ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство аргона из "Производство кислорода Издание 2" Технически чистый аргон должен содержать кислород и азот в количестве не более сотых долей процента. В ряде производств требования к качеству аргона еще выше и суммарное содержание примесей не должно превышать тысячных долей процента. [c.329] В электроламповой промышленности для некоторых видов сварки используют технический аргон, содержащий от 12 до 16% азота. Этот продукт обычно подвергают дополнительной очистке от кислорода и влаги на ламповых заводах. Для сварки и резки специальных сталей и сплавов применяют смеси аргона с кислородом, водородом и гелием. [c.329] Чтобы удовлетворить требованиям различных потребителей, технология производства аргона должна обеспечивать как высокое качество, так и низкую себестоимость аргона. [c.329] Процесс получения технически чистого аргона состоит из трех этапов а) извлечения из воздуха сырого аргона б) очистки сырого аргона от кислорода в) очистки аргона от азота. [c.329] Парообразная аргонная фракция, отбираемая из верхней колонны, поступает в аргонную колонну, в верхней части которой установлен аргонный конденсатор. Жидкость испарителя через охладитель и дроссельный вентиль поступает в межтрубное пространство конденсатора, соединенное с верхней колонной двумя трубопроводами. Парообразная аргонная фракция, поднимаясь по колонне, обогащается аргоном и азотом при тепло- и массообмене со стекающей навстречу жидкостью, образующейся в трубках конденсатора. Конденсация происходит потому, что температура аргона более высокая, чем жидкости испарителя, в которой азота содержится значительно больше. Сконденсированная часть аргонной фракции стекает в аргонную колонну в виде флегмы, при этом выпаривается соответствующее количество жидкости испарителя в межтрубном пространстве конденсатора. [c.330] Содержание азота в аргонной фракции обычно не превышает 1%- Поэтому при ректификации в аргонной колонне происходит в основном разделение смеси Аг—Оз. [c.330] Одновременно с обогащением паров аргоном как легкокипящим компонентом происходит обогащение кислородом флегмы, стекающей вниз. Обогащенная аргонная фракция — сырой аргон, содержащая до 95% аргона, отводится из-под крышки конденсатора, а флегма, собирающаяся в нижней части аргонной колонны, стекает по специальной линии с гидрозатвором в верхнюю колонну на ту же тарелку, с которой отбирают аргонную фракцию, или на две-три тарелки ниже. [c.330] образовавшийся из испарившейся в межтрубном пространстве конденсатора части жидкости испарителя, и неиспарившуюся жидкость также отводят на соответствующие по составу пара и жидкости тарелки верхней колонны. Уровень жидкости в межтрубном пространстве конденсатора регулируют вентилем. [c.330] Рассмотрим подробнее процессы, протекающие в верхней и в аргонной колоннах. [c.330] Содержание азота во фракции в месте максимальной концентрации аргона достигает 0,4—0,6 концентрации аргона. При ректификации фракции такого состава в аргонную колонну 2 (рис. 214) поступит большое количество азота, который, как легкокипящий продукт, будет стремиться в верхнюю часть колонны. Полученный сырой аргон при этих условиях будет содержать более 20% азота, а работа аргонной колонны станет неустойчивой вследствие уменьшения разности температур в аргонном конденсаторе 5. Поэтому аргонную фракцию отбирают на несколько тарелок ниже уровня, характеризуемого максимальной концентрацией аргона, где содержание азота в 5—10 раз меньше, чем аргона, а концентрация кислорода выше, чем в месте максимального накопления аргона. В этом случае условия ректификации в аргонной колонне облегчаются, что позволяет наряду с высоким содержанием аргона в сыром продукте обеспечить наиболее высокий коэффициент извлечения. [c.331] Аргонная колонна. Характер распределения концентраций компонентов по высоте аргонной колонны в паре показан на рис. 216. [c.331] В результате условия ректификации в верхней колонне ухудшаются и содержание аргона в кислороде или азота (т. е. потери аргона) возрастают, содержание аргона во фракции при этом снижается. [c.333] Наиболее благоприятны условия ректификации в аппаратах высокого и среднего давления воздуха, в которых резервы флегмы могут быть иопользованы для ректификации аргоно-кислородной фракции, а также в установках двух давлений воздуха с поршневым детандером. [c.333] В колоннах аппаратов низкого давления воздуха, где до 25% воздуха поступает в верхнюю колонну в виде пара через турбодетандер или отводится часть азота из нижней колонны, количество флегмы существенно меньше. Однако и на этих установках извлекают аргон, но при. меньшем коэффициенте извлечения (20—25%) [2,3]. [c.333] Во всех случаях использование охладителей азота и жидкости испарителя позволяет, уменьшая испарение при дросселировании, улучшить условия ректификации в основной и аргонной колоннах. [c.333] Увеличение числа тарелок в ректификационных колоннах снижает их чувствительность к небольшим изменениям режима. Это особенно важно в установках с регенераторами, в которых при каждом переключении возникают колебания давления и величин потоков. [c.333] Показатели процесса ректификации при извлечении аргона для аппаратов различных типов приведены в табл. 35. [c.333] При конструировании и эксплуатации установок высокого, среднего и двух давлений воздуха основное внимание уделяли повышению коэффициента извлечения аргона из воздуха. В последнее время для извлечения аргона стали использовать установки технологического кислорода, работающие в металлургии и в доугих отраслях промышленности. [c.333] Аргонную колонну устанавливают на такой высоте, чтобы обеспечить достаточную разность уровней между днищем и тарелкой, на которую сливают жидкость (не менее 500— 600 мм). На линии жидкости установлен гидравлический и-образный затвор, предотвращающий возможность протекания пара навстречу жидкости и образования пробок препятствующих сливу. [c.334] Чтобы избежать нарушения режима работы тарелок и зависания жидкости в колонне, в местах отбора паровой фракции и слива жидкости, расстояние между соответствующими тарелками увеличивают. При монтаже аргонной колонны очень важно установить место отбора фракции, т. е. оно точно должно быть на той тарелке, которая соответствует аптималыным концентрациям аргона и азота (рис.215).Отклонение от места требуемого отбора вверх даже на одну-две тарелки может привести к увеличению количества азота в сыром аргоне. Отклонение вниз приводит к увеличению количества кислорода в сыром аргоне и уменьшению коэффициента извлечения. [c.334] Вернуться к основной статье