RU2020141415A

RU2020141415A - Извлечение криптона и ксенона из жидкого кислорода

Info

Publication number: RU2020141415A
Application number: RU2020141415A
Authority: RU
Inventors: Сюйкунь ЛО; Алан Д. БЕРГЕР; Донн Майкл ХЕРРОН
Original assignee: Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк.
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-06-17

Claims

1. Способ извлечения ксенона и/или криптона из потока жидкого кислорода, содержащего кислород и ксенон и/или криптон, причем указанный способ включает в себя:

обеспечение системы для извлечения инертных газов, включающей в себя колонну для извлечения инертных газов, содержащую верхнюю часть, нижнюю часть, по меньшей мере одну зону дистилляции и ребойлерную зону, содержащую ребойлер;

обеспечение по меньшей мере одного сырьевого потока жидкого кислорода, содержащего кислород и ксенон и/или криптон;

поступление по меньшей мере части сырьевого потока жидкого кислорода в верхнюю часть колонны для извлечения инертных газов с образованием флегмы;

испарение ребойлерной жидкости в ребойлерной зоне для получения смеси поднимающегося пара и потока жидкости, обогащенной ксеноном и/или криптоном;

приведение поднимающегося пара в контакт с флегмой по меньшей мере в одной зоне дистилляции, чтобы осуществить отгонку ксенона и/или криптона из поднимающегося пара во флегму с образованием ребойлерной жидкости;

удаление поднимающегося пара из верхней части колонны для извлечения инертных газов с образованием потока газообразного кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном;

удаление потока жидкости, обогащенной ксеноном и/или криптоном, из нижней части колонны для извлечения инертных газов;

пропускание потока газообразного кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном, через холодный компрессор с образованием потока холодного сжатого кислорода;

пропускание потока холодного сжатого кислорода через ребойлер с получением конденсированного жидкого кислорода путем непрямого теплообмена с ребойлерной жидкостью в ребойлерной зоне; и

удаление конденсированного жидкого кислорода из системы для извлечения инертных газов в виде жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя разделение сырьевого потока жидкого кислорода на первую часть и вторую часть и поступление второй части сырьевого потока жидкого кислорода в колонну для извлечения инертных газов в положении между по меньшей мере одной зоной дистилляции и ребойлерной зоной.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колонна для извлечения инертных газов работает при рабочем давлении от 5 до 25 бар абс.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колонна для извлечения инертных газов работает при рабочем давлении от 10 до 20 бар абс.

5. Способ по п. 3, дополнительно включающий в себя обеспечение потока жидкого кислорода низкого давления, сжатие потока жидкого кислорода низкого давления в насосе до давления, превышающего рабочее давление колонны для извлечения инертных газов, с образованием потока сжатого жидкого кислорода, нагревание потока сжатого жидкого кислорода путем непрямого теплообмена в устройстве для уменьшения переохлаждения с получением сырьевого потока жидкого кислорода, и пропускание конденсированного жидкого кислорода в устройство для уменьшения переохлаждения, и охлаждение путем непрямого теплообмена с потоком сжатого жидкого кислорода с образованием переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном.

6. Способ по п. 5, дополнительно включающий в себя понижение давления переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном, в клапане и пропускание переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном, в разделитель фаз с образованием рециркуляционной жидкости низкого давления.

7. Способ по п. 3, дополнительно включающий в себя обеспечение потока жидкого кислорода высокого давления, понижение давления потока жидкого кислорода высокого давления в клапане до давления, превышающего рабочее давление колонны для извлечения инертных газов, с образованием потока сжатого жидкого кислорода, нагревание потока сжатого жидкого кислорода за счет непрямого теплообмена в устройстве для уменьшения переохлаждения, с получением сырьевого потока жидкого кислорода, и пропускание конденсированного жидкого кислорода в устройство для уменьшения переохлаждения, и охлаждение путем непрямого теплообмена с потоком сжатого жидкого кислорода с получением переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя понижение давления переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном, в клапане, и поступление переохлажденного жидкого кислорода, обедненного ксеноном и/или криптоном, в разделитель фаз с образованием рециркуляционной жидкости низкого давления, и сжатие рециркуляционной жидкости низкого давления в насосе с получением рециркуляционной жидкости высокого давления.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что давление рециркуляционной жидкости высокого давления выше или равно давлению потока жидкого кислорода высокого давления.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что достигается выход ксенона 90% или более, в пересчете на концентрацию ксенона в сырьевом потоке жидкого кислорода.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что достигается выход ксенона 95% или более, в пересчете на концентрацию ксенона в сырьевом потоке жидкого кислорода.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая часть сырьевого потока жидкого кислорода составляет 10‒50% от сырьевого потока жидкого кислорода.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что достигается выход криптона от 15 до 90%, в пересчете на концентрацию криптона в сырьевом потоке жидкого кислорода.