Способ очистки сырого аргона

 

Союз Советски к

Социалистически к

Республик

О П И С А Н И Е (и)890042

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22)Заявлено 17.07.79 (21) 2798067/23-26 с присоединением заявки М (23 ) П р нори тет

Опубликовано 15. 12 ° 81 ° Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15 . 12 .81 (5! )М. Кл .

F 25 J 3/04

В 01 0 53/00. евеуАарстеэивык кемитет

СССР м aenase изебретеиий и открытий (53). УДК 621. 564 (088.8) (72) Авторы изобретения

Х.Я.Степ, Л.С.Проворный, t1.Á.Ñòîëïåð и С. (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЫРОГО АРГОНА

Изобретение относится к химичес- кой промышленности и может быть использовано при очистке сырого аргона, получаемого, например, в установках разделения воздуха от кислорода.

Известен способ очистки сырого аргона от кислорода путем химической очистки методом каталитического гидрирования с последующим охлаждением и осушкой (1 ).

Недостатком этого способа является вэрывоопасность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки сырого аргона цеолитами, согласно которому сырой . аргон сначала очищают от азота путем низкотемпературной ректификации, а затем от кислорода. н других компонентов с помощью цеолитов. Регенерацию, приводящую к десорбции загрязняющих компонентов, проводят

d нагревом до температуры 80-90 С сухим азотом, а затем охлаждают до рабочей температуры 2)

Недостатком указанного способа является потребность .в специальном регенерирующем газе — сухом азоте и опасность загрязнения продукционного аргона регенерирующим азотом, так как азот может поглощаться цеолитамн даже прн положительных температурах. Для предотвращения

10 загрязнения приходится после регенерации тщательно продувать адсорбер гелием и чистым аргоиом, а затем вакуумировать.

Цель изобретения — предотвраще35 нне загрязнения продукта регенернрующнм газом, осуществление процес-. са беэ специально привлекаемого регенерирующего rasa н, в результате, снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве регенирирующего газа используют ноток очищаемого аргона, прн его циркуляции через цеолиты, а десорбированные ком,поненты отводят из циркулирующего потока аргона, поддерживая его давление в точке отвода постоянным.

При этом циркулирующий поток аргона .либо сжимают до давления,0,20,5 кгс/см,.а десорбированные компоненты отводят из циркулирукнцего потока до сжатия,,либо поддерживают давление циркулирующего потока в слое цеолитов на О, 2-0, 5 кгс/см ни2 же атмосферного, а десорбированные компоненты, отводят после сжатия.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Схема включает адсорберы 1 и 2, заполненные цеолитом Na А, в которых аргон очищает от кислорода, конденсатор 3 для ожижения чистого аргона, жидкостной насос 4, теплообменник 5 чистого аргона, газодувку 6, в которой сжимают циркулирующий поток аргона до заданного давления, электроподогреватель 7 и водяной по-. догреватель 8, сбросной трубопровод

9 для сброса десорбируемого газа в атмосферу, регулирующий вентиль 10 и трубопровод 11 для потока чистого аргона. При этом с помощью трубопро- . водов и переключающей арматуры рабочее пространство каждого адсорбера, водяной подогреватель 8, газодувка

6 и электроиодогреватель 7 могут образовывать циркуляционный кон-; тур 12.

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1. Сырой аргон, содержащий об.% 1-2 кислорода и прошедший очистку от азота, при температуре-180 С поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов 1, где очищается от кислорода, который поглощается цеолита 4и. Затем чис" тый аргон подают в конденсатор 3, где ожижают за счет испарения жидкого воздуха и насосом 4 через теплообменник 5 отправляют потребителю

В это время цеолиты в адсорбере

2 регенерируют. Для этого заполняют аргоном циркуляционный контур 12 и включают газодувку 6. Циркуляционный поток аргона нагревают в электроподогревателе 7, пропускают через рабочее пространство адсорбера

2, подогревагт в подогревателе 8 до нормальной температуры, сжимают в газодувке 6, снова нагревают в электроподогревателе 7 и так далее.

0042

45

55

15 а0

4

В адсорбере 2 циркулирующий поток, проходя. через слой цеолитов, принимает десорбируемые из цеолитов газы, прежде всего кислород. Поток аргона циркулирует через слой цеолитов в адсорбере 2 до тех пор, пока весь слой цеолитов прогреется и десорбция прекратится. Если в процессе сжатия в газодувке 6 поток аргона нагревается до требуемой для десорбции сжатия температуры, электроподогреватель 7 не включают.

Десорбируемый газ отводят из циркулирующего потока в атмосферу через трубопровод 9, поэтому давление в циркулирующем потоке аргона в течение периода регенерации цеолитов сохраняется постоянным, а в точ-. ке. отвода из циркуляционного потока — равно атмосферному.

Давление циркулирующего потока аргона после газодувки 6 н в слое цеолитов адсорбера 2 поддерживают больше атмосферного на величину гидравлического солротивления потоку, т.е. примерно 0,2-0,5 кгс/см .

Скорость десорбци хислорода для предотвращения резкого роста концентрации кислорода в циркулирующем регенерирующем потоке аргона регулируют изменяя расход циркулирующего потока регулирующим вентилем 10 у газодувки 6, по результатам газового анализа.

Концентрацию кислорода в регенерирующем потоке аргона ограничивают, для чего в циркуляционный поток по трубопроводу 11 подают чистый аргон, отбираемый на выходе из теплообменника 5.

Заканчивая регенерацию цеолитов в адсорбере 2, весь контур продувают чистым аргоном, который подают через трубопровод 11, отбирая на выходе из теплообменника 5. После завершения десорбции и продувки начинают охлаждать адсорбер

2. Для этого чистый холодный аргон из адсорбера 1 подают сразу в адсорбер 2, а затем направляют в конденсатор 3. После охлаждения адсорбера

2 приступают к регенерации цеолитов в адсорбере ) регенерирующим циркулирующим аргоном.

Пример 2. Регенерацию цеолитов проводят циркулирующим регенернрующим потоком аргона, давление которого в слое цеолитл юддержлнают

5 89 ниже атмосферного на 0,2-0,5 кгс/см, что позволяет уменьшить количество кислорода, остающегося в цеолитах после десорбции. При этом десорбированный газ из циркулирующего потока отводят в атмосферу после сжатия.

При использовании предлагаемого способа очистки аргона от кислорода с помощью цеолитов повышается экономичность процесса за счет исключения расходов на регенерирующий газ, сокращаются потери аргона на продувку адсорбера после регенерации, устраняется опасность загрязнения чистог.> продукционного аргона регенерирующим газом, и в связи с этим, значительно упрощается управление процессом регенерации.

Формула изобретения

1. Способ очистки сырого аргона, получаемого в воздухоразделительных установках, от кислорода и других компонентов, включающий низкотемпературную адсорбцию кислорода и других компонентов цеолитами и последующую их десорбцию путем нагрева цеолитов регенерирующим газом, о т л и0042 ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергетгческих затрат путем предотвращения загрязнения чистого аргона регенерирующим газом, в качестве регенерируяцего газа используют поток очищаемого аргона при его циркуляции через цеолиты, а десорби-. рованные компоненты отводят из циркулирующего потока, поддерживая его дав10 ление в месте отвода постоянным.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что циркулирукщий поток аргона сжимают до давления

0,2-0,5 кгс/см, а десорбированные % компоненты отводят из пиркулирующего потока до сжатия.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что давление циркулирующего потока аргона в слое цеощ литов поддерживают на 0,2-0,5 кгс/см ниже атмосферного, а десорбированные компоненты отводят из упомянутого потока после сжатия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Головко Г.А. Установки для производства инертных газов. М., "Машиностроение", 1974, с. 187-188, 243.

2. Авторское свидетельство СССР

30 9 267649, кл. F 25 J 3/02, 1968.

890042

Составитель К. Чириков

Редактор Л.Алексеенко Техред Т.Иаточка Корректор О.Билак

Заказ 10942 6l Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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