TW201500101A - 一氧化二氮的回收和純化 - Google Patents

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Abstract

本發明係針對一種從含有N2O的氣流回收和純化一氧化二氮以生產不同級數的一氧化二氮的方法，其使用包含(但不限於)濕法滌氣、吸附、液化、驟沸蒸餾或帶有回流的連績蒸餾的組合。

Description

一氧化二氮的回收和純化
本發明係針對一種從含有N2O的氣流回收和純化一氧化二氮以生產不同級數的一氧化二氮的方法。
製造一氧化二氮(N2O)的經典方法是通過硝酸銨分解。一氧化二氮是硝酸生產過程中的副產物。一氧化二氮也在己二酸(尼龍製造中使用的兩種反應物之一)的合成中作為副產物大量產生。
己二酸是通過雙階段過程製造的二羧酸。第一製造階段通常包括環己烷的氧化以形成環己酮和環己醇的混合物。第二階段包括將所述混合物用硝酸氧化以產生己二酸。一氧化二氮作為硝酸氧化階段的副產物而產生。
在實驗的基礎上，在己二酸的製備中N2O產生的總的反應化學計量據估算約為每千元產物0.3kg N2O。
由於具有如此大的量，來自於己二酸合成的副產物可以成為N2O的主要商業來源。然而，從來自於己二酸合成的廢氣流回收N2O需要移除各種雜質，例如氮的更高價氧 化物、二氧化碳、一氧化碳、氮、氧、氬、濕氣和有機雜質。目前，出於環保目的，大部分廢氣流在排放之前分解。
對於用於不同目的的一氧化二氮的回收和純化，或出於環保目的從工業廢氣流貧化一氧化二氮，已進行了一些工作。
在EP 0636576 A1中描述了一種常規的一氧化二氮純化系統和方法。更具體來說，所述方法從在壓縮機中壓縮含氮、氧和水的一氧化二氮進料氣體開始。將一部分不含水的一氧化二氮輸送到熱交換器，在其中將它冷凝成氣-液混合物，其接著導向一精餾塔。
與這樣的系統相關的缺點之一在於它的複雜性，因為它包括三個熱交換器和兩個精餾區。此外，所使用的壓縮機由於操作所需的潤滑油而可能成為次級污染源。
在美國專利6080226中描述了涉及從含有一氧化二氮與氧氣和氮氣的混合物的進料流中分離一氧化二氮的方法的一個發明。在所述方法中，通過利用貧氧氣流共吹掃的變壓吸附(PSA)工藝對包含一氧化二氮的進料流進行純化，以產生高純度一氧化二氮流。一氧化二氮被選擇性吸附，因此第一流出物流含有N2和O2。高純度一氧化二氮流可以引入到用於生產己二酸的複合裝置中，以從稀釋廢物流回收一氧化二氮，並將回收的一氧化二氮送到從芳香烴類生產苯酚的過程中。來自於苯酚生產步驟的未反應的一氧化二氮可以在第二步或排氣PSA步驟中回收，並與來自於己二酸生產的副產物一氧化二氮廢物流的回收結合用於一氧化二氮的整體回 收，從而顯著減少己二酸生產的一氧化二氮排放。
美國專利6348083 B1教導了用於回收和/或純化包含在廢氣中的一氧化二氮的裝置和方法。所述廢氣含有至少一部分一氧化二氮(N2O)和至少一種其他氣態化合物。所述方法還教導了(a)通過滲透分離廢氣流中包含的至少一部分一氧化二氮，以及(b)回收至少一部分在步驟(a)中分離的氣態一氧化二氮。優選地，廢氣流的來源是使用排放廢氣的工業過程的工業裝置，優選為用於生產己二酸的裝置、用於生產一氧化二氮的裝置、用於生產乙醛酸的裝置或用於生產硝酸的裝置。
與上述系統和其他相關技術系統相關聯的缺點在於它們不能移除二氧化碳雜質。純化領域的技術人員熟知，二氧化碳是最難從含有一氧化二氮的氣體中移除的雜質之一。
另外，儘管可用於移除氮、氧、氫、一氧化碳和水雜質，但上述系統和其他相關技術系統不能移除其他雜質例如氨和甲烷。一氧化碳、氨、甲烷和氫是輕質雜質。
美國專利6370911 B1提供了一種用於一氧化二氮純化的系統和方法，其中所述一氧化二氮產物可被用於半導體製造。所述系統和方法包括第一子系統，其具有一與一純化罐連通的用於接收、汽化並將一氧化二氮蒸氣輸送回到純化罐的汽化器，佈置在所述純化罐的遠端以接收一氧化二氮蒸氣的蒸餾塔，佈置在所述蒸餾塔上的冷凝器，其中輕質雜質被移除，並且不含輕質雜質的一氧化二氮被輸送到所述 汽化器並在其中轉化成蒸氣。第二子系統，具有第一乾燥床容器，其佈置在所述汽化器下游以接收蒸氣並在其中使酸氣體反應，第二乾燥床容器，其位於所述第一乾燥床容器下游用於移除蒸氣中的水和氨。第三子系統，其具產物罐(其中純化的一氧化二氮蒸氣在其中重新冷凝)，傳輸歧管(包括液體泵、液體過濾器和用於將純化的一氧化二氮分配到保存容器的旁路)。所述發明允許移除雜質和顆粒物，以便可以將純度為99.9998%或更高的超純一氧化二氮產物輸送到使用位點。
在本發明中，提供了通過濕法滌氣器吸收過程、吸附過程、驟沸筒(flash drum)和/或帶有回流的低溫蒸餾過程的組合，純化含有一氧化二氮的廢氣流或廢氣氣流的新的N2O生產方案。本發明生產了可用於不同目的的不同水平的純化等級之一氧化二氮。
一個方面，本發明提供了一種用於純化N2O及/或生產不同純化等級N2O的系統。純化N2O係從含有N2O和雜質的氣流的處理而獲得，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物。所述系統包括：濕法滌氣吸收裝置，用於從所述氣流移除所述重質雜質；具有至少一個壓縮級的壓縮機，用於將所述被滌氣的氣流壓縮至預設壓力；冷卻和乾燥裝置，用於從所述被壓縮的氣流移除所述濕氣或水； 吸附裝置，用於接收從所述冷卻和乾燥裝置出來的氣流及從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物；緩衝罐，用於儲存從所述吸附裝置出來的氣流；液化裝置，用於接收從所述緩衝罐出來的氣流及將其部分地液化成一液體混合物及一含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物；釋放裝置，用於將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置並將所述液體混合物輸送到一分離裝置；分離裝置，用於從所述釋放裝置接收所述液體混合物，通過蒸發從所述液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，將含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體排回到所述壓縮機，並產生純化的液體N2O；以及罐，用於儲存和分配所述純化的液體N2O；其中所述濕法滌氣吸收裝置包含鹼滌氣裝置、酸滌氣裝置、水滌氣裝置或其組合；及所述分離裝置較佳地包含至少一個驟沸筒、至少一個帶有回流的蒸餾塔或其組合。
另一個方面，本發明提供了一種用於純化N2O及/或生產不同純化等級N2O的系統。純化N2O係從含有N2O和雜質的氣流的處理而獲得，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物。所述系統包括：具有至少一個壓縮級的壓縮機，用於將所述氣流壓縮至預設壓力； 冷卻和乾燥裝置，用於從所述被壓縮的氣流移除所述濕氣或水；吸附裝置，用於接收從所述冷卻和乾燥裝置出來的氣流及從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物；緩衝罐，用於儲存從所述吸附裝置出來的氣流；液化裝置，用於接收從所述緩衝罐出來的氣流及將其部分地液化成一液體混合物及一含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物；釋放裝置，用於將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置並將所述液體混合物輸送到一分離裝置；分離裝置，用於從所述釋放裝置接收所述液體混合物，通過蒸發從所述液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，將含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體排回到所述壓縮機，並產生純化的液體N2O；以及罐，用於儲存和分配所述純化的液體N2O；其中所述分離裝置較佳地包含至少一個驟沸筒、至少一個帶有回流的蒸餾塔或其組合。
再另一個方面，本發明提供了一種回收和純化一氧化二氮(N2O)的方法，所述方法包括：提供含有N2O和雜質的氣流，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物；通過濕法滌氣吸收從所述氣流移除重質雜質；通過具有至少一個壓縮級的壓縮機將所述氣流壓縮至預設壓力； 通過冷卻和乾燥裝置從所述壓縮的氣流移除濕氣或水；將通過所述冷卻和乾燥裝置的氣流送到並通過一吸附裝置以從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物；在所述氣流通過該吸附裝置後，將所述氣流至少部分地液化以獲得含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物以及液體混合物；將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置；將所述液體混合物輸送到一分離裝置並藉由蒸發從所述液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，產生純化的液體N2O及含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體；將所述含有N2O和非冷凝性氣體的蒸氣相氣體排回到所述壓縮機；以及將所述純化的液體N2O輸送到用於儲存和分配的罐；其中所述濕法滌氣吸收較佳的移除所述重質雜質至低於500ppm的程度。
再另一個方面，本發明提供了一種回收和純化一氧化二氮(N2O)的方法，所述方法包括：提供含有N2O和雜質的氣流，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物；通過具有至少一個壓縮級的壓縮機將所述氣流壓縮至預設壓力；通過冷卻和乾燥裝置從所述壓縮的氣流移除濕氣或水；將通過所述冷卻和乾燥裝置的氣流送到並通過一吸附裝置以從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物； 在所述氣流通過該吸附裝置後，將所述氣流至少部分地液化以獲得含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物以及液體混合物；將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置；將所述液體混合物輸送到一分離裝置並藉由蒸發從所述液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，產生純化的液體N2O及含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體；將所述含有N2O和非冷凝性氣體的蒸氣相氣體排回到所述壓縮機；以及將所述純化的液體N2O輸送到用於儲存和分配的罐。
所述氣流含有5.0至99.9體積%、優選地25.0至60.0體積%的N2O。所述純化的N2O的純化等級具有99.9%至99.9999%的純度。
所述輕質雜質優選自N2、O2、NO、CO、Ar、H2、甲烷、C2化合物及其組合；所述重質雜質優選自CO2、NO2、CO、H2O、C2 +化合物及其組合；所述有機化合物優選自甲烷、C2 +化合物、C2化合物及其組合；並且所述非冷凝性氣體優選自Ar、N2、O2、CO、NO、甲烷及其組合。
被排回到所述吸附裝置的所述氣體混合物被優選的用於再生所述吸附裝置。所述吸附裝置優選的包含至少兩個平行的吸附床，每個床具有至少一層吸附劑；並且兩個平行的吸附床在連續切換操作(continuous swing operation)中交替使用。所述分離裝置包含至少一個驟沸筒、至少一個蒸餾塔或其組合。
1‧‧‧廢氣流
2‧‧‧濕法滌氣裝置
3‧‧‧壓縮機裝置
4‧‧‧冷卻和乾燥裝置
5‧‧‧吸附裝置
6‧‧‧緩衝罐
7‧‧‧液化裝置
8‧‧‧釋放裝置
9‧‧‧分離裝置
10‧‧‧罐
在形成了本說明書的實質性部分的附圖中示出了：圖1示出了用於從含有N2O的廢氣流中回收和純化N2O的系統的示意圖。
圖2(a)示出了N2O和CO2在1.0MPa下的相圖。
圖2(b)示出了N2O和CO2在2.5MPa下的相圖。
發明詳述
本發明旨在從含有一氧化二氮(N2O)的氣流回收和純化N2O，以生產不同純化等級的一氧化二氮。氣流源可以來自於任何製程，例如來自於工業製程。工業製程的好例子是來自於己二酸生產的廢氣流。
氣流源含有5.0至99.9體積%的一氧化二氮，優選地20至70.0體積%的一氧化二氮，更優選地25.0至60.0體積%的一氧化二氮。
來自於使用硝酸作為氧化劑的己二酸生產廠的廢氣流通常含有28.0-55.0體積%的一氧化二氮。
富含N2O的廢氣流中的主要雜質包括，但不限於N2、O2、H2、Ar、NOx(NO和NO2)、CO、CO2、濕氣、甲烷和其他微量有機化合物。
該重質雜質典型地具有等於或大於N2O的沸 點。該輕質雜質典型地具有小於N2O的沸點。
輕質雜質包括但不限於N2、O2、NO、CO、Ar、H2。重質雜質包括，但不限於CO2、NO2、H2O。有機化合物包括，但不限於C2 +化合物、CH4和C2化合物。一般來說，甲烷和C2化合物歸入輕質雜質，而C2 +化合物歸入重質雜質。
圖1示出了根據本發明的示例性實施方式的用於回收和純化N2O的系統的示意圖。用於回收和純化一氧化二氮的系統包括10個裝置。輸入到系統的輸入氣體被稱為“廢氣流”因為它是來自於其他製程例如來自於己二酸生產廠的廢氣流。
圖1中的裝置2、3和4分別為一濕法滌氣吸收裝置、一壓縮機裝置、和一冷卻和乾燥裝置。這三個裝置主要用於從廢氣流1移除重質雜質和濕氣。重質雜質可以通過濕法滌氣移除；濕氣可以在氣流被增壓後通過冷卻和乾燥裝置移除。
圖1中的裝置5和6分別為一吸附裝置和一緩衝罐。吸附裝置5用於將重質雜質、濕氣和有機化合物進一步移除至微量水平。來自於裝置5的氣流被儲存在緩衝罐6中。
圖1中的液化裝置7被用於將來自於緩衝罐6的製程氣流部分地液化成一氣體混合物以及一液體混合物，該氣體混合物含有N2O氣體和非冷凝性氣體。裝置8是釋放裝置8，其將所述氣體混合物排回到該吸附裝置5。被排回的所述氣體混合物在該吸附裝置5中用作再生氣體。釋放裝置8其將該液體混合物進料到一分離裝置9(在此亦稱為蒸餾裝置 9)。
非冷凝性氣體包括，但不限於Ar、N2、O2、CO、NO、甲烷。因此，該氣流中的這些雜質通過將它們作為所述非冷凝性氣體的一部分釋放而移除。
圖1中的分離裝置9包含至少一個驟沸筒、至少一個帶有回流的蒸餾塔、或一個或多個驟沸筒與一個或多個帶有回流的蒸餾塔的組合。裝置9通過蒸發或蒸餾來移除輕質雜質以產生具有預定純度的一氧化二氮。裝置9還釋放含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體或將其重循環到壓縮機裝置3。
圖1中的儲存罐裝置10儲存和分配來自於該分離裝置9的具有不同純度等級的最終純化的一氧化二氮。
在此系統中，通過使用來自於濕法滌氣吸收裝置2中的鹼和水濕法滌氣器的吸收，與來自於吸附裝置5的吸附的組合來移除重質雜質例如NO2和CO2。可以通過單獨使用吸附裝置5來移除NO2和CO2。
二氧化碳的分子量幾乎與一氧化二氮相同(CO2：44.01,N2O：44.01)。在1.0MPa(1MPa=106Pa)下的沸點差異僅為1.86℃(N2O：-38.27℃,CO2：-40.13℃)。通過蒸餾將CO2與N2O分離是困難且無效的。最終產物中的CO2濃度水平應該通過濕法滌氣和吸附過程來控制，並同時移除其他重質雜質例如NO2。
由於CO和NO的分子量小於一氧化二氮，因此輕質雜質CO和NO通過液化裝置7與釋放裝置8的組合，在 作為非冷凝性氣體的一部分被移除。它們可以通過驟沸蒸餾.或帶有回流的連續蒸餾進一步控制到微量水平，並伴有甲烷、氫、氧和氮的移除。
驟沸蒸餾是單階段連續操作，其中液體混合物被部分地氣化：產生的蒸氣和殘留的液體處於平衡中，其隨後被分離並移出。在進入驟沸筒之前，將進料預先加熱。由此可以將一部分進料氣化。加熱的混合物然後通過減壓閥流向驟沸筒，並發生蒸氣與液體之間的分離。
驟沸蒸餾主要用於分離在廣泛不同的溫度下沸騰的組分。它對於具有相當的揮發性或微量水平的組分的分離是無效的，這需要使用帶有回流的連續蒸餾。
對於高濃度一氧化碳(CO)來說，在氣體流中存在氧的情況下，可以應用在催化劑上進行的一氧化碳向二氧化碳的催化轉化。然後通過鹼和水濕法滌氣器移除產物CO2。
對於高濃度NO和NO2來說，可以在濕法滌氣過程之前引入臭氧。臭氧將不溶性的NO和NO2快速氧化成可溶性的氧化化合物例如N2O5。臭氧可在現場和按照需要將氧通過臭氧發生器產生。
在氣流中可能存在有機化合物，其可能來自於生產廠或來自於壓縮機(潤滑油)。在這種系統中，有機化合物C2 +(C2 +意思是具有超過2的碳數的有機化合物)可以在吸附裝置5中通過吸附被移除至微量水平。微量的CH4和C2(C2意思是碳數等於2的有機化合物)可以在裝置9中通過驟沸蒸餾或帶有回流的連續蒸餾與其他輕質雜質一起移除。
本發明通過濕法滌氣吸收裝置2移除大部分重質雜質，包括但不限於CO2和NO2，並通過吸附裝置5將產物中的重質雜質控制到微量水平。富含N2O的物流中的大部分Ar、N2和O2可以在部份液化後由釋放裝置8作為非冷凝性氣體分離。驟沸筒或帶有回流的蒸餾塔被用於進一步純化物流並降低其中的輕質雜質濃度例如CO、NO、Ar、CH4、N2和O2，以滿足依產物規格的容許限量。
系統提供了生產不同純化等級(例如工業級、醫藥級和電子級)的N2O的靈活性，所述N2O的純度在90%至99.999+%的範圍內，以滿足不同消費者的不同要求。
下面詳細描述使用圖1中示出的系統來回收和純化N2O的過程。
將富含N2O的廢氣流1進料到濕法滌氣吸收裝置2以移除大部分NO2和CO2。濕法滌氣裝置包含鹼滌氣器、酸滌氣裝置、水滌氣器或其串聯的組合。濕法滌氣裝置2的出口處的NO2和CO2將被控制到預設佳，例如低於500ppm(ppm表示以體積計的10-6)。
在從氣流清除水滴後，使用單級或多級壓縮機裝置3將氣流增壓至預設壓力。
所公開的系統需要較高壓力。如果輸入氣流的壓力低，需要在氣流進入吸附裝置5之前將壓力增高。氣流的壓縮壓力主要由產物的壓力要求和整個生產過程的壓力降來決定。
例如，來自於己二酸生產過程的廢氣流的入口壓 力通常為約0.12-0.20MPa。在氣流進入吸附裝置5之前，需要將壓力增壓到2.0至5.0MPa、優選2.0至4.0MPa、更優選3.0MPa至4.0MPa。
在-20℃溫度下，一氧化二氮N2O的飽和壓力為1.801MPa。如果惰性氣體(非冷凝性氣體例如氫、氮和氧)約為總氣體混合物的50.0%，在-20℃下的操作壓力應該超過3.602MPa以液化N2O。通過不同操作裝置時的壓力降也應被考慮在內。
在壓縮機裝置3的第二級(對於具有至少兩個級的壓縮機來說)的出口處，將所述氣流與來自於裝置9的另一個物流(蒸氣)混合。然後將混合的氣流通過冷卻和乾燥裝置4。裝置4進一步降低溫度並移除冷凝的水或霧氣。
吸附裝置5包括至少兩個吸附床。單層或多層的床裝填有不同種類的吸附劑，例如活性碳、活性氧化鋁和13X分子篩。吸附裝置5移除濕氣、CO2和NO2至所需水平，並移除(例如來自於廢氣流或壓縮機潤滑劑的)微量有機化合物。
吸附裝置也可用於移除微量C2 +烴類。
在實踐中，出於安全性原因，也可使用無機分子篩代替活性碳來移除微量有機化合物。此外，對於連續操作來說，可以交替使用兩個平行的吸附床：一個處於吸附中，另一個處於再生中。吸附過程是將產物中的CO2和NO2濃度降低至所需值的關鍵步驟。
然後將來自於裝置5的氣流儲存在緩衝罐裝置6中。
在預設壓力和溫度下，液化裝置7中的液化器將來自於裝置6的氣流部分液化。來自於液化裝置7的含有氣體和液體兩者的兩相流體流被進料到釋放裝置8。
裝置8分離非冷凝性氣體，其主要為氬氣、氮氣和氧氣以及微量的CO、NO和甲烷。然後將非冷凝性氣體送回(或釋放)到吸附裝置5以再生用過的吸附床(吹掃和冷卻)。將來自於釋放裝置8底部的液體混合物進料到分離裝置9，其包含驟沸筒及/或帶有回流的蒸餾塔。
難以通過吸附完全移除的輕質烴類包含甲烷及/和C2化合物可以在裝置9中與其他輕質雜質例如CO和NO一起通過驟沸蒸餾來移除。
來自於裝置9的含有超過90體積%的N2O和非冷凝性氣體的蒸氣被送回(或迴圈)到壓縮機3的第二級。來自於裝置9的底部的液體相，純化的液體N2O，被送到裝置10進行儲存或分配。
在該製程中存在一些熱交換器和混合器(在圖1中未示出)，用於能量回收和氣流的冷卻或加熱。來自於壓縮機的每個級的氣流通過冷卻水或其他冷卻介質(chilled media)進行冷卻。冷卻和乾燥裝置以及液化裝置兩者中的壓縮機也通過冷卻水或其他冷卻介質進行冷卻。在該製程中從釋放裝置8和裝置9出來的非冷凝性氣體和液體可以與氣流交換熱量。
從釋放裝置8出來的液體混合物與來自於吸附裝置5的氣流之間的熱交換的目的在於提高進料到裝置9的液 體混合物的溫度並降低用於液化的氣流的溫度。在熱交換後，氣流被儲存在緩衝罐6中，並通過裝置7中的製冷機液化。液體混合物在熱交換後的溫度是決定產物中輕質雜質水平的關鍵參數。被移除到蒸氣(以及殘留在液體中)的輕質雜質的量取決於進入裝置9的進料的狀況，即多少進料作為蒸氣狀態進入，這反過來又由加熱量來控制。換句話說，氣化程度影響蒸氣相和液體相中輕質雜質的濃度(分佈)。
作為實例，詳細描述了實現純度為99.9%的一氧化二氮的生產的程序。
將壓力為0.15MPa的富含N2O的廢氣流進料到鹼濕法滌氣器以移除大部分NO2和CO2。使用水滌氣器以從氣流清除鹼液滴。這兩個濕法滌氣的壓力降約為0.05MPa。作為控制參數，在滌氣過程後NO2和CO2應該低於500.0ppm。使用泵將鹼溶液和水分別進料到滌氣器的上部。
在分離鹼液滴後，該氣流被進到一雙級壓縮機將該物流的壓力從0.10MPa增壓至1.0MPa(第一級)和至3.04MPa(第二級)。用水作為冷卻劑將壓縮氣流從139.2℃冷卻至38.0℃。在介於該第一級和第二級之間，將該氣流與來自於分離裝置9的蒸氣(95.6體積%的N2O，壓力為1.0MPa，溫度為-39.7℃)混合。
使用冷卻和乾燥裝置將氣體冷卻至10℃並移除冷凝的水。
使用一個熱交換器通過氣流與來自於釋放裝置8的非冷凝性氣體(32.6體積%的N2O，壓力為1.1MPa，溫度為 -66.1℃)之間的熱交換，將氣流的溫度進一步降低至-1.0℃。然後將熱交換後的非冷凝性氣體用於吸附裝置5中用過的吸附床的再生(吹掃、再生、加熱和冷卻)。將緩衝罐6中的一部份氣流用於重新加壓用過的吸附床以用於下一個循環。
該吸附裝置使用兩個平行的吸附床，它們是裝填有活性碳、活性氧化鋁、13X分子篩的多層床，分別用於移除有機化合物(C2 +)、濕氣、二氧化碳、二氧化氮。從吸附床出來的氣流的關鍵參數是CO2濃度低於1.0ppm，且NO2濃度低於0.5ppm。兩個平行的吸附床處於切換操作中：當一個處於吸附中，另一個處於再生中。
將從吸附床出來的具有-1℃的氣流進料到另一個熱交換器，其中氣流經歷與來自於釋放裝置8的底部的飽和液體的熱交換，將該液體加熱並將溫度提高到預設值(從-66.4℃至-39.7℃)，以用於在分離裝置9處的驟沸蒸餾。
液體溫度(或壓力)對於驟沸筒的成功操作來說是關鍵的。在最後的熱交換後，將該來自吸附裝置的氣流處於-29.2℃的溫度儲存在緩衝罐6中。然後將來自緩衝罐6的氣流送到液化裝置7，並在液化裝置7中通過製冷機部份液化。
將來自於液化裝置7的兩相流體流進料到釋放裝置8以分離並移除非冷凝性氣體，其主要為氮、氬和氧以及微量的CO、NO和有機化合物例如甲烷。將非冷凝性氣體在如上所述般冷卻該被進料到該吸附裝置的氣流後被送到該吸附裝置。將來自於釋放裝置8底部液流在如上所述般與該吸附裝置出來的氣流熱交換而具有升高的溫度後送到驟沸筒。 驟沸蒸餾份數(約60%)取決於操作條件和終產物中雜質的限制濃度。將具有微量非冷凝性氣體的蒸氣如上所述般被進料到壓縮機的第二級並與氣流混合。液體相是產物，並被送到液體罐裝置10。
本領域技術人員將會理解，應該安裝一些檢測器以監測和測試濃度、溫度、流速和壓力。
實施例
基於資料庫和熱力學方法，通過商用軟體ASPEN Plus進行了一系列模擬。
來自於使用硝酸作為氧化劑的己二酸生產廠的廢氣流通常含有28.0-55.0體積%的一氧化二氮。來自於典型己二酸工廠的廢氣流的組成如兩個測試樣品所測定被列於表1中。在下面的模擬中使用類似組成的廢氣流。
應該指出，首先將來自於所述己二酸工廠的富含N2O的廢氣流與空氣混合以通過NOx的氧化產生稀釋的HNO3並依次流過3個水滌氣器，然後將氣流送入液滴分離器以分離液滴和氣溶膠。
表1中示出的廢氣流的分析結果是來自於工廠中液滴分離器後的廢氣流的以乾重計的結果。在表1中，NO是NOx中的主要組分。
實施例1 純度為99.9%的N2O的生產
在本實施例中，使用包含濕法滌氣裝置、壓縮機、冷卻和乾燥裝置、吸附裝置、液化器、釋放裝置和驟沸筒的系統來生產99.9%的N2O。
模擬結果示出在表2中。
氣流中N2O的初始份數為47.42%，在濕法滌氣後提高至49.10%，在吸附後提高至54.66%，在釋放裝置中的液相中提高至98.81%，並在驟沸筒後提高至99.92%的N2O液體作為產物儲存。N2O回收率為53.53%，其中所述回收率被 定義為產物中的N2O質量份數與廢氣中的質量份數之比。
對於CO2來說，初始份數為6.50%，通過濕法滌氣降低至0.27%，然後通過吸附進一步降低至0.51ppm。在驟沸蒸餾後，產物中的最終份數為0.94ppm。
對於CO來說，初始份數為0.21%。CO難以通過濕法滌氣和吸附高效移除。在水中可以溶解非常少量的CO。CO可以通過吸附移除，然而它與驟沸蒸餾相比是不經濟的。在釋放裝置中，CO作為非冷凝性氣體釋放並降低至45.6ppm，並且在驟沸蒸餾後在產物中進一步降低至2.46ppm。
對於NO來說，初始份數為50.0ppm。難以通過濕法滌氣和吸附減少NO。在水中可以溶解非常少量的NO。在釋放裝置中NO作為非冷凝性氣體釋放並降低至6.0ppm，並且在驟沸蒸餾後在產物中進一步降低至0.944ppm。
對於H2O來說，初始份數為999.0ppm；不論它 含有多少水，在滌氣後，氣流中的H2O將變得接近飽和。在冷卻和乾燥裝直後，水的份數將降低，並且通過吸附水進一步降低至0.685ppm，產物中的水的份數約為2.75ppm。
對於O2來說，初始份數為3.90%。通過濕法滌氣和吸附難以減少O2(在水中可以溶解非常少量的O2)，在釋放裝置中O2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.22%，並且在驟沸蒸餾後在產物中進一步降低至240ppm。
對於N2來說，初始份數為41.86%。通過濕法滌氣和吸附難以減少N2(在水中可以溶解非常少量的N2)，在釋放裝置中N2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.97%，並且在驟沸蒸餾後在產物中進一步降低至542.0ppm。
在整個製程中，成功操作的關鍵參數包括壓縮機排氣壓力、吸附後的CO2和H2O濃度、液化器中的溫度和壓力、驟沸筒中的入口溫度和壓力。
實施例2 純度為99.999%的N2O的生產
在本實施例中，使用包含濕法滌氣裝置、壓縮機、冷卻和乾燥裝置、吸附裝置、液化器和釋放裝置及帶有回流的蒸餾塔的系統來生產99.999%的N2O。該塔具有10個理論塔板，並以2的回流比操作(回流比是回流物與塔頂餾出物的比率)。最終結果列於表3中。
對於N2O來說，初始份數為47.42%，在濕法滌氣後提高至49.10%，然後在吸附後提高至56.52%，在釋放裝 置後提高至98.81%，在蒸餾後提高至99.9993%並作為產物儲存。N2O回收率為52.82%。
對於CO2來說，初始份數為6.50%，通過濕法滌氣降低至0.27%，然後通過吸附進一步降低至0.485ppm。產物中的最終份數為0.781ppm。
對於CO來說，初始份數為0.21%。在釋放裝置中，CO作為非冷凝性氣體釋放並降低至45.3ppm，並且在產物中進一步降低至接近0ppm。
對於NO來說，初始份數為50.0ppm。在釋放裝置中NO作為非冷凝性氣體釋放並降低至6ppm，並且在產物中變為接近0ppm。
對於H2O來說，初始份數為1000ppm。在冷卻 和乾燥裝置後它將降低，並且在吸附後進一步降低至1.46ppm，產物中的水份數約為6.23ppm。
對於O2來說，初始份數為3.9%。在釋放裝置中，O2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.22%，並且在蒸餾後進一步降低至約0ppm。
對於N2來說，初始份數為41.86%。在釋放裝置中，N2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.96%，並且在蒸餾後進一步降低至約0ppm。
在整個製程中，成功操作的關鍵參數包括壓縮機排氣壓力、吸附後的CO2和H2O出口濃度、液化器的出口溫度、釋放裝置中的壓力、蒸餾塔的理論塔板數和回流比、塔操作壓力和蒸餾塔的入口進料溫度。
實施例3 不使用濕法滌氣的純度99.9%的N2O的生產
在本實施例中，使用包含壓縮機、冷卻和乾燥裝置、吸附裝置、液化器和釋放裝置及驟沸筒的系統而不使用濕法滌氣過程來生產99.9%的N2O。這是可以生產合格產品的簡化製程。
結果列於表4中。
對於N2O來說，初始份數為47.42%。在吸附後 N2O提高至54.89%，在釋放裝置後提高至98.80%，在驟沸筒後提高至99.91%。N2O回收率為53.53%。
對於CO2來說，初始份數為6.50%，並且通過吸附降低至63.3ppm。在驟沸蒸餾後，產物中的最終份數為112.0ppm。為了不使用滌氣裝置進行CO2的移除，吸附柱的長度應該更長。
對於CO來說，初始份數為0.21%，CO可以通過吸附移除；在本製程中採用驟沸蒸餾過程。在釋放裝置中，CO作為非冷凝性氣體釋放，並降低至45.5ppm，並且在產物中進一步降低至2.37ppm。
對於NO來說，初始份數為50.0ppm。在釋放裝置中NO作為非冷凝性氣體釋放並降低至6.0ppm，並且在產物中為0.91ppm。
對於H2O來說，初始份數為1000ppm。在冷卻和乾燥裝置後，份數降低，並且在吸附後降低至0.097ppm。產物中的水份數約為0.39ppm。
對於O2來說，初始份數為3.9%。O2可以通過吸附移除；在本製程中採用驟沸蒸餾過程。在釋放裝置中，O2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.22%，並且在驟沸筒中進一步降低至約234ppm。
對於N2來說，初始份數為41.86%。N2可以通過吸附移除；在本製程中採用驟沸蒸餾。在釋放裝置中，N2作為非冷凝性氣體釋放並降低至0.97%，並且在驟沸筒中進一步降低至523.0ppm。
在整個製程中，成功操作的關鍵參數包括壓縮機排氣壓力、來自於吸附的CO2和H2O出口濃度、液化器的出口溫度、釋放裝置壓力、操作壓力和驟沸筒的進料溫度。
實施例4(對照) 蒸餾以移除CO2
在本實施例中，進行了CO2和N2O的相分析。1.0MPa下的T-x-y圖的結果示出在圖2a中。所述圖分別顯示了CO2的沸點為-40.19℃，N2O的沸點為-39.61℃。差異為0.58℃，表明使用蒸餾將CO2與N2O分離相當困難。
即使在2.5MPa下，沸點差異也僅為3.5℃。仍然難以使用蒸餾將CO2與N2O分離，如圖2b中所示。
對於其他重質組分例如NO2來說，可以得出類似結論。
因此，蒸餾不能有效地從N2O移除CO2。
上面的實施例和優選實施方式的描述應該被當作示例性的，而不是限制由申請專利範圍所限定的本發明。正如將會容易地認識到的，可以使用上面陳述的特徵的大量變化和組合而不背離申請專利範圍中所述的本發明。這樣的變化不應被視為背離本發明的精神和範圍，並且所有這樣的變化都打算被包含在下面的申請專利範圍之內。
1‧‧‧廢氣流
2‧‧‧濕法滌氣裝置
3‧‧‧壓縮機裝置
4‧‧‧冷卻和乾燥裝置
5‧‧‧吸附裝置
6‧‧‧緩衝罐
7‧‧‧液化裝置
8‧‧‧釋放裝置
9‧‧‧分離裝置
10‧‧‧罐

Claims (28)

  1. 一種從含有N2O和雜質的氣流純化N2O的系統，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物，所述系統包括：具有至少一個壓縮級的壓縮機，用於將所述氣流壓縮至預設壓力；冷卻和乾燥裝置，用於接收從所述壓縮機出來的被壓縮的氣流並從該氣流移除所述濕氣或水；吸附裝置，用於接收從所述冷卻和乾燥裝置出來的氣流及從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物；緩衝罐，用於儲存從所述吸附裝置出來的氣流；液化裝置，用於接收從所述緩衝罐出來的氣流及將其部分地液化成一液體混合物及一含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物；釋放裝置，用於將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置並將所述液體混合物輸送到一分離裝置；分離裝置，用於從所述釋放裝置接收所述液體混合物，通過蒸發從所述液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，將含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體排回到所述壓縮機，並產生純化的液體N2O；以及罐，用於儲存和分配所述純化的液體N2O。
  2. 如申請專利範圍第1項的系統，其進一步包括在該氣流被送到該壓縮機並在其中被壓縮前從該氣流移除該重質雜 質的一濕法滌氣吸收裝置，所述濕法滌氣吸收裝置包含鹼滌氣裝置、酸滌氣裝置、水滌氣裝置或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的系統，其中所述氣流含有5.0至99.9體積%、優選地25.0至60.0體積%的N2O。
  4. 如前述申請專利範圍第1至3項中任一項所述的系統，其中所述輕質雜質選自N2、O2、NO、CO、Ar、H2、甲烷、C2化合物及其組合所組成的群組；所述重質雜質選自CO2、NO2、CO、H2O、C2 +化合物及其組合所組成的群組；所述有機化合物選自甲烷、C2 +化合物、C2化合物及其組合所組成的群組；並且所述非冷凝性氣體選自Ar、N2、O2、CO、NO、甲烷及其組合所組成的群組。
  5. 如前述申請專利範圍第1至4項中任一項所述的系統，其中所述壓縮機具有至少兩個壓縮級，並且從所述分離裝置出來的蒸氣相氣體被釋放到該壓縮機的第二級。
  6. 如前述申請專利範圍第1至5項中任一項所述的系統，其中所述吸附裝置包括至少兩個平行的吸附床，每個床具有至少一層吸附劑；並且兩個平行的吸附床在連續切換操作中交替使用。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統，其中所述吸附劑 選自分子篩、活性氧化鋁、活性碳及其組合所組成的群組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統，其中所述分子篩選自13X、3A、4A、5A、CaX、矽膠、鈣Y型沸石、鋅X型沸石、具有高的二氧化矽與氧化鋁比率的分子篩，及其混合物所組成的群組。
  9. 如前述申請專利範圍第1至8項中任一項所述的系統，其中從所述釋放裝置出來的且被排回到所述吸附裝置的氣體混合物被用於再生所述吸附裝置。
  10. 如前述申請專利範圍第1至9項中任一項所述的系統，其中所述分離裝置包括至少一個驟沸筒、至少一個蒸餾塔或其組合。
  11. 如前述申請專利範圍第1至10項中任一項所述的系統，其中該系統適合生產純化等級99.9%至99.9999%的純度的N2O。
  12. 如前述申請專利範圍第1至11項中任一項所述的系統，其中所述氣流是來自於己二酸生產製程或硝酸生產製程的廢氣流。
  13. 如前述申請專利範圍第1至12項中任一項所述的系 統，其中所述氣流包含28.0至70.0體積%的N2O、1.0至6.0體積%的O2、20.0至60.0體積%的N2、0.2至1.0體積%的Ar、2至10.0體積%的CO2、0.1至1.0體積%的CO、1.0ppm至0.5體積%的NO2、1.0ppm至1.0體積%的NO和1.0ppm至0.1體積%的烴類。
  14. 如前述申請專利範圍第1至12項中任一項所述的系統，其中所述預設壓力在2.0至5.0MPa、優選地在2.0至4.0MPa、最優選地在3.0MPa至4.0MPa的範圍內。
  15. 一種回收和純化一氧化二氮(N2O)的方法，所述方法包括：提供含有N2O和雜質的氣流，所述雜質包含輕質和重質雜質、濕氣或水以及有機化合物；通過具有至少一個壓縮級的壓縮機將所述氣流壓縮至預設壓力；通過冷卻和乾燥裝置從所述壓縮的氣流移除濕氣或水；將通過所述冷卻和乾燥裝置的氣流送到並通過一吸附裝置以從所述氣流移除重質雜質、濕氣或水和有機化合物；在所述氣流通過該吸附裝置後，將所述氣流至少部分地液化以獲得含有N2O和非冷凝性氣體的氣體混合物以及液體混合物；將所述氣體混合物排回到所述吸附裝置；將所述液體混合物輸送到一分離裝置並藉由蒸發從所述 液體混合物移除輕質雜質和有機化合物，產生純化的液體N2O及含有N2O和非冷凝性氣體的一蒸氣相氣體；將所述含有N2O和非冷凝性氣體的蒸氣相氣體排回到所述壓縮機；以及將所述純化的液體N2O輸送到用於儲存和分配的罐。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其進一步包括在將所述氣流壓縮至預設壓力之前以濕法滌氣吸收移除所述重質雜質，其中所述濕法滌氣吸收將所述重質雜質除移至低於500ppm的水平。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述的方法，其中所述氣流含有5.0至99.9體積%、優選地25.0至60.0體積%的N2O。
  18. 如前述申請專利範圍第15至17項中任一項所述的方法，其中所述輕質雜質選自N2、O2、NO、CO、Ar、H2、甲烷、C2化合物及其組合所組成的群組；所述重質雜質選自CO2、NO2、CO、H2O、C2 +化合物及其組合所組成的群組；所述有機化合物選自甲烷、C2 +化合物、C2化合物及其組合所組成的群組；並且所述非冷凝性氣體選自Ar、N2、O2、CO、NO、甲烷及其組合所組成的群組。
  19. 如前述申請專利範圍第15至18項中任一項所述的方法，其中所述壓縮機具有至少兩個壓縮級，並且從所述分離 裝置出來的蒸氣相氣體被釋放到該壓縮機的第二級。
  20. 如前述申請專利範圍第15至19項中任一項所述的方法，其中所述吸附裝置包括至少兩個平行的吸附床，每個床具有至少一層吸附劑；並且兩個平行的吸附床在連續切換操作中交替使用。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的方法，其中所述吸附劑選自分子篩、活性氧化鋁、活性碳及其組合所組成的群組。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的方法，其中所述分子篩選自13X、3A、4A、5A、CaX、矽膠、鈣Y型沸石、鋅X型沸石、具有高的二氧化矽與氧化鋁比率的分子篩，及其混合物所組成的群組。
  23. 如前述申請專利範圍第15至22項中任一項所述的方法，其中被排回到所述吸附裝置的氣體混合物被用於再生所述吸附裝置。
  24. 如前述申請專利範圍第15至23項中任一項所述的方法，其中所述分離裝置包括至少一個驟沸筒、至少一個蒸餾塔或其組合。
  25. 如前述申請專利範圍第15至24項中任一項所述的方 法，其中純化的N2O的純化等級從99.9%至99.9999%的純度。
  26. 如前述申請專利範圍第15至25項中任一項所述的方法，其中所述氣流是來自於己二酸生產製程或硝酸生產製程的廢氣流。
  27. 如前述申請專利範圍第15至26項中任一項所述的方法，其中所述氣流包含28.0至70.0體積%的N2O、1.0至6.0體積%的O2、20.0至60.0體積%的N2、0.2至1.0體積%的Ar、2至10.0體積%的CO2、0.1至1.0體積%的CO、1.0ppm至0.5體積%的NO2、1.0ppm至1.0體積%的NO和1.0ppm至0.1體積%的烴類。
  28. 如前述申請專利範圍第15至27項中任一項所述的方法，其中所述預設壓力在2.0至5.0MPa、優選地在2.0至4.0MPa、最優選地在3.0MPa至3.8MPa的範圍內。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6510257B2 (ja) * 2015-02-10 2019-05-08 昭和電工株式会社 亜酸化窒素の精製方法
CN104707449A (zh) * 2015-03-12 2015-06-17 福建三农化学农药有限责任公司 一种六氟丙烯生产中裂解气的脱水方法及脱水装置
KR101858190B1 (ko) * 2016-07-20 2018-05-16 한국화학연구원 아산화질소 함유 기체 혼합물로부터 아산화질소의 회수 및 정제공정
CN106150567B (zh) * 2016-07-26 2017-11-14 中国神华能源股份有限公司 汽轮机增效系统及汽轮机的增效方法
CN106823793A (zh) * 2017-04-01 2017-06-13 平顶山市普恩科技有限公司 一种己二酸尾气中氮氧化物的脱除装置及脱除方法
RU2764773C2 (ru) * 2017-06-27 2022-01-21 Касале Са Способ получения аргона и азота
KR101819665B1 (ko) * 2017-08-21 2018-01-17 주식회사 바우만 아산화질소 가스 드라이어
KR101952945B1 (ko) * 2017-08-31 2019-02-27 한국화학연구원 아산화질소 회수 방법
KR101955015B1 (ko) * 2017-09-05 2019-03-07 한국화학연구원 아산화질소 회수 방법 및 장치
CN109000430B (zh) * 2018-06-06 2020-12-08 珠海中冠石油化工有限公司 一种烷基制备分离制冷工艺
CN112533866A (zh) 2018-09-28 2021-03-19 昭和电工株式会社 氧化亚氮的精制方法
CN109353999A (zh) * 2018-11-20 2019-02-19 天津市汇筑恒升科技有限公司 回收和提纯工业尾气中电子级笑气的装置与方法
CN110548364A (zh) * 2019-10-17 2019-12-10 清远先导材料有限公司 一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置
KR102394306B1 (ko) * 2020-05-22 2022-05-04 주식회사 에프알디 반도체와 오엘이디 제조용 및 의료용 고순도 아산화질소 정제 겸용 저장 탱크 장치
CN111530230A (zh) * 2020-06-19 2020-08-14 庄伙金 一种废气净化设备
KR102461654B1 (ko) * 2020-12-02 2022-11-01 주식회사 에프알디 반도체와 오엘이디 제조용 및 의료용 고순도 아산화질소 정제 장치
WO2024033126A1 (en) * 2022-08-11 2024-02-15 Basf Se A process for the explosion-proof storage of nitrous oxide
CN115430283B (zh) * 2022-09-23 2023-03-28 全椒科利德电子材料有限公司 纯化氧化亚氮的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2850881A (en) * 1957-01-11 1958-09-09 Coyne Chemical Company Method and apparatus for purifying nitrous oxide
DE2732267A1 (de) 1977-07-16 1979-01-25 Bayer Ag Verfahren zur gewinnung von distickstoffmonoxid
US4264566A (en) * 1978-10-06 1981-04-28 Phillips Petroleum Company Temperature control for an ammonia synthesis reactor
JP3294390B2 (ja) 1993-07-26 2002-06-24 日本エア・リキード株式会社 超高純度亜酸化窒素製造方法及び装置
JP3590192B2 (ja) 1996-04-25 2004-11-17 三井化学株式会社 亜酸化窒素の製造方法
US5849257A (en) 1996-04-03 1998-12-15 Mitsui Chemicals, Inc. Process for preparation of nitrous oxide
US5759237A (en) * 1996-06-14 1998-06-02 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et, L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and system for selective abatement of reactive gases and recovery of perfluorocompound gases
US6080226A (en) 1998-09-30 2000-06-27 Uop Llc Nitrous oxide purification by pressure swing adsorption
US6106593A (en) 1998-10-08 2000-08-22 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of air
FR2789600B1 (fr) 1999-02-17 2001-03-09 Air Liquide Procede et installation de recuperation et/ou de purification du protoxyde d'azote contenu dans un gaz-dechet
US6370911B1 (en) * 1999-08-13 2002-04-16 Air Liquide America Corporation Nitrous oxide purification system and process
JP3545377B2 (ja) 2001-08-07 2004-07-21 日本酸素株式会社 空気液化分離用空気の精製装置および方法
JP4031293B2 (ja) 2002-06-05 2008-01-09 住友精化株式会社 亜酸化窒素の回収精製法および回収精製装置
EP1417995A1 (en) 2002-10-30 2004-05-12 Air Products And Chemicals, Inc. Process and device for adsorption of nitrous oxide from a feed gas stream
EP2265356B1 (de) * 2008-04-02 2012-05-23 Basf Se Verfahren zur reinigung von distickstoffmonoxid
BRPI0910974B1 (pt) * 2008-04-02 2019-12-31 Basf Se processo para purificar uma mistura gasosa
JP5692761B2 (ja) * 2010-02-17 2015-04-01 フルーア・テクノロジーズ・コーポレイション 超低硫黄ガスの生成における高圧酸性ガス除去の構成および方法
US8647409B2 (en) * 2012-05-24 2014-02-11 Praxair Technology, Inc. Air compression system and method

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