CH176356A - Verfahren zur Gewinnung von Luftbestandteilen von höherem Siedepunkt als Sauerstoff. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Gewinnung von Luftbestandteilen von höherem Siedepunkt  als Sauerstoff.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur       Gewinnung    von Luftbestandteilen, welche  einen höheren Siedepunkt als Sauerstoff be  sitzen, und in der Luft in sehr geringer Kon  zentration     vorhanden    sind, wie die Edelgase  Krypton und     Xenon,    aus     atmosphärischer     Luft. Das Gemisch dieser beiden Edelgase,  das meistens, dem viel höherem     Kryptonge-          halt    der Luft entsprechend, überwiegend aus  Krypton besteht, wird im folgenden     Be-          sehreibungsteil    kurz "Krypton" genannt.  



  Die zur Gewinnung von Krypton bisher  empfohlenen, im industriellen     112assstabe          durehführbaren    Verfahren schlagen vor, zur       Gewinnung    dieses Gases von dem aus der  Luft durch das     Rektifikationsverfahren    ge  wonnenen     Sauerstoff    auszugehen. Diese be  kannten Verfahren scheinen auch vorteilhaft  zu sein, da man auf diese Weise von einem       Gasgeiniseh    ausgehen kann, welches gegen  über der Luft etwa im Verhältnis 5 : 1 an    Krypton angereichert ist. Diese Verfahren  bedingen     jedoch    die Verflüssigung und daher  Komprimierung der besamten, auf Krypton  aufzuarbeitenden Luftmenge und sind dem  zufolge sehr kostspielig.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur     Gewinnung    von Luftbestandteilen  von höherem     Siedepunkt    als Sauerstoff aus  Luft durch Abkühlen und teilweise Verflüs  sigung derselben, welches dadurch gekenn  zeichnet ist, dass die zu     bewinnenden    Luft  bestandteile aus gasförmiger Luft mit einer  niedriger als Sauerstoff siedenden Wasch  flüssigkeit derart ausgewaschen werden, dass  der überwiegende Teil des Sauerstoffgehaltes  der auszuwaschenden Luft die Waschvorrich  tung - in Gasform,     mit    Stickstoff gemischt,  verlässt.

   Auf diese Weise kann das höher  siedende Krypton weitgehend aus der Luft  ausgewaschen werden, und daher erhält man  nach der Auswaschung, insbesondere, wenn      dieselbe mit derselben Waschflüssigkeit  mehrmals nacheinander oder in mehreren  Stufen durchgeführt wird,     eine    an Krypton  stark angereicherte Flüssigkeit, die dann  zwecks Herstellung von     gasförmigem    Kryp  ton in beliebiger, zweckmässig in der bei der       Edelga:serzeugung    üblichen Weise weiterver  arbeitet wird, wobei im Bedarfsfalle auch  reines Krypton und     Xenon        herbestellt    werden  kann.  



  Erfindungsgemäss wird also der Umstand       verwertet,    dass die     niedrigsiedende    Wasch  flüssigkeit infolge ihrer tiefen, unter     -183     C  liegenden     Temperatur,    die bedeutend unter  dem Siedepunkt des Kryptons     (-151,8-    C)       und    des.     Xenons    (-109,2   C) liegt, die höher  als Sauerstoff siedenden Luftbestandteile aus  der aufzuarbeitenden gasförmigen Luft ab  sorbiert, wodurch diese     Luftbestandteile    der  Luft auch ohne     Verflüssigung    der Gesamt  menge derselben weitgehend entzogen werden  kann.  



       Das    erfindungsgemässe Verfahren kann,  falls man     als.        Waschflüssigkeit    flüssige Luft  verwendet, zum Beispiel zweckmässig derart       ausgeführt    werden,     dass    man die     ZVasehflüs-          sigkeit    und die aufzuarbeitende gasförmige  Luft,     vorteilhaft    im Gegenstrom, durch eine       Rektifiziersäule        führt.    Die auszuwaschende  Luft wird, wenn erforderlich, vor der     Einiei-          tung    in die     WaGchvorrichtung    von uner  wünschten Verunreinigungen,

       wie    zum Bei  spiel Wasserdampf und     Kohlensäure,    vorteil  haft in üblicher Weise,     gereinigt,    und gege  benenfalls vorgekühlt. Die zweckmässig oben  in die     Rektifiziersäule    eintretende flüssige  Luft hat eine Temperatur von etwa<B>-193'</B> C.  bei welcher der Dampfdruck des Kryptons       etwa    4 mm     Rg.    beträgt. In der Säule herrscht  annähernd     atmosphärischer        Druck"da    der zur       Durchblasung    der aufzuarbeitenden Luft er  forderliche     Überdruck    sehr     gering    sein kann.

    Bei gründlicher     Waschung        wird,der        Luft    das       Krypton    so weitgehend entzogen,     dass    dar       Kryptongehalt    der abgehenden Luft nur  etwa 5 % des     Kryptongehaltes    der einströ  menden Luft, die Ausbeute also etwa 95     %     beträgt.

   Wenn nun die so entstandene Flüs-         sigkeit    am ersten Teller der Säule etwa bis  auf ein     Drittel    ihres ursprünglichen Volu  mens verdampft     wird,    wobei     überwiegend     der niedriger siedende Stickstoff verdampft,  wird der     Kryptongehalt        dieser    verbleibenden  Flüssigkeit etwa     dao        150-fa.ch9,des    Krypton  gehaltes der Luft betragen. Hieraus ist.

    schonersichtlich,     dass    es zweckmässig ist, eine       \VaschflüS:sigkeit    zu verwenden, in der der       niedrigsiedende        Anteil,    zum Beispiel Stink  stoff, in ansehnlicher Menge vorhanden ist,  da einerseits die hierdurch bedingte niedrigere  Temperatur den     Waschvorgang        begünstigt,     und     anderseits,    weil infolge der Verdamp  fung dieser     niedrigsiedenden,    in beträchtli  cher Menge     vorhandenen    Komponente .die zu  rückbleibende     höhersiedende    Komponente,  zum Beispiel der Sauerstoff, an Krypton  stark angereicht sein wird.

   Wenn man nun  diese     Flüssigkeit    zum zweiten Teller der  Säule     herabrieseln    lässt, und dort wieder auf  ein Drittel ihres     Volumens    (also auf ein       Neuntel    ihres ursprünglichen eintretenden Vo  lumens) eindampft, wird der     prozentuale          Kryptongehaltdieser    Flüssigkeit etwa das       100-faähe    der .am ersten Teller     befindlichen     Flüssigkeit betragen.

   Die geringere An  reicherung     in    dieser     Stufe    ist die Folge .des  Umstandes,     .dass    hier die     Waschflüssiglzeit     schon mehr Sauerstoff und weniger     Stiek-          stoff    enthält als in der ersten Stufe, und da  her ihre Temperatur höher ist.

   Aus diesen  Daten ist ersichtlich,     dass:    man bei     dieser    Ar  beitsweise     bereits    in einer     Rektifiziersäule     mit 3     bis.    4 Tellern eine Flüssigkeit erhalten  kann, deren     Kryptongehalt    das     mehrtausend-          fache    des     Kryptongehaltesder    gewöhnlichen,  aus atmosphärischer Luft hergestellten flüs  sigen Luft beträgt, die .aber überwiegend  aus flüssigem Sauerstoff und     Krypton    be  steht, und nur wenig     Sticksteff    enthält.

   Diese  Flüssigkeit wird nach ihrer Entfernung aus  der     Waschvorrichtung    auf     gasförmiges          Krypton-Xeno@ngemisch:    oder reines     Krypton-          und        Xenongas    in     beliebiger    Weise verar  beitet.

      Das Waschen kann naturgemäss nicht nur  in einer     Rektifiziersäule,    sondern auch in an-      lern     Waschvorrichtungen;    zum Beispiel in  mit.     Raschigrringen    gefüllten     Türmen,    ferner  in     Waschvorrichtungen    mit     bewegter    Fül  lung, wie die zum Auswaschen des Cyans  und es Ammoniaks aus Leuchtgas ge  bräuchlichen sogenannten     Standardwaschen     usw.     durchgeführt    werden.

   Wesentlich ist  nur, dass der Waschvorgang derart geführt  wird, dass der überwiegende Teil,     -das.    heisst  mehr als     die    Hälfte, des Sauerstoffgehaltes  der aufzuarbeitenden Luft ,die Wasch-     bezw.          Trennvorrichtung    mit Stickstoff gemischt  in Gasform verlässt. da nur durch solche Ar  beitsweise gute Ausbeute und     günstige        I%ryp-          tonanreicherung    der Waschflüssigkeit er  reicht      erden    kann.  



  Die zur Auswaschung     des    Kryptons aus  der Luft nötige Flüssigkeitsmenge ist     ver-          hältnismässig    gering, es. können zum Beispiel  schon 5     %    der zu verarbeitenden Luftmenge  genügen. Diese geringe Flüssigkeitsmenge  kann     entweder    in einer besonderen Vorrich  tung, zum Beispiel in einer     Lindeanlage,    oder  in der Waschvorrichtung selbst, zum Beispiel  mittelst     adiabatischer    Expansion,     erzeugt     werden.  



  Als Waschflüssigkeit kann nicht nur  flüssige Luft     verwendet    werden, sondern  auch andere verflüssigte Gase oder Gasge  mische,     vorteilhaft    solche, die mehr     Stick-          hto.ff    enthalten     a.l:s    die Luft,     und    deren Sie  depunkt,     bezw.    Anfangssiedepunkt tiefer als  der Siedepunkt des     Sauerstoffes    liegt.

   Es  ist ferner klar,     da.ss    es für die     Wirtschaftlich-          keit    des Verfahrens vorteilhaft ist, wann    .die     auszuwaschende    Luft nicht     nur,durch,        di:e     Was     chflüssigk.eit    gekühlt wird, sondern be  reits im vorgekühlten Zustande in     :die    Wasch  vorrichtung     eintritt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Luftbe standteilen von höherem Siedepunkt al.s Sauerstoff, aus Luft durch Abkühlen und teilweise Verflüssigung derselben, .dadurch gekennzeichnet, dass, die zu gewinnenden Luftbestandteile aus gasförmiger Luft mit einer niedriger als Sauerstoff siedenden Waschflüssigkeit derart ausgewaschen wer den,

   dass der überwiegende Teil des Sauer stoffgehaltes der auszuwaschenden Luft die 'Waschverrichtung in Gasform, mit Stick- stoff gemischt, verlässt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Waschflüssigkeit flüssige Luft verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet"d.ass als Waschvorrichtung eine Rektifiziersäule verwendet wird. ä. Verfahren nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, :dass die Waschflüssigkeit in der Waschvorrichtung selbst erzeugt wird.