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1、空分设备中氪氙稀有气体提取精制技术翟晖,何晖(杭州杭氧股份有限公司设计院,浙江省杭州市东新路388号310004)摘要:介绍了从大型空分设备中提取及精制氪、氙稀有气体的工艺原理和技术特点,综述了在制取氪、氙过程中如何提高过程安全性和氪、氙提取率等方面的技术进展,并对我国氪、氙稀有气体的生产现状与前景进行了概述。关键词:大型空分设备;稀有气体;氪气;氙气;提取;精制中图分类号:TQ11614文献标识码:AExtractionandpurificationtechnologyofraregaseskr
2、yptonandxenonfromairseparationplantZhaiHui,HeHui(DesigningInstitute,HangzhouHangyangCo.,Ltd.,388DongxinRoad,Hangzhou310004,Zhejiang,P.R.China)Abstract:Here,theprincipleandtechnicalfeaturesofextractionandpurificationofraregaseskryptonandxenonfromlarge-
3、sizedairseparationplantarebriefed,thetechnicalprogressinimprovingsafetyduringthekryptonandxenongenerationprocessandthekryptonandxenonextractionratio,aswellastheproductionstateandprospectofraregaseskryptonandxenoninChinaaredescribed.Keywords:Large-size
4、dairseparationplant;Raregas;Krypton;Xenon;Extraction;Purification前言氪的沸点为-15312e,氙的沸点为-10911e,均高于氧的沸点(-182197e),因而在空分设备氪、氙是空气中的稀有气体,由于其具有的一中,氪和氙主要存在于液氧中,通常随产品氧气或些特性使得氪、氙广泛地应用在照明灯具充填气、产品液氧排出。随着煤化工、石油化工、大化肥、平板电视制造、电子芯片制造、中空玻璃制造、空[1]钢铁冶炼等特大型工程项目的兴建和扩建,为其配
5、间/卫星、医疗、基础科研等各种行业领域中。套的空分设备也日益趋向大型化,同时提取氪、氙空气中存在5种稀有气体,其中氪和氙含量最低,[3]-6-6的原料)))液氧产量也呈几何数值增长。因此,分别为1114@10和01086@10。由于提取工艺从液氧中回收氪、氙蕴藏着巨大的经济前景。复杂,售价高昂,因而氪和氙有/黄金气体0之提取空气中氪、氙气时,首先是从空分设备中称,氪和氙实为气体精细化工产品。[2]获得贫氪氙液氧,再进一步浓缩液氧中所含的氪、工业上提取氪和氙有以下几个途径:¹从氙,以获得氪氙混合物,
6、最后通过对混合物的进一空分设备的副产品中提取;º从合成氨排放气中提步分离、精制,分别制得纯氪和纯氙。取;»从核反应堆的裂变气中提取。目前我国主要是从空分设备的副产品中提取氪、氙气。常压下,收稿日期:2010-08-13作者简介:翟晖,男,1984年生,工学硕士,2009年毕业于北京科技大学制冷与低温工程专业,现在杭州杭氧股份有限公司设计院从事空分流程的开发、设计工作。#29#1贫氪氙的提取技术部抽取12%~15%氧产量的液氧送入贫氪塔,液氧经过精馏、浓缩,在贫氪塔底获得含量为011%在压力0114
7、MPa、温度94K的工况下,氧)-6~013%(Kr+Xe)的贫氪氙混合物,其中的甲烷氪物系(氪气含量[1100@10)和氧)甲烷物-6也被浓缩到013%左右。为保证氪、氙的提取率,系(甲烷含量[1030@10)的实验相平衡常数必须将从贫氪塔顶部排出的氧气送回主塔洗涤。一K值分别为812、313。从它们的实验相平衡常数般塔顶的气液处于平衡状态,因此气氧中仍含有一值可以看出,液氧中的氪浓度是与之相平衡的气氧[4]定量的氪、氙,如果这部分富氪氧气直接返回到产中氪浓度的812倍。因此,对于生产气氧产品为
8、品氧中,就会损失掉10%的氪和氙。主的外压缩流程空分设备,以液氧为原料提取贫氪上述流程在提取贫氪氙混合物时存在着氪、氙氙;而对于采用膨胀空气进下塔流程生产液体产品的浓缩倍数受到甲烷浓缩限制的问题,因此贫氪氙的空分设备和液氧泵内压缩流程空分设备,以富氧混合物中的氪、氙浓度不高。为解决这一问题,在液空为原料提取贫氪氙。贫氪塔后设置2个除甲烷塔,使氪、氙所含甲烷在在空气预净化过程中,分子筛吸附器中的13X浓缩过程中能被不断清除。这样,在获得的贫氪氙型分子筛对空气中甲烷等碳氢化合物的吸附量
