CN107024075A - 一种纯氖气的低温分离提取系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种纯氖气的低温分离提取系统及方法,所述系统包括通过管道依次连接的原料缓存增压单元、冷凝分离除氮单元、吸附除氮单元和氖净化单元,其中:原料缓存增压单元包括通过管道依次连通的低压缓冲罐、原料压缩机和中压缓冲罐;冷凝分离除氮单元包括通过管道依次连通的一级分离器和二级分离器,所述一级分离器与混合物缓存增压单元中压缓冲罐之间还设有第一换热器;吸附除氮单元包括并联连通的第一除氮吸附器和第二除氮吸附器,且所述第一除氮吸附器和第二除氮吸附器分别放置于第二真空绝热容器和第三真空绝热容器中。

Description

一种纯氖气的低温分离提取系统及方法
技术领域
本发明涉及的是一种从空分装置生产的氖、氦、氮、氢混合气中纯氖气的低温分离提取系统及方法,属于低温气体分离技术领域。
背景技术
目前氖气广泛应用于光电、高能物理等各个领域。
氖主要来源于空气,现有的制取工艺都是利用空分装置从空气中提取,提取氖气的步骤包括:1、空分装置制取氖、氦、氮、氢的混合气;2、燃烧法去除混合气中的氢制取含氖、氦、氮的粗氖、氦混合气;3、去除粗氖、氦中的氮制取纯氖、氦混合气;4、去除氦制取纯氖气产品。然而,现有的制取方法工艺路径长,设备复杂,提取率相对较低,操作难度高,高温过程安全性要求高,不利于生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种工艺路线短,设备简单,提取率高,操作简单,安全性高,适合于工业生产需求的纯氖气的低温分离提取系统及方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,一种纯氖气的低温分离提取系统,该系统包括通过管道依次连接的原料缓存增压单元、冷凝分离除氮单元、吸附除氮单元和氖净化单元,其中:
所述的原料缓存增压单元包括通过管道依次连通的低压缓冲罐、原料压缩机和中压缓冲罐;
所述的冷凝分离除氮单元包括通过管道依次连通的一级分离器和二级分离器,所述一级分离器与混合物缓存增压单元中压缓冲罐之间还设有第一换热器,且所述第一换热器、一级分离器和二级分离器均放置于第一真空绝热容器中;
所述的吸附除氮单元包括并联连通的第一除氮吸附器和第二除氮吸附器,且所述第一除氮吸附器和第二除氮吸附器分别放置于第二真空绝热容器和第三真空绝热容器中;
所述的氖净化单元包括通过管路依次连接的循环膜压机、液氮冷却器和除氦塔,所述循环膜压机和液氮冷却器之间还设有第二换热器,所述液氮冷却器和除氦塔之间还设有第三换热器,所述除氦塔底部还通过管路与液氖冷却器和除氢塔相连,所述除氢塔底部还通过管路依次与液氖冷却器和纯氖膜压机相连,且所述第二换热器、液氮冷却器、第三换热器、除氦塔、液氖冷却器和除氢塔均放置于高真空绝热容器中。
作为一种优选:所述原料缓存增压单元中的低压缓冲罐还通过管路与冷凝分离除氮单元中的二级分离器顶部相连;
所述冷凝分离除氮单元中的一级分离器顶部还通过管路与吸附除氮单元中的第一除氮吸附器底部和第二除氮吸附器底部并联连接,二级分离器底部还通过管路与第一真空绝热容器内腔连通,第一真空绝热容器还连通来自液氮罐的液氮管路,所述第一换热器还通过管路与真空泵相连。
作为一种优选:所述吸附除氮单元中的第一除氮吸附器顶部和第二除氮吸附器顶部通过管路并联连接同时与冷凝分离除氮单元中的第一换热器下端连接,第二真空绝热容器和第三真空绝热容器分别与高温氮气管路相连并且分别连通氮气排放管,第二真空绝热容器和第三真空绝热容器还分别连通来自液氮罐的液氮管路,第二真空绝热容器和第三真空绝热容器还通过管道分别连通真空泵和真空泵。
作为一种优选:所述冷凝分离除氮单元中的第一换热器上端与氖净化单元中的循环膜压机入口通过管路相连,且所述循环膜压机入口处还连有除氢塔顶部出口管路,所述除氦塔顶部出口还通过管路与大气连接,液氮管路还连接液氮冷却器入口,所述液氮冷却器出口通过管路与大气连接,高真空绝热容器还通过管路连接真空泵。
一种利用所述低温分离提取系统进行纯氖气的提取方法,所述的提取方法包括如下步骤:
a、原料气缓存:原料压缩机将空分装置中的原料气及冷凝分离除氮单元返回的气体压缩到中压缓冲罐中储存,中压缓冲罐(13)中的压力为4.0MPa;
b、冷凝分离除氮:将步骤a中压原料气进行降温冷凝,经过一级分离器和二级分离器分离得到含少量氮的氖、氦、氢不凝气;
c、吸附除氮:将步骤b中得到的含少量氮的氖、氦、氢不凝气经过第一除氮吸附器和第二除氮吸附器进行低温吸附处理,去除其中的氮和微量氧氩等杂质,得到纯氖、氦、氢混合气;
d、氖净化:将步骤c中得到的纯氖、氦、氢混合气冷却至45K左右经过除氦塔进行精馏分离处理,得到纯氖、氢混合液体,再将纯氖氢混合液体进一步冷却至25K左右经过除氢塔进行精馏分离处理,得到纯氖气。
作为一种优选:所述的步骤中:
步骤a,来自空分装置的氖、氦、氮、氢混合气经过减压后,以10KPa—50KPa的压力混合气储存于低压缓冲罐中,低压缓冲罐同时还接收来自冷凝分离除氮单元中二级分离器顶部分离出来的气体,这两部分气体混合后经过原料压缩机压缩到4.0MPa后进入到中压缓冲罐以供后续单元连续运行使用;
步骤b,来自原料缓存增压单元中压缓冲罐中的带压原料气进入第一换热器冷凝,得到的气液混合物送入一级分离器,一级分离器底部得到的液体主要成分为氮,将该股液氮降压至100KPa通入二级分离器中,二级分离器底部液氮排放至第一真空绝热容器中,二级分离器顶部气体送入原料缓存增压单元低压缓冲罐重复利用,一级分离器顶部得到的不凝气体成分为氖、氦与低于2%的少量氮,将该不凝气通入下一工序单元继续净化;
步骤c,来自冷凝除氮单元一级分离器顶部的含氖、氦组分和少量氮的不凝气通入到所述第一除氮吸附器底部,在第一除氮吸附器顶部得到的低温纯氖、氦、氢混合气通入冷凝分离除氮单元的第一换热器下端,第一换热器上端得到的常温纯氖、氦、氢混合气290K通入氖净化单元循环膜压机入口;
步骤d,来自冷凝分离除氮单元的第一换热器上端的常温纯氖、氦、氢混合气通入循环膜压机入口,同时循环膜压机入口还有除氢塔顶部气体并联,循环膜压机的出口气体压力为18.0MPa—20.0MPa,通过管路依次通过第二换热器、液氮冷却器和第三换热器冷却得到45K左右的低温气液混合物,将上述混合物降压至3.0MPa后通入除氦塔,除氦塔顶部得到的含氦、氢和少量氖的混合气体依次通入第三换热器和第二换热器升温至300K后排放,将除氦塔底部得到仅含氖和氢的液体通入液氖冷却器冷却到25K左右的后降压至50KPa—80KPa通入除氢塔,除氢塔顶部得到的含氢和氖的混合气依次通过连接管路通入第三换热器和第二换热器升温至300K后通入循环膜压机入口,除氢塔底部得到的含氖量高于99.999%的纯氖液体通过管路依次通入液氖冷却器、第三换热器和第二换热器,气化升温至300K后通入纯氖膜压机入口,纯氖膜压机出口得到15.0MPa—20.0MPa的纯氖气产品。
本发明的有益效果是:
首先,本方法能通过全低温的方法得到纯氖气,氖气纯度达到99.999%,具有低温方法的一切优点。其次,本方法工艺路线短,设备简单,提取率高,操作简单,安全性高,适合于工业生产的需求。
附图说明
图1是本发明所述的系统组成及工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将通过实施例及附图对本发明作进一步的说明。图1所示,本发明所述的一种纯氖气的低温分离提取系统,该系统包括通过管道依次连接的原料缓存增压单元、冷凝分离除氮单元、吸附除氮单元和氖净化单元,其中:
所述的原料缓存增压单元包括通过管道依次连通的低压缓冲罐11、原料压缩机12和中压缓冲罐13;
所述的冷凝分离除氮单元包括通过管道依次连通的一级分离器21和二级分离器22,所述一级分离器21与混合物缓存增压单元中压缓冲罐13之间还设有第一换热器23,且所述第一换热器23、一级分离器21和二级分离器22均放置于第一真空绝热容器24中;
所述的吸附除氮单元包括并联连通的第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32,且所述第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32分别放置于第二真空绝热容器33和第三真空绝热容器34中;
所述的氖净化单元包括通过管路依次连接的循环膜压机41、液氮冷却器42和除氦塔43,所述循环膜压机41和液氮冷却器42之间还设有第二换热器44,所述液氮冷却器42和除氦塔43之间还设有第三换热器45,所述除氦塔43底部还通过管路与液氖冷却器46和除氢塔47相连,所述除氢塔47底部还通过管路依次与液氖冷却器46和纯氖膜压机48相连,且所述第二换热器44、液氮冷却器42、第三换热器45、除氦塔43、液氖冷却器46和除氢塔47均放置于高真空绝热容器49中。
本发明所述原料缓存增压单元中的低压缓冲罐11还通过管路与冷凝分离除氮单元中的二级分离器22顶部相连;
所述冷凝分离除氮单元中的一级分离器21顶部还通过管路与吸附除氮单元中的第一除氮吸附器31底部和第二除氮吸附器32底部并联连接,二级分离器22底部还通过管路与第一真空绝热容器24内腔连通,第一真空绝热容器24还连通来自液氮罐的液氮管路,所述第一换热器23还通过管路与真空泵25相连。
本发明所述吸附除氮单元中的第一除氮吸附器31顶部和第二除氮吸附器32顶部通过管路并联连接同时与冷凝分离除氮单元中的第一换热器23下端连接,第二真空绝热容器33和第三真空绝热容器34分别与高温氮气管路相连并且分别连通氮气排放管,第二真空绝热容器33和第三真空绝热容器34还分别连通来自液氮罐的液氮管路,第二真空绝热容器33和第三真空绝热容器34还通过管道分别连通真空泵35和真空泵36。
本发明所述冷凝分离除氮单元中的第一换热器23上端与氖净化单元中的循环膜压机41入口通过管路相连,且所述循环膜压机41入口处还连有除氢塔47顶部出口管路,所述除氦塔43顶部出口还通过管路与大气连接,液氮管路还连接液氮冷却器42入口,所述液氮冷却器42出口通过管路与大气连接,高真空绝热容器49还通过管路连接真空泵50。
一种利用所述低温分离提取系统进行纯氖气的提取方法,所述的提取方法包括如下步骤:
a、原料气缓存:原料压缩机12将空分装置中的原料气及冷凝分离除氮单元返回的气体压缩到中压缓冲罐13中储存,中压缓冲罐13中的压力为4.0MPa;
b、冷凝分离除氮:将步骤a中压原料气进行降温冷凝,经过一级分离器21和二级分离器22分离得到含少量氮的氖、氦、氢不凝气;
c、吸附除氮:将步骤b中得到的含少量氮的氖、氦、氢不凝气经过第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32进行低温吸附处理,去除其中的氮和微量氧氩等杂质,得到纯氖、氦、氢混合气;
d、氖净化:将步骤c中得到的纯氖、氦、氢混合气冷却至45K左右经过除氦塔43进行精馏分离处理,得到纯氖、氢混合液体,再将纯氖氢混合液体进一步冷却至25K左右经过除氢塔47进行精馏分离处理,得到纯氖气。
本发明所述的步骤中:
步骤a,来自空分装置的氖、氦、氮、氢混合气经过减压后,以10KPa—50KPa的压力混合气储存于低压缓冲罐11中,低压缓冲罐11同时还接收来自冷凝分离除氮单元中二级分离器22顶部分离出来的气体,这两部分气体混合后经过原料压缩机12压缩到4.0MPa后进入到中压缓冲罐13以供后续单元连续运行使用;
步骤b,来自原料缓存增压单元中压缓冲罐13中的带压原料气进入第一换热器23冷凝,得到的气液混合物送入一级分离器21,一级分离器21底部得到的液体主要成分为氮,将该股液氮降压至100KPa(G)通入二级分离器22中,二级分离器22底部液氮排放至第一真空绝热容器24中,二级分离器22顶部气体送入原料缓存增压单元低压缓冲罐11重复利用,一级分离器21顶部得到的不凝气体成分为氖、氦与低于2%的少量氮,将该不凝气通入下一工序单元继续净化;
步骤c,来自冷凝除氮单元一级分离器21顶部的含氖、氦组分和少量氮的不凝气通入到所述第一除氮吸附器31底部,在第一除氮吸附器31顶部得到的低温纯氖、氦、氢混合气通入冷凝分离除氮单元的第一换热器23下端,第一换热器23上端得到的常温纯氖、氦、氢混合气290K通入氖净化单元循环膜压机12入口;
步骤d,来自冷凝分离除氮单元的第一换热器23上端的常温纯氖、氦、氢混合气通入循环膜压机41入口,同时循环膜压机41入口还有除氢塔47顶部气体并联,循环膜压机41的出口气体压力为18.0MPa(G)—20.0MPa(G),通过管路依次通过第二换热器44、液氮冷却器42和第三换热器45冷却得到45K左右的低温气液混合物,将上述混合物降压至3.0MPa(G)后通入除氦塔43,除氦塔43顶部得到的含氦、氢和少量氖的混合气体依次通入第三换热器45和第二换热器44升温至300K后排放,将除氦塔43底部得到仅含氖和氢的液体通入液氖冷却器46冷却到25K左右的后降压至50KPa(G)—80KPa(G)通入除氢塔47,除氢塔47顶部得到的含氢和氖的混合气依次通过连接管路通入第三换热器45和第二换热器44升温至300K后通入循环膜压机41入口,除氢塔47底部得到的含氖量高于99.999%的纯氖液体通过管路依次通入液氖冷却器46、第三换热器45和第二换热器44,气化升温至300K后通入纯氖膜压机48入口,纯氖膜压机48出口得到15.0MPa(G)—20.0MPa(G)的纯氖气产品。
实施例:
本发明所述的纯氖气的低温分离提取系统,它包括通过管道依次连接的原料缓存增压单元、冷凝分离除氮单元、吸附除氮单元、氖净化单元。
如图1所示,原料缓存增压单元包括通过管道依次连通的低压缓冲罐11、原料压缩机12和中压缓冲罐13。
来自空分装置的氖、氦、氮、氢的混合气经过减压后(10KPa(G)~50KPa(G))储存于低压缓冲罐11中,低压缓冲罐11同时还接收来自冷凝分离除氮单元中二级分离器22顶部分离出来的气体,这两部分气体混合后经过原料压缩机12压缩到4.0MPa(G)后进入到中压缓冲罐13以供后续单元连续运行使用。
图中所示,冷凝分离除氮单元包括通过管道依次连通的一级分离器21和二级分离器22,所述一级分离器与混合物缓存增压单元中压缓冲罐13之间还设有第一换热器23,且所述第一换热器23、一级分离器21和二级分离器22均放置于第一真空绝热容器24中。
来自原料缓存增压单元中压缓冲罐13中的带压原料气进入第一换热器23冷凝,得到的气液混合物送入一级分离器21,一级分离器21底部得到的液体主要成分为氮,将该股液氮降压后100KPa(G)通入二级分离器22中,二级分离器22底部液氮排放至第一真空绝热容器24中,二级分离器22顶部气体送入原料缓存增压单元低压缓冲罐11重复利用,一级分离器21顶部得到的不凝气体成分为氖、氦与少量氮(低于2%),将该不凝气通入下一工序单元继续净化。第一真空绝热容器24还连通来自液氮罐的液氮管路,冷凝分离除氮单元中第一换热器23下端连通第一真空绝热容器24气相空间,上端通过管路连通真空泵25,第一真空绝热容器24内腔在真空泵25的作用下保持压力为15KPa(A)~20KPa(A)。
本发明所述的吸附除氮单元包括并联连通的第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32,且所述第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32分别放置于第二真空绝热容器33和第三真空绝热容器34中。
来自冷凝除氮单元一级分离器21顶部的含氖、氦组分和少量氮的不凝气通入到所述第一除氮吸附器31底部,在第一除氮吸附器31顶部得到的低温纯氖、氦、氢混合气通入冷凝分离除氮单元第一换热器23下端,第一换热器23上端得到的常温纯氖、氦、氢混合气(290K)通入氖净化单元循环膜压机41入口。第二真空绝热容器33还通过管道连通真空泵35,第二真空绝热容器33内腔在真空泵35的作用下保持压力为15KPa(A)~20KPa(A)。同时第二真空绝热容器33还连通来自液氮罐的液氮管路,连续注入液氮保持吸附作用时第二真空绝热容器33内腔温度65K~70K。第二真空绝热容器33还连通来自加热器高温氮气管路,脱附作用时,向第二真空绝热容器33内腔通入高温氮气并由连接管路排空使得内腔温度达到320K,所述第一除氮吸附器31内脱附作用得到的氮气由入口管路排放口释放。第一除氮吸附器31和第二除氮吸附器32吸附作用与脱附作用交替进行,下述实施过程仅对第一除氮吸附器31的吸附作用和脱附作用过程进行详述,第二除氮吸附器32同时进行脱附作用和吸附作用过程,通过吸附除氮单元内阀门可控制,此为本技术领域人员所公知,不再赘述。
图中所示,氖净化单元包括通过管路依次连接的循环膜压机41、液氮冷却器42和除氦塔43,所述循环膜压机41和液氮冷却器42之间还设有第二换热器44,所述液氮冷却器42和除氦塔43之间还设有第三换热器45,所述除氦塔43底部还通过管路与液氖冷却器46和除氢塔47相连,所述除氢塔47底部还通过管路依次与液氖冷却器46和纯氖膜压机48相连,且所述第二换热器44、液氮冷却器42、第三换热器45、除氦塔43、液氖冷却器46和除氢塔47均放置于高真空绝热容器49中。
来自冷凝分离除氮单元第一换热器23上端的常温纯氖、氦、氢混合气通入循环膜压机41入口,同时循环膜压机41入口还有除氢塔47顶部气体并联,循环膜压机41出口气体(18.0MPa(G)~20.0MPa(G))通过管路依次通过第二换热器44、液氮冷却器42和第三换热器45冷却得到45K左右的低温气液混合物,将上述混合物降压后(3.0MPa(G))通入除氦塔43,除氦塔43顶部得到的含氦、氢和少量氖的混合气体依次通入第三换热器45和第二换热器44升温至300K后排放,将除氦塔43底部得到仅含氖和氢的液体通入液氖冷却器46冷却到25K左右的后降压至50KPa(G)~80KPa(G)通入除氢塔47,除氢塔47顶部得到的含氢和氖的混合气依次通过连接管路通入第三换热器45和第二换热器44升温至300K后通入循环膜压机41入口,除氢塔47底部得到的纯氖(含氖量高于99.999%)液体通过管路依次通入液氖冷却器46、第三换热器45和第二换热器44气化升温至300K后通入纯氖膜压机41入口,纯氖膜压机41出口能得到15.0MPa(G)~20.0MPa(G)的纯氖气产品。液氮管路还连接所述液氮冷却器42入口,所述液氮冷却器42出口通过管路与大气连接。所述高真空绝热容器49还通过管路连接真空泵50,高真空绝热容器49内腔在真空泵50的作用下保持压力不高于1×10-4Pa(A)。
所述除氦塔43和除氢塔47的结构与化工设备的精馏塔结构相同;精馏元件采用填料+分布器的结构;所述除氦塔43和除氢塔47底部采用电加热器的结构;上述设备以及元件、部件可全部外购或自制。
所述第一换热器23、第二换热器44和第三换热器45可根据传热温差的需要,采用板翅式换热器或管式换热器结构;也可外购或自制。
以上所述的所有管路均分别安装有调节管路内介质压力的控制阀门(常规结构阀门,可外购获得)。

Claims (6)

1.一种纯氖气的低温分离提取系统,该系统包括通过管道依次连接的原料缓存增压单元、冷凝分离除氮单元、吸附除氮单元和氖净化单元,其特征在于:
所述的原料缓存增压单元包括通过管道依次连通的低压缓冲罐(11)、原料压缩机(12)和中压缓冲罐(13);
所述的冷凝分离除氮单元包括通过管道依次连通的一级分离器(21)和二级分离器(22),所述一级分离器(21)与混合物缓存增压单元中压缓冲罐(13)之间还设有第一换热器(23),且所述第一换热器(23)、一级分离器(21)和二级分离器(22)均放置于第一真空绝热容器(24)中;
所述的吸附除氮单元包括并联连通的第一除氮吸附器(31)和第二除氮吸附器(32),且所述第一除氮吸附器(31)和第二除氮吸附器(32)分别放置于第二真空绝热容器(33)和第三真空绝热容器(34)中;
所述的氖净化单元包括通过管路依次连接的循环膜压机(41)、液氮冷却器(42)和除氦塔(43),所述循环膜压机(41)和液氮冷却器(42)之间还设有第二换热器(44),所述液氮冷却器(42)和除氦塔(43)之间还设有第三换热器(45),所述除氦塔(43)底部还通过管路与液氖冷却器(46)和除氢塔(47)相连,所述除氢塔(47)底部还通过管路依次与液氖冷却器(46)和纯氖膜压机(48)相连,且所述第二换热器(44)、液氮冷却器(42)、第三换热器(45)、除氦塔(43)、液氖冷却器(46)和除氢塔(47)均放置于高真空绝热容器(49)中。
2.根据权利要求1所述纯氖气的低温分离提取系统,其特征在于所述原料缓存增压单元中的低压缓冲罐(11)还通过管路与冷凝分离除氮单元中的二级分离器(22)顶部相连;
所述冷凝分离除氮单元中的一级分离器(21)顶部还通过管路与吸附除氮单元中的第一除氮吸附器(31)底部和第二除氮吸附器(32)底部并联连接,二级分离器(22)底部还通过管路与第一真空绝热容器(24)内腔连通,第一真空绝热容器(24)还连通来自液氮罐的液氮管路,所述第一换热器(23)还通过管路与真空泵(25)相连。
3.根据权利要求1或2所述纯氖气的低温分离提取系统,其特征在于所述吸附除氮单元中的第一除氮吸附器(31)顶部和第二除氮吸附器(32)顶部通过管路并联连接同时与冷凝分离除氮单元中的第一换热器(23)下端连接,第二真空绝热容器(33)和第三真空绝热容器(34)分别与高温氮气管路相连并且分别连通氮气排放管,第二真空绝热容器(33)和第三真空绝热容器(34)还分别连通来自液氮罐的液氮管路,第二真空绝热容器(33)和第三真空绝热容器(34)还通过管道分别连通真空泵(35)和真空泵(36)。
4. 根据权利要求3所述纯氖气的低温分离提取系统,其特征在于所述冷凝分离除氮单元中的第一换热器(23)上端与氖净化单元中的循环膜压机(41)入口通过管路相连,且所述循环膜压机(41)入口处还连有除氢塔(47)顶部出口管路,所述除氦塔(43)顶部出口还通过管路与大气连接,液氮管路还连接液氮冷却器(42)入口,所述液氮冷却器(42)出口通过管路与大气连接,高真空绝热容器(49)还通过管路连接真空泵(50)。
5.一种利用权利要求1或2或3或4所述低温分离提取系统进行纯氖气的提取方法,其特征在于所述的提取方法包括如下步骤:
a、原料气缓存:原料压缩机(12)将空分装置中的原料气及冷凝分离除氮单元返回的气体压缩到中压缓冲罐(13)中储存,中压缓冲罐(13)中的压力为4.0MPa(G);
b、冷凝分离除氮:将步骤a中压原料气进行降温冷凝,经过一级分离器(21)和二级分离器(22)分离得到含少量氮的氖、氦、氢不凝气;
c、吸附除氮:将步骤b中得到的含少量氮的氖、氦、氢不凝气经过第一除氮吸附器(31)和第二除氮吸附器(32)进行低温吸附处理,去除其中的氮和微量氧氩等杂质,得到纯氖、氦、氢混合气;
d、氖净化:将步骤c中得到的纯氖、氦、氢混合气冷却至45K左右经过除氦塔(43)进行精馏分离处理,得到纯氖、氢混合液体,再将纯氖氢混合液体进一步冷却至25K左右经过除氢塔(47)进行精馏分离处理,得到纯氖气。
6.根据权利要求5所述纯氖气的提取方法,其特征在于所述的步骤中:
步骤a,来自空分装置的氖、氦、氮、氢混合气经过减压后,以10KPa—50KPa的压力混合气储存于低压缓冲罐(11)中,低压缓冲罐(11)同时还接收来自冷凝分离除氮单元中二级分离器(22)顶部分离出来的气体,这两部分气体混合后经过原料压缩机(12)压缩到4.0MPa后进入到中压缓冲罐(13)以供后续单元连续运行使用;
步骤b,来自原料缓存增压单元中压缓冲罐(13)中的带压原料气进入第一换热器(23)冷凝,得到的气液混合物送入一级分离器(21),一级分离器(21)底部得到的液体主要成分为氮,将该股液氮降压至100KPa(G)通入二级分离器(22)中,二级分离器(22)底部液氮排放至第一真空绝热容器(24)中,二级分离器(22)顶部气体送入原料缓存增压单元低压缓冲罐(11)重复利用,一级分离器(21)顶部得到的不凝气体成分为氖、氦与低于2%的少量氮,将该不凝气通入下一工序单元继续净化;
步骤c,来自冷凝除氮单元一级分离器(21)顶部的含氖、氦组分和少量氮的不凝气通入到所述第一除氮吸附器(31)底部,在第一除氮吸附器(31)顶部得到的低温纯氖、氦、氢混合气通入冷凝分离除氮单元的第一换热器(23)下端,第一换热器(23)上端得到的常温纯氖、氦、氢混合气(290K)通入氖净化单元循环膜压机(12)入口;
步骤d,来自冷凝分离除氮单元的第一换热器(23)上端的常温纯氖、氦、氢混合气通入循环膜压机(41)入口,同时循环膜压机(41)入口还有除氢塔(47)顶部气体并联,循环膜压机(41)的出口气体压力为18.0MPa(G)—20.0MPa(G),通过管路依次通过第二换热器(44)、液氮冷却器(42)和第三换热器(45)冷却得到45K左右的低温气液混合物,将上述混合物降压至3.0MPa(G)后通入除氦塔(43),除氦塔(43)顶部得到的含氦、氢和少量氖的混合气体依次通入第三换热器(45)和第二换热器(44)升温至300K后排放,将除氦塔(43)底部得到仅含氖和氢的液体通入液氖冷却器(46)冷却到25K左右的后降压至50KPa(G)—80KPa(G)通入除氢塔(47),除氢塔(47)顶部得到的含氢和氖的混合气依次通过连接管路通入第三换热器(45)和第二换热器(44)升温至300K后通入循环膜压机(41)入口,除氢塔(47)底部得到的含氖量高于99.999%的纯氖液体通过管路依次通入液氖冷却器(46)、第三换热器(45)和第二换热器(44),气化升温至300K后通入纯氖膜压机(48)入口,纯氖膜压机(48)出口得到15.0MPa(G)—20.0MPa(G)的纯氖气产品。
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