Способ разделения криптона и ксенона Советский патент 1991 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к процессам разделения газовых смесей и может быть использовано в химической и металлургической промышленности в цехах комплексного разделения воздуха при получении криптона и ксенона.

Целью изобретения является снижение радиоактивности ксеноновой фракции за счет повышения степени разделения криптона и ксенона.

Пример. Первичный криптоновый концентрат из воздухоразделительной установки (состав приведен в табл.1) в кгг ичест- ве 120 нм3/ч подают в первый слой сорбента

(адсорбер ксеноновый), в котором при давлении 0,13 МПа и температуре 100 К происходит адсорбция ксенона и радиоактивных примесей.

После прохождения первого слоя сорбента первичный концентрат подают во второй слой сорбента (криптоновый адсорбер), в котором при давлении 0,12 МПа и температуре 90 К происходит адсорбция криптона и основной массы (до 90% от первоначального состава) углеводородов, а оставшийся кислород возвращают в воздухораздели- тельную установку.

VI

О

00

ел о

После появления проскока криптона на выходе из второго слоя сорбента (обычно через 24 ч) отработавший второй слой переключают на соседний второй слой, к этому моменту времени прошедший этапы разделения и охлаждения до рабочих температур, а из отключенного второго слоя получают криптоновую фракцию, разделение которой в отдельном узле позволяет получить чистый криптон, Таким образом, период переключения двух слоев (продолжительность этапа адсорбции в них) составляет около 24 ч.

После появления проскока ксенона на выходе из первого слоя сорбента (обычно через 25 сут), первичный криптоновый концентрат направляют в дополнительный третий слой сорбента по схеме: первый слой - дополнительный слой - второй слой. Такую схему потока сохраняют до появления за первым слоем сорбента проскока ксенона на уровне 0,5-0,8 от содержания ксенона на входе в первый слой ( 10 сут), после чего первый слой отключают, а первичный концентрат направляют по схеме: дополнительный слой - второй слой (т.е. дополнительный слой становится фактически первым слоем).

В отключенном первом слое получают ксеноновую фракцию, разделение которой в отдельном узле позволяет получить чистый ксенон. Таким образом, период переключения первых слоев (продолжительность этапа адсорбции в них) составляет около 25 сут, т.е. соотношение циклов

сорбции - десорбции (разделения) в первом и втором слоях составляет 1:25.

Результаты аналогичного опыта и опыта по способу-прототипу приведены в таблице 2.

Предложенный способ при внедрении

обеспечивает ряд преимуществ: ксенон практически отсутствует в криптоновой фракции: содержание криптона в ксеноно- вой фракции минимально, так как более

95% его вытесняется ксеноном с первого слоя на этапе адсорбции; радиоактивность ксеноновой фракции в значительной степени снижается.

Формула изобретения

Способ разделения криптона и ксенона, включающий последовательное пропускание криптонового концентрата с примесью ксенона через два слоя адсорбента-силика- геля и периодическую десорбцию при нагревании слоев с раздельным выводом криптоновой и ксеноновой фракций при соотношении циклов сорбции-десорбции в первом и втором слоях (1:10)-(1:35), отличающийся тем, что, с целью снижения

радиоактивности ксеноновой фракции за счет повышения степени разделения криптона и ксенона, устанавливают дополнительный слой силикагеля, расположенный между первым и вторым слоями, криптоновый концентрат после появления ксенона на выходе из первого по ходу концентрата слоя адсорбента пропускают через дополнительный слой до полного насыщения первого слоя ксенона, после чего первый слой

адсорбента отключают, а дополнительный слой используют в качестве первого слоя.

Изобретение оросится к процессам разделения газовых смесей и может быть использовано в цехах комплексного разделения воздуха при получении криптона и ксенона. Для снижения радиоактивности ксеноновой фракции в способе, включающем последовательное пропускание криптонового концентрата с примесями ксенона через два слоя адсорбента и периодическую десорбцию при нагревании слоев с раздельным выводом криптоновой фракции из 2-го слоя и ксеноновой фракции из 1-го слоя, процесс ведут при соотношении числа циклов сорбции-десорбции в 1-м и 2-м слоях, равном (1:10)-(1:35), устанавливают дополнительно 3-й слой силикагеля, расположенный между 1-м и 2-м слоями, а криптоновый концентрат после появления ксенона на выходе из 1-го по ходу концентрата слоя адсорбента дополнительно пропускают через 3-й слой адсорбента, расположенный Между 1-м и 2-м слоями до полного насыщения 1-го слоя ксеноном. После этого 1-й слой адсорбента отключают, а 3-й слой используют 6 качестве 1-го слоя, подключая затем к не,му в качестве 3-го слой, бывший 1-м в предшествующем цикле, после десорбции из него ксенона. Ксенон практически отсутствует в криптоновой фракции. 2 табл. Ё

Таблица 1

Та 6 яиц« 2