AT391206B - Verfahren zur rationellen ausbeutung von xenon-kripton aus der luft im grossbetrieb - Google Patents
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Description
Nr. 391 206
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rationellen Ausbeutung von Xenon-Krypton aus der Luft im Großbetrieb, im Laufe dessen die Luft in einer Grundanlage, welche aus Reihenschaltungen von luftseparierenden Einheiten und aus mit diesem in Reihe geschalteten je zwei rektifizierenden Kolonnen besteht, eingeführt wird, wobei vom unteren Teil der zweiten rektifizierenden Kolonne ein flüssiges Krypton-Xenon Gasgemisch mit 1000 ppm Konzentration gewonnen wird, und wobei von oberen Teilen der ersten und zweiten rektifizierenden Kolonnen das dort gesammelte (¾ Gas in die luftseparierende Einrichtung zurückgeführt wird.
Wie bekannt, enthält die Luft 1,1 x 10'^ Volumenprozent Krypton und 8,0 x 10'^ Volumenprozent Xenon. Im Laufe der Separierung von Krypton-Xenon aus der Luft, verbleiben die Krypton-Xenon Gase fast in ihrem Gesamtvolumen in dem Sauerstoff, da ihre Kondensationstemperatur bedeutend höher ist
Bei den an sich bekannten Separierungsverfahren wird das Krypton-Xenon Gasgemisch zuerst von dem Sauerstoff abgetrennt, und nach Reinigungsprozessen werden auch die Edelgase, d. h. das Xenon und Krypton voneinander separiert
Die Abtrennung des Sauerstoffes wird bei den an sich bekannten Verfahren folgenderweise durchgeführt
Am unteren Teil der zur Separierung der Luft dienenden Kolonne mit niedrigem Druck wird das Krypton-Xenon Gasgemisch beinhaltende Sauerstoffgas mit einer Konzentration von ungefähr 5 ppm über zwei aufeinander folgende rektifizierende Kolonnen durchgeführt, wodurch als Ergebnis am unteren Teil der zweiten rektifizierenden Kolonne ein flüssiger Krypton-Xenon Gasstrom mit ca. 1000 ppm Konzentration erhalten wird. Es soll erwähnt werden, daß bei diesen an sich bekannten Verfahren das am oberen Teil der rektifizierenden Kolonnen gesammelte (¾ Gas in die luftseparierende Einrichtung zurückgeführt wird, wo am oberen Teil dieser
Einrichtung reines (¾ Gas gewonnen wird.
Am unteren Teil der zweiten rektifizierenden Kolonne gewonnenes, Krypton-Xenon-hältiges flüssiges Gas wird nachher zwecks weiterer Reinigung in entsprechende Laboratorieneinrichtungen geleitet.
Aus den erwähnten zwei rektifizierenden Kolonnen kann die erste Kolonne in eine sogenannte "cold-box" eingebaut werden, welche in den Großbetrieben häufig verwendet wird.
Wie bekannt, besteht die Grundeinrichtung in Großbetrieben aus mehreren, miteinander parallel geschalteten Fertigungslinien, die je einzeln aus einer Luftreinigungseinrichtung und mit dieser in Reihenschaltung angeschlossen zwei rektifizierenden Kolonnen ausgestattet sind.
Die zweite rektifizierende Kolonne ist in den Hauptanlagen der Großbetriebe zumeist in eine mit Eisenbeton umhüllte "cold-box" eingebaut, weil die Explosionsgefahr des mit Kohlenwasserstoff angereicherten Gasstroms immer in Betracht gezogen sein muß.
In der oben beschriebenen, an sich bekannten Ausbeutungstechnologie reichert sich das Krypton-Xenon Gasgemisch in der ersten rektifizierenden Kolonne an, da dieses sich vom großen Teil des Sauerstoffes separiert. Am Bodenteil der ersten rektifizierenden Kolonne enthält jedoch das Xenon-Krypton-Gasgemisch noch immer eine bedeutende Menge an Sauerstoff, demzufolge die Anwendung der zweiten rektifizierenden Kolonne unerläßlich ist. Am Bodenteil der zweiten rektifizierenden Kolonne sammelt sich das Krypton-Xenon Gasgemisch im flüssigen Zustand und mit einer Konzentration von 1000 ppm, welches aus diesem Bodenteil der zweiten rektifizierenden Kolonne zwecks weiterer Reinigung ausgeführt sein kann. Das am Kopf der ersten und zweiten rektifizierenden Kolonnen gesammelte O2 Gas wird in die luftseparierende Einrichtung zurückgeführt, und am Kopf kann derreine Sauerstoff gewonnen werden.
Der große Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens zur Ausbeutung von Krypton-Xenon Gasgemisch im Großbetrieb besteht darin, daß die in den parallel angeordneten Fertigungslinien der Grundeinrichtung vorhandenen rektifizierenden Kolonnen einen zu hohen Kostenaufwand beanspruchen, da die Umhüllung dieser Kolonnen mit Eisenbeton, und die gegebenenfalls nötige Schätzung zur Verhinderung einer eventuellen Explosionsgefahr kostspielige Maßnahmen beanspruchen, welche mit einem großen Raumbedarf verbunden sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in der Großbetriebsherstellung des Krypton-Xenon Gasgemisches, wo wenigstens zwei oder mehrere, miteinander parallel geschaltete luftseparierende Einrichtungen verwendet werden, der Kostenaufwand bedeutend absinkt, und der Wirkungsgrad bzw. die Ökonomie der Gewinnung verbessert, d. h. das gewonnene spezifische Gasvolumen erhöht werden kann, falls erfindungsgemäß bei den parallel geschalteten luftseparierenden Einrichtungen der Grundlage die aus der ersten rektifizierenden Kolonne ausgeleiteten Gasströme miteinander vereinigt, in eine zweite gemeinsame rektifizierende Kolonne weitergeleitet werden, und daß die in dieser Weise vereinigten Gasströme in der zweiten gemeinsamen rektifizierenden Kolonne gemeinsam rektifiziert werden.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren gemäß der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß vom unteren Teil der ersten rektifizierenden Kolonne (I) das Krypton-Xenon-C^ Gasgemisch, dessen Konzentration ca. 5 ppm beträgt, zwecks weiterer Rektifizierung bzw. zwecks Separierung des Sauerstoffs und des Krypton-Xenon-Gasgemisches in eine gemeinsame rektifizierende Kolonne (Üa) geleitet wird, von welcher das Krypton-Xenon Gasgemisch am unteren Teil in flüssigem Zustand mit einer Konzentration von ca. 1000 ppm zwecks weiterer Reinigung bzw. Sauerstoffabscheidung in eine weitere Kolonne (üb) geleitet wird.
Das Wesen des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß bei jeder luftseparierenden Einrichtung eine erste rektifizierende Kolonne gebraucht wird. Als zweite Kolonne wird jedoch nur eine gemeinsame Kolonne für -2-
Claims (3)
- Nr. 391 206 alle gleichzeitig im Betrieb gehaltenen luftseparierenden Einrichtungen verwendet. Diese gemeinsame Kolonne hat die Aufgabe, das Gasgemisch weiter anzureichern, den Kohlenwasserstoffanteil durch Adsorption zu vermindern und katalytisch zu befreien. Nach der adsorptiven Abtrennung der Verbrennungsprodukte wird das Krypton-Xenon-Gasgemisch in einer weiteren rektifizierenden Kolonne angereichert Die Ausbeute kann dadurch bis auf 70 % erhöht werden. Das erfmdungsgemäße Verfahren bietet die nachstehenden Vorteile: - Im Vergleich mit der Grundlage der Großbetriebe, wo wenigstens zwei oder mehrere luftseparierende Einrichtungen und rektifizierende Kolonnen in Reiheschaltung angeordnet sind, wird nach der Erfindung statt der Vielzahl von explosionsfest ausgebauten zweiten rektifizierenden Kolonnen nur eine einzige gemeinsame zweite rektifizierende Kolonne verwendet, wodurch ein beträchtlicher Kostenaufwand und Raumbedarf eingespart wird. - Die gemeinsame Rektifizierung der vereinigten Gasströme wird aus den ersten rektifizierenden Kolonnen gewonnen. Es kann so eine Ausbeutung des Krypton-Xenon-Gasgemisches im Vergleich mit den zum Stand der Technik gehörenden Verfahren mit einem höheren spezifischen Wirkungsgrad erreicht werden, da die Krypton-Xenon Konzentration in dieser gemeinsamen zweiten rektifizierenden Kolonne bedeutend größer ist als die Konzentration in den zweiten rektifizierenden Kolonnen der an sich bekannten Fertigungslinien. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und schematisch gehaltener Figuren wie folgt näher erläutert. Fig. 1 veranschaulicht den Stand der Technik. Wie man sieht, besteht die Grundeinrichtung aus mehreren miteinander parallel geschalteten Fertigungslinien, die je einzeln aus einer Luftreinigungseinrichtung (2) und mit dieser in Reihenschaltung angeschlossenen zwei rektifizierenden Kolonnen (I), (Π) gebildet sind. Aus Fig.
- 2 ist schematisch die Erfindung zu ersehen. Im Großbetrieb wird aus der Luft Krypton-Xenon und reiner Sauerstoff (O2) gewonnen, und zwar mittels einer Grundeinrichtung, die aus drei Herstellungslinien besteht. Jede der drei Herstellungslinien ist mit einer ersten rektifizierenden Kolonne (I) gleicherweise ausgestattet und diese drei Herstellungslinien sind zueinander parallel geschaltet. Die ersten Einheiten dieser Linien sind identisch mit den an sich bekannten luftseparierenden Einheiten, an deren oberem Teil das O2 Gas und an ihrem unteren Teil das Krypton-Xenon Gas, gemischt mit Sauerstoff, mit einer Konzentration von ca. 5 ppm gesammelt werden. Das am unteren Teil der luftseparierenden Einheiten (2) gesammelte Krypton-Xenon-Gas, welches mit Sauerstoff gemischt ist, wird in die erste rektifizierende Kolonne (I) geleitet, die in der "cold-box" z. B. im Kühlschrank der Grundeinrichtung, angeordnet ist, wo eine weitere Separierung des Sauerstoffes von dem Krypton-Xenon-Gasgemisch erfolgt. Das am oberen Teil dieser ersten rektifizierenden Kolonne (I) gesammelte O2 wird in den oberen Teil der luftseparierenden Anlage (2) zurückgeführt, wobei das, am unteren Teil dieser ersten Kolonne gesammelte (¾ Gas, welches noch mit Krypton-Xenon Gas gemischt ist, in eine zweite rektifizierende Kolonne (Ila), (üb) geführt wird, die gegen Explosionsgefahr mit Eisenbetonumhüllung umgeben ist. Am oberen Teil dieser zweiten gemeinsamen rektifizierenden Kolonne (Ha), (Ilb) sammelt sich das separierte (¾ Gas, welches in den oberen Teil der luftseparierenden Einrichtung (2) zurückgeführt wird. Am Bodenteil der zweiten rektifizierenden Kolonne wird ein Krypton-Xenon Gasgemisch mit ca. 1000 ppm Konzentration im flüssigen Zustand gewonnen, welches zwecks weiterer Reinigung in eine entsprechende Laboratorieneinrichtung geleitet wird. PATENTANSPRUCH Verfahren zur rationellen Ausbeutung von Xenon-Krypton aus der Luft im Großbetrieb, im Laufe dessen die Luft in einer Grundanlage, welche aus Reihenschaltungen von luftseparierenden Einheiten und aus mit diesen in Reihe geschalteten je zwei rektifizierenden Kolonnen besteht, eingeführt wird, wobei vom unteren Teil der zweiten rektifizierenden Kolonne ein flüssiges Krypton-Xenon Gasgemisch mit 1000 ppm Konzentration gewonnen wird, und wobei von oberen Teilen der ersten und zweiten rektifizierenden Kolonnen das dort gesammelte C>2 Gas in die luftseparierende Einrichtung zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vom unteren Teil der ersten rektifizierenden Kolonne (I) das Krypton-Xenon-02 Gasgemisch, dessen Konzentration ca. 5 ppm beträgt,
- -3- Nr. 391 206 zwecks weiterer Rektifizierung bzw. zwecks Separierung des Sauerstoffes und des Krypton-Xenon-Gasgemisches in eine gemeinsame zweite rektifizierende Kolonne (Ila) geleitet wird, von welcher das Krypton-Xenon Gasgemisch am unteren Teil in flüssigem Zustand mit einer Konzentration von ca. 1000 ppm zwecks weiterer Reinigung bzw. Sauerstoffabscheidung in eine weitere Kolonne (üb) geleitet wird. ϊ 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-
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| AT110962B (de) * | 1918-07-17 | 1928-10-25 | Barbet & Fils & Cie E | Verfahren zum Rektifizieren der bei der Zerlegung der Luft in ihre Bestandteile erhaltenen Gemische an Edelgasen. |
| AT134751B (de) * | 1931-11-14 | 1933-09-25 | Linde Eismasch Ag | Verfahren zur Gewinnung der Luftbestandteile mit höherem Siedepunkt als Sauerstoff. |
| DE2814464B2 (de) * | 1978-04-04 | 1981-04-02 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur Abtrennung mindestens zweier höhersiedender gasförmiger Komponenten aus einem tiefersiedenden Trägergas oder Trägergasgemisch durch Tieftemperaturrektifikation |
-
1985
- 1985-02-07 HU HU45885A patent/HUT39401A/hu unknown
- 1985-04-05 AT AT1048/85A patent/AT391206B/de not_active IP Right Cessation
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