RU148610U1

RU148610U1 - DEVICE FOR OBTAINING PRIMARY KRYPTON CONCENTRATE FROM LIQUID OXYGEN OF AIR SEPARATING UNITS

Info

Publication number: RU148610U1
Application number: RU2014133112/05U
Authority: RU
Inventors: Виталий Леонидович Бондаренко; Александр Семенович Бронштейн; Николай Петрович Лосяков; Валерий Борисович Воротынцев; Валентин Иванович Черепанов; Владислав Васильевич Алексахин
Original assignee: Виталий Леонидович Бондаренко
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2014-12-10

Abstract

Устройство для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок, содержащее рекуперативный теплообменник и трубопровод с вентилями с первого по одиннадцатый, отличающееся тем, что введены колонна первичного концентрирования с верхним конденсатором и нижним испарителем, ожижитель жидкого кислорода и сборник жидкого кислорода, а также средства подачи азота и кислорода из внешней воздухоразделительной установки, средства подачи азота, жидкого кислорода и концентрата криптона и ксенона потребителям и средства подачи несконденсировавшейся части кислорода в атмосферу, причем средства подачи кислорода от воздухоразделительной установки через восьмой вентиль трубопроводом соединены со средней частью колонны первичного концентрирования, средства подачи азота от воздухоразделительной установки через девятый вентиль и рекуперативный теплообменник трубопроводом соединены с нижним испарителем колонны первичного концентрирования, выход азота которого трубопроводом соединен через второй вентиль с входом подачи азота ожижителя жидкого кислорода, а через первый вентиль соединен со входом подачи азота верхнего конденсатора колонны первичного концентрирования, выход кислорода которого трубопроводом соединен со входом подачи кислорода ожижителя жидкого кислорода, выход жидкого кислорода которого трубопроводом через одиннадцатый вентиль соединен со входом подачи жидкого кислорода сборника жидкого кислорода, выход которого трубопроводом через шестой вентиль соединен со средствами подачи жидкого кислорода потребителям, выход несконденсировавшейс�A device for producing a primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants, comprising a recuperative heat exchanger and a pipe with valves 1 through 11, characterized in that a primary concentration column with an upper condenser and a lower evaporator, a liquid oxygen liquefier and a liquid oxygen collector are introduced, as well as means supply of nitrogen and oxygen from an external air separation unit, means for supplying nitrogen, liquid oxygen and krypton and xeno concentrate and to consumers, and means for supplying a non-condensable part of oxygen to the atmosphere, the means for supplying oxygen from an air separation unit through an eighth valve through a pipeline connected to the middle part of the primary concentration column, the means for supplying nitrogen from an air separation unit through a ninth valve and a regenerative heat exchanger via a pipe connected to the lower evaporator of the primary concentration column the nitrogen output of which is connected by a pipe through a second valve to the nitrogen input liquid oxygen liquefier, and through the first valve is connected to the nitrogen supply inlet of the upper condenser of the primary concentration column, the oxygen output of which is connected by a pipe to the oxygen supply of the liquid oxygen liquefier, the liquid oxygen of which is connected via the eleventh valve to the liquid oxygen supply inlet of the liquid oxygen collector, the outlet of which is connected via a sixth valve to means for supplying liquid oxygen to consumers, the output of non-condensing

Description

Полезная модель относится к технологическим процессам получения инертных газов и может быть использована для получения первичного криптонового концентрата (ПКК) в виде первичного концентрата криптона и ксенона из обогащенного по криптону и ксенону жидкого кислорода, отбираемого из воздухоразделительных установок (ВРУ), с содержанием в нем криптона и ксенона с концентрацией 0,005…0,05%.The utility model relates to technological processes for the production of inert gases and can be used to obtain primary krypton concentrate (PAC) in the form of a primary concentrate of krypton and xenon from liquid oxygen enriched in krypton and xenon taken from air separation units (ASU) with krypton content in it and xenon with a concentration of 0.005 ... 0.05%.

Известно устройство, включающее в себя колонну первичного концентрирования, в которую сверху подается жидкий кислород, а снизу отбирается обогащенный по криптону и ксенону концентрат. Ректификация в колонне обеспечивается стеканием сверху колонны жидкого кислорода, и подъемом вверх по колонне паров, образующихся в нижнем конденсаторе-испарителе [Каталог "Криогенное оборудование", часть вторая, Цинтихимнефтемаш, М., 1976 г., стр. 75].A device is known that includes a primary concentration column into which liquid oxygen is supplied from above, and concentrate enriched in krypton and xenon is taken from below. Rectification in the column is ensured by draining liquid oxygen from the top of the column, and by rising upward through the column of vapors generated in the lower condenser-evaporator [Cryogenic Equipment Catalog, part two, Tsintikhimneftemash, M., 1976, p. 75].

Недостатком устройства является относительно низкая производительность.The disadvantage of this device is the relatively low performance.

Известно также устройство для получения ксенонового концентрата [SU 1745313, A2, B01D 53/02, 07.07.1992], содержащее блок адсорберов ксенона, который по трубопроводу соединен с блоком адсорберов криптона через первый теплообменник, а также первую и вторую газодувки, которые через соответствующие электронагреватели трубопроводами соединены с блоком адсорберов ксенона и блоком адсорберов криптона, соответственно, и второй теплообменник, который соединен, по крайней мере, с одним из адсорберов дополнительной очистки, который посредством трубопровода соединен с блоком адсорберов ксенона.A device for producing xenon concentrate is also known [SU 1745313, A2, B01D 53/02, 07/07/1992], containing a block of xenon adsorbers, which is connected through a pipe to a block of krypton adsorbers through a first heat exchanger, as well as the first and second gas blowers, which are connected via appropriate electric heaters are connected by pipelines to a block of xenon adsorbers and a block of krypton adsorbers, respectively, and a second heat exchanger, which is connected to at least one of the additional purification adsorbers, which union of the block adsorbers xenon.

Недостатком этого устройства также являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно может быть использовано для получения концентрата ксенона только из смеси ксенона и криптона.The disadvantage of this device is also the relatively narrow functionality, since it can be used to obtain a xenon concentrate only from a mixture of xenon and krypton.

Кроме того, известно устройство [RU 2259522, C1, F25J 3/00, B01D 53/02, 27.08.2005], содержащее, по меньшей мере, один контактный аппарат, заполненный адсорбентом, газгольдер, первую контактную печь для каталитического выжигания углеводородов, вторую контактную печь для каталитического выжигания фторхлордериватов предельных углеводородов, охладитель газа, блок осушки и очистки газа, включающий два попеременно работающих адсорбера-осушителя, и блок низкотемпературного разделения компонентов газовых смесей, включающий соответствующее оборудование (регенеративные теплообменники, ректификационные колонны, сепараторы, детандеры, фильтры и т.д.), причем, устройство может иметь несколько контактных аппаратов с возможностью их отключения и переключения на соответствующие режимы работы, а именно на процесс адсорбции или регенерации (десорбции) адсорбента.In addition, it is known a device [RU 2259522, C1, F25J 3/00, B01D 53/02, 08/27/2005] containing at least one contact apparatus filled with adsorbent, a gas holder, a first contact furnace for the catalytic burning of hydrocarbons, a second a contact furnace for the catalytic burning of fluorochloride derivatives of saturated hydrocarbons, a gas cooler, a gas drying and purification unit, including two alternately working adsorber-desiccants, and a low-temperature separation unit for components of gas mixtures, including the appropriate equipment (regenerator tive heat exchangers, distillation columns, separators, expanders, filters, etc.), the device may have several contact apparatuses with the possibility of their disconnection and switching to the corresponding operating modes, namely on the adsorption process or the regeneration (desorption) of the adsorbent.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает низкий радиационный фактор в выходном полезном продукте.The disadvantage of this device is that it does not provide a low radiation factor in the output of a useful product.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для получения ксенонового концентрата [RU 110287, U1, B01D 53/02, F25J 3/00, 20.11.2011], содержащее адсорбер ксенона, теплообменник, наполнительную рампу, радонозадерживающий адсорбер, электронагреватель, мембранный компрессор, расходомер и вентили с первого по четырнадцатый, причем наполнительная рампа через одиннадцатый вентиль соединена трубопроводом с выходом мембранного компрессора, который через десятый вентиль соединен с входом расходомера и через девятый вентиль соединен с входом подачи нагретого азота, выход расходомера соединен со входом электронагревателя, выход которого соединен с трубопроводом между седьмым вентилем и входом адсорбера ксенона, выход которого через двенадцатый вентиль соединен с выходом в атмосферу, через восьмой вентиль соединен с входом мембранного компрессора, а через последовательно установленные шестой и четвертый вентили - с первым входом теплообменника, первый выход которого через первый вентиль соединен с выходом возвращаемого кислорода, второй вентиль установлен между входом подачи кислорода и вторым входом теплообменника, второй выход которого через пятый вентиль соединен со входом радонозадерживающего адсорбера, а через четырнадцатый вентиль - соединен с выходом в атмосферу, выход радонозадерживающего адсорбера через седьмой вентиль соединен с трубопроводом между седьмым вентилем и адсорбером ксенона, а через последовательно установленные тринадцатый вентиль и шестой вентиль, соединенные между собой трубопроводом подачи охлаждающего азота, соединен с третьим входом теплообменника, третий выход которого соединен через третий вентиль с выходом в атмосферу.The closest in technical essence to the proposed one is a device for producing xenon concentrate [RU 110287, U1, B01D 53/02, F25J 3/00, 11/20/2011], containing a xenon adsorber, a heat exchanger, a filling ramp, a radon holding adsorber, an electric heater, and a membrane compressor , flowmeter and valves from the first to fourteenth, and the filling ramp through the eleventh valve is connected by a pipe to the output of the membrane compressor, which through the tenth valve is connected to the inlet of the flow meter and through the ninth valve is connected to the heated nitrogen supply inlet, the flowmeter output is connected to the electric heater input, the output of which is connected to the pipeline between the seventh valve and the xenon adsorber input, the output of which through the twelfth valve is connected to the atmosphere outlet, through the eighth valve is connected to the membrane compressor input, and through installed sixth and fourth valves - with the first input of the heat exchanger, the first output of which through the first valve is connected to the output of the returned oxygen, the second valve is installed between to the oxygen supply input and the second input of the heat exchanger, the second output of which through the fifth valve is connected to the inlet of the radon-retaining adsorber, and through the fourteenth valve - is connected to the atmospheric outlet, the output of the radon-retaining adsorber through the seventh valve is connected to the pipeline between the seventh valve and the xenon adsorber, and through sequentially installed the thirteenth valve and the sixth valve, interconnected by a cooling nitrogen supply pipe, connected to the third input of the heat exchanger, the third the course of which is connected through the third valve to the atmosphere.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку его функции ограничиваются только получением ксенона.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since its functions are limited only to the production of xenon.

Однако, возрастающая потребность в криптоне требует новых технических решений, позволяющих извлекать не только ксенон, но и криптон.However, the growing need for krypton requires new technical solutions that allow you to extract not only xenon, but also krypton.

Кроме того, в последнее время ведущие отечественные и зарубежные фирмы-изготовители воздухоразделительной и криогенной техники [Linde, Air Liquid, Air Products, Kriogenmash и др.] стали производить ВРУ, в технологическую схему которых не включается узел первичного концентрирования криптона и ксенона, т.е. извлечение криптона и ксенона на этих ВРУ становится практически невозможным.In addition, recently leading domestic and foreign manufacturers of air separation and cryogenic equipment [Linde, Air Liquid, Air Products, Kriogenmash, etc.] began to produce ASUs, the technological scheme of which does not include the primary concentration unit of krypton and xenon, etc. e. extracting krypton and xenon on these ASUs is becoming almost impossible.

Однако, имеющий место в мире дефицит запасов криптона и ксенона заставляет изыскивать возможности и технические решения, позволяющие хотя бы частично извлекать криптон и ксенон при отсутствии в схеме ВРУ узла первичного концентрирования криптона и ксенона.However, the shortage of krypton and xenon reserves in the world makes it possible to find possibilities and technical solutions that allow at least partially extracting krypton and xenon in the absence of a primary concentration unit of krypton and xenon in the ASU circuit.

Для этого в схему ВРУ иногда включаются дополнительные узлы отмывки криптона из жидкого кислорода (обычно - это заключается во введении в нижнюю часть ректификационной колонны нескольких дополнительных тарелок), после которых из ВРУ выводится обогащенный по криптону и ксенону жидкий кислород. Но, поскольку концентрация криптона и ксенона в этом кислороде более, чем на порядок меньше, чем в ПКК, то возникает необходимость в создании устройства, выполняющего функции выносного узла первичного концентрирования криптона и ксенона.To this end, additional nodes for washing krypton from liquid oxygen are sometimes included in the ASU scheme (usually this consists of introducing several additional plates into the bottom of the distillation column), after which liquid oxygen enriched in krypton and xenon is removed from the ASU. But, since the concentration of krypton and xenon in this oxygen is more than an order of magnitude lower than in the PAC, it becomes necessary to create a device that acts as a remote unit for the primary concentration of krypton and xenon.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей и получения концентрата криптона и ксенона из обогащенного по криптону и ксенону жидкого кислорода.The problem the utility model aims to solve is to expand the functionality and obtain krypton and xenon concentrate from liquid oxygen enriched in krypton and xenon.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем введения дополнительного арсенала технических средств, обеспечивающих получения концентрата криптона и ксенона из обогащенного по криптону и ксенону жидкого кислорода с одновременной подачей потребителям помимо полезного продукта также азота и жидкого кислорода.The required technical result consists in expanding the functionality by introducing an additional arsenal of technical means providing for the production of krypton and xenon concentrate from liquid oxygen enriched in krypton and xenon with the simultaneous supply of nitrogen and liquid oxygen in addition to the useful product to consumers.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее рекуперативный теплообменник и трубопровод с вентилями с первого по одиннадцатый, согласно предложенной полезной модели, введены колонна первичного концентрирования с верхним конденсатором и нижним испарителем, ожижитель жидкого кислорода и сборник жидкого кислорода, а также средства подачи азота и кислорода из внешней воздухоразделительной установки, средства подачи азота, жидкого кислорода и концентрата криптона и ксенона потребителям, и средства подачи несконденсировавшейся части кислорода в атмосферу, причем, средства подачи кислорода от воздухоразделительной установки через восьмой вентиль трубопроводом соединены со средней частью колонны первичного концентрирования, средства подачи азота от воздухоразделительной установки через девятый вентиль и рекуперативный теплообменник трубопроводом соединены с нижним испарителем колонны первичного концентрирования, выход азота которого трубопроводом соединен через второй вентиль с входом подачи азота ожижителя жидкого кислорода, а через первый вентиль соединен со входом подачи азота верхнего конденсатора колонны первичного концентрирования, выход кислорода которого трубопроводом соединен со входом подачи кислорода ожижителя жидкого кислорода, выход жидкого кислорода которого трубопроводом через одиннадцатый вентиль соединен со входом подачи жидкого кислорода сборника жидкого кислорода, выход которого трубопроводом через шестой вентиль соединен со средствами подачи жидкого кислорода потребителям, выход несконденсировавшейся части кислорода верхнего конденсатора колонны первичного концентрирования трубопроводом через седьмой вентиль соединен со средствами подачи несконденсировавшейся части кислорода в атмосферу, выход концентрата криптона и ксенона нижнего испарителя колонны первичного концентрирования трубопроводом через пятый вентиль соединены со средствами подачи концентрата криптона и ксенона потребителям, а выходы азота ожижителя жидкого кислорода и верхнего конденсатора колонны первичного концентрирования через третий и четвертый вентили, соответственно, трубопроводом через рекуперативный теплообменник и десятый вентиль соединены со средствами подачи азота потребителям.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in the device containing a recuperative heat exchanger and a pipeline with valves from the first to the eleventh, according to the proposed utility model, a primary concentration column with an upper condenser and a lower evaporator, a liquid oxygen fluidizer and a liquid collector are introduced oxygen, as well as means for supplying nitrogen and oxygen from an external air separation unit, means for supplying nitrogen, liquid oxygen and krypton and xenon concentrate and to consumers, and means for supplying a non-condensable part of oxygen to the atmosphere, moreover, the means for supplying oxygen from the air separation unit through the eighth valve are connected by a pipeline to the middle part of the primary concentration column, the means for supplying nitrogen from the air separation unit through the ninth valve and a recuperative heat exchanger are connected to the bottom evaporator of the column primary concentration, the nitrogen output of which is connected via a second valve to the nitrogen inlet and a liquid oxygen fluidizer, and through the first valve, is connected to the nitrogen supply inlet of the upper condenser of the primary concentration column, the oxygen output of which is connected by a pipe to the oxygen supply of the liquid oxygen fluid, the liquid oxygen of which is connected via the eleventh valve to the liquid oxygen supply inlet of the liquid oxygen collector , the outlet of which is connected via a sixth valve to means for supplying liquid oxygen to consumers, the output of non-condensing I part of the oxygen of the upper condenser of the primary concentration column through a seventh valve is connected to means for supplying a non-condensable part of oxygen to the atmosphere, the output of krypton concentrate and xenon of the lower vaporizer of the primary concentration column through a fifth valve are connected to means for supplying krypton and xenon concentrate to consumers, and liquefied nitrogen outlets liquid oxygen and the upper condenser of the primary concentration column through the third and fourth valves, accordingly, the pipeline through the recuperative heat exchanger and the tenth valve are connected to the means for supplying nitrogen to consumers.

На Фиг. 1 представлено устройство для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок.In FIG. 1 shows a device for producing primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants.

Устройство для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок содержит колонну 1 первичного концентрирования с нижним испарителем 2 и верхним конденсатором 3, ожижитель 4 жидкого кислорода, рекуперативный теплообменник 5, сборник 6 жидкого кислорода и трубопровод с вентилями 7-17 с первого по одиннадцатый, соответственно, а также средства подачи азота и кислорода из внешней воздухоразделительной установки, средства подачи азота, жидкого кислорода и концентрата криптона и ксенона потребителям, и средства подачи несконденсировавшейся части кислорода в атмосферу (отдельными позициями на чертеже не обозначены).A device for producing primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants comprises a primary concentration column 1 with a lower evaporator 2 and an upper condenser 3, a liquid oxygen fluidizer 4, a regenerative heat exchanger 5, a liquid oxygen collector 6, and a pipeline with valves 7-17 from the first to eleventh, respectively, as well as means for supplying nitrogen and oxygen from an external air separation unit, means for supplying nitrogen, liquid oxygen and krypton and xenon concentrate rer and means for feeding non-condensed portion of the oxygen in the atmosphere (the individual positions in the drawing are not labeled).

В устройстве для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок средства подачи кислорода от воздухоразделительной установки через восьмой вентиль 14 трубопроводом соединены со средней частью колонны 1 первичного концентрирования, средства подачи азота от воздухоразделительной установки через девятый вентиль 15 и рекуперативный теплообменник 5 трубопроводом соединены с нижним испарителем 2 колонны первичного концентрирования, выход азота которого трубопроводом соединен через второй вентиль 8 с входом подачи азота ожижителя 4 жидкого кислорода, а через первый вентиль 7 соединен со входом подачи азота верхнего конденсатора 3 колонны первичного концентрирования.In the device for producing primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation units, oxygen supply means from the air separation unit through the eighth valve 14 are connected by a pipeline to the middle part of the primary concentration column 1, nitrogen supply means from the air separation unit through the ninth valve 15 and a regenerative heat exchanger 5 are connected to the lower the evaporator 2 columns of primary concentration, the nitrogen output of which is connected by a pipe through W swarm valve 8 to the input feed nitrogen liquefier 4 liquid oxygen, and through the first valve 7 is connected to the input of a nitrogen flow column top condenser 3 primary concentration.

Кроме того, в устройстве для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок выход кислорода верхнего конденсатора 3 колонны первичного концентрирования трубопроводом соединен со входом подачи кислорода ожижителя 4 жидкого кислорода, выход жидкого кислорода которого трубопроводом через одиннадцатый вентиль 17 соединен со входом подачи жидкого кислорода сборника 6 жидкого кислорода, выход которого трубопроводом через шестой вентиль 12 соединен со средствами подачи жидкого кислорода потребителям.In addition, in the device for producing primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants, the oxygen output of the upper condenser 3 of the primary concentration column is connected by a pipe to the oxygen supply input of the liquid oxygen fluidizer 4, the liquid oxygen output of which is connected via the eleventh valve 17 to the collector's liquid oxygen input 6 of liquid oxygen, the output of which through a sixth valve 12 is connected to the liquid oxygen supply means by a pipeline to consumers.

Помимо указанного выше, выход несконденсировавшейся части кислорода верхнего конденсатора 3 колонны первичного концентрирования трубопроводом через седьмой вентиль 13 соединен со средствами подачи несконденсировавшейся части кислорода в атмосферу, выход концентрата криптона и ксенона нижнего испарителя 2 колонны первичного концентрирования трубопроводом через пятый вентиль 11 соединены со средствами подачи концентрата криптона и ксенона потребителям, а выходы азота ожижителя 4 жидкого кислорода и верхнего конденсатора 3 колонны первичного концентрирования через третий 9 и четвертый 10 вентили, соответственно, трубопроводом через рекуперативный теплообменник 5 и десятый вентиль 16 соединены со средствами подачи азота потребителям.In addition to the above, the output of the non-condensable part of the oxygen of the upper condenser 3 of the primary concentration column through the seventh valve 13 is connected to the means for supplying the non-condensed part of the oxygen to the atmosphere, the output of the krypton concentrate and xenon of the lower evaporator 2 of the primary concentration column through the fifth valve 11 are connected to the means of supply of the concentrate krypton and xenon to consumers, and the outputs of nitrogen liquefier 4 liquid oxygen and the upper capacitor 3 columns per egg concentrating 9 through the third and fourth valves 10, respectively, through a recuperative heat exchanger duct 5 and tenth valve 16 are connected with means for supplying nitrogen to consumers.

Устройство для получения первичного криптонового концентрата из жидкого кислорода воздухоразделительных установок работает следующим образом.A device for producing primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants works as follows.

Жидкий кислород из ВРУ с содержащимися в нем криптоном и ксеноном, поступает в среднюю часть колонны 1 первичного концентрирования, в которой происходит отмывка из него криптона и ксенона. Ректификация в колонне 1 обеспечивается организацией противотока жидкого кислорода, стекающего вниз по колонне, и поднимающегося вверх парообразного кислорода. Для образования жидкой флегмы служит верхний конденсатор 3, а пары образуются в нижнем испарителе 2.Liquid oxygen from the ASU with krypton and xenon contained in it enters the middle of the primary concentration column 1, in which krypton and xenon are washed from it. Rectification in column 1 is ensured by the organization of a countercurrent of liquid oxygen flowing down the column and vaporous oxygen rising upward. For the formation of liquid reflux, the upper condenser 3 is used, and vapors are formed in the lower evaporator 2.

В качестве источника холода для работы устройства используется жидкий кислород из ВРУ, который одновременно является "сырьем", содержащим криптон и ксенон, а также потенциал азота среднего давления (6,5 ата), отбираемого из ВРУ. Этот потенциал реализуется не только в целях образования паров в нижней части колонны 1, необходимых для протекания в ней ректификации, но и для ожижения газообразного кислорода после вымывания из него криптона и ксенона.As a source of cold for the operation of the device, liquid oxygen from the ASU is used, which is also a “raw material” containing krypton and xenon, as well as the potential of nitrogen of medium pressure (6.5 ata) taken from the ASU. This potential is realized not only for the formation of vapors in the lower part of column 1 necessary for rectification to occur therein, but also for liquefying gaseous oxygen after washing out of it krypton and xenon.

Для этого азот из ВРУ через девятый вентиль 15 направляется в рекуперативный теплообменник 5, где он охлаждается обратным потоком азота, выводимого через него потребителю. После охлаждения азот проходит нижний испаритель 2, где, отдавая тепло кислороду нижней части колонны 1, конденсируется. После нижнего испарителя 2 жидкий азот разделяется на 2 потока: первый после дросселирования и снижения давления до 3,5 ата с помощью первого вентиля 7, выполненного в виде дроссельного вентиля, направляется в верхний конденсатор 3, где за счет его испарения образуется флегма, необходимая для ректификации в колонне 1, а второй поток после дросселирования и снижения давления до 4 ата с помощью второго вентиля 8, который также выполнен в виде дроссельного вентиля, направляется в ожижитель 4, в котором кислород, отбираемый из верней части колонны 1, ожижается и собирается в сборнике 6. По мере надобности жидкий кислород из сборника 6 отводится потребителю. В верхней части колонны 1 предусмотрен отдув в атмосферу несконденсировавшейся части кислорода, а из куба (нижней части) колонны 1 отводится концентрат криптона и ксенона для дальнейшей переработки его в криптоно-ксеноновую смесь.To do this, nitrogen from the ASU through the ninth valve 15 is sent to a recuperative heat exchanger 5, where it is cooled by a reverse flow of nitrogen that is drawn through it to the consumer. After cooling, nitrogen passes through the lower evaporator 2, where, giving heat to the oxygen in the lower part of the column 1, it condenses. After the bottom evaporator 2, liquid nitrogen is divided into 2 streams: the first after throttling and reducing the pressure to 3.5 atm using the first valve 7, made in the form of a throttle valve, is sent to the upper condenser 3, where due to its evaporation the phlegm necessary for rectification in column 1, and the second stream after throttling and reducing the pressure to 4 atm using the second valve 8, which is also made in the form of a throttle valve, is sent to a fluidizer 4, in which oxygen taken from the top of the column 1, liquefied and collected in the collection 6. As necessary, liquid oxygen from the collection 6 is discharged to the consumer. In the upper part of column 1, a non-condensed part of oxygen is blown into the atmosphere, and krypton and xenon concentrate is removed from the cube (lower part) of column 1 for further processing into a krypton-xenon mixture.

В таблице 1 приводятся основные параметры потоков в устройстве для примера осуществления одного из его вариантов.Table 1 shows the main parameters of the flows in the device for an example implementation of one of its variants.

Таким образом, благодаря введению дополнительного арсенала технических средств достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, поскольку обеспечивается получение концентрата криптона и ксенона из обогащенного по криптону и ксенону жидкого кислорода из ВРУ с одновременной подачей потребителям помимо полезного продукта также азота и продукционного жидкого кислорода, т.е. обеспечивается возможность вернуть потребителю практически то же количество жидкого кислорода, которое отводится из ВРУ для использования в технологическом процессе получения концентрата криптона и ксенона.Thus, due to the introduction of an additional arsenal of technical means, the required technical result is achieved, which consists in expanding the functional capabilities, since it is possible to obtain krypton and xenon concentrate from liquid oxygen enriched in krypton and xenon from the ASU with the simultaneous supply of nitrogen and production liquid oxygen in addition to the useful product to consumers , i.e. it is possible to return to the consumer almost the same amount of liquid oxygen that is diverted from the ASU for use in the process of obtaining krypton and xenon concentrate.

Claims

A device for producing a primary krypton concentrate from liquid oxygen in air separation plants, comprising a recuperative heat exchanger and a pipe with valves 1 through 11, characterized in that a primary concentration column with an upper condenser and a lower evaporator, a liquid oxygen liquefier and a liquid oxygen collector are introduced, as well as means supply of nitrogen and oxygen from an external air separation unit, means for supplying nitrogen, liquid oxygen and krypton and xeno concentrate and to consumers, and means for supplying a non-condensable part of oxygen to the atmosphere, the means for supplying oxygen from an air separation unit through an eighth valve through a pipeline connected to the middle part of the primary concentration column, the means for supplying nitrogen from an air separation unit through a ninth valve and a regenerative heat exchanger via a pipe connected to the lower evaporator of the primary concentration column the nitrogen output of which is connected by a pipe through a second valve to the nitrogen input liquid oxygen liquefier, and through the first valve is connected to the nitrogen supply inlet of the upper condenser of the primary concentration column, the oxygen output of which is connected by a pipe to the oxygen supply of the liquid oxygen liquefier, the liquid oxygen of which is connected via the eleventh valve to the liquid oxygen supply inlet of the liquid oxygen collector, the outlet of which is connected via a sixth valve to means for supplying liquid oxygen to consumers, the output of non-condensing part of the oxygen of the upper condenser of the primary concentration column through a seventh valve is connected to means for supplying a non-condensable part of oxygen to the atmosphere, the output of krypton concentrate and xenon of the lower vaporizer of the primary concentration column is connected via a fifth valve to means of supplying krypton and xenon concentrate to consumers, and liquid fluid nitrogen outlets oxygen and the upper condenser of the primary concentration column through the third and fourth valves with Responsibly, the pipeline through the recuperative heat exchanger and the tenth valve are connected to the means for supplying nitrogen to consumers.