Способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках

 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации воздуха, и может быть использовано, например, в химической и нефтехимической промышленности. Способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках включает разделение основного потока воздуха и детандируемого потока воздуха в нижней и верхней колоннах, подачу основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в блок основных конденсаторов, подачу потока газообразного азота из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, частичное испарение основного потока жидкого кислорода в блоке основных конденсаторов, подачу одной части потока испаряемого газообразного кислорода из блока основных конденсаторов в верхнюю колонну и вывод другой части потока испаряемого газообразного кислорода в виде потока продукционного газообразного кислорода, вывод циркуляционного потока жидкого кислорода из блока основных конденсаторов, подачу части циркуляционного потока жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение последнего потока в испарителе-конденсаторе с образованием как минимум двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки и извлечение из этого потока ксенонового концентрата, при этом извлечение ксенонового концентрата из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, осуществляют адсорбционным методом. Способ позволяет повысить экономичность за счет упрощения технологической схемы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации воздуха, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ, включающий разделение основного потока воздуха и детандируемого потока воздуха в нижней и верхней колоннах, подачу основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в блок основных конденсаторов, подачу потока газообразного азота из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, частичное испарение основного потока жидкого кислорода в блоке основных конденсаторов, подачу одной части потока испаряемого газообразного кислорода из блока основных конденсаторов в верхнюю колонну и вывод другой части потока испаряемого газообразного кислорода в виде потока продукционного газообразного кислорода, вывод циркуляционного потока жидкого кислорода из блока основных конденсаторов, подачу части циркуляционного потока жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение последнего потока в испарителе-конденсаторе с образованием, как минимум, двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (см. Каталог "Криогенное оборудование", издание четвертое, Цинтихимнефтемаш, М., 1988, стр. 11).

Недостатком аналога является низкая экономичность вследствие недостаточной глубины разделения воздуха.

Наиболее близким до технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения ксенонового концентрата, включающий разделение основного потока воздуха и детандируемого потока воздуха в нижней и верхней колоннах, подачу потока газообразного азота из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, вывод основного потока жидкого кислорода из верхней колонны, смешение вышеуказанного потока с потоком жидкого кислорода из отмывочной колонны и одной частью циркуляционного потока жидкого кислорода с образованием суммарного основного потока жидкого кислорода, разделение суммарного основного потока жидкого кислорода на части, одну из которых подают в отрывочную колонну, вторую часть подают в блок основных конденсаторов и третью часть подают в криптоновую колонну, частичное испарение второй части суммарного основного потока жидкого кислорода в блоке основных конденсаторов с образованием потока испаряемого газообразного кислорода и циркуляционного потока жидкого кислорода, подачу одной части потока испаряемого газообразного кислорода в верхнюю колонну и подачу другой части потока испаряемого газообразного кислорода в отмывочную колонну, вывод из отмывочной колонны потока продукционного газообразного кислорода, вывод циркуляционного потока жидкого кислорода из блока основных конденсаторов, смешение одной части циркуляционного потока жидкого кислорода с потоком жидкого кислорода из отмывочной колонны и основным потоком жидкого кислорода из верхней колонны, подачу другой части циркуляционного потока жидкого кислорода в криптоновую колонну, подачу потока обогащенного жидкого кислорода из криптоновой колонны в конденсатор криптоновой колонны, подачу суммарного потока обогащенного жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение последнего потока в испарителе-конденсаторе, вывод потока криптонового концентрата из испарителя-конденсатора, вывод потока испаряемого кислорода из испарителя-конденсатора, подачу одной части потока испаряемого кислорода в криптоновую колонну, додачу другой части потока испаряемого кислорода в конденсатор криптоновой колонны, конденсацию последнего потока в конденсаторе криптоновой колонны и смешение с потоком обогащенного жидкого кислорода с образованием суммарного потока обогащенного жидкого кислорода (см, каталог "Криогенное оборудование", издание четвертое, Цинтихимнефтемаш, М., 1988 г., стр. 7).

Недостатком аналога является технологическая сложность и, как следствие, дороговизна способа.

Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемого способа, является повышение экономичности.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, включающем разделение основного потока воздуха и детандируемого потока воздуха в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу потока газообразного азота из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, вывод основного потока жидкого кислорода из верхней колонны, отличительной особенностью является то, что вывод основного потока жидкого кислорода из верхней колонны осуществляют с последующей подачей его в блок основных конденсаторов, где осуществляют частичное испарение основного потока жидкого кислорода, при этом часть основного потока жидкого кислорода выводят из блока основных конденсаторов в виде циркуляционного потока жидкого кислорода, затем часть циркуляционного потока жидкого кислорода подают в испаритель-конденсатор, где осуществляют частичное испарение последнего потока с образованием двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, при этом из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, осуществляют извлечение ксенонового концентрата, при этом извлечение ксенонового концентрата из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, осуществляют, например, адсорбционным методом.

Заявляемый способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках может быть реализован, например, в воздухоразделительной установке, схематично показанной на фиг. 1 и содержащей линию 1 подачи основного потока воздуха (потока А) в нижнюю колонну 2, линию 3 подачи потока кубовой жидкости (потока В) из нижней колонны 2 через переохладитель кубовой жидкости и грязной азотной флегмы 4 и адсорбер кубовой жидкости 5 в верхнюю колонну 6, линию 7 подачи потока грязной азотной флегмы (потока Г) через переохладитель 4 в верхнюю колонну 6, линию 8 подачи потока чистой азотной флегмы (потока Д) из нижней колонны 2 через переохладитель чистой азотной флегмы 9 в верхнюю колонну 6, линию 10 подачи детандируемого потока воздуха (потока Е) в верхнюю колонну 6, линию 11 вывода потока чистого азота (потока Ч) из верхней колонны 6 через переохладитель 9, линию 12 вывода потока отбросного азота (потока От) через переохладитель 4, линию 13 подачи основного потока жидкого кислорода (потока Ж) из верхней колонны 6 в блок основных конденсаторов 14, линию 15 подачи потока газообразного азота (потока Б) из нижней колонны 2 в блок основных конденсаторов 14, линию 16 подачи потока жидкого азота (потока Л) из блока основных конденсаторов 14 в нижнюю колонну 2, линию 17 подачи одной части потока испаряемого газообразного кислорода (потока И) из блока основных конденсаторов 14 в верхнюю колонну 6, линию 18 вывода другой части потока испаряемого газообразного кислорода (потока К) из блока основных конденсаторов 14 через подогреватель кислорода 19 в виде потока продукционного газообразного кислорода (потока Кпр), линию 20 вывода циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М) из блока основных конденсаторов 14, линию 21 подачи части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока Н) в испаритель-конденсатор 22, линию 23 подачи адсорбционной части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М') через адсорбер жидкого кислорода 24 в блок основных конденсаторов 14, линию 25 вывода потока очищенного газообразного кислорода (потока О) из испарителя конденсатора 22, линию 26 вывода из испарителя-конденсатора 22 потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П), линию 27 подачи одной части потока П (потока С) через испаритель жидкого кислорода 28 и вентиль 29 в блок извлечения ксенонового концентрата 30, линию 31 подачи другой части потока П (потока Р) через вентиль 32 в блок извлечения ксенонового концентрата 30.

На фиг. 2 схематично показан блок извлечения ксенонового концентрата 30, выполненный, например, адсорбционного типа и содержащий два параллельно установленных адсорбера 33 и 34, соединенных, с одной стороны, посредством вентилей 35, 36, линии 37, смесителя 38, линии 39, теплообменника 40 и линии 41 с линиями 27 и 31 подачи обеих частей (потоков С и Р) потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П), и соединенных, с другой стороны, посредством вентилей 42 и 43 с линией 44 вывода потока конечного кислорода (потока П'), при этом адсорберы 33 и 34 дополнительно соединены посредством вентилей 45, 46, 47 и 48 с контуром регенерации, включающем последовательно установленные на линии всасывания 49 вентиль 50, входной нагреватель 51, входной холодильник 52, компрессор 53, линию нагнетания 54 с установленными на ней вентилем 55 и концевым нагревателем 56, причем линия всасывания 49 перед вентилем 50 также соединена с линией 57 подачи потока замещения (потока З) через вентиль 58, а линия нагнетания 54 также соединена после компрессора 53 с линией 59 подачи ксенонового концентрата в рампу 60 через вентиль 61 и холодильник 62 и после вентиля 55 с линией 64 вывода отбросного потока (потока К') через вентиль 63.

Пример реализации способа получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках.

Предварительно сжатый, очищенный и охлажденный основной поток воздуха (поток А) подают по линии 1 в нижнюю колонну 2 (см. фиг. 1), где осуществляют ректификационное разделение основного потока воздуха с образованием следующих потоков: потока кубовой жидкости (потока В), потока грязной азотной флегмы (потока Г), потока чистой азотной флегмы (потока Д), потока газообразного азота (потока Б). Поток В по линии 3 подачи потока кубовой жидкости выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе кубовой жидкости и грязной азотной флегмы 4, очищают в адсорбере кубовой жидкости 5 и подают в верхнюю колонну 6. Поток Г по линии 7 подачи потока грязной азотной флегмы выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе 4 и подают в верхнюю колонну 6. Поток Д по линии 8 подачи потока чистой азотной флегмы выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе чистой азотной флегмы 9 и подают в верхнюю колонну 6. Также в колонну 6 по линии 10 подают детандируемый поток воздуха (поток Е) по линии 17 подают одну часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток И) из блока основных конденсаторов 14. В верхней колонне 6 осуществляют ректификационное разделение подаваемых в колонну 6 потоков с образованием следующих потоков: потока чистого азота (потока Ч), потока отбросного азота (потока От), основного потока жидкого кислорода (потока Ж). Поток Ч выводят из колонны 6 по линии 11 вывода потока чистого азота через переохладитель 9. Поток От выводят из колонны 6 по линии 12 вывода потока отбросного азота через переохладитель 4. Поток Ж по линии 13 подают из верхней колонны 6 в блок основных конденсаторов 14. При этом из нижней колонны 2 по линии 15 подают поток газообразного азота (поток Б) 13 блок основных конденсаторов 14, где осуществляют ожижение потока Б, а сконденсированный азот в виде потока жидкого азота (потока Л) по линии 16 подают из блока основных конденсаторов 14 в нижнюю колонну 2 для обеспечения процесса ректификации в ней жидкостной фазой. За счет теплоты конденсации потока Б в блоке основных конденсаторов 14 осуществляют частичное испарение основного потока жидкого кислорода. Одну часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток И) по линии 17 подают из блока основных конденсаторов 14 в верхнюю колонну 6 для обеспечения процесса ректификации паровой фазой. Другую часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток К) по линии 18 выводят из блока основных конденсаторов 14 через подогреватель кислорода 19 в виде потока продукционного газообразного кислорода (потока Кпр). В процессе кипения кислорода в конденсаторах блока 14 происходит накопление взрывоопасных примесей (метана и тяжелых углеводородов) и углекислого газа в жидком кислороде. Для обеспечения взрывобезопасности воздухоразделительной установки из блока основных конденсаторов 14 по линии 20 выводят циркуляционный поток жидкого кислорода (поток М), которым обеспечивают, так называемую, "проточность конденсаторов". Одну часть потока М в виде адсорбционной части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М') очищают в адсорбере жидкого кислорода 24 от тяжелых углеводородов и углекислого газа и по линии 23 подают обратно в блок основных конденсаторов 14. Другую часть циркуляционного потока жидкого кислорода (поток Н) по линии 21 подают в испаритель-конденсатор 22, в котором осуществляют частичное испарение потока Н с образованием, как минимум, двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода (потока О) и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П). В процессе кипения кислорода в испарителе-конденсаторе 22 осуществляют концентрирование взрывоопасных примесей в жидком кислороде, который выводят из испарителя-конденсатора 22 по линии 26 в виде потока П. При этом соответственно испаряемую часть потока Н очищают от взрывоопасных примесей и выводят из испарителя-конденсатора 22 по линии 25 в виде потока О, который подают в линию 18 и смешивают с потоком К. Сумма потоков К и О образуют поток продукционного газообразного кислорода Кпр, который выводят по линии 18 через подогреватель кислорода 19. Поток П, в свою очередь, делят на две части, одну из которых - поток С - подают по линии 27 через испаритель жидкого кислорода 28 и вентиль 29 в блок извлечения ксенонового концентрата 30, и другую часть потока П - поток Р - подают по линии 31 через вентиль 32 также в блок извлечения ксенонового концентрата 30.

Авторами заявляемого изобретения произведено экспериментальное исследование термодинамических процессов, осуществляемых в описанной выше схеме. При этом, в частности, производились измерения расходов и концентраций в следующих точках: A1 - измерение расхода и концентраций основного потока воздуха (потока А) на входе в нижнюю колонну 2; A1'- измерение расхода и концентраций детандируемого потока воздуха (потока Е) на входе в верхнюю колонну 6; A2 - измерение расхода и концентраций основного потока жидкого кислорода (потока Ж) на входе в блок основных конденсаторов 14; A3 - измерение расхода и концентраций циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М) на выходе из блока основных конденсаторов 14; A4 - измерение расхода и концентраций адсорбционной части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М') на выходе из адсорбера жидкого кислорода 24; A5 - измерение расхода и концентраций потока очищенного газообразного кислорода (потока О) на выходе из испарителя-конденсатора 22; A6 - измерение расхода и концентраций потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П) на выходе из испарителя-конденсатора 22.

Измерение концентраций в указанных точках проводились по следующим компонентам: метан, ксенон, криптон, углекислый газ.

Результаты исследований представлены в таблице.

Из таблицы следует, в частности, что в потоке кислорода, выводящем взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потоке П), концентрируют около 76% ксенона, содержащегося в подаваемых на разделение в нижнюю и верхнюю колонны потоках воздуха - основном потоке воздуха (потоке А) и детандируемом потоке воздуха (потоке Е): 0,004374 / (0,00453 + 0,0012) 100% = 76,07% При этом вместе с ксеноном в потоке П концентрируют около 4,6% криптона, содержащегося в подаваемых на разделение потоках А и Е:
0,00337 / (0,05823 + 0,01526) 100% = 4,58%
Извлечение ксенонового концентрата из потока П осуществляют в блоке извлечения ксенонового концентрата 30. Для этого обе части потока П - потоки С и Р - подают соответственно по линиям 27 и 31 через вентили 29 и 32 в блок извлечения ксенонового концентрата 30, выполненный, например, адсорбционного типа (см. фиг. 2). Поток С после вентиля 29 по линии 41 подают в теплообменник 40, где охлаждают, после чего смешивают в смесителе 38 с потоком Р, который подают после вентиля 32 по линии 39. Суммарный поток по линии 37 подают в один из параллельно установленных адсорберов 33 или 34. Процессы адсорбции по своей природе являются циклическими, в связи с чем извлечение ксенонового концентрата осуществляют в два этапа: первый этап - нанесение ксенона, и второй этап - регенерация и закачка ксенонового концентрата в баллоны рампы 60. Пусть, для определенности, вышеуказанный суммарный поток подают в адсорбер 33. В этом случае вентили 35, 42 открыты, а вентили 36, 43, 45, 47 закрыты. В адсорбере 33 осуществляют первый этап извлечения ксенонового концентрата - нанесение ксенона. При прохождении суммарного потока через адсорбер 33 осуществляют поглощение содержащегося в потоке ксенона сорбентом адсорбера. При этом, по мере насыщения определенного слоя сорбента, ксенон поглощается следующим по ходу потока слоем сорбента. Таким образом, во времени по длине сорбента двигается фронт насыщения ксеноном. Очищенный кислород выводят из адсорбера 33 через вентиль 42 по линии 44 вывода потока конечного кислорода (потока П'), количественно равного сумме потоков С и Р за вычетом количества газа, который адсорбируют в адсорбере. При этом осуществляют контроль концентрации ксенона в потоке П' (точка A7). Появление ксенона в точке A7 сигнализирует о том, что фронт насыщения ксеноном прошел весь слой сорбента адсорбера 33, то есть весь сорбент насыщен ксеноном, время защитного действия по ксенону адсорбера 33 закончилось, и этап нанесения ксенона в адсорбер 33 завершен. В этот момент осуществляют переключение адсорберов, для чего закрывают вентили 35, 42, 46, 48, открывают вентили 36, 43 и поток кислорода направляют в адсорбер 34, в котором осуществляют процесс нанесения ксенона аналогично описанному выше. Одновременно с нанесением ксенона 19 в адсорбере 34 осуществляют этап регенерации адсорбера 33 и закачку ксенонового концентрата в баллоны рампы 60. Опишем этот этап несколько подробнее.

После завершения этапа нанесения ксенона в адсорбере 33 в пространстве, не занятом сорбентом (между зернами), остается исходная среда - кислород. Вместе с тем, вместе с ксеноном сорбируется некоторое количество кислорода, метана, углекислого газа и тяжелых углеводородов. Поэтому перед регенерацией сорбента осуществляют замещение кислорода азотом. Для этого при закрытых вентилях 35, 46, 48, 42, 50, 55 по линии 57 подачи потока замещения через открытый вентиль 58 подают холодный азот в виде потока замещения (поток З), которым продувают адсорбер 33, и через открытые вентили 45 и 63 выводят отбросной поток (поток К') в линию 64 вывода отбросного потока. Затем закрывают вентили 58, 63, 61 и адсорбер 33 путем открытия вентилей 50 и 55 подсоединяют к контуру регенерации, включающему последовательно установленные на линии всасывания 49 вентиль 50, входной нагреватель 51, входной холодильник 52, компрессор 53, линию нагнетания 54 с установленными на ней вентилем 55 и концевым нагревателем 56. Таким образом, адсорбер 33 через открытые вентили 45 и 47 образуют с вышеописанным контуром регенерации замкнутую систему, по которой компрессором 53 осуществляют циркуляцию газа и разогрев сорбента за счет вносимой работы сжатия и внешнего тепла, вносимого в контур посредством концевого нагревателя 56.

Путь циркулирующего газа: газ выводят из адсорбера 33, через открытый вентиль 47 (при закрытом вентиле 48) подают в линию всасывания 49, затем через открытый вентиль 50 (при закрытом вентиле 58), подают во входной нагреватель 51 и входной холодильник 52 (где газ либо нагревают в нагревателе 51, либо охлаждают в холодильнике 52 в зависимости от температуры выхода из адсорбера 33 для обеспечения необходимой рабочей температуры на входе в компрессор 53), сжимают в компрессоре 53, подают через открытый вентиль 55 (которым регулируют давление нагнетания компрессора 53) при закрытом вентиле 61 в концевой нагреватель 56, нагревают газ в нагревателе 56 до температуры около 300oC и по линии нагнетания 54 нагретый газ подают через открытый вентиль 45 (при закрытом вентиле 46) в адсорбер 33. В процессе циркуляции осуществляется непрерывный контроль концентрации ксенона в точке A8. По мере разогрева сорбента осуществляют десорбцию адсорбированных газов, причем в первую очередь десорбируется азот, метан, а затем ксенон, криптон и углекислый газ. Десорбируемый газ увеличивает давление на всасывании компрессора 53 (и соответственно количество циркулирующего газа). До появления в точке A8 ксенона осуществляют сброс излишков десорбируемого газа (в основном азота) через приоткрытый вентиль 63 в линию 64 вывода отбросного потока. При появлении в анализной точке A8 ксенона закрывают вентиль 63, приоткрывают вентиль 61 и излишки десорбируемого газа в виде продукционного ксенонового концентрата через холодильник 62 (в котором осуществляют снятие теплоты сжатия компрессора) и линию 59 подачи ксенонового концентрата направляют в рампу 60, где осуществляют наполнение баллонов ксеноновым концентратом. Количество отбираемого продукционного ксенонового концентрата определяется условием поддержания постоянного давления на всасывании компрессора 53 и регулируется вентилями 55 и 61. При завершении процесса десорбции в адсорбере 33 вентиль 55 закрывают полностью и адсорбер 33 откачивают компрессором 53 до минимально возможного давления, вплоть до вакуума порядка 0,03 МПа для увеличения коэффициента извлечения ксенонового концентрата.

После этого закрывают вентили 61, 50 (вентили 55, 63, 58, 48, 46 закрыты), открывают вентили 58 и 63 и по линиям 57, 49 через открытый вентиль 47 в адсорбер 33 подают холодный азот, которым охлаждают адсорбер 33 до температуры, необходимой для следующего этапа нанесения ксенона (порядка 90-130К). При этом азот после адсорбера 33 выводят через открытый вентиль 45, линию 54 и открытый вентиль 63 в линию 64 вывода отбросного потока.

Конструктивно адсорберы 33 и 34, а также контур регенерации выполняют из условия, что сумма времени регенерации и закачки ксенонового концентрата и времени охлаждения адсорбера должна быть меньше времени нанесения ксенона (или времени защитного действия адсорбера по ксенону). Выполнение этого условия обеспечивает непрерывность извлечения ксенона в блоке извлечения ксенонового концентрата 30 и, соответственно, максимальный коэффициент извлечения продукта.

После завершения этапа нанесения ксенона в адсорбере 34 (т.е. при появлении анализа ксенона в точке A7) закрывают вентили 36, 43, 45, 47, открывают винтели 35, 42, суммарный поток кислорода направляют в адсорбер 33 и одновременно осуществляют этап регенерации и закачки ксенонового концентрата из адсорбера 34 по описанной выше технологии.

Заявляемый способ позволяет получать ксеноновый концентрат следующего состава: ксенон - 20-25%, азот - 70-75%, углекислый газ - 1-3%, углеводороды - 0,1-0,5% (имеются в виду объемные проценты), при коэффициенте извлечения не менее 70% по ксенону.

За счет того, что в способе получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, включающем разделение основного потока воздуха (потока А) и детандируемого потока воздуха (потока Е) в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу потока газообразного азота (потока Б) из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота (потока Л) из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, осуществляют подачу основного потока жидкого кислорода (потока Ж) из верхней колонны в блок основных конденсаторов, частичное испарение основного потока жидкого кислорода в блоке основных конденсаторов, подачу одной части потока испаряемого газообразного кислорода (потока И) из блока основных конденсаторов в верхнюю колонну и вывод другой части потока испаряемого газообразного кислорода (потока К) в виде потока продукционного газообразного кислорода (потока Кпр), вывод циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М) из блока основных конденсаторов, подачу части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока Н) в испаритель-конденсатор, частичное испарение последнего потока в испарителе-конденсаторе с образованием, как минимум, двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода (потока О) и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П) - из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П), извлекают ксеноновыи концентрат, при этом извлечение ксенонового концентрата из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки (потока П), осуществляют, например, адсорбционным методом, за счет чего повышают экономичность при технологической простоте процессов разделения основного и детандируемого потоков воздуха и обеспечения взрывобезопасности воздухоразделительных установок.


Формула изобретения

1. Способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, включающий разделение основного и детандируемого потоков воздуха в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу потока газообразного азота из нижней колонны в блок основных конденсаторов, конденсацию потока газообразного азота и подачу потока жидкого азота из блока основных конденсаторов в нижнюю колонну, вывод основного потока жидкого кислорода из верхней колонны, отличающийся тем, что вывод основного потока жидкого кислорода из верхней колонны осуществляют с последующей подачей его в блок основных конденсаторов, где осуществляют частичное испарение основного потока жидкого кислорода, при этом часть основного потока жидкого кислорода выводят из блока основных конденсаторов в виде циркуляционного потока жидкого кислорода, затем часть циркуляционного потока жидкого кислорода подают в испаритель-конденсатор, где осуществляют частичное испарение последнего потока с образованием двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, при этом из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, осуществляют извлечение ксенонового концентрата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение ксенонового концентрата из потока кислорода, выводящего взрывоопасные примеси из воздухоразделительной установки, осуществляют адсорбционным методом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для очистки кислорода методом адсорбции на две фракции и может быть использовано в медицинской и биологической промышленности, а также в областях техники, в которых необходимо использование чистого кислорода

Изобретение относится к установкам для конверсии углеводородного сырья и может быть использовано при реконструкции действующих установок получения технического водорода с размещением части технологического оборудования в помещениях, категорированных как взрывоопасные

Изобретение относится к технологическому оборудованию химических производств, в частности к контейнеру для очистки газа

Изобретение относится к технологии разделения газовых смесей, в частности к средствам короткоциклового безнагревного адсорбционного разделения воздуха с получением обогащенной кислородом фракции, которая может использоваться в установках газовой сварки, в медицине и биологии

Изобретение относится к технологии очистки инертных газов от газообразных примесей и может быть использовано в металлургии, химии, медицине, электротехнике, светотехнике, сварочном производстве и других областях техники, требующих применения инертных газов высокой чистоты

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки инертного газа (например, криптона, ксенона, аргона и др.) от газообразных примесей, таких как азот, кислород, водород, углекислый газ, углеводороды и т.д
Изобретение относится к технологиям очистки отходящих газов промышленных предприятий от токсичных летучих органических соединений и может быть использовано в химической, нефтехимической, деревообрабатывающей, мебельной промышленности, машиностроении, а также в других отраслях промышленности
Изобретение относится к области сорбционной техники, а именно к очистке воздушных смесей от оксида углерода, и может быть использовано для регенерации и активации сорбентов на основе оксидов металлов

Изобретение относится к адсорбенту для обессеривания газов

Изобретение относится к способу удаления газообразных примесей из потока водорода без остаточных следов метана и без образования нового метана, особенно пригодному для продолжительного производства очищенного водорода, содержащего менее 50, а предпочтительно 20 млрд-1, т.е

Изобретение относится к составам многокомпонентных поглотителей на основе торфа и может быть использовано для санитарной очистки отходящих газов, а именно сероводорода, в очистных сооружениях, а также при дезодорации туалетов на садовых и сельских участках

Изобретение относится к рекуперационной технике, в частности к способу рекуперации дихлорэтана из паровоздушной смеси

Изобретение относится к сорбционной газоочистке, очистке воздуха от загрязняющих примесей и может быть использовано для систем очистки отходящих газов различных производств, а также для изготовления устройств для очистки и регенерации воздуха в помещениях, предназначенных для электротехнических работ

Изобретение относится к области сорбционной техники, а именно к химическим поглотителям диоксида углерода, и может быть использовано для очистки выхлопных и отходящих газов в химической промышленности от углекислого газа

Изобретение относится к способам тонкой очистки газов от сернистых соединений и может найти применение при очистке природного газа
Изобретение относится к технологии очистки от примесей неприятно пахнущих веществ парогазовых и вентиляционных воздушных выбросов цехов технических фабрикатов мясокомбинатов и других производств, связанных с тепловой переработкой продуктов животноводства

Изобретение относится к способам получения пресной воды из атмосферного воздуха в удаленных, засушливых или безводных районах

Изобретение относится к области способов разделения газовых смесей типа кислород - азот

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации воздуха, и может быть использовано, например, в химической и нефтехимической промышленности

Наверх