SE438268B - Forfarande for att medelst en tryckvexlings-adsorptionsprocess separera oxygen och argon ur en ragas - Google Patents

Description

83025 89-0 ..-..--.---..._,_ Sådana processer genomförs numera industriellt. Däremot har det inte hyckats att separera oxygen och argon med en sådan process. På grund av de i detta hänseende likartade adsorp- tionsegenskaperna hos oxygen och argon har det heller inte ansetts möjligt att åstadkomma en separation av dessa gaser genom adsorption i zeolit. Således anges i exempelvis patent- skriften US74 190 424 att genomströmning av en zeolitbädd inte har någon betydande inverkan på halten av oxygen och argon i en gasblandning.

Genom det uppfinningsenliga förfarandet har det trots vad som ovan sagts visat sig möjligt att medelst adsorption i en zeo- litbädd åstadkomma en effektiv separation av oxygen och argon vid rumstemperatur. Detta har uppnåtts medelst ett förfarande av det inledningsvis nämnda slaget, vilket enligt uppfinning- en utmärker sig därigenom, att det adsorberande materialet i adsorptionsbädden innehåller en zeolit av typen clinoptilo- lit.

Den i processen använda rågasen består av en på oxygen och argon anrikad, torr gasblandning, som exempelvis erhålles genom ett konventionellt luftseparationssteg i en tryckväx- lings-adsorptionsprocess. Enligt uppfinningen utnyttjas ett antal i samband med tryckväxlings-adsorption i och för sig kända steg, företrädesvis enligt följande.

Vid framställning av argon sker i ett första steg en adsorp- tion av oxygen i bädden, vilket kan äga rum vid stigande el- ler konstant tryck. Tryckökningen sker delvis med rågas och delvis med produktgas, eller enbart med rågas. Under den se- nare delen av detta steg sker en produktion av argon, som passerar genom och ut ur bädden. Produktion kan dock även ske vid sjunkande tryck, under förutsättning att inte hela bädden är mättad med oxygen. Det oxygen, som desorberas i den första delen av bädden, kommer nämligen då att återadsorberas längre fram i bädden. 8302589-0 Under ett andra steg sker en regenerering av bädden, varvid trycket sänks och oxygen desorberas. Eventuellt utförs även en genomspolning med produktgas.

Tryckväxlingen sker mellan ett högre tryck, som kan vara övertryck eller atmosfärstryck, och ett lägre tryck, som kan vara atmosfärstryck eller undertryck, företrädesvis under- tryck.

Då processen används för framställning av oxygen med renhet större än 95% sker i ett första steg adsorption av oxygen vid ökande eller konstant tryck. Därefter sker en spolning med produktgas under bibehållet högt tryck. Den under adsorp- tionssteg och spolning bildade argonanrikade restgasen pas- serar ut från bädden. Vid den efterföljande trycksänkningen sker en desorption av oxygen, som tillvaratages som produkt- gas. Även i detta fall är det högre trycket övertryck eller atmosfärstryck och det lägre trycket är atmosfärstryck eller undertryck. Om så önskas, kan en del av restgasen recirkule- ras till adsorptionssteget, och tryckökningen kan således ske med enbart rågas eller med rågas och recirkulerad restgas.

Vid en annan utföringsform tillförs rågas vid atmosfärstryck till bädden, som huvudsakligen innehåller adsorberat oxygen.

Argon kommer då att adsorberas och därvid förtränga oxygen, samtidigt som rågasens oxygen passerar genom bädden och kan uttagas som produktgas. Därefter höjs trycket med produktgas och bädden spolas vid det höga trycket, varvid det adsorbe- rade argonet spolas bort. Slutligen sänks trycket till atmos- färstryck under desorption, varvid den desorberade oxygenga- sen tillvaratages såsom produkt.

I alla de beskrivna utföringsformerna används två till fyra adsorptionsbäddar, företrädesvis två, som arbetar med inbör- des tidsförskjutning. Härigenom kan på känt sätt det erfor- derliga kompressionsarbetet reduceras genom tryckutjämning mellan bäddarna, samtidigt som en jämnare produktion uppnås. .-...-~.--4_-..._.........-....._._.--,_. V ___., .....-v..r- 8302589-0 En trolig förklaring till att det visat sig möjligt att sepa- rera oxygen och argon med hjälp av clínoptilolit trots att andra typer av zeolit inte är användbara kan vara att clinop- tilolit uppvisar två olika porsystem. Öppningarna är i båda fallen elliptíska, medan dimensionerna är inbördes olika. Öppningarnas största odh minsta dimension är således i det ena porsystemet 7,9 resp. 3,5 Å och i det andra 4,4 resp. 3,0 Å. Trots att argon- och oxygenmolekylerna är ungefär lika stora, kan oxygenmolekylerna genom att de är tvâatomiga, ha möjlighet att orientera sig så att de kan komma in även i de små porerna, medan argonmolekylerna på grund av sin storlek är utestängda från dessa. Detta leder till att oxygen adsor- beras i större omfattning än argon.

Claims (1)

1. 8302589-0 Patentkrav Förfarande för att medelst en tryckväxlings-adsorptionspro- cess separera oxygen och argon ur en rågas innehållande en blandning därav, vilket förfarande innefattar a) ett adsorptionssteg, i vilket rågasen tillförs en adsorp- tionsbädd, i vilken en större andel av den ena gasen än den andra adsorberas, varigenom en på den andra gasen anrikad gasström åstadkommas, b) ett desorptionssteg, i vilket âstadkommes en gasström anrikad på den nämnda, ena gasen, som adsorberats i adsorptionssteget, k ä n n e t e c k n a t av att det adsorberande materialet i adsorptionsbädden innehåller en zeolít av typen clinoptilo- lit. POOR QÜÄLTIÄ*