Способ очистки аргона от кислорода

 

О П И C А Н И Е < >842359

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 25.03.76 (21) 2337876i23-26 (5) )Я. Кд.

F 25 т 3/02 с присоединением заявки М = (23) Приоритет йеудеретееееьй ееиетет

СССР . ее делан ееееретееие е етеритей

Опубликовано 30.06.8l Бюллетень J4 24

Дата опубликования описания З0.06.81 (53) УДК 623..593 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Б. Столпер, С. A. Могильницкий и И. И. Увяткин "-(71 ) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ APIOHA ОТ КИСЛОРОДА

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к очистке raaos от кислорода или водорода методом каталитического гидрирования, и может быть применено, в частности, для очистки от кислорода сырого аргона, получаемого в установках разделения воздуха.

Известны способы получения и очистки сырого аргона в воэдухораспределитель ных установках, включающие очистку

1О аргонавт азота низкотемпературной ректификацией и очистку аргона от к1тслорода низкотемпературной адсорбпией с помощью цеолитов pl/, p2g.

Недостатком этих спссобов является

1% их сложность

При очистке аргона методом каталитического гидрирования выделяется большое количество тепла (при содержании в аргоне 1 об.% 0 адиабатный разогрев равен Э1

233 град.), в связи с чем в одном реакторе можно удалить не более 2,0-

2,3 об.% кислорода. При более высоком содержании кислорода в сыром аргоне, поступающем на очистку используют систему последовательно расположенных реакторов с индивидуальным доэирова- нием водорода в каждый реактор и промежуточным охлаждением аргона.

Наиболее близким по технической сущности н достигаемому эффекту к предлагаемому является способ очистки сырого аргона, получаемого в воэдухораспределительных установках, от кислорода методом каталитического гидрирования в йоследовательно расположенных реакторах путем подачи водорода в реакторы, включающий поддержание температуры реакции-в пределах 450- 500 С и доэирование водорода в последний по ходу газа реактор, осуществляется по избытку водорода в очищенном аргоне 31.

Недостатком известного способа является относительно невысокая чистота получаемого аргона при колебаниях содержания «ислооода в поступающем на очистку сыром аргоне. Изменение содержания кислорода в сыром аргоне влияет

Максимальное содержание кислорода в поступающем на очистку аргоне определяется газоанализатором 13.

Подача водорода в. последний реактор 3 регулируется автоматически клапаном 6

55 по сигналам газоанализатора 14 таким образом, чтобы в уходящем аргоне поддер-, живался постоянно заданный избыток водорода. на процесс в последнем реакторе, в час1 ности, на температуру в нем, что требует изменения числа участвующих в очистке реакторов, нарушает процесс очистки и приводит к снижению чистоты получаемого аргона.

Ueab изобретения — повышение чисто1 ты получаемого аргона путем снижения влияния содержания кислорода в сыром, очищаемом аргоне на процесс очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в рамках известного способа темпера» туру в каждом реакторе, кроме первого, поддерживают изменением количества водорода, который подают в предыдущий по ходу газа . реактор.

Эффект от применения предлагаемого способа состоит в значительном упрощении средств управления процессом каталитического гидрирования. Нормальная работа 20 установки очистки обеспечивается при значительных колебаниях содержания кислорода в очищаемом аргоне, надежность системы управления повышается. Дополнительный технико-экономический эффект достигается в том, случае, когда процесс ведется с использованием реакции гидрирования.

На чертеже представлена принципиаль-, ная схема управления процессом каталитического гидрирования по предлагаемому способу очистки сырого аргона от кислорода.

Схема содержит реакторы 1, 2, 3, клапаны 4, 5, 6 подачи водорода, холодильники 7, 8, 9, влвгоотделители 10, ll, l2, газоанализатор 13 на кислород, газоанализатор 14 на водород, темпера; турные датчики 15, 16, 17. .

Сырой аргон с содержанием кислорода 40 до 6 об.% последовательно проходит через три заполненных катализатором реактора l, 2, и 3, в каждый из которых дозируется водород соответственно через клапаны 4, 5 и 6. На выходе из 4> каждого реактора имеется водяной холодильник 7, 8, 9 и влагоотделитель 10, ll, 12.

80 4

Подача водорода в реактор 2 регулируется автоматически клапаном S по сигналам температурного датчика 17, расположенного в следующем по ходу газа реакторе 3 таким образом, чтобы температура в реакторе 3 поддерживалась постоянной, равной, например, 500 С, что обеспечивает постоянный процент кислорода (2 об.%), связываемого в этом реакторе.

Подача водорода в реактор 1 регулируется аналогично автоматическим клапаном 4 по сигналам температурного датчика 16, расположенного в следующем по ходу газа реакторе 2. .Температурный датчик 15, замеряющий температуру в реакторе 1, в процессе регулирования не участвует. При наличии описанных выше связей, небольшое изменение содержания кислорода .в поступающем на очистку сыром аргоне приводит только к изменению количества кислорода, связываемого в первом по ходу газа реакторе 1 .

Если содержание кислорода в поступающем газе снизится, например, до величины меньше 4 об.% клапан 4,. стараясь поддерживать заданную температуру в реакторе 2, закрывается полностью, и реактор 1 перестает работать. Если содержание кислорода в поступающем арго не продолжает снижаться и становится меньше 2 об.%, закрывается полностью также клапан 5 и в работе остается только реактор 3.

Клапан б, дозирующий водород в последний реактор 3, продолжает работать без изменений, обеспечивая заданный избыток водорода в очищенном газе.

Реакторы 1 и 2 автоматически опять включаются в работу как только содержание кислорода в поступающем сыром аргоне повышается настолько, что достигаются заданные температуры соответственно в реакторах 3 и 2.

В предлагаемом способе поддерживается заданное количество кислорода на входе в каждый следующий реактор: при повышении температуры в, следую щем реакторе количество водорода, подаваемого в предыдущий реактор, увеличивается, понижение содержания кислорода в очищаемом газе снижает нагрузку первого реактора. ф о р м у л а изобретения

Способ очистки аргона от кислорода каталитическим гидрированием в последовательной цепи реакторов путем подачи

842359

Составитель К. Чириков

Редактор Е. Папп Техред Т аточка

Корректор М. Шароши

Заказ 5026/37 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д. 4/5

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

5 водорода в реакторы, включающий поддержание температуры реакции в пределах

450-500 С и дозирование водорода в о последний по ходу газа реактор по избытку водорода в очищенном аргоне, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты аргона, темпера уру в каждом реакторе, кроме первого, поддерживают изменением количества водорода, который подают в предыдущий 1О по ходу газа реактор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 267649, кл. 1= 25 J 3/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

% 5164lO, кл. Р 25;Г 3/04, 1973, 3. Патент США Ж 2990689, кл. 62-25, 1968.