хе. В испаритель ректификационной колонны 3 вводится небольшая часть сжатого воздуха, направляющегося в воздухоразделительный аппарат. В испарителе воздух сжижается, а затем присоединяется к потоку жидкости, обогащенной кислородом, которая направляется из испарителя нижней колонны воздухоразделительного аппарата в верхнюю колонну. Жидкость из испарителя ректификационной колонны 3 газифицируется в испарителе 4 и поступает в каталитическую печь 5, где выжигаются углеводороды. Образующиеся здесь углекислота и влага поглощаются в баллонах 6 с едкой щелочью (ЫаОН или КОН). Очищенный газ направляется в охлаждаемый адсорбер 7 с силикагелем. где задерживаются криптон и ксенон, а выходящий кислород поступает в верхнюю колонну воздухоразделительного аппарата; тем самым предотвращаются потери криптона при адсорбции. После насыщения адсорбента поток газа переключается на другой аналогичный адсорбер (не показанный на схеме), и производится отогрев первого адсорбера до комнатной температуры. Десорбирующийся газ представляет собой криптоно-ксено-«овую смесь с содержанием кислорода до 10%, которая нагнетается компрессором 8 в баллоны 9. В дальнейшем производится очистка сырой криптоно-ксеноновой смеси от кислорода и, в случае необходимости, разделение ее на чистые криптон и ксенон.
Интересно отметить, что концентрирование криптона и ксенона в ректификационной колонне производится до 1 % (вместо ¦ОД—0,2%, как это принято у нас). При адсорбционном обогащении не вытесняют кислород азотом, что упрощает технологию, но создает известную опасность взрыва. Очевидно, что при
6* 163
принятой системе отбора жидкого кислорода в ректификационную криптоновую колонну 3 (см. рис. 3.14) степень извлечения криптона не может быть высокой, так как часть криптона должна теряться с продукционным кислородом. Для уменьшения этих потерь продукционный жидкий кислород отбирается на две-три тарелки выше конденсатора.
Предпринимались попытки использовать синтетические цеолиты для извлечения криптона и ксенона из кислорода [44]. Кислород, содержавший криптон и 0,4-Ю-80/)) ксенона, пропускался при температуре 90° К через слой цеолитов с порами диаметром 5 А. Криптон и 40% всего ксенона адсорбировались, а затем выделялись при нагревании. Промышленного значения такой способ извлечения криптона и ксенона не получил.
Кобельт и Отто [38, 45] указывают на возможность получения криптона и ксенона из метановой фракции, образующейся при производстве синтетического аммиака в результате разделения газов ^продувки. В этой фракции содержится примерно 0,01% Кг и 0,0009% Хе, т. е. почти в 100 раз больше, чем в атмосферном воздухе. Ректификация фракции может осуществляться в двух колоннах: в первой получают концентрат с 8% Кг+Хе (остальное — CH-t), а во второй — сырую криптоно-ксеноновую смесь (60% Кг + Хе), из которой удаляют метан выжиганием. Затраты энергии на получение криптоно-ксеноно^ вой смеси таким способом по оценке, данной в работе [38],
Таблица 3.4 Состав продукционного криптона и криптоно-ксеноновой смеси
Показатель
Нормы
для криптона
технического
для криптоно-ксеноновой смеси
Содержание, об. %:
криптона ...........
ксенона ............
кислорода, не более.......
азота в сумме с аргоном, не более Двуокиси углерода, не более . . .
углеводородов, не более .....
водорода, не более .......
Содержание водяных паров, г/ж3, не более................
что прн давлении 760 мм рт. ст. соответствует температуре насыщения, °С, не выше......
