SU1623733A1 - Способ очистки гелиевого концентрата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии адсорбционной счистки гелиевого концентрата от азота и микропримесей и может найти применение в процессах переработки гелийсодержащих газов . Цель изобретени  - повышение количества очищенного гели .Гелиевый концентрат, парциальное давление примесей в котором составл ет 0,002 - 5,0 кгс/см , пропускают через адсорбер в течение времени, равного 0,3 - 0,8 времени до проскока, после чего адсорбент продувают гелием с парциальным давлением азота в нем 0,0002 - 20 кгс/см до проскока азота, подачу газа прекращают, перепускают его в адсорбер, прошедший стадию регенерации до выравнивани  давлени ,давление сбрасывают до атмосферного с выводом газа сброса давлени  из системы. Способ позвол ет получить дополнительное количество очищенного гели  по сравнению с известным способом в количестве 110,5 . 2 ил., 1 табл. (в С/ С

Description

Изобретение относитс  к технологии адсорбционной очистки гелиевого концентрата от азота и микропримесей и может найти применение в процессах переработки гелийсодержащих газов.

Цель изобретени  - повышение количества очищенного гели .

На фиг. представлена схема установки дл  осуществлени  способа; на фиг.2 - повышение адсорбционной емкости угл  при проведении первичной, а затем вторичной адсорбции по сравнению с однократной адсорбцией (крива  а - статическа  активность угл  СКТ-6 при проведении однократной адсорбции , крива  б - статическа  активность угл  СКТ-6 при проведении

первичной и последовательно вторичной адсорбции).

Способ осуществл етс  на установке из четырех адсорберов (фиг.1, адсорберы 1-4, буферные емкости 5 - 7, компрессор 8, вентили 9 - 44).

Один из адсорберов в любой момент времени работает в стадии адсорбции , остальные три наход тс  в различных стади х регенерации.

Адсорбци  очищаемого газа в течение времени $ 0,3 - 0,8 до проскока названа первичной, адсорбци  до проскока примеси газа продукции - вторичной адсорбцией.

Исходный газ, содержаний примесь в области парциальных давлений

0,0002 - 5,4 кгс/см2, подают в адсорбер в течение времени, определ емого соотношением 0,пооск 1 роск Количество гелиевого концентрата, подаваемое на очистку, составл ет 200 нм /ч. Давление адсорбции 18 кгс/см2, внутренний диаметр адсорбера 0,406 м, высота сло  адсорбента 4,666 м. Адсорбент - активи- рованный уголь СКТ-6, количество угл  в адсорбере 254 кг, содержание азота в очищаемом газе 10 об.%. Обще врем  цикла 17 мин.

Последовательность работы одного адсорбера следующа  (фиг.1).

Адсорбци . Адсорбер 1 работает в режиме первичной адсорбции. Газ подают в адсорбер через вентиль 37,читый продукт отвод т через вентиль 38 в буферную емкость 5.

Стади  вторичной адсорбции. Газ при рабочем давлении 0,002 - 20 кгс /см2 подают в адсорбер 1 через вентили 31 и 27 из емкости 7, чистый продукт вывод т через вентили 32 и 36 в емкость 5. Стади  адсорбции проводитс  до проскока извлекаемой примеси.

Дл  данных параметров процесса:

проск

Gjfct a «z 254;0А009

200-0,1

0,158ч 416с,

г,

где а 0,0091 м /кг - полезна 

адсорбционна  емкость угл  СКТ-6 по азоту при парциальном давлении азота в исходной смеси 1,8 кгс/ /смг;

уо 10 об Л- содержание азота в сыром

газе;

Врем  С первичной адсорбции при- н то 255 с, а врем  Ј вторичной адсорбции прин то 128 с.

Выравнивание давлени . Давление адсорбера 1 выравнивают с давлением адсорбера 3 через вентили 9 и 11.

Сброс давлени . Первую часть газа сброса давлени  перепускают в адсорбер 3, прошедший стадию регенерации, до выравнивани  в адсорберах уровн  давлени . Далее осуществл ют сброс давлени  до атмосферного, при этом сбрасываемый газ вывод т из системы через вентиль 13.

Продувка адсорбента. Адсорбер продувает чистым гелием Р ц. 0,004 об.% из емкости 5 ч ереэ вентили 21,17,22 и 26. Газ регенерации собирают в емкость 6 и компрессором 3 закачивают в емкость 7, откуда его после дожати  подают в отработавший стадию первичной адсорбции адсорбер на очистку (вторичную адсорбцию).

Выравнивание давлени . Давление в адсорбере 1 выравнивают с давлением адсорбера 3, отработавшего стадию вторичной адсорбции, посредством ве тилей 9 и 11.

Набор давлени . Давление поднимают до рабочего исходным газом через вентиль 37 и снова начинаетс  стади  первичной адсорбции. Далее цикл работы повтор етс .

Число адсорберов (четыре) выбрано дл  того, чтобы иметь последовательность стадий, обеспечивающих в любой момент времени цикла работу одного из адсорберов в стадии первичной адсорбции .

При реализации предложенного способа из газов продувки при вторичной адсорбции извлекаетс  дополнительное количество очищенного гели , полнее используетс  адсорбционна  емкость адсорбента.

При реализации предложенного способа после проведени  регенерации в адсорбенте сохран етс  определенное остаточное количество азота. При это полезна  адсорбционна  емкость угл  СКТ-6 примерно на 40% выше по сравнению с однократной адсорбцией (при прочих равных слови х).

Таблица иллюстрирует повышение эффективности предложенного способа по сравнению со способом однократной адсорбции за счет сокращени  потерь гели  с газом продувки и частью газа сброса давлени , выводимыми из установки .

Нижний предел парциальных давлений примеси (азота) в очищаемом газе 0,0002 кгс/см2определ етс  минимально возможным давлением адсорбции 5 кгс/см2, при котором практически реализуетс  способ безнагревной ко- роткоцикловой адсорбции, осуществл емой за счет разности адсорбционных емкостей стадии адсорбции и десорбци и минимально возможным содержанием азота в очищаемом гелии 0,004 об.% (по ТУ 51-940-80 содержание азота н

очищенном гелии марок Б и В не более 0,004 об.%, в гелии марки А - не более 0,0005 об.%).

Верхн   граница парциальных давле ний примеси (азота) в очищенном газе 5,4 кгс/смг дл  первичной адсорбции и 20 кгс/смг дл  вторичной определена линейной областью изотерм адсорб- ции и охватывает весь диапазон сочетаний давлений адсорбции и содержани  пр.шесей.

Нижнему пределу времени адсорбци  соответствует Ь - 0,3 проскока,так как при меньшем времени контакта скорость прохождени  газа через адсорбер такова, что газ не успевает в достаточной степени контактировать с адсорбентом, в резупьтате чистота продукта близка к чистоте очищаемого газа.

Верхний предел С 0,8 времени проскока определ етс  необходимым запасом сло  адсорбента дл  предотвращени  проскока примеси при кратковременных изменени х параметров процесса очистки.

Способ позвол ет получить допол- нительноа количество очищенного гели  в количестве 110,5 км/ч по сравнению с известным способом.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ очистки гелиевого концентрата , парциальное давление азота в котором составл ет 0,0002 - 5,0 кгс/ /см , включающий адсорбцию при попеременном пропускании гааа при повышеном давлении через р д адсорберов, заполненных активным углем СКТ-6, сброс давлени  до атмосферного,продувку адсорбента очищенным гелием, вывод газа сброса давлени  и продувки из системы и создание рабочего давлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  количества очищенного гели , адсорНцию ведут в две стадии, при этом исходный газ пропускают через адсорбер в течение-времени , равного 0,3 - 0,8 времени до проскока азота, после чего на адсорбент подают предварительно сжатый до давлени  адсорбции продувочный газ (или продувочный гелий) с парциальным давлением азота в нем 0,0002 - 20 кгс/см и пропускают его до проскока азота, далее подачу этого газа прекращают, газ перепускают в адсорбер, прошедший стадию регенерации до выравнивани  давлени  после чего в адсорбере, отработавшем обе стадии адсорбции, давление сбрасывают до атмосферного с выводом газа сброса давлени  из системьи

   56,98999,38

   0,011 0,02

   57100,0

   167,466599,98

   0,03350,02

   167,5100

   Очищаемый

   г™аш8 Щ8

   г S Ч

   СЬрасыббемый

   газ

   Фиг.1