Способ очистки инертного газа от примеси водорода

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам очистки инертных газов от примесей и может быть использовано в химической, металлургической , радиоэлектронной и других отраслях промышленности. Для сокращения технологического цикла за счет исключения дозировки в инертный газ дополнительных соединений для удаления остатков кислорода и снижения расхода кислорода инертный газ перед смешением с кислородом предварительно очищают за счет находящегося в нем водорода путем пропускания через слой окисленного хемосорбента, а окончательную очистку от остатков кислорода после каталитического гидрирования проводят путем пропускания инертного газа через слой восстановленного хемосорбента . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s))s С 01 В 23/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4746967/26 (22) 06.10.89 (46) 23.05,93. Бюл, № 19 (71) Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им. 40-летия Октября (72) В.А.Гарин, Н.В.Павлов и В.И.Файнштейн (56) Заявка Японии ¹ 61-40807, кл, С 01 В

23/00, 1986. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ИНЕРТНОГО ГАЗА

ОТ ПРИМЕСИ ВОДОРОДА (57) Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам очистки инертных газов от примесей и может быть

Изобретение относится к химической технологии, в частности, к способам очистки инертных газов от примесей и может быть использовано в химической, металлургической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения состоит в сокращении технологического цикла и снижении расхода кислорода.

Способ поясняется схемой, изображенной на чертеже ("а" и "б"), которая включает адсорберы 1, 3, заполненные хемосорбентом, реактор 2, при этом в процессе очистки в адсорберах 1 и 3 попеременно находится окисленный и восстановленный хемосорбент. В устройстве 4 происходит смещение очищаемого инертного газа с кйслородом, а отвод образовавшейся воды — в устройстве

5. Адсорбера 1, 3 и реактор 2 соединены посредством трубопроводов 6, 7, 8, 9.

„„Ы „„1816734 А1 использовано в химической, металлургической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности. Для сокращения технологического цикла за счет исключения дозировки в инертный газ дополнительных соединений для удаления остатков кислорода и снижения расхода кислорода инертный газ перед смешением с кислородом предварительно очищают эа счет находящегося в нем водорода путем пропускания через слой окисленного хемосарбента, а окончательную очистку от остатков кислорода после каталитического гидрирования проводят путем пропускания инертного газа через слой восстановленного хемосорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Ф

Инертный газ с примесью водорода (фиг.1 "а") пропускают через слой окисленного хемосорбента в адсорбере 1, затем по трубопроводу 6 подают в устройство 4, где смешивают с кислородом в количестве, большем стехиометрического, для реакции образования воды и после этого пропускают через слой катализатора в реакторе 2. Из реактора 2 инертный гаэ по трубопроводу 8 подают в устройство 5 для удаления образовавшейся воды, а затем по трубопроводу

9 в адсорбер 3, где пропускают через слой восстановленного хемосорбента.

По мере окисления слоя восстановленного хемосорбента в адсорбере 3 при пре- вышении заданного порогового содержания кислорода в очищенном инертном газе производят переключение слоев хемосорбента в адсорберах 1 и 3, как это показано на фиг.1 "б".

1816734

Теперь хемосорбент в адсорбере 3 находится в окисленном состоянии и работает на частичную очистку инертного газа от примеси водорода, хемосорбент в адсорбере 1 находится в восстановленном состоянии и работает на очистку инертного газа от примеси кислорода.

Таким образом. адсорбера 1 и 3 работают в циклически переключающемся режиме.

Пример 1. Неоно-гелиевую смесь (70 об. Ne, 28 об.% Не), содержащую в виде примеси водород в количестве 2 об.%, с расходом 80л/ч пропускают через слой хемосорбента, содержащего 30% активной меди в окисленном состоянии, при температуре

120 С и давлении 1,5 МПа. Затем к газу, выходящему после контакта с окисленным хемосорбентом, добавляют кислород в количестве 0,80 — 0,81 л/час и смесь пропускают через слой катализатора, содержащегося в качестве активного компонента палладий, при температуре 250 С.

После охлаждения газа и отделения от него воды, неоно-гелиевую. смесь с примесью кислорода пропускают через слой хемосорбента, содержащего 30 активной меди в восстановленном состоянии, при темпера-. туре 90 С. Очищенная неоно-гелиевая смесь содержит примеси кислорода и водорода с суммарным. содержанием менее 7

ppm.

Пример 2. Аргон с содержанием водорода 1 об. с расходом 120 л/час пропускают через слой хемосорбента, содержащего порядка 10 никеля в окисленном состоянии, при температуре 125 С и давлении 1,5 МПа. Затем к аргону добавляют кислород в количестве 0,60 — 0,61 л/ч и полученную смесь пропускают через слой катализатора, содержащего в качестве активного компонента платину, при температуре 250 С. После .охлаждения газа и . отделения из него воды. аргон с примесью кислорода пропускают через слой хемосорбента, содержащего порядка 10% никеля в восстановленном состоянии при температуре 140 С. Очищенный аргон содержит примеси кислорода и водорода с суммарным содержанием менее 7 ppm.

Пример 3. Неоно-гелиевую смесь, содержащую в виде примеси водород в количестве 2 об., с расходом 80 л/час пропускают через слой хемосорбента, содержащего 11% Fe203, 1% Cr203, 12%

СиО и 3% ZnO (остальное — инертный носитель — А!гОз), при температуре 350 С и давлении 0,3 МПа. Затем к газу, выходящему после хемосорбента добавляют кислород в

5 количестве 0,80 — 0,81 л/час и смесь пропускают через слой катализатора, содержащего в качестве активного компонента радий и пластину, при температуре 250 С. После охлаждения газа и отделения от него воды

10 неоно-гелиевую смесь с примесью кислорода пропускают через слой вышеуказанного хемосорбента, содержащего те же металлы в восстановленной форме, при температуре

120 С, Очищенная неоно-гелиевая смесь со15 держит примеси кислорода и водорода с суммарным содержанием менее 7 ppm.

Аналогичные результаты были получены при осуществлении способа в условиях примера 3 с использованием контактов, со20 держащих вольфрам, кобальт, молибден, серебро и ванадий.

По сравнению с прототипом предло- женный способ обеспечивает сокращение технологического цикла за счет исключения

25 необходимости дозировки дополнительных соединений — углеводородов и, как следствие, отсутствия дополнительных ста30

55 дий очистки газа от остатков углеводородов и продуктов его окисления. Кроме того, на

15 — 20% снижается расходный козффициент по кислороду за счет полного его использования для реакции окисления водорода.

Формула изобретения

1. Способ очистки инертного газа от примеси водорода, включающий смешение инертного газа с кислородом в количестве, большем стехиометрического, для реакции образования воды, каталитическое гидрирование кислорода и удаление из инертного газа воды и остатков кислорода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения технологии и снижения расхода кислорода, газ предварительно пропускают через слой окисленного хемсорбента, а удаление остаточного кислорода проводят путем контактирования инертного газа с восстановлением хемсорбентом, 2. Способ по п.1, отличающийся тем; что, с качестве катализатора гидрирования и хемосорбента используют контакты, содержащие по крайней мере один металл из группы Pt, Pd, Rh, Ni, Fe, Cu, Cr, К Со, Zn, Мо,0/,Ag.

1816734

0нерднь и ааз Очишеннь!й на очцсгпку онерань и аи

0тщеиньш Инераныд НфВНБЯ ИЗ ЖВ на ОмцСМку

Составитель E. Корниенко

Редактор Т, Иванова Техред М.Моргентал Корректор H. Король

Заказ 1705 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, улХагарина, 101