CS145292A3 - Process for preparing extremely pure argon - Google Patents

Process for preparing extremely pure argon Download PDF

Info

Publication number
CS145292A3
CS145292A3 CS921452A CS145292A CS145292A3 CS 145292 A3 CS145292 A3 CS 145292A3 CS 921452 A CS921452 A CS 921452A CS 145292 A CS145292 A CS 145292A CS 145292 A3 CS145292 A3 CS 145292A3
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
argon
nitrogen
oxygen
stream
fraction
Prior art date
Application number
CS921452A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenneth William Ing Kovak
Janice Carol Ing Peterson
Rakesh Ing Agrawal
Original Assignee
Air Prod & Chem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Prod & Chem filed Critical Air Prod & Chem
Publication of CS145292A3 publication Critical patent/CS145292A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0036—Physical processing only
    • C01B23/0052—Physical processing only by adsorption in solids
    • C01B23/0078—Temperature swing adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04721—Producing pure argon, e.g. recovered from a crude argon column
    • F25J3/04733—Producing pure argon, e.g. recovered from a crude argon column using a hybrid system, e.g. using adsorption, permeation or catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04896—Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
    • F25J3/04915—Combinations of different material exchange elements, e.g. within different columns
    • F25J3/04921—Combinations of different material exchange elements, e.g. within different columns within the same column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/58—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being argon or crude argon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/40—One fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/42—One fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/52—One fluid being oxygen enriched compared to air, e.g. "crude oxygen"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/58—One fluid being argon or crude argon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/908—Filter or absorber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/923—Inert gas
    • Y10S62/924—Argon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

O c j
cj < J M5Q4 PRAHA 1, ŽAni 2S -1-
ZpfísOB VÝROBY VYSOCE ČISTÉHO ARGQffl
Oblast techniky m x» < r~ '-< m
N υπ-
LC
!V
Vynález se týká způsobu výroby vysoce čistého argonu.Zejména se vynález týká zlepšení způsobu kryogenní adsorpce pro vyčistění proudu surového argonu obsahujícího dusík a kyslík jakonečistoty.
Dosavadní stav techniky
Rozdělení vzduchu na jeho složky se používá v široké míře-a jeden dobře známý způsob spočívá ve kryogenní destilaci vzdu-chu v destilačním systému obsahujícím hlavní destilační pásmopro rozdělení dusíku a kyslíku a argonovou boční kolonu, kde sez kryogenního destilačního procesu rekuperuje surový argon.Destilační systém typicky obsahuje dvojitou destilační koliohu,kde se vzduch přivádí do vysokotlaké kolony a nízkotlakou desti-lační kolonu. V nízkotlaké destilační koloněi se vyvíjí bočníproud argonu a odvádí se z ní pro další vyčistění. Dusík z prouduargonu se rekuperuje jako horní frakce z argonové boční kolonyzároveň s argonem. Proud horní frakce typicky obsahuje od 2 do 5mol% kyslíku a 1 mol$ dusíku. Zbytek proudu obsahuje argon. Kys-lík se odvádí ze spodního konce kolony.
Rekuperace a čistění argonu pro použití v metalurgickýcha elektronických aplikacích je významné pro průmysl rozdělenívzduchu. Obecně byly používány dva způsoby pro další čistěníproudu surového argonu k vyrobení vysoce čistého argonu. Jednatechnika byla označena jako katalytická hydrogenace a provádíse stykem proudu surového argonu s ovzduším obsahujícím vodíkv přítomnosti kovu jako je nikl, palladium, nebo některý kovo-vý getr, přičemž zbytkový kyslík reaguje s vodíkem na vodní páru.Tento proud se potom ochladí a kryogenně destiluje pro odloučenídusíku. Alternativně může být proud surového argonu vyčištěnzpůsobem zpracování nazvaným kryogenní adsorpce. Při této tech-nice se dusík napřed odloučí stykem s nějakým adsorbentem vhod-ným pro přednostní adsorpci dusíku a potom se proud argonu v pod-statě prostý dusíku uvede do styku s adsorbentem vhodným pro před-nostní adsorpci zbývajícího kyslíku v proudu. Vzorové patentovéspisy, které popisují rozličné způsoby katalytického hydrogeňačníhozpůsobu jsou tyto:
Patentový spis Spojených států amerických číslo -—— i -2- popisuje dvoukolonový destilační systém pro rozdělení vzduchuobsahující argonovou boční kolonu. Proud surového argonu obsa-hující méně než 0,8 mol% kyslíku se odvádí z kolony, kondenzujea potom odpaří před vedením proudu přes lože jednoho nebo několi-ka redukčních kovových getrů na vhodném katalytickém podkladu.Vzorové kovové getry obsahují měd, nikl nebo jejich kombinace,které je možno regenerovat redukcí vodíkem.
Patentový spis Spojených států amerických číslo 4,994,098popisuje kryogenní způsob přípravy surového argonu. Kryogennízpůsob typicky používá tříkolonový systém obsahující vysokotla-kou, nízkotlakou a argonovou kolonu, které jsou navzájem propo-jeny. Alespoň v části argonové kolony je použito strukturovanénebo uspořádané vyložení pro podporu smíchávání kapaliny a páry s minimálním poklesem tlaku v argonové koloně. Jako výsledek se"dosahuje'vyáSíhO _oddělení_ argonu- od-k5Ts-l-í-ka--a-vyv-í-j-í se -proud- ,surového argonu mající omezeny obsah kyslíku. Koncentrace kyslí-ku j® typicky nižší než 0:,5mol%.
Vzorové patentové spisy popisující odlučování kyslíku nebodusíku nebo obou z proudu surového argonu použitím technik kryo-genní adsorpce jsou tyto:
Patentový spis Spojených států amerických číslo 2,928,004popisuje průchod proudu surového argonu mající méně než 2,5%dusíku a více než 1% kyslíku ložem molekulárního síta, kterépřednostně adsorbuje kyslík. Toto molekulární síto je typicky4A nebo sodíkové výměnné molekulární síto a kryogenní adsorpcese odehrává při teplotách asi -170 °C pro uskutečnění odloučeníkyslíku. Kyslík se desorbuje ze síta evakuací lože a promytímněkterým inertním plynem.
Patentový spis Spojených států amerických popisuje způsobčistění surového argonu obsahujícího kyslík vedením proudu ar-gonu umělými zeolity typu A majícími vstupní dutiny o velikostiod 2,8 do 4,2 A. Kyslík je adsorbován při tlaku od 21ř28 do427 psia a desorbován snížením tlaku na tlak ovzduší s následu-jícím zpracováním zeolitů vakuem typicky 1-10”2 mm Hg. Použitímkryogenní adsorpce bylo možno vyloučit nevýhody spojené s kata-lytickou hydrogenací používající vodík, jak byl použit v dosa-vadním stavu techniky. Byly vyloučeny problémy spojené s kryo-genní adsorpcí kyslíku z argonu použitím chladivá obsahujícíhozkapalněný dusík, zkapalněný kyslík a jejich směsi nebo zkapal-něný argon vroucí pod přetlakem. Použití těchto chladiv vyloučilo -3- tvorbu dimerů argonu a kyslíku a odstranilo řadu nevýhod sdru-žených s použitím kapalného kyslíku jako chladivá. Kromě tohopoužití směsi plynů umožnilo snadnou změnu adsorpční teploty na-stavením tlaku chladivá.
Patentový spis Spojených států amerických číslo 4,239»509popisuje způsob kryogenní adsorpce kyslíku a dusíku z proudu su- ί rového argonu, který má výhody oproti způsobům popsaným v paten- tových spisech *004 a *028 již citovaných. Způsob uvádí Čistěníproudu surového argonu obsahujícího asi 2% kyslíku a 0,5% dusíkuprůtokem proudu surového argonu molekulárním sítem vhodným propřednostní adsorpci dusíku, například 5A molekulárním sítem přiteplotě asi -173 °C, takže proud vystupující z 5A molekulárníhosíta nemá teplotu vyšší než asi -156 °C. Tento proud se potomvede přes lože obsahující molekulární síto vhodné přednostně proadsorpci kyslíku, například 4A molekulární síto. Zbytkový kyslíkse odloučí z proudu. Pro udržení lože na teplotě -156 °C nebonižší během odlučování kyslíku byl systém molekulárního síta na-vržen tak, že 5A molekulární síto adsorpčního systému obklopova-lo molekulární síto 4A adsorpčního systému. Prováděním adsorpcedusíku z argonu při teplotě značně pod -156 °C bylo možné udr-žet pásmo 4A na teplotě -156 °C nebo niŽSí. Zapouzdření adsorpční-ho pásma obsahujícího 4A molekulární síto adsorpčním pásmem ob- j sáhujícím 5A molekulární síto odstranilo mnohé problémy spojené t s použitím kapalného kyslíku a jiných chladiv pro udržováníteploty lože používaných v dosavadním stavu techniky.
Podstata vynálezu
Vynález vytváří způsob výroby vysoce čistého argonu, jehožpodstata spočívá v tom, že Ca) rekuperuje se argonem obohacenýboční proud z kryogenního systému pro rozdělení vzduchu,, (b) argonem obohacený boční proud se zavede do konečného čisticího sa i . systému obsahujícího kryogenní adsorpční systém pro odloučení fy dusíku a odloučení kyslíku fyzickou adsorpci nejdříve stykem proudu surového argonu s molekulárním sítem vhodným pro přednostníadsorpci dusíku a potom s jiným molekulárním sítem vhodným propřednostní adsorpci kyslíku, kterážto fyzikální adsorpce se pro-vede v podstatě bez Ochlazování, a (d) z konečného čisticího sys-tému se odvede proud vysoce čistého argonu.
Podle výhodného provedení předloženého vynálezu se kryogeh-ní adsorpce dusíku a kyslíku provede při teplotě od -156,6 do-178,6 °C. -4-
Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu se < složky dusíkových a kyslíkových nečistot odloučí ze surového ar- gonového produktu postupně (a) vedením surového argonového pro-duktu ložem 5A molekulárního síta, čímž se fyzicky adsorbuje du-sík tímto molekulárním sítem a odvedením z něho argonového pro-duktu v podstatě prostého dusíku, (b) vedením argonového produk- ftu prostého dusíku 4A molekulárním sítem, Čímž se fyzicky adsor- | buje kyslík a odvedením z něho vysoce čistého argonového produk- * tu, a (c) udržováním ví podstatě chlazení prostého procesu běhemzmíněných kroků fyzikální adsorpce.
Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu sev—.........molekulární, sít^a pro odloučení, dusíku a kyslíku regenerují tím» _ že (a) síty se prožene dusík pro odstranění argonu, (b) provedese desorpce molekulárních sít použitých pro adsorpci dusíku a kys-líku uvedením sít do styku s plynem zvoleným že skupiny "zahrnují‘cí~dusík, helium, xenon a krypton při teplotě od -48,5 do -100 °C, (c) lože se evakuuje odvedením plynu z něho, (d) lože se ochladínepřímou výměnou tepla na teploty adsorpce.
Vynález déle vytváří způsob rozdělení vzduchu a vyloučeníargonu vysoké čistoty z něho, jehož podstata spočívá v tom, žea) zavede se proud stlačeného a ochlazeného vzduchu do vysokotla-ké kolony vícekolonového destilačního systému obsahujícího vyso-kotlakou kolonu^ nízkotlakou kolonu a argonovou boční kolonu prorozdělení vzduchu, (b) rektifikuje se vzduch na surovou spodnífrakci kapalného kyslíku a vysokotlakou dusíkovou horní frakcive vysokotlaké koloně, (c) destiluje se spodní frakce surovéhokapalného kyslíku z vysokotlaké kolony v nízkotlaké koloně k vy-tvoření spodní frakce kapalného kyslíkového produktu, přičemžvysokotlaká kolona a nízkotlaká kolona jsou navzájem tepelně svá-zány, (d) v nízkotlaké koloně se kondenzuje horní frakce vysoko-tlakého dusíku proti spodní frakci kapalného kyslíkového produk- jtu, (e) odvede se spodní frakce kapalného kyslíkového produktu, |boční proud argonu a dusíkový produkt z nízkotlaké kolony, Cf)destiluje se boční proud argonu v boční argonové koloně k vytvo-řeni horní frakce surového argonu obsahující méně než 0,5 mol%dusíku, Cg) kyslíková frakce se vrátí do nízkotlaké kolony, (h)horní frakce surového argonu se vede jako plyn ložem 5A moleku- ( lárního eíta, čímž se fyzicky adsorbuje dusík molekulárním sítem a odvede se z něho argonový produkt v podstatě prostý dusíku, (i) -5- tento argonový produkt v podstatě prostý dusíku se jako plynvede 4A molekulárním sítem, čímž se fyzicky adsorbuje kyslík mo-lekulárním sítem a odvede se z něho argon vysoké čistoty a (j)během kroku adsorpce se udržuje proces v podstatě prostý chlazení. Přehled obrázků na výkresech
Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l je schematickýt diagram typického tříkolonového způsobu rozdělení vzduchu pro vy- víjení proudu surového argonu a kyslíkového produktu a dusíkovéhoproduktu, a obr.2 je schematický diagram kryogenního adsorpčníhozpůsobu pro nečistoty ze surového argonu pro výrobu vysoce čisté-ho argonu. Příklad provedení vynálezu Předložený vynález se týká zlepšeného způsobu pro rekupe-raci vysoce čistého argonu ze vzduchu při vysoké rekuperaci. V prvním kroku se vzduch rozdělí v kryogenním destilačním sys-tému. Typicky se vzduch rozdělí v destilačním systému obsahu^jícím vysokotlakou kolonu, nízkotlakou kolonu a argonovou bočníkolonu. Kyslík a dusík mohou být rekuperovány v rozličných kom-binacích a čistotách v závislosti na zvolených podmínkách způ-sobu a na uspořádání zařízení. Boční proud sestávající v podsta-tě z argonu a ze zbytkových podílů dusíku a kyslíku se odvádíz nízkotlaké kolony a dále se rektifikuje v argonové boční kolo-ně k vyvíjení proudu surového argonu, který se dále Čistí k od-loučení kyslíku a jiných nečistot k získání vysoce čistého argo-nového produktu. Ve předloženém vynálezu je argonová boční ko-lona navržena a provozována tak, že se vyrábí produkt surovéhoargonu obsahující méně než O,8mol%, přednostně méně než 0,5 mol%,s výhodou méně než 0,2 mol% kyslíku. Rekuperace více než 90%může být dosažena při této čistotě surového argonu použitím . strukturovaného vyložení nebo kombinace strukturovaného vyložení | a obvyklých sítových talířů. Strukturované vyložení je vymezeno í jako geometricky umístěné vyložení, které podporuje smíchávání páry a kapaliny a promíchávání ve směru kolmím na směr primárníhoproudu a umožňuje podles tlaku na jednotku délky, který je vý-znamně nižší než u obvyklých ústrojí pro styk kapaliny s paroujako jsou sítové talíře nebo talíře s bublinovými klobouky.
Takové strukturované vyložení je v oboru dobře známé a je komerč-ně dostupné v rozličných nepořádáníchT -6-
Surový argon 2 argonové boční kolony podle předloženého vy-nálezu typicky obsahuje až do 0,5 mol# dusíku jakož i kyslíkovounečistotu popsanou výše. Tyto nečistoty se v předloženém vynále-zu odlučuji kryogennl adsorpci, kteréžto kroky odloučí dusík po-případě kyslík. Odloučení dusíku a kyslíku kryogenní adsorpci jeekonomicky proveditelné podle předloženého vynálezu protože vý-kon chlazení pro rafinaci a Čistění surového argonu je mnohem ' ' |nižší než při rekuperačních způsobech s argonem podle dosavadní- ~ho stavu techniky.
Podle obr.l proud stlačeného vzduchu, který je v podstatěprostý vody a oxidu uhličitého se přivádí potrubím 101 a štěpíse ve dva_ proudy 102 a 171. Proud 102 se chladí v tepelném vý-měníku 103 a ochlazený proud 1Ó4 proudí do vysokotlaké destilač----------- ní kolony 107. Volitelně může být proud 104 rozštěpen na boční "proud ~r05~óďv'áďěný''pro'další~zpracování—a--na-proud-106-vedený_____________ .
do vysokotlaké kolony 107. Proud 106 se rozdělí na proud 109horní frakce vysokotlaký a bohatý dusíkem, á na proud 129 spod-ní frakce bohatý kyslíkem. Proud 109 se rozštěpí na proudy 111a 112., Proud 112 může být volitelně rozštěpen na proud 113. kte-rý může být použit pro další zpracování, a na proud 114« Proud114 se ohřeje v tepelném výměníku 103 a odvede se jako vysokotla-ký dusíkový produkt 115 (HP GáJF). Druhá dávka vysokotlakého dusí-ku, proud 111, se kondenzuje proti vroucímu kapalnému kyslíkuve vařáku 116 umístěném ve spodní zásobě kapaliny nízkotlakédestilační kolony 119« Kondenzovaný proud 121 dusíku se rozštěpína proud 123. který tvoří reflux do kolony 107. a proud 124, J který se podchladí v tepelném výměníku 125. Výsledný podchlazenýproud 126 může být volitelně rozštěpěn na proud 127 pro dalšízpracování a na proud 128. Po snížení tlaku se proud 128 jakoreflux vede do horního konce nízkotlaké kolony 119. Kapalný du-sík se odvádí z vysokotlaké kolony 107 potrubím 151. ochladí sev tepelném výměníku 125. jeho tlak se sníží a potom se vede do £nízkotlaké kolony 119. p
Proud 129 surového kapalného kyslíku se podchladí v tepel-ném výměníku 125 a ochlazený proud 130 se volitelně rozštěpí naproudy 131 a 132» Volitelně se sníží tlak proudu 131 a tento se .zavede ve středním bodě do nízkotlaké kolony 119. Tlak proudu132 se sníží ventilem 133 a proud 134 o sníženém tlaku se ohřejena varné straně vařáku-chladiče 138 argonové boční kolony 137.
Kapalný proud 140 se vede do středního bodu nízkotlaké destilační -Ί- kolony 119 a proud 139 póry vyvíjený vypařováním proudu 134se vede do nízkotlaké kolony 119 v blízkosti přivóděcího bodu ;proudu 140.
Boční proud 141 obsahující kyslík a argon s nepatrným po-dílem dusíku se vede do spodního konce argonové boční destilační 4 kolony 13? a rozděluje se na parní proud 145 horní frakce.suro- | vého argonu a proud 143 spodní frakce, který se vrací do nízko- ·* tlaké kolony 119 v blízkosti bodu odvádění proudu 141. Část proudu 145 horní frakce surového argonu se odvádí jako proud 14? a zbytek se kondenzuje ve vařáku-chladiči 138. což dává kapalný proud 144. který se vede jako reflux do argonové kolony 137.
Boční destilační kolona 137 může obsahovat talíře, strukturované vyložení nebo jejich kombinaci pro podporu styku póry a kapaliny a dostatečný přenos hmoty pro vyvíjení proudu póry horní frakce surového argonu obsahující méně než 0,8 mol%, přednostně méně než 0,5 mol%, s výhodou méně než 0,2 mol% kyslíku. Tento proud» bude také obsahovat méně než 0,5 mol%, přednostně méně než 0;Ď5mol$ dusíku.
Druhá část přiváděného vzduchu, proud 171. se stlačujev kompresoru 173. ochlazuje proti vnějšímu chlazení, dále seochlazuje v tepelném výměníku 103. rozpíná v expandéru 175 avede se jako proud 177 ve středním bodě do nízkotlaké kolony 119.V některých případech je žádoucí odvést proud 176 kapalnéhovzduchu z tepelného výměníku 103. rozepnout ve ventilu 178 avést do vysokotlaké kolony 107. takže ze systému rozdělení vzdu-chu může být odváděn kapalný produkt. Boční proud 168 se odvá-dí z nízkotlaké kolony 119 ve spodním středním bodě, ohřívá sev tepelných výměnících 125 a 103 pro rekuperaci chlazení a vy-pouští se jako odpadový proud 169. Proud 161 horní frakce dusí-ku se ohřeje ve stejných tepelných výměnících a vypouští se jako ř - proud 163 nízkotlakého dusíkového produktu (LP QAH). Proud 165| kyslíkové páry se odvádí z horního konce spodní zásoby kapaliny kolony 119 a ohřívá se v tepelném výměníku 103 v tepelném výmě-níku 103. čímž vzniká proud 167 plynného kyslíkového produktu(GOX). Konečně, proud 114 vysokotlakého dusíku se ohřívá v tepel-ném výměníku 103 a vypouští se jako proud 115 vysokotlakého dusí-kového produktu. Pára surového argonu v proudu 147. která má obecně teplotuod -156,6 do -178,6 °C a obsahuje méně než 0,8 mol%, přednostněméně než 0,5 mol% kyslíku a méně než 0,5 mol% dusíku. .se vede do -8- dvou adsorpčních nádob 201 a 202. Proud 147 horní fáze surovéhoargonu může být kondenzován proti proudu 134 v ne znázorněném te®pelném výměníku, čímž se získá proud surového kapalného argonu·Tlak tohoto proudu surového kapalného argonu se potom zvyšuje pod statickou hlavou nebo se přečerpává na vysoký tlak. Je-litlak v nízkotlaké koloně 119 blízký tlaku ovzduší, tlak stlače- ...ného proudu surového kapalného argonu může být 30-50 psia. Tentoproud stlačeného surového kapalného argonu se potom odpaří protivhodnému proudu pro vyvinutí proudu stlačené páry přiváděné dokryogenního adsorpčního systému. Vhodné proudy, které mají býtkondenzovány proti odpařovanému proudu surového kapalného argonumohou být některé- z-proudů 105.113 nebo..179.. Tepelné výměníky, vekterých toto odpařování probíhá, nejsou znázorněny. _______ Pro usnadnění pochopení způsobu kryogenní adsorpce přihléd-neme k obr.2. Adsórpční nádoby 201 a 202 obsahují molekulárnísíto, které je vhodné pro přednostní adsorpci dusíku z proudusurového argonu. Typicky je toto molekulární síto 5A molekulár-ní síto ačkoliv mohou být použita i jiná molekulární síta, kterájsou navržena pro přednostní adsorpci dusíku.
Proud argonu obsahující kyslík, avšak v podstatě prostý du-síku, například obsahující méně než 5 ppmv dusíku, je vyvíjenv počátečním loži molekulárního síta v adsórpční nádobě 201 apo odloučení dusíku z proudu je tento způsobilý k fyzickému odlou-čení kyslíku adsorpci. Adsórpční nádoby 201 a 202 jsou také opat-řeny molekulárním sítem vhodným pro přednostní adsorpci kyslíkuz proudu argonu, typicky se pro tuto adsorpci používá 4A moleku-lární síto, ačkoliv mohou být použita i jiné molekulární síta,která jsou vhodná pro přednostní adsorpci kyslíku. Čistý proudargonu qbsahující méně než 5>.ppmv kyslíku, a méně neži 5 ppmv du-síku se rekuperuje potrubím 203.
Vzorová síta pro adsorpci dusíku a kyslíku obsahují 5A, 4A,mordenit, 13X chabazit, erionit a pod. a representativní kationty,které mohou být zaměněny s ionty sodíku v molekulárních sítech,jako draslík, lithium, vápník a pod.-
Adsorpční nádoby 201 a 202 jsjou provozovány tak, že běhemkroku adsorpce není třeba žádného ochlazování, takže tento způ- v sob zajištujé významnou úsporu energie ve srovnání se způsobypodle dosavadního stavu techniky. Velikost proudu v adsorpčníchnádobách se udržuje taková, žé v ložích molekulárních sít je -9- pozorovateiné pouze velmi malé zvýšení teploty. Snížený obsahnečistot v přiváděném proudu se jeví jako významný jev, kterýumožňuje ovládat místní odchylky teploty v ložích. K zajištěnívysoké selektivity a vysoké rekuperace argonu se používá prosto-rová rychlost založená na celkovém plošném průřezu lože v rozmezí -1 ϊ od 7,62 do 76,2 mm.s .
Pro usnadnění fyzické adsorpce nečistot molekulárními síty * a pro jejich regeneraci jsou adsorpční nádoby 201 a 202 vytvo-řeny jako "svazková výměníky tepla s molekulárním sítem uloženýmv trubce adsorpční nádoby. 4A molekulární síto je uloženo nahorní straně 5A molekulárního síta. Volitelně mohou být dvě sítauspořádána v pořadí s jednou nádobou obsahující 5A molekulárnísíto a druhou nádobou obsahující 4A molekulární síto. Postupné i odlučování dusíku a kyslíku z proudu surového argonu se provádípodobným způsobem jako když jedno lože je na vrcholu druhého.
Argon se z adsorpčních nádob 201 a 202 rekuperuje potrubím 203.
Když nastane protržení, to je když adsorpční kapacita ložíje snížena, což je oznámeno zvýšením obsahu nečistot v prouduproduktu vystupujícího potrubím 203 z adsorpční nádoby, provedesé regenerace adsorbentu jednoduchými technikami. K uskutečněníregenerace se zavede plynný dusík potrubím 204 k vyplavení ar-gonu zbývajícího v dutinách trubek obsahujících 5A a 4A moleku-lární síta a odvede se potrubím 203.
Desorpce se provede stykem molekulárních sít s teplým plynem,například vzduchem, argonem nebo Čistým dusíkem majícím teplotuod -45,5 do -100 °C a přivedeným potrubím 204. Mohou být použityi jiné plyny jako helium, krypton a xenon, výhodný plyn je dusík.Ačkoliv tato teplota je nízká, je,možno při ní vypudit nečistotykyslíku a dusíku z molekulárního síta. Na rozdíl od způsobu podledosavadního stavu techniky nemusí být adsorbent zahříván na vyso- 9 ké teploty, to je vyšší než -73 °C pro odstranění nečistot kyslí- J ku a dusíku z lože. Výsledkem je nižší potřeba chlazení pro ochla- * zení molekulárního síta před zavedením proudu do adsorpční nádobypro odlučování nečistot. To má za následek značné úspory energie.
Po dokončení desorpce přímým stykem s plynem o teplotě od-45,5 do -100 °C je proud, teplého plynu zaveden do potrubí 204a trubky jsou evakuovány na tlak asi 1 až 100 torr vývěvou 205.Evakuace vývěvou 205 způsobí odvedení jakéhokoli zbytku teplého -10- plynu z pórů adsorbentu před ochlazením adsorbentu pro dalšípoužití. Po evakuaci se trubky adaorpčních nádob 201 a 202 pro-myjí argonem. To je nutné jestliže ohřívací plyn obsahoval du-sík nebo argon. Použije-li se plyn jako helium pro ohřev mole-kulárních sít, který není adsorbován, není tento krok nutný..
Je-li třeba, proud .argonu použitý k zaplavení sít může být za- í hřát nad regenerační teploty. | Při odstranění ohřívacího plynu z pórů molekulárního síta $' mohou být molekulární síta nepřímo chlazena výměnou tepla s ka-palným dusíkem, který se přivede potrubím 207« Tato kapalinamůže být získána na vhodném místě, například z proudu 127 jed-.no.tky„rozdělení vzduchu z obr.l. Během ochlazování se ukončí za-plavení molekulárního síta argonem po evakuaci k zamezení před-běžného zaplnění molekulárního síta chladicím plynem nebo jakoukolikapalinou během snížení té^píuťý-mórěj^árního' s'íta;'"Typi"cky:seochlazení molekulárního síta provádí vedením chladivá stranoupláště adsorpčních nádob 201 a 202. Když byla dosažena provozníteplota adsorpčních nádob 201 a 202. mohou tyto být opět použitypro adsorpci. Jakákoli kapalina zbývající v pláštové straně adsorp-čních nádob 201 a 202 může být odvedena potrubím 207 a adsorpcemůže být započata.
Použitím zlepšeného kryogenního adsorpčního způsobu podlevynálezu, který byl popsán, mohou být získány čistoty argonuaž 99,9998 mol% s obsahem méně než § ppmv dusíku a méně než 5 ppmvkyslíku·
I

Claims (5)

1 *cí~Se tím, -Že—'
Cá) rekuperuje se argonem obohacený boční proud z kryogenníhosystému pro rozdělení vzduchu, (b) argonem obohacený boční proudse zavede do argonové boční kolony a z ní se odvede proud surovéhoargonu obsahující méně než 0,8 mol% kyslíku, (c) proud surovéhoargonu se zavede do konečného čisticího systému obsahujícího kry-ogenni adsorpční systém pro odloučení dusíku a odloučení kyslíkufyzickou adsorpcí nejdříve stykem proudu surového argonu s mole-kulárním sítem vhodným pro přednostní adsorpci dusíku a potoms jiným molekulárním sítem vhodným pro přednostní adsorpci kyslí-ku, kterážto fyzická adsorpce se provede v podstatě bez ochlazo-vání, a (d) z konečného čisticího systému se odvede proud vysocečistého argonu.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Že kryogenní adsorpcedusíku a kyslíku se provede při teplotě od -156,6 do -178,6 °C.
3» Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím; Že složky dusíkovýcha kyslíkových nečistot se odloučí ze surového argonového produktupostupně (a) vedením surového argonového produktu ložem 5A mole-kulárního síta, čímž se fyzicky adsorbuje dusík tímto molekulár-ním sítem a odvedením z něho argonového produktu v podstatě pros-tého dusíku, (b) vedením argonového produktu prostého dusíku 4Amolekulárním sítem, čímž se fyzicky adsorbuje kyslík, a odvede-ním z něho vysoce čistého argonového produktu, a (c)'udržovánímv podstatě chlazení prostého procesu během zmíněných kroků fy-zické adsorpce.
4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se molekulárnísíta pro odloučení, dusíku a kyslíku regenerují tím, že (a) sítyse prožene dusík pro odstranění argonu, Cb) provede se ďesorpcemolekulárních sít použitých pro adsorpci dusíku a kyslíku uvede-ním sít do styku s plynem zvoleným ze skupiny zahrnující dusík,helium, xenon a krypton při teplotě od -45,5 do -100 °C, Cc) ložese evakuuje odvedením plynu z něho, (d) lože se ochladí nepřímouvýměnou tepla na teploty adsorpce.
5* Způsob rozdělení vzduchu a vyloučení argonu vysoké čistoty zněho, vyznačující se tím, že (a) zavede se proud stlačeného aochlazeného vzduchu do vysokotlaké kolony vícekolonového destilač-ního systému obsahujícího vysokotlakou kolonu, nízkotlakou kolonu -12- a argonovou boční kolonu pro rozdělení vzduchu, (b) rektifikuje sevzduch na surovou spodní frakci kapalného kyslíku a vysokotlakoudusíkovou horní frakci ve vysokotlaké koloně, Cc) destiluje sespodní frakce surového kapalného kyslíku z vysokotlaké kolonyv nízkotlaké koloně k vytvoření spodní frakce kapalného kyslíko-vého produktu, a boční proud bohatý argonem a horní frakce dusí-. Zkového produktu, přičemž vysokotlaká kolona a nízkotlaké kolonajsou navzájem tepelně svázány,· (d) v nízkotlaké koloně se konden-zuje horní frakce vysokotlakého dusíku proti spodní frakci kapal-ného kyslíkového produktu, (e) odvede se spodní frakce kapalnéhokyslíkového produktu, boční proud argonu a dusíkový produkt z níz- ' ’ "kotlaké -kolony·,*-íf)-destiluje se boční- -proud-argonu v boční argo-..:....... nové koloně k vytvoření horní frakce surového argonu obsahující _méně. než_0_,5_ moldusíku_a _méně_. než. 0<5 mol% kyslíku a spodní^frakce sestávající z kyslíku, (g) kyslíková frakce se vrátí donízkotlaké kolony, (h) horní frakce surového argonu se vede jakoplyn ložem. 5A molekulárního síta, čímž se fyzicky adsorbuje dusíkmolekulárním sítem a odvede se z něho argonový produkt v podstatěprostý dusíku, Ci) tento argonový produkt v podstatě prostý dusíkuse jako plyn vede 4A molekulárním sítem, čímž se fyzicky adsorbujekyslík molekulárním sítem a odvede se z něho argon vysoké čistotya Cj) během kroku zmíněné adsorpce se udržuje proces v podstatěprostý chlazení. Zastupuje:
CS921452A 1991-05-14 1992-05-14 Process for preparing extremely pure argon CS145292A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/700,022 US5159816A (en) 1991-05-14 1991-05-14 Method of purifying argon through cryogenic adsorption

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS145292A3 true CS145292A3 (en) 1992-11-18

Family

ID=24811889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS921452A CS145292A3 (en) 1991-05-14 1992-05-14 Process for preparing extremely pure argon

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5159816A (cs)
EP (1) EP0514163A3 (cs)
JP (1) JPH05132305A (cs)
KR (1) KR920021441A (cs)
CA (1) CA2068157A1 (cs)
CS (1) CS145292A3 (cs)
PL (1) PL294547A1 (cs)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4317916A1 (de) * 1993-05-28 1994-12-01 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon
US5601634A (en) * 1993-09-30 1997-02-11 The Boc Group, Inc. Purification of fluids by adsorption
CA2132384A1 (en) * 1993-09-30 1995-03-31 Ravi Jain Purification of fluids by adsorption
AU681481B2 (en) * 1994-03-10 1997-08-28 Boc Group, Inc., The Cryogenic refrigeration method for use in connection with a cryogenic temperature swing adsorption process
US5570582A (en) * 1994-03-10 1996-11-05 The Boc Group, Inc. Cryogenic refrigeration method for use in connection with a cryogenic temperature swing adsorption process
GB9405161D0 (en) * 1994-03-16 1994-04-27 Boc Group Plc Method and apparatus for reboiling a liquified gas mixture
DE4443190A1 (de) * 1994-12-05 1996-06-13 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US5557951A (en) * 1995-03-24 1996-09-24 Praxair Technology, Inc. Process and apparatus for recovery and purification of argon from a cryogenic air separation unit
US5784899A (en) * 1995-06-20 1998-07-28 Nippon Sanso Corporation Argon separation method and apparatus therefor
US5799508A (en) * 1996-03-21 1998-09-01 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation system with split kettle liquid
US5787730A (en) * 1996-08-23 1998-08-04 Praxair Technology, Inc. Thermal swing helium purifier and process
US5730003A (en) * 1997-03-26 1998-03-24 Praxair Technology, Inc. Cryogenic hybrid system for producing high purity argon
FR2807150B1 (fr) 2000-04-04 2002-10-18 Air Liquide Procede et appareil de production d'un fluide enrichi en oxygene par distillation cryogenique
US6527831B2 (en) 2000-12-29 2003-03-04 Praxair Technology, Inc. Argon purification process
US7501009B2 (en) * 2006-03-10 2009-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Combined cryogenic distillation and PSA for argon production
JP4891969B2 (ja) * 2008-10-03 2012-03-07 株式会社荏原製作所 不純物を除去する不純物除去装置およびその運転方法
US9222727B2 (en) * 2013-03-01 2015-12-29 Praxair Technology, Inc. Purification of argon through liquid phase cryogenic adsorption
US9457337B2 (en) 2013-03-01 2016-10-04 Praxair Technology, Inc. Adsorbent composition for argon purification
US9644890B2 (en) * 2013-03-01 2017-05-09 Praxair Technology, Inc. Argon production method and apparatus
US9676629B2 (en) 2015-06-09 2017-06-13 Praxair Technology, Inc. Helium enhanced heat transfer in adsorptive liquid or gas phase argon purification processes
US10012438B2 (en) 2015-07-31 2018-07-03 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for argon recovery in a cryogenic air separation unit integrated with a pressure swing adsorption system
US10066871B2 (en) 2015-07-31 2018-09-04 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for argon rejection and recovery
US10012437B2 (en) 2015-07-31 2018-07-03 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for argon recovery in a cryogenic air separation unit integrated with a pressure swing adsorption system
US10024596B2 (en) 2015-07-31 2018-07-17 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for argon recovery in a cryogenic air separation unit integrated with a pressure swing adsorption system
CN105423703B (zh) * 2015-12-16 2017-08-25 新疆天辰气体有限公司 外冷式单级精馏空分系统
US9925514B2 (en) 2016-02-22 2018-03-27 Air Products And Chemicals, Inc. Modified chabazite adsorbent compositions, methods of making and using them
US20170239641A1 (en) 2016-02-22 2017-08-24 Air Products And Chemicals, Inc. Modified Chabazite Adsorbent Compositions, Methods of Making and Using Them
US9669349B1 (en) 2016-02-22 2017-06-06 Air Products And Chemicals, Inc. Modified chabazite adsorbent compositions, methods of making and using them
US9708188B1 (en) 2016-02-22 2017-07-18 Air Products And Chemicals, Inc. Method for argon production via cold pressure swing adsorption
US10646848B2 (en) 2017-09-28 2020-05-12 Air Products And Chemicals, Inc. RHO adsorbent compositions, methods of making and using them
US10343139B2 (en) 2017-09-28 2019-07-09 Air Products And Chemicals, Inc. Processes using improved RHO adsorbent compositions
US11262125B2 (en) 2018-01-02 2022-03-01 Praxair Technology, Inc. System and method for flexible recovery of argon from a cryogenic air separation unit
CN109279587A (zh) * 2018-11-09 2019-01-29 瀚沫能源科技（上海）有限公司 一种液氧中浓缩氪氙浓缩物的设备及其方法
FR3107842B1 (fr) 2020-03-03 2022-01-28 Air Liquide Procédé et appareil de distillation adsorptive pour la séparation cryogénique Argon-Oxygène
CN116920565B (zh) * 2023-09-18 2023-12-22 上海联风气体有限公司 可减少深冷污氩排放量的污氩分离系统和方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1446201A (en) * 1973-01-08 1976-08-18 Air Prod & Chem Purification of inert gases
SU516410A1 (ru) * 1973-12-06 1976-06-05 Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Способ очистки аргона
US4144038A (en) * 1976-12-20 1979-03-13 Boc Limited Gas separation
GB1572968A (en) * 1978-05-31 1980-08-06 Air Prod & Chem Method of purifying crude argon
JPS58167411A (ja) * 1982-03-25 1983-10-03 Nippon Sanso Kk アルゴンの製造方法
US4477265A (en) * 1982-08-05 1984-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Argon purification
US4421531A (en) * 1982-09-13 1983-12-20 Air Products And Chemicals, Inc. Adiabatic pressure swing absorption process for removing low concentrations of oxygen from mixed gas streams
US4421530A (en) * 1982-09-13 1983-12-20 Air Products And Chemicals, Inc. Process for removing oxygen from mixed gas streams using a swing adiabatic absorption-isothermal desorption cycle
JPS61163107A (ja) * 1985-01-11 1986-07-23 Hitachi Ltd アルゴンの製造装置
US4715873A (en) * 1986-04-24 1987-12-29 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefied gases using an air recycle liquefier
US4737177A (en) * 1986-08-01 1988-04-12 Erickson Donald C Air distillation improvements for high purity oxygen
US4715874A (en) * 1986-09-08 1987-12-29 Erickson Donald C Retrofittable argon recovery improvement to air separation
US4834956A (en) * 1987-03-30 1989-05-30 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the production of high purity argon
US4836836A (en) * 1987-12-14 1989-06-06 Air Products And Chemicals, Inc. Separating argon/oxygen mixtures using a structured packing
US4994098A (en) * 1990-02-02 1991-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen-lean argon from air
US4983194A (en) * 1990-02-02 1991-01-08 Air Products And Chemicals, Inc. Production of high purity argon
US5035726A (en) * 1990-05-24 1991-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Process for removing oxygen from crude argon

Also Published As

Publication number Publication date
US5159816A (en) 1992-11-03
EP0514163A3 (en) 1992-12-02
CA2068157A1 (en) 1992-11-15
PL294547A1 (en) 1992-11-30
KR920021441A (ko) 1992-12-18
EP0514163A2 (en) 1992-11-19
JPH05132305A (ja) 1993-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS145292A3 (en) Process for preparing extremely pure argon
US5125934A (en) Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases
US5220797A (en) Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases
US4687498A (en) Argon recovery from hydrogen depleted ammonia plant purge gas utilizing a combination of cryogenic and non-cryogenic separating means
EP0234895B1 (en) Recovery of argon
US4566886A (en) Process and apparatus for obtaining pure CO
US5601634A (en) Purification of fluids by adsorption
US5100447A (en) Argon recovery from partial oxidation based ammonia plant purge gases
KR19980080582A (ko) 고순도 아르곤을 제조하는 극저온 하이브리드 시스템
JPH04222381A (ja) 高純度アルゴンの製法
JPH0310868B2 (cs)
US9708188B1 (en) Method for argon production via cold pressure swing adsorption
JP2579261B2 (ja) 粗ネオン製造方法及び装置
JPH02225994A (ja) 窒素を精製する方法及び装置
EP0646543A1 (en) Purification of fluids by adsorption
JPH08152262A (ja) 希ガス分離プロセス用の循環吸着装置
RU2069293C1 (ru) Криогенный способ получения азота из воздуха
JPH07133982A (ja) 高純度アルゴンの製造方法及び装置
KR100319440B1 (ko) 저순도산소및고순도질소제조방법및장치
US5787730A (en) Thermal swing helium purifier and process
JP2000271425A (ja) 予備冷却なしに空気を精製し、低温分離するための方法およびプラント
JPH05262506A (ja) アルゴン製造方法及び装置
JP3256811B2 (ja) クリプトン及びキセノンの精製方法
JP2001033155A (ja) 空気分離装置
JPH0579754A (ja) 高純度窒素の製造装置