Способ очистки аргона от кислорода

ОП ИСАКИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сото з Советски кСоциалистическихРеспублик ц 842359 б 1) Дополнительное к авт. свид-ву -(51)М. Кл. Р 25 Т 3/О Гееудеретееееьй ееиетет СССР ее делан ееееретееее е етлритейта опубликования описания З 0.06.81(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЛРГОНА ОТ КИСЛОРО Изобретение относится к криогенной технике, в частности к очистке газов 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 очистку1 О аргона вт азота низкотемпературнойректификацией и очистку аргона от йслорода низкотемпературной адсорбпией с помощью цеолитов Г 13Г 23Недостатком этих спссобов является15 их сложность.При очистке аргона методом каталитического гидрирования выделяется большое количество тепла (при содержании в аргоне 1 об.% 0 адиабатный разогрев равен з 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 и 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 3.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 влияет10 Максимальное содержание кислорода в поступающем на очистку аргоне определяется газоанализатором 13.Подача водорода в. последний реактор 3 регулируется автоматически клапаном 655 по сигналам газоанализатора 14 таким образом, чтобы в уходящем аргоне поцдер-, живался постоянно заданный избыток водорода. на процесс в последнем реакторе, в час 1ности, на температуру в нем, что требуетизменения числа участвующих в очисткереакторов, нарушает процесс очистки иприводит к снижению чистоты получаемого аргонв.Цель изобретения - повышение чистоты получаемого аргона путем снижениявлияния содержания кислорода в сыром,очищаемом аргоне на процесс очистки,Поставленная цель достигается тем,что в рамках известного способа температуру в каждом реакторе, кроме первого,поддерживают изменением количестваводорода, который подают в предыдущийпо ходу газа . реактор.Эффект от применения предлагаемогоспособа состоит в значительном упрощениисредств управления процессом каталитического гидрирования. Нормальная работа 20установки очистки обеспечивается призначительных колеббвниях содержаниякислорода в очищаемом аргоне, надежностьсистемы управления повышается. Дополнительный технико-экономический эффект 25достигается в том, случае, когда процессведется с использованием реакции гидрирования.На чертеже представлена принципиаль-,ная схема управления процессом катали- З 0тического гидрирования по предлагаемомуспособу очистки сырого аргона от кислорода.Схема содержит реакторы 1, 2, 3,клапаны 4, 5, 6 подачи водорода, холодильники 7, 8, 9, влвгоотделители 10,11, 12, газоанвлизатор 13 нв кислород,гвзоанализвтор 14 на водород, темпера;турные датчики 15, 16, 17Сырой аргон с содержанием кислорода 40до 6 об.% последовательно проходитчерез три заполненных катализаторомреактора 1, 2, и 3, в каждый из которыхдозируется водород соответственно через клапаны 4, 5 и 6. На выходе из 45каждого реактора имеется водяной холодильник 7, 8, 0 и влагоотделитель 10,11, 12,80 4Подача водорода в реактор 2 регулируется автоматически клапаном 5 по сигналам температурного датчика 17, распо. ложенного 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 кдапаном 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 измене. ние содержания кислорода .в поступающем на очистку сыром вргоне 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 6,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 д а изобретенияСпособ очистки аргона от кислорода каталитическим гидрированием в последовательной цепи реакторов путем подачи842359 5водорода в реакторы, включающий поддержание температуры реакции в пределах 450-500 С и дозирование водорода вопоследний по ходу газа реактор по избытку водорода в очищенном аргоне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чистоты аргона, темпера-.уру в каждом реакторе, кроме первого, поддерживают изменением количества водорода, который подают в предыдущий 10 по ходу газа реактор. 6 Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 267649, кл, 1= 25 У 3/02, 1968. 2. Авторское свидетельство СССРК Ч ов 7 Тираж 56НИИПИ Государстпо делам13035, Москва Подписноевенного комитета СССРобретениф и открытийЖРаушская наб., д. 4/5 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Пр Составитель . ирикРедактор Е. Папп Техред Т. Маточка Корректор М, ШарошиЗаказ 5026/3 6В