CN116045608A - 用于生产氪氙混合物的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于生产氪氙混合物的方法，包括：a.在第一热交换器中使包含氪和氙以及至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧流气化，以获得气态氧流；b.在热处理单元中催化处理气态氧流，以获得纯化除去了至少一种烃和/或至少一种NOx、但含有水的气态氧流，随后以除去水，从而形成纯化除去了水以及至少一种烃和/或至少一种NOx的气态氧流；c.通过低温蒸馏过程处理气态氧流，以生产富含氪和氙的产品，低温蒸馏过程包括以下步骤：d.在热交换器中冷却气态氧流，并将冷却流引入蒸馏塔，以在底部获得富含氪氙产品，热交换器是第一或第二热交换器；和e.在顶部提取贫氪氙的液氧流并将其至少部分回流以与待气化液氧流混合。还涉及用于生产氪/氙混合物的设备。

Description

用于生产氪氙混合物的设备和方法
技术领域
本发明属于空气分离领域，并且涉及用于生产氪氙混合物的设备和方法。
背景技术
作为稀有气体，氪和氙在工业和医学领域都有重要的应用。空气是氪和氙的重要来源，氪和氙在空气中的含量分别为1.14ppm和0.086ppm(v/v)，这要求氪和氙的提取主要从非常大型的空气分离单元中进行，这些单元处理大量的空气以获得少量的产品。
使用空气分离单元来获得氪氙是一种成熟的技术。
CN212390705U公开了一种使用低温单元从液氧中获得氪和氙的方法，其中储罐中的液氧通过浓缩氪和氙以及烃杂质的初级浓缩塔。将富流加热并催化汽提以除去烃杂质，然后冷却并通过多塔低温蒸馏以生产富氪氙混合物的产品，该产品可进一步精炼以分离氪氙组分。在这种情况下，液氧的纯化在初级浓缩阶段受到液氧中烃浓度的限制。这通常以甲烷来衡量，并且不应超过5000ppm，以避免甲烷沉淀/析出。众所周知，烃特别是甲烷在液氧中的沉淀增加了液氧持续撞击甲烷颗粒的风险，并可能造成爆炸。单独的液氧浓缩阶段，尽管被调节到小于5,000ppm的浓度，但仍然比正常的氧分离设备中几十到几百ppm的甲烷浓度高得多，并且需要特别考虑防爆墙、特殊的设备布局和适当的工艺设计以避免爆炸风险。此外，在初级浓缩和低温蒸馏过程中，虽然采用了氮循环来提供蒸馏所需的冷量，但总体设计仍然是低温蒸馏、高温催化反应、之后的低温蒸馏的复杂过程，其集成性不好，设计安装困难，并且设备内操作复杂。
FR2847568A公开了一种用于从空气中提取氪氙混合物的方法和设备。由于氪氙在空气中是高沸点组分，其在分离过程中溶解在液氧中，并且当液氧气化时，氪氙也随之气化。所获得的气态氧与至少一种烃反应生成合成气，最终从合成气中除去除氪氙以外的组分。这种方法降低了烃(液氧的爆炸性成分)累积的风险，并降低了设备的防爆设计，但是合成气的引入并没有降低工艺的复杂性。
FR2950685 A1公开了一种使用低温蒸馏结合空气分离单元来富集氪氙的方法。在空气分离单元中获得的液氧通过初级浓缩塔，在此氪氙和烃杂质被浓缩并加热以催化除去烃杂质，然后冷却以获得通过低温蒸馏富集的氪氙混合物。其蒸馏所需的能量来自空气分离单元和氪氙单元之间传热关系的操作相关性。
由于工业、电子、航天和医疗部门对氪和氙的需求不断增长，因此需要改进这些气体的生产工艺。在这种情况下，设计一种消除现有技术的上述缺点并能够容易、安全和有效地富集氪/氙的新方法是工业参与者的当务之急。
该方法使用来自空气分离或其他来源的液氧。
该方法包括处理贫含氪和氙并含有至少一种烃的液氧，通过催化形成水和CO2来耗尽氧的氪的至少一种烃，脱水和CO2去除，粗氪氙的生产和氪氙的精制。
液氧包含例如总共0.01％至0.03％的两种组分Kr+Xe。
然后氧气被处理以形成含有氧和例如总共60％的两种组分Kr+Xe的最终产品。
WO2011068634A公开了一种从管线中的氧中回收氪氙的方法。
在这种情况下，设计一种实用的、可调节的和易于应用的氪-氙浓缩设备和方法用于例如各种空气分离是一个迫切需要解决的问题。
降低与烃浓度相关的风险并提高安全性是另一个问题。
发明内容
本发明旨在提供一种安全的氪氙分离系统，从而降低与液氧中烃(例如甲烷)的浓缩和收集相关的风险，此外，提高该系统的集成度和设计及构造的简易性是本发明要解决的技术问题。
根据本发明的目的，提供了一种用于生产氪氙混合物的方法，该方法包括：
a)在至少一个第一热交换器中使包含氪和氙以及至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧流气化，以获得气态氧流；
b)在热处理单元中催化处理所述气态氧流，以获得纯化除去了所述至少一种烃和/或所述至少一种NOx、但含有水的气态氧流，随后纯化气态氧流以除去水，从而形成分别纯化除去了水以及所述至少一种烃和/或所述至少一种NOx的气态氧流；
c)通过低温蒸馏过程处理已纯化除去了水的氧气流，以生产富含氪和氙的产品，所述低温蒸馏过程包括以下步骤：
d)在热交换器中冷却纯化的气态氧流，并且将已冷却的流引入至少一个蒸馏塔中，以便在蒸馏塔底部获得富含氪和氙的产品，该热交换器是第一热交换器或者是第二热交换器，所述第二热交换器被连接，以便将热量从所述第二热交换器传递到所述第一热交换器以冷却纯化的气态氧进料流，和
e)在蒸馏塔顶部提取贫氪和氙的液氧流，并将其至少部分回流以与待在步骤a)中气化的液氧流混合。
当、优选仅当液氧流中存在的至少一种烃和/或至少一种NOx的含量超过阈值时，贫氪和氙的液氧流的至少一部分可以回流以与液氧流混合。
如果存在于液氧流中的至少一种烃和/或至少一种NOx的含量超过阈值，则可以增加被送去与液氧流混合的贫氪和氙的液氧流的至少一部分的流量。
根据本发明的另一目的，提供一种用于生产氪/氙混合物的设备，该设备包括：第一热交换器，其用于气化包含氪、氙以及至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧流，以形成待纯化的气态进料流，所述第一热交换器被连接以将所述待纯化的气态进料流送至热处理单元；热处理单元，其包括至少一个催化反应器和洗涤单元/净化单元/纯化单元(scrubbingunit)23，所述催化反应器用于从氧气进料流中除去为烃杂质和/或至少一种NOx的至少一种杂质，以获得其至少一种杂质已被至少部分除去的纯化的氧气进料流，所述洗涤单元用于从氧气进料流中除去水，从而形成纯化的氧气进料流；蒸馏单元，该蒸馏单元包括：
·热交换器，其连接到所述热处理单元以接收来自所述纯化单元的纯化的气态氧进料流，该蒸馏单元的热交换器是所述第一热交换器或者是第二热交换器，所述第二热交换器被连接，以便将热量从所述第二热交换器传递到所述第一热交换器以冷却纯化的氧气进料流；
·连接到所述第一热交换器或连接到所述第二热交换器的蒸馏塔，所述蒸馏塔用于接收在该蒸馏单元的热交换器中冷却的气态氧流，并用于生产出在底部的富含氪氙的产品流；以及
·用于将在蒸馏塔顶部提取的富氧液体送至位于所述第一热交换器上游的液氧流的机构。
该设备可包括至少一种NOX和/或至少一种烃的含量的分析仪，以及用于根据液氧流中的至少一种NOX和/或至少一种烃的含量来向液氧流输送来自蒸馏塔顶部的富氧液体的机构。
该设备可包括泵，用于将在蒸馏塔顶部提取的富氧液体送向第一交换器上游的液氧流的机构被连接在所述泵的上游。
该设备可包括连接到液氧管线和所述热处理单元的另一热交换器，用于将在蒸馏塔顶部提取的富氧液体送向第一交换器上游的液氧流的机构连接到所述另一热交换器连接到液氧管线的点的上游。
该设备可包括用于从所述塔供应气态氧以再生所述洗涤单元的机构。
以这种方式，液氧113a可以根据需要被送到交换器25和交换器31b、31a以被气化。
取决于热处理单元22和塔32的高度和布置，泵1的存在不是必需的。
对于现有的氪氙分离系统，如何提高冷量利用效率是本发明要解决的另一个技术问题。
对于独立的氪和氙分离系统，特别是那些远离双空气分离塔的系统，如何适应液氧供应的剧烈变化是另一个问题。
由于氪/氙在大气中以痕量存在，从液氧、气态氧或其它副产品中进一步提取氪/氙的大多数现有空气分离单元在经济上和技术上都是不可行的。即使对于大型空气分离单元，也有必要在避免浓缩塔和相关的防爆装置的情况下增加氪/氙分离装置的数量，用于某些不生产液氧的过程，以避免由于冷凝气化器中烃的积累而导致爆炸的危险。
此外，空气中烃杂质的浓度和组成是变化的，因此处理来自空气分离的液氧必须考虑这些变化。
当液氧来自多个空气分离单元并且其烃组分不断变化时，该问题变得更加复杂。浓缩塔的安全操作取决于保持烃的浓度低于它们的沉淀浓度/析出浓度(precipitationconcentration)。
本发明使用去掉浓缩塔的方法，增加了操作的安全性。
本发明的氪和氙方法也可以使用在一个或多个空气分离单元中收集的粗制液氧，并且该方法可以适应液氧进料流的广泛变化，而不必调节氪和氙的工作状态。例如，在现有技术中，空气分离单元通常可在75％至105％的负荷变化范围内调节，过高或过低的操作负荷会扰乱蒸馏塔的平衡。本发明的方法可以包括在蒸馏后再循环在蒸馏塔的顶部以液态从蒸馏单元提取的液氧，该液氧可以与液氧进料混合。当液氧负荷波动时，单元负荷可以维持在其最佳设计点。本质上，这允许本发明的方法在1％至100％间改变进料，而不影响蒸馏塔的蒸馏状态。
当本发明的氪和氙富集单元独立于空气分离单元或以有限的方式集成到单独的空气分离单元中时，不再与主空气分离单元一致地平衡和恢复其冷却能力。本发明的低温热交换器充分回收了液氧原料的气化潜热，提高了氪氙富集装置的效率，并且节约了能量。
附图说明
从下面的详细描述和附图中可以最好地理解本发明的优点。
图1是描绘本发明的方法的图。
图2是说明本发明的方法的另一个图。
图3是说明本发明的另一种方法的另一个图。
图4是说明本发明的另一种方法的另一个图。
图5是说明本发明的另一种方法的另一个图。
附图中的元件的附图标记如下：
1-液氧泵，2-热处理单元，3-低温蒸馏单元，4-气化器，5-压缩机，20-热交换器，21-电加热器，22-催化反应器，23-吸附器，25-氧气化器，31a
第一热交换器，31b-第二热交换器，32-第一蒸馏塔，33-第二蒸馏塔，35-第一再沸器，36-第一冷凝器，37-制冷剂压缩机，38-用于浓缩的氙氪的缓冲罐，101-液氧进料流，103-第一气态氧流，105-第二气态氧流，107-纯化除去了至少一种烃和/或至少一种NOx的气态氧流，109-纯化的气态氧流，111-纯气态氧，111a-再生气态氧，111b-气态氧产品，113-液氧产品，115-浓缩的氙氪，121-加压氮气，123-气态氮，124-液氮，125a-液氮，125b-液氮，127-气化的氮。
具体实施方式
下面结合附图详细描述根据本发明的方法的具体实施方案。然而，应该理解，本发明不限于下面描述的实施方案，并且该技术概念可以结合其他公知技术或与这些公知技术功能等同的其他技术来实现。
通过低温蒸馏从空气中提取氪和氙是一种成熟的技术。离开空气分离单元后，液氧通过吸附器进入氪塔(即浓缩塔)，在此底部产生贫氪液体。贫氪液体通过催化反应被催化以除去烃，然后被处理以除去反应产生的二氧化碳和水。在第二氪塔中进一步低温蒸馏后，得到粗氪氙。粗氪和氙可通过在蒸馏塔中间歇蒸馏或通过吸附来生产，以获得工业级纯氪和氙产品。
富含氪和氙的产品的总氪和氙含量按体积计大于90％，或大于95％，或大于98％，或大于99％。
热交换器是氪氙蒸馏单元的传热装置，并且可分为主热交换器和辅助热交换器。主热交换器可以是板翅式热交换器，其中要从中除去至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧进料流与至少一种要冷却的流(优选用于蒸馏单元的)进行间接热交换，以回收冷量。
第二热交换器31b可以是板翅式热交换器、印刷电路板式热交换器和其他形式的热交换器，其可以由不锈钢、
Figure BDA0004100679710000071
和其他在高温下不太可能与氧反应的材料制成。第二热交换器可以独立于用于液氧进料流蒸发/气化的第一热交换器。作为一种选择，液氧流可以从上面引入辅助热交换器，并且气化的气体从下面排出。
在图1的实施方案中，单独来自例如一个或多个空气分离单元、储罐等的或例如来自多个源的液氧供应流101的氪和氙的总含量为约100ppmv至1000ppmv(Kr+Xe)，并且任选地液氧供应流101具有至多500ppmv的甲烷。该流不在富集塔中处理。
含有约100ppm至1000ppm(Kr+Xe)和任选至多500ppm甲烷的流101可以来自用于通过低温蒸馏进行空气分离的双塔，该双塔包括在称为高压的第一压力下操作的第一塔和在低于第一压力的称为低压的第二压力下操作的第二塔。该流可从第二塔的底部或从第二塔底部上方的至少一个理论平台处提取。作为甲烷和/或另一种烃的替代或补充，流101可至少包含NOx。
否则，流101可以是来自制氮设备的简单空气分离塔的清洗液。
含有约100ppm至1000ppm(Kr+Xe)和至多500ppm甲烷的液氧流通过泵1加压至5barg至15barg的压力，然后在主热交换器31a中气化，以获得含有氪、氙和至少一种烃(例如甲烷)的气态氧流103。在这种情况下，液氧流101可以从顶部流到底部地在主热交换器中通过并且气化，或者以相反的方向流动。
获得的气态氧进料流103通过纯化单元2中的加热器21被加热到合适的温度，例如400℃至550℃，或者甚至480℃至520℃，然后其在催化反应器中分解，以除去至少一种烃如甲烷和/或至少一种NOx:
化学反应方程式1：
CH4+2O2→CO2+2H2O
通常归入分子式NOx下的氮氧化物家族包括以下化合物：一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)、四氧化二氮(N2O4)、三氧化氮(N2O3)。
由于催化反应的温度通常为400-500℃，催化反应后的气态氧107处于这些温度，并且可通过在热交换器20中与气化的氧气103间接热交换而被冷却，或者甚至回到室温，然后其在10-30℃的温度下被送到吸附器23，以除去由催化反应产生的纯化氧气107携带的二氧化碳、水和其它杂质成分。吸附单元23可包括填充有5A分子筛和/或CaBax或几层不同分子筛的床。也可以提供分子筛来防止CFC进入蒸馏3在其中发生的冷部分中。
脱除了杂质的气态氧109被引入低温蒸馏系统。在被主热交换器31a冷却后，它进入蒸馏塔32。
蒸馏塔32在2bara、4bara、5bara、7bara、9bara、12bara或更高的压力下操作，以在蒸馏塔底部获得富含氪和氙的产品。
第一蒸馏塔32在底部装有再沸器35，并且在该实施例中，在顶部装有冷凝器36。该第一蒸馏塔被给送在主热交换器31a中冷却的纯化气态氧，该气态氧通过蒸馏分离，以便在塔32的顶部形成富含氧但贫含氪和氙的流，并且在塔32的底部形成富含氪和氙但贫含氧的液体。
为了确保塔32的回流和再沸，氮123由主热交换器31a冷却，然后部分引入第一塔底部的再沸器35中，在此它冷凝并与塔底部的富含氪/氙的液体交换热量。冷凝的液氮124被引入位于第一塔32顶部的冷凝器36中并在冷凝器中气化，在冷凝器中，液氮与在塔顶产生的气态氧进行热交换，并且是部分冷凝的。由气化产生的气态氮127被第一热交换器31a加热，然后被氮压缩机37加压，氮压缩机37位于包含塔32、33和第一热交换器31a的绝热冷箱的外部，然后被第一热交换器31a再次冷却，并向位于第一塔底部的再沸器35循环。任选地，存在于主热交换器31a中的另一部分氮被冷凝以形成液氮，该液氮从第一热交换器排出并被送到第一塔32的塔顶冷凝器36，或者该液氮与来自第一塔的再沸器的液氮124混合并被送到第一塔的塔顶冷凝器36。
或者，来自液体辅助型外部源的液氮流可以冷却塔顶冷凝器36。
循环压缩机37是活塞式压缩机，并且循环可以包括缓冲容量，以补偿由机器的脉动产生的氮气流的变化。
贫含氪氙馏分的气态氧从第一塔32的顶部或冷凝器36被提取，经第一热交换器31a再加热，然后作为流111进入吸附器23，用于吸附器的再生，然后在再生后被清除或送至低压氧气管线系统。任选地，气态氧的一部分111a用作吸附器的再生气体，而另一部分111b被引导至管网和/或返回至空气所来自的主空气分离单元。液氧101。该主单元包括在称为高压的第一压力下操作的第一塔和在低于第一压力的称为低压的第二压力下操作的第二塔，其中返回主空气分离单元的气态氧可以任选地引入其低压塔和/或高压塔。
也可以将液氧113b送至低压塔和/或高压塔。
任选地，已经脱除了氪氙成分的纯液氧从第一塔32的顶部或冷凝器36被提取，并进入纯液氧储存系统如储罐或者进入管线网络。在图1中，液氧113a被循环以与原始的液氧进料流混合，并进入液氧泵1，以稳定本发明的氪氙浓缩单元，并减弱液氧供应流的波动。将液体113a与流101混合使得可以降低流101中的杂质浓度。特别地，如果流101中的烃含量(例如甲烷，例如500ppm的甲烷)接近固定极限(例如500ppm)或者甚至超过它，则输送纯化除去了烃的液氧可以降低送到泵的液体中的至少一种烃的含量，优选降低至阈值以下，并且允许安全操作。类似地，如果流101中的至少一种NOx(例如N2O)的含量接近阈值，或者甚至超过阈值，则输送纯化除去了NOx的液氧可以降低输送到泵的液体的该含量，优选降低至阈值以下，并且允许安全操作。
优选地，至少一种烃的分析仪和/或至少NOx的分析仪测量相应杂质的水平，并且如果(优选地仅如果)达到阈值，则触发流113a的输送。
在另外的情况下，即使至少一种烃的含量和/或至少一种NOx的含量不超过阈值，也可以将液氧113a送至流101，如果超过阈值，则增加液氧113a的流量，使得含量保持在阈值以下。
由塔32产生的液氧113、113b和/或气态氧111是特别纯的产品，具有非常低的氪/氙和烃含量，并且可以用于需要非常纯的氧的用户，例如用于电子工业。
向流101输送氧113a也使得即使流101减少也可以操作该方法。
如果根据本发明的设备离任何空气分离设备和任何用户很远，则气态氧和/或液氧可以被释放到大气中。
当有必要制备更高纯度的氪氙时，本发明的低温蒸馏系统还可选地包括第二蒸馏塔33，其中在第一蒸馏塔32底部的富含氪氙的液体在第二蒸馏塔33的顶部引入第二蒸馏塔中，第二蒸馏塔33在底部装有电加热装置。在第二塔33的底部获得富含氪氙的产品。氪和富集氙的产品可以通过连接到第二塔33底部的储罐38引入到气化器4中，并通过压缩机5装载到可移动的储罐(例如瓶)中，该储罐可以被送到氪和纯氙生产单元。富含氪和氙的产品也被送到纯氪和氙生产单元。
在交换器20的入口处，气化氧气103的压力及其甲烷含量可以变化。根据这些值，调节流103的温度，使得在吸附器23之前的离开交换器20的冷气体保持在其露点以上，从而避免交换器20中的冷凝和腐蚀问题。
在图2的实施方案中，来自泵1的液氧101通过第二热交换器31b，以与从主热交换器31a提取的部分氮气125b进行热交换。在这种情况下，液氧101气化形成氧气，并被引入第一热交换器31a，然后继续升温，同时氮冷凝形成液氮125b并被送到第一蒸馏塔32。另一部分氮123在通过第一热交换器31a之后被引入第一塔32底部的再沸器35中、被冷凝并被引入第一塔32的上部冷凝器36，或者被冷凝并且连同来自第二热交换器31b的液氮125b一起被引入第一塔的上部冷凝器36。
例如，当液氧流101的烃含量大于100ppm、500ppm、或1000ppm、或2000ppm、或5000ppm或更高时，第一热交换器31a可由铝制成，并且第二热交换器31b由诸如不锈钢的其他材料制成。液氧进料流101可以在第二热交换器31b中气化，因此避免了由于第一热交换器31a中烃的气化而导致的爆炸风险。
在图3的实施方案中，一部分液氧流被蒸馏系统3中的第一热交换器31a加热，并且一部分液氧通过在蒸馏气化器/氧气化器25中气化而被加热。由这两个加热器产生的气态氧然后结合形成流103，并在进入电加热器之前由热交换器20预热，以达到催化反应所需的温度。
气化器25使得可以通过与单一的其它流体进行热交换来气化液氧，该单一的其它流体例如在环境温度或更高的温度下，例如为空气、水、水蒸气，或者该单一的其它流体可以在低温下，例如通过与LNG进行热交换。
在气化器25中气化的液体部分优选少于在交换器31a或31b中气化的部分。例如，20％至40％的液体101可以在气化器25中气化，60％至80％的液体101可以在交换器31a或31b中气化。
这种布置使得可以在交换器31a、31b中没有流来气化液氧的情况下通过将所有的液氧送到气化器25中气化来开始该过程。
图4示出了液氧101在第二热交换器31b中气化，但是没有被送到第一热交换器31a，而是被直接输送至与在热交换器25中气化的流混合。因此，液氧在交换器25中仅通过与循环125的氮进行热交换而被气化。
图5示出了液氧101在第二交换器31b中气化，然后在与交换器25中的氧混合之前在热交换器31a中被再次加热。
在再沸器35中液化的液氮124的一部分125c在第一热交换器31a中被再加热到其中间温度，然后被送到第二热交换器31b以气化液氧。然后，流125c被送至第一热交换器31a的中间温度，并与旨在用于再沸器35的循环氮汇合。
在本文件中，术语“冷箱”是指空气分离系统或其他系统中的隔热箱，其承载操作设备，例如蒸馏塔、热交换器、泵低温设备、膨胀阀和管道，以限制上述低温设备与环境之间的热交换。冷箱可由一个或多个绝热外壳组成，其内部可填充绝热材料以进一步减缓冷箱内部和外部之间的热交换，绝热材料通常为珍珠岩或岩棉绝热材料。
在本文件中，“蒸馏塔”是一种低温液体保持装置，是指通过气液接触分离组分的容器，即液体和气体在具有板或填料结构的柱状容器中接触，轻组分上升，重组分下降，实现轻/重组分的分离。在空气分离系统中，蒸馏塔可以是单个或多个。当有多于一个的蒸馏塔时，几个塔可以并排布置，也可以从上到下布置，上下塔由冷凝气化器形成热交换关系。液氧、液氮、液氩等可以作为空气分离产品，从蒸馏塔的适当位置排出。在本文件中，“低温”包括任何0℃以下、或甚至-40℃以下、或甚至-150℃以下、或甚至-180℃以下的温度。
实施例1
一种浓缩富含氪和氙的产品的装置，液氧101的流量为1300Nm3/h，在正常操作条件下提取率约为100％。例如，来自普通空气分离单元的38ppm Kr、31ppm Xe和88ppm CH4的液氧流可以每天2.1Nm3的流量实现富含氪氙的混合物中98％的总氪氙含量，如果液氧流来自氮发生器或能够产生更富含氪和氙的氧的空气分离单元，则可以进一步增加。
实施例2
具有1300Nm3/h的液氧进料流101的氪和氙产品浓缩单元在正常操作条件下具有大约100％的氪氙提取率。例如，来自典型空气分离单元的含390ppm Kr、31ppm Xe和391ppmCH4的液氧流可以每天2.1Nm3的速率实现富氪氙混合物中98％的总氪氙含量，如果液氧流来自氮气单元或来自更大的氪氙富集空气分离单元，则可以进一步增加。
如果液氧的流量波动150Nm3/h，则液氧101的流量可以下降到1150Nm3/h，这允许本发明的装置连续操作并且避免停止该装置，用塔32产生的液氧113a补偿流量的减少。

Claims (10)

1.一种用于生产氪氙混合物的方法，包括：
a.在至少一个第一热交换器中使包含氪和氙以及至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧流(101)气化，以获得气态氧流；
b.在热处理单元(22)中催化处理所述气态氧流，以获得纯化除去了至少一种烃和/或至少一种NOx、但含有水的气态氧流(107)，随后纯化气态氧流以除去水，从而形成分别纯化除去了水以及所述至少一种烃和/或所述至少一种NOx的气态氧流；
c.通过低温蒸馏过程处理已纯化除去了水的气态氧流(109)，以生产富含氪和氙的产品，所述低温蒸馏过程包括以下步骤：
d.在热交换器(31a，31b)中冷却所述已纯化除去了水的气态氧流，并且将已冷却的流引入蒸馏塔(32)，以便在蒸馏塔底部获得富含氪和氙的产品，这一热交换器是所述第一热交换器(31a)或者是第二热交换器(31b)，所述第二热交换器被连接成将热量从所述第二热交换器传递到所述第一热交换器以冷却纯化的气态氧进料流；和
e.在所述蒸馏塔的顶部提取贫氪和氙的液氧流(113a)，并使所述贫氪和氙的液氧流至少部分回流以与待在步骤a中气化的液氧流混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果液氧流(101)中存在的至少一种烃和/或至少一种NOx的含量超过阈值，则所述贫氪和氙的液氧流(113a)的至少一部分回流以与液氧流(101)混合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，仅当液氧流(101)中存在的至少一种烃和/或至少一种NOx的含量超过阈值时，所述贫氪和氙的液氧流(113a)的至少一部分才回流以与液氧流(101)混合。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，如果存在于液氧流(101)中的至少一种烃和/或至少一种NOx的含量超过阈值，则增加被送去与液氧流(101)混合的贫氪和氙的液氧流(113a)的至少一部分的流量。
5.一种用于生产氪/氙混合物的设备，包括：
第一热交换器，其用于气化包含氪、氙以及至少一种烃和/或至少一种NOx的液氧流，以形成待纯化的气态氧进料流，所述第一热交换器被连接成将所述待纯化的气态氧进料流送至热处理单元；
热处理单元(2)，其包括至少一个催化反应器(22)并且包括洗涤单元(23)，所述至少一个催化反应器用于从气态氧进料流中去除为烃杂质和/或NOx的至少一种杂质，以获得所述至少一种杂质已被至少部分去除的气态氧进料流，所述洗涤单元用于从气态氧进料流中去除水，从而形成纯化的气态氧进料流；
蒸馏单元(3)，该蒸馏单元包括：
·热交换器，其连接到所述热处理单元以接收来自所述纯化单元的纯化的气态氧进料流，该蒸馏单元的热交换器是所述第一热交换器或者是第二热交换器，所述第二热交换器被连接成将热量从所述第二热交换器传递到所述第一热交换器以冷却纯化的气态氧进料流；
·连接到所述第一热交换器或连接到所述第二热交换器的蒸馏塔(32，33)，所述蒸馏塔用于接收在该蒸馏单元的热交换器中冷却的气态氧流，并用于在底部生产出富含氪氙的产品流；以及
·用于将在所述蒸馏塔的顶部提取的富氧液体送向位于所述第一热交换器上游的液氧流的机构。
6.根据权利要求5所述的设备，其包括用于至少一种NOX和/或至少一种烃的含量的分析仪，以及用于根据液氧流(101)中的所述至少一种NOX和/或所述至少一种烃的含量来向液氧流(101)输送来自所述蒸馏塔的顶部的富氧液体(113，113a)的机构。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其包括用于使进入所述催化反应器(22)的气体(103)与来自所述催化反应器(22)的气体(107)之间间接交换热量的热交换器(20)。
8.根据权利要求5至8中任一项所述的设备，其包括泵(1)，用于将在所述蒸馏塔的顶部提取的富氧液体送向位于所述第一交换器上游的液氧流的机构被连接到所述泵的上游。
9.根据权利要求5至9中任一项所述的设备，其包括液氧管线、连接至所述液氧管线和所述热处理单元(22)的另一热交换器(25)，用于将在所述蒸馏塔的顶部提取的富氧液体送向位于所述第一交换器上游的液氧流的机构连接到所述另一热交换器连接到所述液氧管线的点的上游。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的设备，其包括用于从所述蒸馏塔(32)输送气态氧(111)以再生所述纯化单元(23)的机构。
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