RU2174041C1

RU2174041C1 - Method of producing xenon concentrate on air-fractionating plants and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2174041C1
Application number: RU2000130690A
Authority: RU
Inventors: М.Ю. Савинов; В.Л. Бондаренко
Original assignee: Савинов Михаил Юрьевич; Бондаренко Виталий Леонидович
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: cryogenic technology, particularly, low-temperature air rectification; applicable in chemical, industry. SUBSTANCE: production gaseous oxygen is withdrawn from flow of gaseous oxygen of main condenser which is the first in line of flow of liquid oxygen. Flow of refined oxygen from evaporator-condenser is directed to upper column and liquid production oxygen is withdrawn from main flow of liquid oxygen before its supply to group of main condensers. Installed on pipeline of refined gaseous oxygen and on pipelines of gaseous production oxygen in front of oxygen heater are separators. EFFECT: higher economic efficiency of air-fractionating plants due to increased recovery of xenon. 4 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к низкотемпературной ректификации воздуха, и может быть использовано в химической промышленности. The invention relates to cryogenic technology, in particular to low-temperature rectification of air, and can be used in the chemical industry.

Известен способ получения ксенонового концентрата, включающий разделение потоков воздуха в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в группу последовательно соединенных по линии жидкого кислорода основных конденсаторов, испарение части основного потока жидкого кислорода в группе основных конденсаторов с образованием потоков газообразного кислорода соответствующих конденсаторов по ходу линии жидкого кислорода, вывод части потока жидкого кислорода из группы основных конденсаторов в виде циркуляционного потока жидкого кислорода, подачу части циркуляционного потока жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение в испарителе-конденсаторе последнего потока с образованием двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, извлечение из жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, ксенонового концентрата, отбор потоков продукционного газообразного кислорода и продукционного жидкого кислорода (см. патент Российской Федерации RU 2129904 C1, опубл. 10.05.99 БЮЛ. N 13). A known method for producing a xenon concentrate, including dividing the air flows in the lower and upper columns into flows, supplying the main liquid oxygen stream from the upper column to the group of main condensers connected in series along the liquid oxygen line, evaporating part of the main liquid oxygen stream in the group of main condensers with the formation of streams gaseous oxygen of the corresponding capacitors along the line of liquid oxygen, the withdrawal of part of the flow of liquid oxygen from the group of basic condensation tori in the form of a circulating stream of liquid oxygen, supplying part of the circulating stream of liquid oxygen to the evaporator-condenser, partial evaporation in the evaporator-condenser of the last stream with the formation of two streams - a stream of purified gaseous oxygen and a liquid oxygen stream enriched with xenon and krypton, extraction from the liquid stream oxygen enriched in xenon and krypton, xenon concentrate, selection of production gaseous oxygen and production liquid oxygen flows (see Patent of the Russian Federation RU 2129904 C1, publ. 05/10/99 BULL. N 13).

Недостатком аналога является низкое извлечение ксенона вследствие его потерь с потоками продукционного газообразного кислорода и продукционного жидкого кислорода. The disadvantage of the analogue is the low extraction of xenon due to its losses with flows of production gaseous oxygen and production liquid oxygen.

Целью изобретения является повышение экономичности за счет увеличения извлечения ксенона. The aim of the invention is to increase efficiency by increasing the extraction of xenon.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, включающем разделение потоков воздуха в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в группу последовательно соединенных по линии жидкого кислорода основных конденсаторов, испарение части основного потока жидкого кислорода в группе основных конденсаторов с образованием потоков газообразного кислорода соответствующих конденсаторов по ходу линии жидкого кислорода, вывод части потока жидкого кислорода из группы основных конденсаторов в виде циркуляционного потока жидкого кислорода, подачу части циркуляционного потока жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение в испарителе-конденсаторе последнего потока с образованием двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, извлечение из жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, ксенонового концентрата, отбор потоков продукционного газообразного кислорода и продукционного жидкого кислорода, отличительной особенностью является то, что отбор потока продукционного газообразного кислорода осуществляют из потока газообразного кислорода первого конденсатора по ходу линии жидкого кислорода, поток очищенного газообразного кислорода направляют в верхнюю колонну, а отбор потока продукционного жидкого кислорода осуществляют из основного потока жидкого кислорода перед его подачей в группу основных конденсаторов, причем поток газообразного очищенного кислорода и поток газообразного продукционного кислорода сепарируют от капельной влаги. This goal is achieved by the fact that in the method of producing xenon concentrate in air separation plants, comprising dividing the air flows in the lower and upper columns into flows, supplying a main stream of liquid oxygen from the upper column to a group of main condensers connected in series along the liquid oxygen line, evaporating part of the main stream liquid oxygen in the group of main capacitors with the formation of gaseous oxygen flows of the corresponding capacitors along the line of liquid acid ode, withdrawing part of the liquid oxygen stream from the group of main capacitors in the form of a liquid oxygen circulation stream, supplying part of the liquid oxygen circulation stream to the evaporator-condenser, partial evaporation of the last stream in the evaporator-condenser with the formation of two streams - a stream of purified oxygen gas and a liquid oxygen stream enriched with xenon and krypton, extracting xenon concentrate from a liquid stream of oxygen enriched with xenon and krypton, selection of production gas streams of figurative oxygen and production liquid oxygen, a distinctive feature is that the production oxygen gas stream is taken from the oxygen gas stream of the first condenser along the liquid oxygen line, the purified oxygen gas stream is sent to the upper column, and the production liquid oxygen stream is taken from the main stream liquid oxygen before it is fed to the group of main capacitors, the stream of gaseous purified oxygen and the gas stream The productive oxygen is separated from the droplet moisture.

Известно устройство получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, содержащее соединенные между собой верхнюю и нижнюю колонны, группу основных конденсаторов с последовательным соединением основных конденсаторов по линии жидкого кислорода, подогреватель кислорода, испаритель-конденсатор, испаритель жидкого кислорода и блок извлечения ксенонового концентрата (см. патент Российской Федерации RU 2129904 C1, опубл. 10.05.99 Бюл. N 13). A device for producing xenon concentrate in air separation plants is known, which contains interconnected upper and lower columns, a group of main condensers with a series connection of the main condensers along the line of liquid oxygen, an oxygen heater, an evaporator-condenser, an evaporator of liquid oxygen and a unit for extracting xenon concentrate (see patent Russian Federation RU 2129904 C1, publ. 10.05.99 Bull. N 13).

Недостатком известного устройства является низкое извлечение ксенона вследствие его потерь с потоками продукционного газообразного кислорода и продукционного жидкого кислорода. A disadvantage of the known device is the low extraction of xenon due to its loss with flows of production gaseous oxygen and production liquid oxygen.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, содержащем соединенные между собой верхнюю и нижнюю колонны, группу основных конденсаторов с последовательным соединением основных конденсаторов по линии жидкого кислорода, подогреватель кислорода, испаритель-конденсатор, испаритель жидкого кислорода и блок извлечения ксенонового концентрата, отличительной особенностью является то, что вход газообразного кислорода в подогреватель кислорода соединен трубопроводом с выходом газообразного кислорода из первого по линии жидкого кислорода основного конденсатора, выход очищенного газообразного кислорода из испарителя-конденсатора соединен трубопроводом с входом в верхнюю колонну газообразного кислорода из группы основных конденсаторов, а патрубок выхода из устройства жидкого продукционного кислорода соединен трубопроводом с выходом из верхней колонны основного потока жидкого кислорода и содержит отделители жидкости на трубопроводе входа газообразного кислорода в подогреватель кислорода и на трубопроводе на выходе очищенного газообразного кислорода из испарителя-конденсатора. This goal is achieved by the fact that in the device for producing xenon concentrate in air separation plants containing interconnected upper and lower columns, a group of main condensers with a series connection of the main capacitors along the line of liquid oxygen, an oxygen heater, an evaporator-condenser, an evaporator of liquid oxygen and an extraction unit xenon concentrate, a distinctive feature is that the input of gaseous oxygen into the oxygen heater is connected water with the release of gaseous oxygen from the first main oxygen condenser along the liquid oxygen line, the outlet of the purified gaseous oxygen from the evaporator-condenser is connected by a pipe to the inlet to the upper column of gaseous oxygen from the group of main condensers, and the outlet pipe from the device of liquid production oxygen is connected by a pipe to the exit from the upper columns of the main stream of liquid oxygen and contains liquid separators on the inlet line of gaseous oxygen to the oxygen heater and on the pipeline at the outlet of the purified gaseous oxygen from the evaporator-condenser.

Заявляемый способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках может быть реализован в заявляемом устройстве, схематично показанном на чертеже (см. фиг. 1), содержащем трубопровод (линию) 1 подачи основного потока воздуха (потока А) в нижнюю колонну 2, линию 3 подачи потока кубовой жидкости (потока В) из нижней колонны 2 через переохладитель кубовой жидкости и грязной азотной флегмы 4 и адсорбер кубовой жидкости 5 в верхнюю колонну 6, линию 7 подачи потока грязной азотной флегмы (потока Г) через переохладитель 4 в верхнюю колонну 6, линию 8 подачи потока чистой азотной флегмы (потока Д) из нижней колонны 2 через переохладитель чистой азотной флегмы 9 в верхнюю колонну 6, линию 10 подачи детандируемого потока воздуха (потока Е) в верхнюю колонну 6, линию 11 вывода потока чистого азота (потока Ч) из верхней колонны 6 через переохладитель 9, линию 12 вывода потока отбросного азота (потока От) через переохладитель 4, линию 13 подачи одной части основного потока жидкого кислорода (потока Ж) из верхней колонны 6 в группу основных конденсаторов 14а, 14б, соединенных линией 34 подачи потока жидкого кислорода из основного конденсатора 14а в основной конденсатор 14б, линию 28 отбора другой части основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в качестве потока продукционного жидкого кислорода (Кж) и соединенную с патрубком 38, линию 37, соединяющую линии 34 подачи потока жидкого кислорода из основного конденсатора 14а в основной конденсатор 14б и 28 отбора части основного потока жидкого кислорода из верхней колонны, линию 15 подачи потока газообразного азота (потока Б) из нижней колонны 2 в группу основных конденсаторов 14а, 14б, линию 16 подачи потока жидкого азота (потока Л) из группы основных конденсаторов 14а, 14б в нижнюю колонну 2, линию 17 подачи одной части потока испаряемого газообразного кислорода (потока И) из группы основных конденсаторов 14а, 14б в верхнюю колонну 6, линию 18 отбора другой части потока продукционного газообразного кислорода (Кпр) из потока газообразного кислорода первого конденсатора 14а по ходу линии жидкого кислорода и вывода потока продукционного газообразного кислорода через отделитель 26 и подогреватель кислорода 19, линию 35 слива сепарированной в отделителе 26 влаги в линию 34 подачи потока жидкого кислорода из основного конденсатора 14а в основной конденсатор 14б, линию 20 вывода циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М) из группы основных конденсаторов 14а, 14б, линию 21 подачи части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока Н) в испаритель-конденсатор 22, линию 23 подачи адсорбционной части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М') через адсорбер жидкого кислорода 24 в группу основных конденсаторов 14а, 14б, линию 25 подачи потока очищенного газообразного кислорода (потока О) из испарителя-конденсатора 22 через отделитель жидкости 27 в верхнюю колонну 6, линию 36 слива сепарированной в отделителе 27 влаги в линию 29 вывода из испарителя-конденсатора 22 жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном (поток П), линию 29 вывода из испарителя-конденсатора 22 жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном (потока П), линию 30 подачи одной части потока П (поток С) через испаритель жидкого кислорода 31 в блок извлечения ксенонового концентрата 32, линию 33 подачи другой части потока П (поток Р) в блок извлечения ксенонового концентрата 32. The inventive method for producing xenon concentrate in air separation plants can be implemented in the inventive device, schematically shown in the drawing (see Fig. 1), containing the pipeline (line) 1 for supplying the main air flow (stream A) to the lower column 2, line 3 for the flow bottoms liquid (stream B) from the bottom column 2 through a supercooler of bottom liquid and dirty nitrogen reflux 4 and an adsorber of bottom liquid 5 to the top column 6, line 7 for supplying a stream of dirty nitrogen reflux (stream D) through the subcooler 4 to the top column 6, line 8 for supplying a stream of pure nitrogen reflux (stream D) from the lower column 2 through a supercooler of pure nitrogen reflux 9 to the upper column 6, line 10 for supplying an expandable air stream (stream E) to the upper column 6, line 11 for outputting a stream of pure nitrogen (stream C) from the upper column 6 through a supercooler 9, a line 12 for outputting a stream of waste nitrogen (stream From) through a supercooler 4, a line 13 for supplying one part of the main stream of liquid oxygen (stream G) from the upper column 6 to the group of main condensers 14a, 14b connected by a line of 34 innings the liquid oxygen stream from the main condenser 14a to the main condenser 14b, a line 28 for selecting another part of the main liquid oxygen stream from the upper column as a production liquid oxygen (Ql) stream and connected to the pipe 38, a line 37 connecting the liquid oxygen stream supply lines 34 from the main condenser 14a to the main capacitor 14b and 28 to take part of the main stream of liquid oxygen from the upper column, a line 15 for supplying a nitrogen gas stream (stream B) from the lower column 2 to the group of main capacitors 14a 14b, a line 16 for supplying a stream of liquid nitrogen (stream A) from the group of main condensers 14a, 14b to the lower column 2, a line 17 for supplying one part of the stream of vaporized gaseous oxygen (stream I) from the group of main condensers 14a, 14b to the upper column 6, a line 18 for extracting another part of the productive oxygen gas stream (CRC) from the oxygen gas stream of the first condenser 14a along the liquid oxygen line and outputting the productive oxygen gas stream through the separator 26 and the oxygen heater 19, the separator drain line 35 moisture in the separator 26 to the line 34 for supplying a liquid oxygen stream from the main condenser 14a to the main condenser 14b, the line 20 for outputting the liquid oxygen circulating stream (stream M) from the group of main condensers 14a, 14b, the line 21 for supplying a part of the circulating liquid oxygen stream (stream N) to the evaporator-condenser 22, the supply line 23 of the adsorption portion of the liquid oxygen circulation stream (stream M ') through the liquid oxygen adsorber 24 to the group of main condensers 14a, 14b, the purified gas flow supply line 25 oxygen (stream O) from the evaporator-condenser 22 through the liquid separator 27 to the upper column 6, the drain line 36 separated in the separator 27 of moisture into the line 29 of the output from the evaporator-condenser 22 of the liquid oxygen stream enriched in xenon and krypton (stream P), xenon and krypton enriched liquid oxygen stream 22 flow path from evaporator-condenser 22 (stream P), one part of stream P supply line (stream C) 30 through the liquid oxygen evaporator 31 to the xenon concentrate recovery unit 32, and the other stream part supply line 33(Stream P) extraction unit 32 xenon concentrate.

Способ получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках осуществляется следующим образом. The method of obtaining xenon concentrate in air separation plants is as follows.

Предварительно сжатый, очищенный и охлажденный основной поток воздуха (поток А) подают по линии 1 в нижнюю колонну 2 (фиг. 1), где осуществляют ректификационное разделение основного потока воздуха с образованием следующих потоков: потока кубовой жидкости (потока В), потока грязной флегмы (потока Г), потока чистой азотной флегмы (потока Д), потока газообразного азота (потока Б). Поток В по линии 3 подачи потока кубовой жидкости выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе кубовой жидкости и грязной азотной флегмы 4, очищают в адсорбере кубовой жидкости 5 и подают в верхнюю колонну 6. Поток Г по линии 7 подачи потока грязной азотной флегмы выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе 4 и подают в верхнюю колонну 6. Поток Д по линии 8 подачи потока чистой азотной флегмы выводят из нижней колонны 2, охлаждают в переохладителе чистой азотной флегмы 9 и подают в верхнюю колонну 6. Также в колонну 6 по линии 10 подают детандируемый поток воздуха (поток Е), по линии 17 подают одну часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток И) из группы основных конденсаторов 14а, 14б и по линии 25 подают из испарителя-конденсатора 22 через отделитель жидкости 27 поток очищенного газообразного кислорода (поток О). Pre-compressed, purified and cooled main air stream (stream A) is fed through line 1 to the lower column 2 (Fig. 1), where the main stream of rectification is separated by distillation to form the following streams: bottoms stream (stream B), dirty reflux stream (stream D), a stream of pure nitrogen reflux (stream D), a stream of gaseous nitrogen (stream B). The stream B through the bottom 3 supply stream of bottoms liquid is withdrawn from the bottom column 2, cooled in the subcooling unit of the bottom liquid and dirty nitrogen reflux 4, cleaned in the bottom liquid adsorber 5 and fed to the upper column 6. Stream D from the bottom of the dirty nitrogen reflux stream 7 from the bottom column 2, cooled in a subcooler 4 and fed to the upper column 6. Stream D through line 8 of the flow of pure nitrogen reflux is removed from the bottom column 2, cooled in a subcooler of pure nitrogen reflux 9 and served in the upper column 6. Also in column 6 on line 10 the expandable air stream (stream E) is fed, one part of the vaporized oxygen gas stream (stream I) from the group of main condensers 14a, 14b is fed through line 17 and the purified oxygen gas stream (stream is supplied from the evaporator-condenser 22 through the liquid separator 27) ABOUT).

В верхней колонне 6 осуществляют ректификационное разделение подаваемых в колонну потоков с образованием следующих потоков: потока чистого азота (потока Ч), потока отбросного азота (потока От), основного потока жидкого кислорода (потока Ж). Поток Ч выводят из колонны 6 по линии 11 вывода потока чистого азота через переохладитель 9. Поток От выводят из колонны 6 по линии 12 вывода потока отбросного азота через переохладитель 4. Одну часть потока Ж по линии 13 подают из верхней колонны 6 в группу основных конденсаторов 14а, 14б, а другую часть потока Ж по линии 28 выводят в качестве потока продукционного жидкого кислорода (Кж). Из нижней колонны 2 по линии 15 подают поток газообразного азота (поток Б) в группу основных конденсаторов 14а, 14б, где осуществляют ожижение потока Б, а сконденсированный азот в виде потока жидкого азота (потока Л) по линии 16 возвращают из группы основных конденсаторов 14а, 14б в нижнюю колонну 2. За счет теплоты конденсации потока Б в группе основных конденсаторов осуществляют частичное испарение основного потока жидкого кислорода. Одну часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток И) по линии 17 подают из группы основных конденсаторов 14а, 14б в верхнюю колонну 6, другую часть потока испаряемого газообразного кислорода (поток Кпр) отбирают из потока газообразного кислорода первого конденсатора 14а по ходу линии жидкого кислорода 13 и по линии 18 через отделитель 26 и подогреватель кислорода 19 выводят в виде потока продукционного газообразного кислорода. Отсепарированную в отделителе 26 влагу направляют в линию 34 подачи потока жидкого кислорода из основного конденсатора 14а в основной конденсатор 14б. In the upper column 6, a rectification separation of the streams fed into the column is carried out with the formation of the following streams: a stream of pure nitrogen (stream C), a stream of waste nitrogen (stream From), and the main stream of liquid oxygen (stream G). The stream C is withdrawn from column 6 through line 11 of the output of the stream of pure nitrogen through the supercooler 9. The stream From is withdrawn from column 6 through line 12 of the output of the stream of waste nitrogen through the supercooler 4. One part of the stream G through line 13 is fed from the upper column 6 to the group of main condensers 14a, 14b, and the other part of the flow W through line 28 is withdrawn as a stream of production liquid oxygen (KZh). A nitrogen gas stream (stream B) is supplied from the bottom column 2 through line 15 to the group of main condensers 14a, 14b, where stream B is liquefied, and condensed nitrogen in the form of a liquid nitrogen stream (stream L) is returned from line 16 to the group of main condensers 14a , 14b to the lower column 2. Due to the heat of condensation of stream B in the group of main condensers, partial evaporation of the main stream of liquid oxygen is carried out. One part of the vaporized oxygen gas stream (stream I) is fed through line 17 from the group of main condensers 14a, 14b to the upper column 6, the other part of the vaporized oxygen gas stream (Kpr stream) is taken from the oxygen gas stream of the first condenser 14a along the line of liquid oxygen 13 and through line 18 through the separator 26 and the oxygen heater 19 output in the form of a stream of production gaseous oxygen. The moisture separated in the separator 26 is directed to a liquid oxygen stream supply line 34 from the main condenser 14a to the main condenser 14b.

Для обеспечения взрывобезопасности воздухоразделительной установки из последнего аппарата 14б по ходу линии жидкого кислорода 34 группы основных конденсаторов по линии 20 выводят циркуляционный поток жидкого кислорода (поток М). Одну часть потока М в виде адсорбционной части циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М') очищают в адсорбере жидкого кислорода 24 от тяжелых углеводородов и диоксида углерода и по линии 23 возвращают в основной конденсатор 14б. Другую часть циркуляционного потока жидкого кислорода (поток Н) по линии 21 подают в испаритель-конденсатор 22, в котором осуществляют частичное испарение потока Н с образованием как минимум двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода (потока О) и жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном (потока П). Поток О очищенного газообразного кислорода по линии 25 через отделитель 27 направляют в верхнюю колонну 6. Отсепарированную в отделителе 27 влагу возвращают в поток П. Жидкий поток кислорода, обогащенный ксеноном и криптоном, подают по линии 33 (поток Р) в блок извлечения ксенонового концентрата 32 или частично испаряют в испарителе жидкого кислорода 31 (поток С) и по линии 30 также подают в блок извлечения ксенонового концентрата. To ensure the explosion safety of the air separation unit from the last apparatus 14b along the line of liquid oxygen 34 groups of main capacitors along line 20 output a circulating stream of liquid oxygen (stream M). One part of the stream M in the form of the adsorption part of the circulating stream of liquid oxygen (stream M ') is purified in the liquid oxygen adsorber 24 from heavy hydrocarbons and carbon dioxide and returned via line 23 to the main condenser 14b. Another part of the liquid oxygen circulating stream (stream H) is fed through line 21 to an evaporator-condenser 22, in which partial evaporation of stream H is carried out with the formation of at least two streams — a stream of purified gaseous oxygen (stream O) and a liquid oxygen stream enriched in xenon and krypton (stream P). The stream O of purified oxygen gas through line 25 through separator 27 is sent to the upper column 6. The moisture separated in separator 27 is returned to stream P. A liquid oxygen stream enriched in xenon and krypton is fed through line 33 (stream P) to the xenon concentrate recovery unit 32 or partially evaporated in a liquid oxygen evaporator 31 (stream C) and is also fed to a xenon concentrate extraction unit via line 30.

Предусмотренная в схеме линия 37 позволяет осуществлять частично отбор потока продукционного жидкого кислорода (поток Кж) после первого по ходу жидкого кислорода конденсатора 14а. В этом случае в потоке Кж повышается концентрация кислорода, но несколько уменьшается количество извлекаемого в устройстве ксенона. The line 37 provided in the circuit allows partial selection of the flow of production liquid oxygen (Cg stream) after the first capacitor 14a along the path of liquid oxygen. In this case, the oxygen concentration in the Ql stream increases, but the amount of xenon extracted in the device decreases slightly.

Автором заявляемого изобретения проведено экспериментальное исследование термодинамических процессов, осуществляемых в описанной выше схеме. При этом проводилось также измерение расхода и концентрации ксенона в следующих точках:
А₁ - на входе основного потока воздуха (потока А) в нижнюю колонну 2;
А₂ - на входе детандируемого потока воздуха (потока Е) в верхнюю колонну 6;
А₃ - на выходе основного потока жидкого кислорода (потока Ж) из верхней колонны 6;
А₄ - на выходе циркуляционного потока жидкого кислорода (потока М) из основного конденсатора 14б;
А₅ - на выходе потока очищенного газообразного кислорода (потока О) из испарителя-конденсатора 22;
А₆ - на выходе потока жидкого кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, (поток П) из испарителя-конденсатора 22;
А₇ - на выходе потока продукционного газообразного кислорода из подогревателя кислорода 19;
A₈ - в линии 28 потока продукционного жидкого кислорода;
А₉ - на выходе потока газообразного кислорода из основного конденсатора 14а;
А₁₀ - на выходе потока очищенного газообразного кислорода из отделителя 27.The author of the claimed invention conducted an experimental study of thermodynamic processes carried out in the above scheme. At the same time, the flow rate and xenon concentration were also measured at the following points:
And ₁ - at the inlet of the main air stream (stream A) in the lower column 2;
And ₂ - at the inlet of the expandable air stream (stream E) in the upper column 6;
And ₃ - at the outlet of the main stream of liquid oxygen (stream G) from the upper column 6;
And ₄ - at the outlet of the circulating stream of liquid oxygen (stream M) from the main capacitor 14b;
And ₅ - at the outlet of the stream of purified gaseous oxygen (stream O) from the evaporator-condenser 22;
And ₆ - at the outlet of a stream of liquid oxygen enriched in xenon and krypton (stream P) from the evaporator-condenser 22;
And ₇ - at the outlet of the stream of production gaseous oxygen from the oxygen heater 19;
A ₈ - in line 28 of the flow of production liquid oxygen;
And ₉ - at the outlet of the flow of gaseous oxygen from the main capacitor 14a;
And ₁₀ - at the outlet of the stream of purified gaseous oxygen from the separator 27.

Результаты исследования приведены в таблице. Из таблицы следует, что заявляемое изобретение позволяет в жидком потоке кислорода, обогащенном ксеноном и криптоном (поток П), увеличить содержание ксенона в три раза по сравнению с данными для аналога и довести его до

от содержащегося в подаваемых на разделение в нижнюю и верхнюю колонны потоках воздуха - основном потоке воздуха (поток А) и детандируемом потоке (поток Е).The results of the study are shown in the table. From the table it follows that the claimed invention allows in a liquid oxygen stream enriched in xenon and krypton (stream P), to increase the xenon content three times in comparison with the data for the analog and bring it to

from contained in the flows of air supplied to the separation in the lower and upper columns - the main air stream (stream A) and expandable stream (stream E).

За счет того, что в способе получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, включающем разделение потоков воздуха в нижней и верхней колоннах на потоки, подачу основного потока жидкого кислорода из верхней колонны в группу последовательно соединенных по линии жидкого кислорода основных конденсаторов, испарение части основного потока жидкого кислорода в группе основных конденсаторов с образованием потоков газообразного кислорода соответствующих конденсаторов по ходу линии жидкого кислорода, вывод части потока жидкого кислорода из группы основных конденсаторов в виде циркуляционного потока жидкого кислорода в испаритель-конденсатор, частичное испарение в испарителе-конденсаторе последнего потока с образованием двух потоков - потока очищенного газообразного кислорода и жидкого потока кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, извлечение из потока жидкого кислорода, обогащенного ксеноном и криптоном, ксенонового концентрата, отбор потоков продукционного газообразного кислорода и продукционного жидкого кислорода - отбор потока газообразного продукционного кислорода осуществляют из потока газообразного кислорода первого основного конденсатора по ходу линии жидкого кислорода, поток очищенного газообразного кислорода направляют в верхнюю колонну, поток газообразного продукционного кислорода и поток газообразного очищенного кислорода сепарируют от капельной влаги, а отбор потока продукционного жидкого кислорода осуществляют из основного потока жидкого кислорода перед подачей последнего потока в группу основных конденсаторов, за счет чего повышается экономичность в результате увеличения извлечения ксенона. Due to the fact that in the method for producing xenon concentrate in air separation plants, which includes dividing the air flows in the lower and upper columns into flows, supplying the main stream of liquid oxygen from the upper column to a group of main condensers connected in series along the liquid oxygen line, evaporating part of the main liquid stream oxygen in the group of main capacitors with the formation of gaseous oxygen flows of the corresponding capacitors along the line of liquid oxygen, the output part of the stream and liquid oxygen from the group of main condensers in the form of a circulating stream of liquid oxygen to the evaporator-condenser, partial evaporation of the last stream in the evaporator-condenser with the formation of two streams - a stream of purified gaseous oxygen and a liquid oxygen stream enriched with xenon and krypton, extraction of liquid oxygen from the stream enriched with xenon and krypton, xenon concentrate, selection of production gaseous oxygen flows and production liquid oxygen - selection of gas flow production oxygen is carried out from the oxygen gas stream of the first main condenser along the liquid oxygen line, the purified oxygen gas stream is sent to the upper column, the production oxygen gas stream and purified oxygen gas stream are separated from the droplet moisture, and the production liquid oxygen stream is taken from the main stream liquid oxygen before supplying the last stream to the group of main capacitors, thereby increasing efficiency as a result of increased xenon recovery.

За счет того, что в устройстве для получения ксенонового концентрата на воздухоразделительных установках, содержащем соединенные между собой верхнюю 6 и нижнюю 2 колонны, группу основных конденсаторов 14а, 14б с последовательным соединением основных конденсаторов по линии 13, 34 жидкого кислорода, подогреватель кислорода 19, испаритель-конденсатор 22, испаритель жидкого кислорода 31 и блок извлечения ксенонового концентрата 32 - вход газообразного кислорода в подогреватель кислорода 19 - соединен трубопроводом 18 с выходом газообразного кислорода из первого по линии 13 жидкого кислорода основного конденсатора 14а, выход очищенного газообразного кислорода из испарителя-конденсатора 22 соединен трубопроводом 25 с входом в верхнюю колонну 6 газообразного кислорода (поток И) из группы основных конденсаторов 14а, 14б, а патрубок выхода из установки жидкого продукционного кислорода 38 соединен трубопроводом 28 с выходом из верхней колонны 6 основного потока жидкого кислорода (поток Ж), содержатся отделители жидкости 26, 27 на трубопроводе 18 входа газообразного кислорода в подогреватель кислорода 19 и на трубопроводе 25 на выходе очищенного газообразного кислорода из испарителя-конденсатора 22, за счет чего повышается экономичность в результате увеличения извлечения ксенона. Due to the fact that in the device for producing xenon concentrate in air separation plants, containing the upper 6 and lower 2 columns connected to each other, a group of main condensers 14a, 14b with a series connection of the main capacitors through a liquid oxygen line 13, 34, an oxygen heater 19, an evaporator -condenser 22, liquid oxygen evaporator 31 and xenon concentrate extraction unit 32 - oxygen gas inlet to oxygen heater 19 - is connected by a pipe 18 to the oxygen gas outlet and from the first on the line 13 of liquid oxygen of the main condenser 14a, the outlet of the purified gaseous oxygen from the evaporator-condenser 22 is connected by a pipe 25 to the entrance to the upper column 6 of gaseous oxygen (stream I) from the group of main condensers 14a, 14b, and the pipe outlet from the installation of liquid production oxygen 38 is connected by a pipe 28 with the output from the upper column 6 of the main liquid oxygen stream (stream G), contains liquid separators 26, 27 on the pipeline 18 of the input of gaseous oxygen into the oxygen heater Yes 19 and on the pipe 25 at the outlet of the purified gaseous oxygen from the evaporator-condenser 22, thereby increasing efficiency as a result of increased xenon extraction.

Claims

1. A method of producing a xenon concentrate in air separation plants, comprising dividing the air flows in the lower and upper columns into flows, supplying a main stream of liquid oxygen from the upper column to a group of main capacitors connected in series through the liquid oxygen line, evaporating part of the main stream of liquid oxygen in the group of main capacitors with the formation of gaseous oxygen flows of the corresponding capacitors along the line of liquid oxygen, the output part of the flow of liquid oxygen and from the group of main condensers in the form of a circulating stream of liquid oxygen, supplying part of the circulating stream of liquid oxygen to the evaporator-condenser, partial evaporation in the evaporator-condenser of the last stream with the formation of two streams - a stream of purified gaseous oxygen and a stream of liquid oxygen enriched with xenon and krypton, extraction of xenon and krypton enriched liquid oxygen from a stream of liquid oxygen, xenon concentrate, selection of production gaseous oxygen and production liquid streams dkogo oxygen, characterized in that the selection of a production stream of gaseous oxygen is carried out from a stream of oxygen gas of the first main line downstream of the condenser the liquid oxygen and the stream of purified oxygen gas fed into the upper column.

2. The method according to claim 1, characterized in that the stream of gaseous production oxygen and the stream of gaseous purified oxygen are separated from drip moisture.

3. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the stream of production liquid oxygen is carried out from the main stream of liquid oxygen before feeding the latter to the group of main capacitors.

4. A device for producing xenon concentrate in air separation plants, comprising interconnected upper and lower columns, a group of main condensers with a series connection of the main condensers along the line of liquid oxygen, an oxygen heater, an evaporator-condenser, an evaporator of liquid oxygen and a unit for extracting xenon concentrate, characterized in that the input of gaseous oxygen to the oxygen heater is connected by a pipe to the output of gaseous oxygen from the first along line g liquid oxygen of the main condenser, the outlet of the purified gaseous oxygen from the evaporator-condenser is connected by a pipeline to the entrance to the upper column of gaseous oxygen from the group of main condensers, and the outlet pipe from the device of the liquid production oxygen is connected by a pipe to the exit from the upper column of the main column of liquid oxygen and contains liquid separators on the pipeline of the entrance of gaseous oxygen to the oxygen heater and on the pipeline at the outlet of the purified gaseous oxygen yes from the evaporator-condenser.