CS269255B1

CS269255B1 - Způsob čištění surového dusíku

Info

Publication number: CS269255B1
Application number: CS883266A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Ing Csc Lederer; Vaclav Dolejs; Jiri Ing Schamberger; Pavel Weigner; Jan Ing Parpel; Viktor Martinovic; Rudolf Ing Hozman; Vladimir Frycek; Bedrich Bittner
Original assignee: Lederer Jaromir; Vaclav Dolejs; Jiri Ing Schamberger; Pavel Weigner; Jan Ing Parpel; Viktor Martinovic; Rudolf Ing Hozman; Vladimir Frycek; Bedrich Bittner
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS326688A1

Abstract

Způsob čištění surového dusíku odpadajícího jako vedlejší produkt z nízkoteplotní rektifikace vzduchu na čistý dusík s obsahem kyslíku ve stovkách až desítkách ppm mol. kyslíku, při němž ae surový dusík mísí s 1,0 až 1,2 násobkem teoretického množství vodíku nutného pro spotřebu přítomného kyslíku a uvádí se při teplotě 50 _. až 60 °C a zatížení 2 000 až 10 000 h“ na katalyzátor obsahující 0,2 až 0,6 5Í hmot. paladia nebo/a platiny na gamaalumine.

Description

Vynález se týká čištěný surového dusíku, odpadajícího jako vedlejší produkt z nízkoteplotní rektifikace vzduchu při průmyslové výrobě čistého kyslíku a dusíku.

Podle stávajícího technologického uspořádání je nutné z rektifikační kolony odtahovat 30 až 50 % surového dusíku s obsahem 2 až 5 % kyslíku. Tento meziprodukt se po tepelné výměně vypouští jako nevyužitelná.plynná směs a způsobuje energetické ztráty procesu rekti fikace. Hlavou kolony odchází produkt, čistý dusík s řádovým obsahem kyslíku ve stovkách mol. ppm, který se po výměně tepla vede do čistícího procesu, při kterém se dusík ohřívá v předehřívači po smíchání s 1,5 až 2 mol. % vodíku, vede při 150 °C na paladiový kataly zátor a získává se dusík s obsahem cca 10 mol. ppm kyslíku. Tento produkt se dále používá k výrobě syntézního plynu (syntéza čpavku), k přípravě všech typů inertních atmosfér nebo se plní do tlakových lahví.

Kromě již uvedené nevýhody, energetické ztráty vznikají odpouštěním surového dusíku, neumožňuje stávající způsob provozování zvýšit produkci dusíku při jeho zvýšené spotřebě a vyrábět dusík jiné kvality.

Bylo však nyní zjištěno, že i frakci plynného dusíku, který obsahuje 2 až 5 % kyslíku lze dočistit na dusík vhodný k dalším syntézám nebo jako inertní atmosféra.

Způsob čištění surového dusíku odpadajícího jako vedlejší produkt z nízkoteplotní rektlfikace vzduchu s obsahem 2 až 5 mol. kyslíku na dusík s obsahem kolem 100 ppm mol. kyslíku bezplamenným spalováním přídavku vodíku na katalyzátorech obsahujících kov VIII. skupiny periodického systému na inertním nosiči, přičemž zbytkový obsah kyslíku se popřípadě sníží na konečný obsah do 10 ppm mol. 0₂ ve druhém stupni po smíchání s 1,5 až 2 % mol. vodíku při 150 °C na paladiovém vosičovém katalyzátoru spočívá podle vynálezu v tom, že dusík s obsahem 2 až 5 % mol. kyslíku se, po případném smísení s dusíkem s obsahem do 200 ppm mol. kyslíku, smísí s vodíkem na plyn o obsahu vodíku 1,0 až 1,2 násobku teoretického množství pro úplnou spotřebu kyslíku na spálení vodíku a vede se při teplotě 50 až 200 °C a zatížení 1 000 až 10 000 h~¹ na katalyzátor obsahující 0,2 až 0,6 % hmot, platiny nebo/a paladia na gama-alumine, potom se plyn odvádí ke spotřebě nebo se dočistí na konečný obsah kyslíku o sobě známým způsobem.

Při způsobu čištění surového dusíku podle vynálezu se proud surového dusíku z odplynu rektifikační kolony vede na sání dmychadla, na jehož výtlak se přivádí přídavný vodík a tato směs se po předehřátí vede na přídavný reaktor, kde se katalyticky odstraňuje kyslík. Po odstranění vody v separátu se produkt, předčístěný dusík, dále vede ke spotřebě nebo se podrobí dočištění ve druhém stupni.

Způsob je dále ozřejměn na následujících příkladech.

Příklad 1 - ·

Surový dusík odpadající z rektifikačního dělení kapalného vzduchu obsahující 2,1 mol. % kyslíku se mísí s čistým vodíkem tak, že výsledná plynná směs obsahuje 50 molů vodíku, 21 molů kyslíku a 1 000 molů dusíku. Tato výsledná směs se předehřeje na teplotu 120 °C na vrstvě porézního katalyticky neaktivního materiálu a vede na katalytické lože tvořené gama-aluminou s nanesenou platinou v množství 0,41 % hmot, vzhledem k nosiči. Podmínky reakce jsou ná140 0,15 2 000

Plyn opouštějící reaktor se chladí, suší a podrobí analytickému rozboru. Obsah hlavních složek (permanentních plynů) je následující (0 mol.):

dusík99,1 kyslík0,01 vodík0,8 teplota ( C) tlak (MPa) zatížení

ČS 269 255 B1 ·.

Příklad 2 :

Surový dusík odpadající s rektifikačního dělení kapalného vzduchu obsahující 2,1 mol. % kyslíku se mísí a čistým dusíkem (hlavovým produktem) s obsahem kyslíku 0,01 mol. % v takovém poměru, že výsledná směs obsahuje 0,5 % mol. kyslíku. Tato směs se mísí s čistým vodíkem na výslednou směs plynů s následujícím obsahem složek (v molech)» dusík 995 ' vodík 12 kyslík 5 předehřeje na teplotu 120 °C na vrstvě porézního katalyticky neaktivního materiálu a vede na katalytické lože tvořené gama-aluminou s nanesenou platinou v množství 0,41 % hmot, vzhledem k nosiči. Podmínky reakce jsou následující» .

teplota (°C)140 tlak (MPa)0,15 zatížení (H~^) 2 000 -,

Plyn opouštějící reaktor se dále vede do procesu dočištění, kde za obvyklých technologických podmínek se dosáhne produktu o čistotě 10 ppm mol. kyslíku,

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob čištění surového dusíku odpadajícího jako vedlejší produkt z nízkoteplotní rektifikace vzduchu s obsahem ž až 5 % mol. kyslíku na dusík s obsahem kolem 100 ppm mol. ky slíku bezplamenným spalováním přídavku vodíku na katalyzátorech obsahujících kov VIII. skupiny periodického systému na inertním nosiči, přičemž zbytkový obsah kyslíku se popřípadě sníží na konečný obsah do 10 mol. ppm 0₂ ve druhém stupni po smíchání s 1,5 až 2 % mol. vodíku při 150 °C na paladiovém nosičovém katalyzátoru, vyznačující se tím, že dusík s obsahem 2 až 5 % mol. kyslíku se, po případném smísení s dusíkem s obsahem do 200 ppm mol. kyslíku, smísí s vodíkem na plyn o obsahu vodíku 1,0 až 1,2 násobku teoretického množství pro úplnou spotřebu kyslíku na spálení vodíku a vede se při teplotě 80 až 200 °C a zatížení 1 000 až 10 000 h^-1 na katalyzátor obsahující 0,2 až 0,5 % hmot, platiny nebo/a paladia na gama-alumině, potom se plyn odvádí ke spotřebě nebo se dočistí na konečný obsah kyslíku.