CN102795607A - 一种氪氙混合物提取设备和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氪氙混合物提取设备和工艺。所述提取设备包括碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备,碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连,浓缩物冷却和纯化过程对应的设备与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连,氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,纯氪和纯氙提取过程对应的设备与氪氙供给过程对应的设备相连。本发明通过从原料中以最大量提取高纯氪和氙的工艺可以提供其生产过程的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合物提取设备和工艺,尤其涉及一种氪氙混合物提取设备和工艺。
背景技术
将氪-氙浓缩物进行精制和分离的方法是本领域已知的,包括采用低温精馏方法从稀薄的初纯化的烃、氪-氙混合物制成氪-氙浓缩物,将氪-氙浓缩物精制脱除含氟和/或氯杂质,随后在精馏塔内将该物质分成高纯氪和高纯氙。现有技术主要为450℃~550℃间温度下在大部分、多于50%为固体页硅酸盐的吸附剂上进行化学吸附使氪-氙浓缩物纯化来脱除含氟和/或氯杂质,形成二氧化碳和谁,在一个或多个反向吸附器中用分子筛将二氧化碳和水吸附使其移出,并通过与一种铜-镍催化剂接触除去氧。该方法的缺点是因应用于高温工艺的低温生产过程致使需要高能量且金属的单位用量高,并且不可能在一个塔内同时得到高纯氪和氙。
发明内容
本发明针对因应用于高温工艺的低温生产过程致使需要高能量且金属的单位用量高,并且不可能在一个塔内同时得到高纯氪和氙的不足,提供一种氪氙混合物提取设备和工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种氪氙混合物提取设备包括碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备、浓缩物冷却和纯化过程对应的设备、氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备、纯氪和纯氙提取过程对应的设备和氪氙供给过程对应的设备,所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备与氪氙供给过程对应的设备相连。
本发明的有益效果是:本发明通过从原料中以最大量提取高纯氪和氙的工艺可以提供其生产过程的经济效益。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备包括相互并联的第一活塞泵和第二活塞泵、蒸汽蒸发器、储罐、换热器、电加热器和焙烧炉,所述第一活塞泵和第二活塞泵并联后和蒸汽蒸发器相连,所述蒸汽蒸发器和储罐相连,所述储罐和换热器相连,所述换热器和电加热器相连,所述电加热器和焙烧炉相连,所述焙烧炉和换热器相连,所述换热器与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连。
进一步,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备包括冷却器、换热器、第一除湿器、第二除湿器、第一吸附器、第二吸附器、第一电加热器、第二电加热器和过滤器, 所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备和冷却器相连,所述冷却器和第一除湿器相连,所述第一除湿器和换热器相连,所述换热器和第二除湿器相连,所述第二除湿器分别与第一吸附器和第二吸附器相连,所述一吸附器和第二吸附器和第二电加热器相连,所述第二电加热器和第一电加热器相连,所述一吸附器和第二吸附器和过滤器相连,所述过滤器与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连。
进一步,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备包括分离器、精馏塔、换热器、氡吸附器、第一过滤器、第一冷却器、焙烧炉、第二冷却器、第二过滤器、压缩机、第一充灌台、第二充灌台、第一吸附器和第二吸附器,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备和精馏塔相连,所述分离器和精馏塔相连,所述精馏塔和换热器相连,所述换热器通过第一过滤器和氡吸附器相连,所述氡吸附器和精馏塔相连,所述精馏塔通过第一冷却器和压缩机相连,所述压缩机分别与焙烧炉、第一充灌台和第二充灌台相连,所述焙烧炉和第二冷却器相连,所述第二冷却器分别与第一吸附器和第二吸附器相连,所述第一吸附器和第二吸附器分别与第二过滤器相连,所述第二过滤器与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述第一充灌台和第二充灌台分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
进一步,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备包括第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔、氮分离器和氙浓缩物蒸发器, 所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备和第一精馏塔相连,所述氮分离器分别与第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔和第四精馏塔相连,所述第一精馏塔分别与第二精馏塔和氙浓缩物蒸发器相连,所述第二精馏塔和第三精馏塔相连,所述第四精馏塔和氙浓缩物蒸发器相连, 所述第二精馏塔、第三精馏塔和第四精馏塔分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
进一步,所述氪氙供给过程对应的设备包括换热器、第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机、第一充灌台、第二充灌台、第三充灌台和真空泵,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与真空泵相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备和换热器相连,所述换热器分别与第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机,所述第一压缩机和第一充灌台相连,所述第二压缩机和第二充灌台相连,所述第三压缩机和第三充灌台相连。
本发明还提供一种解决上述问题的技术方案:一种氪氙混合物提取工艺包括:步骤10:将来自空分装置的液态一次氪浓缩物分别经第一活塞泵和第二活塞泵压缩,在蒸汽蒸发器内蒸发,之后经过储罐进入焙烧炉用以去除碳氢化合物,所述焙烧炉内所必须的温度由浓缩物在换热器和电加热器中的预热来保持;
步骤20:将一次氪浓缩物进一步在冷却器中由水来冷却,在换热器内由混合有来自二次浓缩模块的氮的空气来冷却,冷却过程中所形成的水珠在第一除湿器和第二除湿器中排出;冷却后的浓缩物进入装有吸附剂的综合净化模块的第一吸附器或者第二吸附器来去除二氧化碳和水份,第一吸附器或者第二吸附器由从二次浓缩模块引出的在串联的第一电加热器和第二电加热器加热了的氮来进行再生。使用同样的氮来冷却吸附剂;
步骤30:将去除了焙烧产物的浓缩物输入二次浓缩模块,浓缩物首先在精馏塔的蒸发器内冷却,之后在换热器内被从精馏装置的冷凝器引出的氮蒸汽冷却到接近饱和温度,然后经阀门进入精馏塔的中部,来自空分装置的液氮作为制冷剂被送入精馏塔的冷凝器的壳程, 被蒸发了的氮在加热后返回到空分装置,而另一部分则经第二电加热器和第一电加热器被送去再生综合净化模块的吸附器,在精馏塔内氪浓缩物被分离成从精馏塔的蒸发器的下部引出的液态氪氙混合物,以及从精馏塔的上部引出的氧气,液态氪氙混合物从精馏塔的蒸发器中引出,在第一冷却器内同水换热蒸发,气态氪氙混合物被送入压缩机吸气,经压缩后或者通过第一充灌台和第二充灌台充入气瓶,或者被送入焙烧炉焙烧炉,焙烧炉用于去除氪氙混合物中的碳氢化合物,之后,氪氙混合物进入综合净化模块的第一吸附器或者第二吸附器来去除二氧化碳和水份,用从空分装置引出的空气对吸附剂进行再生,在第二过滤器内去除浓缩物中的吸附剂粉尘;
步骤40:将去除了焙烧产物的混合物输入纯净产品模块,在第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔和第四精馏塔内将氪氙混合物分离出液态氪和氙,液态氪和氙从精馏塔的下部引出,液态产品在换热器内同水换热蒸发,气态氪和氙被送去压缩机第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机吸气,压缩到后经充装台第一充灌台、第二充灌台和第三充灌台充入气瓶,来自空分装置的液氮作为制冷剂经氮分离器被送入第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔和第四精馏塔的冷凝器的壳程,被蒸发了的氮经加热后排入大气。
进一步,所述步骤20中一次氪浓缩物中所含的碳氢化合物和氧在装满催化剂的焙烧炉中进行化合反应,碳氢化合物焙烧反应伴随有放热,反应结果生成水蒸汽和二氧化碳,在正常状态下,从换热器旁通部分气体物流,气体的流量取决于一次氪浓缩物中碳氢化合物的含量,从焙烧炉中出来的浓缩物在换热器中冷却。
附图说明
图1为本发明氪氙混合物提取工艺中碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备结构示意图;
图2为本发明氪氙混合物提取工艺中浓缩物冷却和纯化过程对应的设备结构示意图;
图3为本发明氪氙混合物提取工艺中氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备结构示意图;
图4为本发明氪氙混合物提取工艺中纯氪和纯氙提取过程对应的设备结构示意图;
图5为本发明氪氙混合物提取工艺中氪氙供给过程对应的设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1至5所示,所述氪氙混合物提取设备包括碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备、浓缩物冷却和纯化过程对应的设备、氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备、纯氪和纯氙提取过程对应的设备和氪氙供给过程对应的设备,所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备与氪氙供给过程对应的设备相连。
氪氙混合物提取装置是从空气分离装置获得的液态一次氪氙浓缩物中获取纯氪和纯氙的设备。按照设备执行的工艺功能,装置可分为以下几部分:
压缩环节 — 用于将一次氪(氧)浓缩物压缩到工作压力。此环节由活塞泵N1(N2)、蒸汽蒸发器AP00和储罐AP1组成;碳氢化合物焙烧环节 — 用于去除一次氪浓缩物中的碳氢化合物。此环节由换热器AP3、电加热器AP4和焙烧炉AP5组成;冷却环节 — 用于保障综合净化环节入口处氪浓缩物的温度恒定,此环节由冷却器AP6、换热器AP7以及除湿器AP8.1和AP8.2组成;综合净化模块№1 — 用于吸附净化氪浓缩物中的碳氢化合物焙烧产物,此模块由两套轮流工作的吸附器AP9和AP10、过滤器AP12以及两套电加热器AP11和AP13组成;二次浓缩模块 — 用于从氪浓缩物中精馏分离出氪混合物,此模块由精馏装置AP14、换热器AP15、吸附器AP16、过滤器AP16.2和氮分离器AP2组成;氪氙混合物输出环节 — 用于进一步分离混合物或者经充装台将混合物输出给用户,此环节由蒸发器AP17和压缩机K1组成;碳氢化合物二次焙烧环节 — 用于去除氪氙混合物中的碳氢化合物,此环节由焙烧炉AP18和冷却器AP19组成;综合净化模块№2 — 用于吸附净化氪氙混合物中的碳氢化合物焙烧产物,此模块由两套轮流工作的吸附器AP25和AP26以及过滤器AP20组成;纯净产品模块 — 用于提取高纯氪和氙,此模块由4套精馏装置、氮分离器AP35和氙浓缩物蒸发器组成;氪氙混合物分离产品输出环节 — 用于经充装台将氪和氙输出给客户,此环节由液态产品蒸发器AP31、压缩机K2、K3和K4、充装台AP23、AP24、AP32、AP33和AP34以及真空泵VP1组成。
所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备包括相互并联的第一活塞泵N1和第二活塞泵N2、蒸汽蒸发器AP00、储罐AP1、换热器AP3、电加热器AP4和焙烧炉AP5,所述第一活塞泵N1和第二活塞泵N2并联后和蒸汽蒸发器AP00相连,所述蒸汽蒸发器AP00和储罐AP1相连,所述储罐AP1和换热器AP3相连,所述换热器AP3和电加热器AP4相连,所述电加热器AP4和焙烧炉AP5相连,所述焙烧炉AP5和换热器AP3相连,所述换热器AP3与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连。
所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备包括冷却器AP6、换热器AP7、第一除湿器AP8.1、第二除湿器AP8.2、第一吸附器AP9、第二吸附器AP10、第一电加热器AP11、第二电加热器AP13和过滤器AP12, 所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备和冷却器AP6相连,所述冷却器AP6和第一除湿器AP8.1相连,所述第一除湿器AP8.1和换热器AP7相连,所述换热器AP7和第二除湿器AP8.2相连,所述第二除湿器AP8.2分别与第一吸附器AP9和第二吸附器AP10相连,所述一吸附器AP9和第二吸附器AP10和第二电加热器AP13相连,所述第二电加热器AP13和第一电加热器AP11相连,所述一吸附器AP9和第二吸附器AP10和过滤器AP12相连,所述过滤器AP12与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连。
所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备包括分离器AP2、精馏塔AP14、换热器AP15、氡吸附器AP16、第一过滤器AP16.2、第一冷却器AP17、焙烧炉AP18、第二冷却器AP19、第二过滤器AP20、压缩机K1、第一充灌台AP23、第二充灌台AP24、第一吸附器AP25和第二吸附器AP26,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备和精馏塔AP14相连,所述分离器AP2和精馏塔AP14相连,所述精馏塔AP14和换热器AP15相连,所述换热器AP15通过第一过滤器AP16.2和氡吸附器AP16相连,所述氡吸附器AP16和精馏塔AP14相连,所述精馏塔AP14通过第一冷却器AP17和压缩机K1相连,所述压缩机K1分别与焙烧炉AP18、第一充灌台AP23和第二充灌台AP24相连,所述焙烧炉AP18和第二冷却器AP19相连,所述第二冷却器AP19分别与第一吸附器AP25和第二吸附器AP26相连,所述第一吸附器AP25和第二吸附器AP26分别与第二过滤器AP20相连,所述第二过滤器AP20与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述第一充灌台AP23和第二充灌台AP24分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备包括第一精馏塔AP27、第二精馏塔AP28、第三精馏塔AP29、第四精馏塔AP30、氮分离器AP35和氙浓缩物蒸发器AP36, 所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备和第一精馏塔AP27相连,所述氮分离器AP35分别与第一精馏塔AP27、第二精馏塔AP28、第三精馏塔AP29和第四精馏塔AP30相连,所述第一精馏塔AP27分别与第二精馏塔AP28和氙浓缩物蒸发器AP36相连,所述第二精馏塔AP28和第三精馏塔AP29相连,所述第四精馏塔AP30和氙浓缩物蒸发器AP36相连, 所述第二精馏塔AP28、第三精馏塔AP29和第四精馏塔AP30分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
所述氪氙供给过程对应的设备包括换热器AP31、第一压缩机K2、第二压缩机K3、第三压缩机K4、第一充灌台AP32、第二充灌台AP33、第三充灌台AP34和真空泵VP1,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与真空泵VP1相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备和换热器AP31相连,所述换热器AP31分别与第一压缩机K2、第二压缩机K3和第三压缩机K4,所述第一压缩机K2和第一充灌台AP32相连,所述第二压缩机K3和第二充灌台AP33相连,所述第三压缩机K4和第三充灌台AP34相连。
本发明氪氙混合物提取工艺包括:
步骤10:将来自空分装置的液态一次氪浓缩物分别经第一活塞泵N1和第二活塞泵N2压缩,在蒸汽蒸发器AP00内蒸发,之后经过储罐AP1进入焙烧炉AP5用以去除碳氢化合物,所述焙烧炉AP5内所必须的温度由浓缩物在换热器AP3和电加热器AP4中的预热来保持;
步骤20:将一次氪浓缩物进一步在冷却器AP6中由水来冷却,在换热器AP7内由混合有来自二次浓缩模块的氮的空气来冷却,冷却过程中所形成的水珠在第一除湿器AP8.1和第二除湿器AP8.2中排出;冷却后的浓缩物进入装有吸附剂的综合净化模块的第一吸附器AP9或者第二吸附器AP10来去除二氧化碳和水份,第一吸附器AP9或者第二吸附器AP10由从二次浓缩模块引出的在串联的第一电加热器AP11和第二电加热器AP13加热了的氮来进行再生。使用同样的氮来冷却吸附剂;
步骤30:将去除了焙烧产物的浓缩物输入二次浓缩模块,浓缩物首先在精馏塔AP14的蒸发器内冷却,之后在换热器AP15内被从精馏装置的冷凝器引出的氮蒸汽冷却到接近饱和温度,然后经阀门进入精馏塔AP14的中部,来自空分装置的液氮作为制冷剂被送入精馏塔AP14的冷凝器的壳程, 被蒸发了的氮在加热后返回到空分装置,而另一部分则经第二电加热器AP13和第一电加热器AP11被送去再生综合净化模块的吸附器,在精馏塔内氪浓缩物被分离成从精馏塔的蒸发器的下部引出的液态氪氙混合物,以及从精馏塔的上部引出的氧气,液态氪氙混合物从精馏塔的蒸发器中引出,在第一冷却器AP17内同水换热蒸发,气态氪氙混合物被送入压缩机K1吸气,经压缩后或者通过第一充灌台AP23和第二充灌台AP24充入气瓶,或者被送入焙烧炉焙烧炉AP18,焙烧炉AP18用于去除氪氙混合物中的碳氢化合物,之后,氪氙混合物进入综合净化模块的第一吸附器AP25或者第二吸附器AP26来去除二氧化碳和水份,用从空分装置引出的空气对吸附剂进行再生,在第二过滤器AP20内去除浓缩物中的吸附剂粉尘;
步骤40:将去除了焙烧产物的混合物输入纯净产品模块,在第一精馏塔AP27、第二精馏塔AP28、第三精馏塔AP29和第四精馏塔AP30内将氪氙混合物分离出液态氪和氙,液态氪和氙从精馏塔的下部引出,液态产品在换热器AP31内同水换热蒸发,气态氪和氙被送去压缩机第一压缩机K2、第二压缩机K3和第三压缩机K4吸气,压缩到后经充装台第一充灌台AP32、第二充灌台AP33和第三充灌台AP34充入气瓶,来自空分装置的液氮作为制冷剂经氮分离器AP35被送入第一精馏塔AP27、第二精馏塔AP28、第三精馏塔AP29和第四精馏塔AP30的冷凝器的壳程,被蒸发了的氮经加热后排入大气。
所述步骤20中一次氪浓缩物中所含的碳氢化合物和氧在装满催化剂的焙烧炉AP5中进行化合反应,碳氢化合物焙烧反应伴随有放热,反应结果生成水蒸汽和二氧化碳,在正常状态下,从换热器AP3旁通部分气体物流,气体的流量取决于一次氪浓缩物中碳氢化合物的含量,从焙烧炉AP5中出来的浓缩物在换热器AP3中冷却。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述提取设备包括碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备、浓缩物冷却和纯化过程对应的设备、氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备、纯氪和纯氙提取过程对应的设备和氪氙供给过程对应的设备,所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备与氪氙供给过程对应的设备相连。
2.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备包括相互并联的第一活塞泵(N1)和第二活塞泵(N2)、蒸汽蒸发器(AP00)、储罐(AP1)、换热器(AP3)、电加热器(AP4)和焙烧炉(AP5),所述第一活塞泵(N1)和第二活塞泵(N2)并联后和蒸汽蒸发器(AP00)相连,所述蒸汽蒸发器(AP00)和储罐(AP1)相连,所述储罐(AP1)和换热器(AP3)相连,所述换热器(AP3)和电加热器(AP4)相连,所述电加热器(AP4)和焙烧炉(AP5)相连,所述焙烧炉(AP5)和换热器(AP3)相连,所述换热器(AP3)与浓缩物冷却和纯化过程对应的设备相连。
3.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备包括冷却器(AP6)、换热器(AP7)、第一除湿器(AP8.1)、第二除湿器(AP8.2)、第一吸附器(AP9)、第二吸附器(AP10)、第一电加热器(AP11)、第二电加热器(AP13)和过滤器(AP12), 所述碳氢化合物压缩和焙烧过程对应的设备和冷却器(AP6)相连,所述冷却器(AP6)和第一除湿器(AP8.1)相连,所述第一除湿器(AP8.1)和换热器(AP7)相连,所述换热器(AP7)和第二除湿器(AP8.2)相连,所述第二除湿器(AP8.2)分别与第一吸附器(AP9)和第二吸附器(AP10)相连,所述一吸附器(AP9)和第二吸附器(AP10)和第二电加热器(AP13)相连,所述第二电加热器(AP13)和第一电加热器(AP11)相连,所述一吸附器(AP9)和第二吸附器(AP10)和过滤器(AP12)相连,所述过滤器(AP12)与氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备相连。
4.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备包括分离器(AP2)、精馏塔(AP14)、换热器(AP15)、氡吸附器(AP16)、第一过滤器(AP16.2)、第一冷却器(AP17)、焙烧炉(AP18)、第二冷却器(AP19)、第二过滤器(AP20)、压缩机(K1)、第一充灌台(AP23)、第二充灌台(AP24)、第一吸附器(AP25)和第二吸附器(AP26),所述浓缩物冷却和纯化过程对应的设备和精馏塔(AP14)相连,所述分离器(AP2)和精馏塔(AP14)相连,所述精馏塔(AP14)和换热器(AP15)相连,所述换热器(AP15)通过第一过滤器(AP16.2)和氡吸附器(AP16)相连,所述氡吸附器(AP16)和精馏塔(AP14)相连,所述精馏塔(AP14)通过第一冷却器(AP17)和压缩机(K1)相连,所述压缩机(K1)分别与焙烧炉(AP18)、第一充灌台(AP23)和第二充灌台(AP24)相连,所述焙烧炉(AP18)和第二冷却器(AP19)相连,所述第二冷却器(AP19)分别与第一吸附器(AP25)和第二吸附器(AP26)相连,所述第一吸附器(AP25)和第二吸附器(AP26)分别与第二过滤器(AP20)相连,所述第二过滤器(AP20)与纯氪和纯氙提取过程对应的设备相连,所述第一充灌台(AP23)和第二充灌台(AP24)分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
5.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备包括第一精馏塔(AP27)、第二精馏塔(AP28)、第三精馏塔(AP29)、第四精馏塔(AP30)、氮分离器(AP35)和氙浓缩物蒸发器(AP36), 所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备和第一精馏塔(AP27)相连,所述氮分离器(AP35)分别与第一精馏塔(AP27)、第二精馏塔(AP28)、第三精馏塔(AP29)和第四精馏塔(AP30)相连,所述第一精馏塔(AP27)分别与第二精馏塔(AP28)和氙浓缩物蒸发器(AP36)相连,所述第二精馏塔(AP28)和第三精馏塔(AP29)相连,所述第四精馏塔(AP30)和氙浓缩物蒸发器(AP36)相连, 所述第二精馏塔(AP28)、第三精馏塔(AP29)和第四精馏塔(AP30)分别与氪氙供给过程对应的设备相连。
6.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取设备,其特征在于,所述氪氙供给过程对应的设备包括换热器(AP31)、第一压缩机(K2)、第二压缩机(K3)、第三压缩机(K4)、第一充灌台(AP32)、第二充灌台(AP33)、第三充灌台(AP34)和真空泵(VP1),所述氪氙混合物的二次浓缩和氪氙混合物的供给过程对应的设备与真空泵(VP1)相连,所述纯氪和纯氙提取过程对应的设备和换热器(AP31)相连,所述换热器(AP31)分别与第一压缩机(K2)、第二压缩机(K3)和第三压缩机(K4),所述第一压缩机(K2)和第一充灌台(AP32)相连,所述第二压缩机(K3)和第二充灌台(AP33)相连,所述第三压缩机(K4)和第三充灌台(AP34)相连。
7.一种氪氙混合物提取工艺,其特征在于,所述提取工艺包括:
步骤10:将来自空分装置的液态一次氪浓缩物分别经第一活塞泵(N1)和第二活塞泵(N2)压缩,在蒸汽蒸发器(AP00)内蒸发,之后经过储罐(AP1)进入焙烧炉(AP5)用以去除碳氢化合物,所述焙烧炉(AP5)内所必须的温度由浓缩物在换热器(AP3)和电加热器(AP4)中的预热来保持;
步骤20:将一次氪浓缩物进一步在冷却器(AP6)中由水来冷却,在换热器(AP7)内由混合有来自二次浓缩模块的氮的空气来冷却,冷却过程中所形成的水珠在第一除湿器(AP8.1)和第二除湿器(AP8.2)中排出;冷却后的浓缩物进入装有吸附剂的综合净化模块的第一吸附器(AP9)或者第二吸附器(AP10)来去除二氧化碳和水份,第一吸附器(AP9)或者第二吸附器(AP10)由从二次浓缩模块引出的在串联的第一电加热器(AP11)和第二电加热器(AP13)加热了的氮来进行再生,使用同样的氮来冷却吸附剂;
步骤30:将去除了焙烧产物的浓缩物输入二次浓缩模块,浓缩物首先在精馏塔(AP14)的蒸发器内冷却,之后在换热器(AP15)内被从精馏装置的冷凝器引出的氮蒸汽冷却到接近饱和温度,然后经阀门进入精馏塔(AP14)的中部,来自空分装置的液氮作为制冷剂被送入精馏塔(AP14)的冷凝器的壳程, 被蒸发了的氮在加热后返回到空分装置,而另一部分则经第二电加热器(AP13)和第一电加热器(AP11)被送去再生综合净化模块的吸附器,在精馏塔内氪浓缩物被分离成从精馏塔的蒸发器的下部引出的液态氪氙混合物,以及从精馏塔的上部引出的氧气,液态氪氙混合物从精馏塔的蒸发器中引出,在第一冷却器(AP17)内同水换热蒸发,气态氪氙混合物被送入压缩机(K1)吸气,经压缩后或者通过第一充灌台(AP23)和第二充灌台(AP24)充入气瓶,或者被送入焙烧炉焙烧炉(AP18),焙烧炉(AP18)用于去除氪氙混合物中的碳氢化合物,之后,氪氙混合物进入综合净化模块的第一吸附器(AP25)或者第二吸附器(AP26)来去除二氧化碳和水份,用从空分装置引出的空气对吸附剂进行再生,在第二过滤器(AP20)内去除浓缩物中的吸附剂粉尘;
步骤40:将去除了焙烧产物的混合物输入纯净产品模块,在第一精馏塔(AP27)、第二精馏塔(AP28)、第三精馏塔(AP29)和第四精馏塔(AP30)内将氪氙混合物分离出液态氪和氙,液态氪和氙从精馏塔的下部引出,液态产品在换热器(AP31)内同水换热蒸发,气态氪和氙被送去压缩机第一压缩机(K2)、第二压缩机(K3)和第三压缩机(K4)吸气,压缩到后经充装台第一充灌台(AP32)、第二充灌台(AP33)和第三充灌台(AP34)充入气瓶,来自空分装置的液氮作为制冷剂经氮分离器(AP35)被送入第一精馏塔(AP27)、第二精馏塔(AP28)、第三精馏塔(AP29)和第四精馏塔(AP30)的冷凝器的壳程,被蒸发了的氮经加热后排入大气。
8.根据权利要求1所述的氪氙混合物提取工艺,其特征在于,所述步骤20中一次氪浓缩物中所含的碳氢化合物和氧在装满催化剂的焙烧炉(AP5)中进行化合反应,碳氢化合物焙烧反应伴随有放热,反应结果生成水蒸汽和二氧化碳,在正常状态下,从换热器(AP3)旁通部分气体物流,气体的流量取决于一次氪浓缩物中碳氢化合物的含量,从焙烧炉(AP5)中出来的浓缩物在换热器(AP3)中冷却。
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