Способ обогащения криптонового концентрата

ц 64 ООФ 6 Сыа Со етскик 3 алистичесних ИЗОБРЕТЕН И Я Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(43) Опубликовано 30.12.78, Бюллетень Ъ 4 по делам изобрете и открытий 53) УДК 621,593(54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КРИПТОНОВОГО КОНЦЕНТРАТАектифиодят на ростной Изобретение относится к разделениюмногокомпонентных низкотемпературныхжидкостей, в частности к,получению и обогащению криптонового концентрата наустановках разделения,воздуха. 5Известен способ обогащения криптонового концентрата, согласно которому жидкий воздух, обогащенный криптоном в,промывочной колоннеподвергают ректификации и затем направляют на дальнейшее обо огащение 11. Способ реализуется в установке для получения криптона, включающейхолодильные циклы низкого и высокого давления, теплообменное оборудование, промывочную и ректификационную колонны. 15Недостатком такого способа являютсявысокие энергетические затраты,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому, результату к предлагаемому является способ обогащения кринтонового концентрата, используемый накрупных установках для разделения воздуха. Согласно этому способу жидкий кислород, обогащенный криптоном, подают,вкриптоновую ректификационную колонну, 25откуда выводят криптоновый концентрат,который в свою очередь, подвергают фракционированному испарению в испарителе спомощью конденсации газообразного азотаи направляют в сепаратор, откуда паровую фазу возвращают в криптоновуо ркациоцную колонну, а жидкую отвдальнейшее обогащение через ско испаритель 12.Недостатками этого способа являются недостаточно высокая концентрация криптона, не превышающая 0,1 - 0,20 го по объем, а также возможность накопления в испарителе углеводородов С 7 - С., что может привести к,взрыву и требует периодического отогрева установки.Целью изобретения является увеличение концентрации криптона и снижение,взрывоопасности процесса обогащения.Поставленная цель достигается тем, что испарение криптонового концецтрата, который выводят из криптоновой ректификацпонной колонны, ведут в горизонтальном испарителе при температуре теплопередающей поверхности на 10 - 100 С выше температуры кристаллизации углеводородов С 7 - С 9, причем процесс испарения осуществляют при постоянной скорости паровой фазы, направляемой противотоком к жидкой.На чертеже показан горизонтальный испаритель, в котором осуществляется обогащение криптонового концентрата.Испаритель выполнен в виде сосуда, сужающегося по ходу,двияения жидкой фазы. Крипгоновый концентрат подают черезталлы углеводородов не могут задерживаться на стенках испарцтеля и сваливаются в жидкий концентрат, В жцдкой фазе углеводороды также не могут накапливатьс;1, так как испаритель выполнен проточным.Помимо этоо рсализа 11 я с;1 сссоа позволяет снизить взрывоопасиость воздухораз,1 елительнсй 1 стагОВ 14 И за счет увед 11 чсиил количества обогащенного криптоном кислорода, выводимого из ректификационной кон 11 водит,к сни;кени 1 О на 20 - 30% коли сства тяжелых . ГлеВО 102 Одс 3, накапливающихся в аппаратах воздухораздслительной установки. Возврат большего пс сраВнени 10 с прототипом КОличестза паровой фазы в Воздухоразделительну 1 о установку снижает холодопотерп. Производитсльность олска ОООГащения криптонОВОГО ко;1 цеитрата возд Гхосаспредел 11 тельной уста 1 нсВки Гри 11,еалт 1 зации предлагасмсгс ,способа возрастет примерно в 5 раз при одновременном снижении энергозатрат.Экономический эффект от использования спссооа сбогащенц 11 криптонсвого концентрата на заводе Криворожсталь составляет 1 млн. руб, в год. Формула изобретения 1. СПОСОО ОбсгащенР 1 я крцптс 11 ОВОГО КОН- центрата, содержащего углеводороды С 1 - С., включающий фракциоиированное испарение концентрата путем передачи тепла через теплопередающую поверхность, отвод жидкой фазы на дальнейшее обогащение, возврат паровой фазы в ректиф;1 кационную колонну воздухораспределительной установки, отличающийся тем, что, с целью увеличения концентрации криптона и снижения взрывоопасности процесса обогащения, испарение концентрата ведут при температуре теплопередающей поверхности на 10 - 100 С выше температуры кристаллизацииГлеводоводов С 7, - С 9.2. Способ по п, 1, отл и ч а ю щи й ся тем, что процесс испарения осуществляют при постоянной скорости паровой фазы, направляемой противотоком к жидкой. Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе:1. Герш С. Я. Глубокое охлаждение, Ч. 11, Госэнергоиздат, 1960, с. 333 в 3.2. Установки разделения воздуха. Каталог-справочник. М ЦНИТИХИМНЕФТЕМАШ, 1970, с. 14. патуоск 1, обогащенный концентрат отводят через патрубок 2. Тепло подводят к днищу сосуда. Паровую фазу отводят через патрубск 1. Перегородки 3 увеличива:от путь движения фаз в испаритсле. В качестве обогревающего дн 1 цщс сосуда теплонос - теля используют пар или горячу 1 о Воду, когорые позышают температуру днища до 30 - 3 0 К, При использовании иных теп -лоносителей температура может быть вышс, 10 однако это не приведет к повышению эффективности способа.Предлагаемый способ позволяет пол- чить среднюю концентрацию криптона 11 д выходе из и Оп арителяр авную О,б - 0,8%, 15 прц максимальных значениях, равных7Повыше 11 це концентрации достигается за счет интеисификац 1 гп процесса осога;цсния, Температурный напор в испаритслс 20 составляет 200 - 230 К. Прц этом испарение концентрата происходит при тсх 1 пературе,выше, чем тем 1 пературы кристаллпзации углеводородов С, - С ссставлпо 1 цпе; ляо. - иС 7 в 1 80 К, для С:., - 220 К. Пузырьки п а р а, поднимающиеся от обогсеваемого дкчи е ".- парителя, ооразуют струи, которые турбул 1. - зуют жиды ю фазу и частично захватывают ее в паровое пространство испаритсля, что способствует интенсивному массообмен 1У 30 между парозой и жидкой фазами. Перегородки 3 при этом служат в качестве каплеотоойников и дополнительно турбулизиру 1 от паровую фазу, Турбулцзация паровой фазы обеспечивает снижение сопротивления мас сопереда ш. Скорость движения паровой фазы над жидкой за счет выполнения испарителя сужа 1 ощимся пример но постоянна.Ее поддерживают максимальной, однако не превышаюшей скорости захлебывания, пУ 40тем регулирования количества концентрата, подаваемого в испаритель.1 емпературные пределы реализацииспособа определяются используемыми В промышленном производстве теплоносите о лями - паром или горячей, водой и темп- е. ;атурои кристаллизации углеводородов, растворенных в жидком кислороде.Промышленные испытания способа, проведенные на заводе Криворожсталь, по казали, что в иапарителе не происходит накапливания углеводородов С, - С 9, в частности ацетилена.Это обеспечивается тем, что испарениезедут при температуре более высокой, чем 55 температура кристаллизации любого из этих углеводородов, благодаря чему крис1 ф,оррсктор И. Симкина Редактор Н. Суханова Тип. Харьк. фил. пред. Г 1 атент Заказ 1003/1564 Изд. Мв 803 Тираж 638 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5 К, Раушская наб., д. 4/5