Способ очистки сырого аргона Советский патент 1981 года по МПК F25J3/04 B01D53/00 

I

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при очистке сырого аргона, получаемого, например, в установках разделения воздуха от кислороца,

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

Недостатком этого способа является взрывоопасность 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 и других компонентов с помощью цеолитов. Регенерацию, приводящую к десорбции загрязняющих компонентов, ггроводят 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 поглсмцаться цеолитами даже при положительных температурах. Для предотвращения

10 загрязнения приходится после регв нёрации тщательно продувать адсорбер гелием и чистым аргоном, а затем вакуумироваТь.

Цель изобретения - предотвращеISние загрязнения продукта регенерирующим газом, осуществление процесса без специально привлекаемого регенерирующего газа к, в результате, снижение энергетических затрат.

20

Поставленная цель достигается тем, что в качестве регенирирующего газа используют поток очищаемого аргона, при 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 циркулирующего потока до сжатия, .либо подцержи1вают давление циркулирующего потока в слое цеолитов на 0,2-0,5 кгс/см ни 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, кон денсатор 3 для ожижения чистого аргона, жидкостной насос 4, теплообме ник 5 чистого аргона, газодувку 6, в которой сжимают циркулирукщий 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 рабо чее пространство каждого адсорбера, водяной подогреватель 8, газодувка 6 и электроподогреватель 7 могут образовывать циркуляционный KOH-J тур 12. Способ реализуется следукшщм образом. Пример 1. Сырой аргон, соде жащий об.% 1-2 кислорода и прошедший очистку от азота, при температу ре-180 с поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов где очищается от кислорода, который поглощается цеолктза. Затем чистый аргон подают в конденсатор 3, где ожижают за счет испарения жидкого воздуха и насосом 4 через теплообменник 5 отправляют потребите В это время цеолиты в адсорбер 2 регенерируют. Для этого заполняю аргоном циркуляционный контур 12 и включают газодувку 6. Циркуляцио ный поток аргона нагревают в электроподогревателе 7, пропускают через рабочее пространство адсорбера 2, подогревш-т в подогревателе В до нормальной температуры, сжимают в газодувке 6, снова нагревают в электроподогревателе 7 и так далее. В адсорбере 2 циркулирующий поток, проходя через рлой цеолитов, принимает десорбируемые из цеолитов газы, преяаде 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 циркулирукнцем потоке аргона в течение периода регенерации цеолитов сохраняется постоянным, а в точке, отвода из циркуляционного потока - равно атмосферному. Давление циркулирующего потока аргона после газодувки бив слое цеолитов адсорбера 2 поддерживают больше атмосферного на величину гидравлического сопротивления потоку, т.е. примерно 0,2-0,5 кгс/см . Скорость десорбщш 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 1I подают чистый аргон, отбираемый на выход-е из теплообменника 5. Заканчивая регенерацию цеолитов в адсорбере 2, весь контур продувают чистым аргоном, кото.рый 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 I подают сразу в адсорбер 2, а затем направляют в коцденсатор 3. После охлаждения адсорбера 2 приступают к регенерации цеолитов в адсорбере 1 регенерирунщим циркулирующим аргоном. Пример 2. Регенерацию цеолитов проводят циркулирующим регенерирующим потоком аргона, давление которого в слое цеолита поддерживают

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 повьппается экономичность процесса за счет исключения -расходов на регенерирукиций газ, сокращаются потери аргона на продувку адсорбера после регенерации устраняется опасность загрязнения чистог.) продукционного аргона регенерирующим газом, и в связи с этим, зйачительно 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, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетгческих затрат путем предотвращения загрязнения чистого аргона регенерирующим газом, в

качестве регенерирующего газа используют поток очищаемого аргона при его циркуляции через цеолиты, а десорби- рованные компоненты отводят из циркулирующего потока, поддерживая его давление в месте отвода постоянным.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что циркулирующий поток аргона сжимают до давления 0,2-0,5 кгс/см,а десорбированные

компоненты отводят из циркулирующего потока до сжатия.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что давление циркулирующего потока аргона в слое цеолитов 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

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

2.Авторское свидетельство СССР № 267649, кл. F 25 J 3/02, 1968.