Способ получения криптоно-ксеноновой смеси

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИПТОНО-КСЕНОНОВОЙ СМЕСИ из метановой фракции продувочных газов синтеза аммиака методом низкотемпературной ректификации , включающий сжатие выходящих паров, охлаждение и конденсацию с образованием флегмы, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат процесс ректификации проводят при давлении в колонне 0,4-1,2 МПа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1262224 (5D 4 F 25 J 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " " f

I с

dynam

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3739221/31-26 (22) 11.05.84 (46) 07.10.86. Бюл. № 37 (71) Московский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (72) С. А. Арутюнов, В. В. Шитиков, Я. Д. Зельвенский и В. А. Егоров (53) 661.93 {088.8) (56) Патент Англии № 1238738, кл. В 1 1 1971.

Патент ГДР № 60291, кл. С 01 В 23/00, 1968. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИПТОНО-КСЕНОНОВОй СМЕСИ из метановой фракции продувочных газов синтеза аммиака методом низкотемпературной ректификации, включающий сжатие выходящих паров, охлаждение и конденсацию с образованием флегмы, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат процесс ректификации проводят при давлении в колонне

0,4 — 1,2 МПа.

1262224

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения криптона и ксенона.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на образование флегмового потока в колонне при ректификации метановой фракции продувочного газа для получения криптона и ксенова.

На фиг. 1 изображена установка для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2— график зависимости удельных энергозатрат от давления в колонне.

Установка, в которой реализуется предлагаемый способ, содержит компрессор I, теплообменники 2 и 3, колонны 4 и 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Метан, выходящий из колонны извлечения аргона, содержащий криптон и ксенон (около 0,01 об. 00, при давлении около

1,2 МПа поступает в теплообменник 2, далее ожижается в кубе колонны 4, испаряя при этом кубовую жидкость, и поступает на разделение в среднюю часть колонны 4.

В нижней части колонны происходит извлечение криптона и ксенова. Выходящие из колонны обедненные пары метана, содержащие около 1,10 об.0 0 криптона и ксенона, отдают свой холод в теплообменниках

3 и 2 и поступают в компрессор 1, где происходит их сжатие до необходимого давления. Далее часть этих паров (циркуляционный поток) охлаждается и конденарпа = 90/ Т вЂ” 0,354, Число единиц

Поток флегм, П м /ч

Коэффициент

Потребленная

Температура, К конденсации переноса кипения смеси в кубе на:выходе н ко— лонне мощность, кВт ч/л (Кг+Хе) разделения метана в кубе из компрессора

Предлагаемый

0,50

131,9 135,6 1,39

141,7 144,8 1,32

152,8 155,8 1,26

124,6 139,9 1,45

3,19 0,40

3,84 0,33

4,79 0,37

0,82

0,7

1,2

1,73

ИзвестHbIH

G,25

0,60

2,0

1,0

Способ Давление, МПа сируется в кубе колонн 4 и 5, а также в теплообменнике 3 и входит на орошение в верхнюю часть колонны 4 Другая часть потока метана, в зависимости от конкретных условий производства, отбирает5 ся до или после компрессора и возвращается на установку синтеза аммиака. В нижней части колонны 4 происходит обогащение стекающей жидкости криптоном и ксеноном.

С целью уменьшения объема аппаратуры целесообразно проводить концентрирование в колонне 4 до 0,8 — 1,0 об.0 0 кригтона и ксенона, а дальнейшую очистку продукта от метана проводить в колонне 5, имеющей меньший диаметр. Отходящий из низа

15 колонны 5 продукт представляет собой чистую криптон-ксеноновую смесь, которая может быть разделена любым известным способом, например ректификацией.

Пример 1. Проводят экспериментальное измерение коэффициентов разделения крип20 тоно-ксеноновои смеси и метана в интервале давления от О,! до 0,2 МПа, на основании которого выводят формулу расчета коэффициента разделения где Т вЂ” тем пер атур а К.

При давлении паров метана 0,4 МПа коэффициент разделения составляет 1,39. Другие значения приведены в таблице.

1262224

Составитель А. Никитин

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Ворович

Заказ 5406 33

Пример 2. Проводят расчет исчерпывающей части ректификационной колонны для получения криптона и ксенона по исходным данным известного способа давление в колонне 0,25 МПа, исходная концентрация 0,1 об.% (Кг+Хе), концентрация .в отвале 0,0004 об.о ((Кг+Хе), и по измеренным. значениям коэффициента разделения, результаты которого представлены в таблице, в расчете на 1 л смеси криптона и ксенона.

Нижний предел давления определяется тем, что понижение давления паров метана на выходе в компрессор ниже 0,4 МПа и сжатие его до давления, обеспечивающего преодоление гидравлического сопротивления колонны, теплообменной аппаратуры и подводящих коммуникаций (около

0,1 МПа), а также обеспечение температурного напора в кубе не менее ЗК, требует резкого увеличения подводимой мощности на сжатие.

Повышение давление паров метана в колонне выше 1,2 МПа требует повышения энергозатрат на сжатие Метана вследствие повышения температуры кипения и, следовательно, уменьшения коэффициента разделения, приводящего, в свою очередь, к увеличению необходимого потока флегмы. Как видно из таблицы, оптимальное значение давления в колонне составляет 0,7 МПа.

Использование предлагаемого способа получения криптона и ксенона из метановой фракции продувочных газов синтеза аммиака, выделяемых на одном аппарате мощностью

500 тыс,т аммиака в год, позволяет получать 500 нм криптона и 35 нм ксенона и обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: снижение энергозатрат на разделение в три раза; исключение дросселирования питающего потока вследствие работы колонны извлечения аргона под давлением около 1 МПа; полное использование сырья, позволяющее снизить себестоимость основного продукта— аммиака за счет реализации криптона и ксенона.