[發明專利]一種生產高純氧及氪氙濃縮物的裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201010190808.2
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101857201A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 周大榮;劉劍;俞建
• 申請（專利權）人: 上海啟元科技發展有限公司;上海啟元空分技術發展有限公司
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;C01B23/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明涉及一種生產高純氧及氪氙濃縮物的方法和裝置，尤其是涉及一種從液氧產品中同時提取氪氙濃縮物和高純氧的裝置及其使用方法。

背景技術

工藝流程以低溫精餾法制取高純氧為普遍，原料液主要為液氧和氣氧兩種，根據原料液的不同，液氧中提取高純氧工藝，主要是從主冷中抽取液氧(99.5～99.7％)，其余為氮、氬、氪、氙及碳氫化合物等進入一只高純氧塔中，以回流的方式進行精餾，制取的高純氧純度為99.995％，此方法高純氧的制取量較小。

另一種方式為選取粗氬塔回流液作高純液氧的原料，從氬塔下部約5塊塔板處抽取含量93.17％O₂，6.8％Ar，0.013％N₂的原料氣，送入純氧塔進行精餾，經過約50塊塔板，塔釜產出約20Nm³/h的純度為99.9995％的高純氧。該方法原料液氧不是從主冷抽取，而是選取粗氬塔回流液作為原料，其提取率只有約1.43％。

隨著電子工業技術的不斷發展，對高純氧的需求日益增大。目前普遍采用液氧為原料進行高純氧的制取，提取率較低。而在氪氙粗制工藝流程中，經過一次、二次純化后的氧氣，純度達到99.5％～99.99％是制取高純氧的極佳原料，其特點是產量大、純度高。而這樣的原料氣普遍采取放空或者與其他氣體混合的方式，調節冷凝蒸發器溫度，未能充分利用現有資源，實現循環經濟。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高純氧的回收率高、同時生產氪氙混合物以及高純氧、應用廣泛的生產高純氧及氪氙濃縮物的裝置及其使用方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種生產高純氧及氪氙濃縮物的裝置，其特征在于，該裝置包括第一級精餾塔及第二級精餾塔，所述的第一級精餾塔內設置數塊塔板，該第一級精餾塔塔側的管道上設置原料進料口，塔頂設置冷凝蒸發器，塔釜設置再沸器，所述的第二級精餾塔中部與第一級精餾塔的上部經管道連接，該第二級精餾塔內設置數塊塔板，塔頂設置冷凝蒸發器，塔釜設置再沸器，塔側設置高純氣/液氧抽口，所述的第一級精餾塔塔釜的再沸器經節流閥與管道與第一級精餾塔及第二級精餾塔塔頂的冷凝蒸發器連接。

所述的原料進料口設在距第一級精餾塔塔釜的至少一塊塔板的高度。

所述的第一級精餾塔內的塔板數為8～20塊，第二級精餾塔內的塔板數為40～100塊，優選68塊。

所述的再沸器為電加熱器或氣體蒸發塔釜液體的換熱器。

所述的高純氣/液氧抽口設在距第二級精餾塔塔釜2～10塊塔板的高度，優選距塔釜5塊塔板的高度。

所述的高純氣/液氧抽口設在第二級精餾塔塔釜。

一種生產高純氧及氪氙濃縮物裝置的使用方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將原料經原料進料口導入至第一級精餾塔中進行精餾處理，控制第一級精餾塔的溫度為-126～-164℃，壓力為1.5～3bar，在塔釜得到氪氙濃縮物，在塔頂得到去除氪、氙及碳氫化合物的氧氣或液氧；

(2)塔頂得到的氧氣或液氧進入第二級精餾塔繼續精餾，控制第二級精餾塔的溫度為-170～-175℃，壓力為2～5bar，在高純氣/液氧抽口得到高純液氧或高純氣氧，塔頂得到氧氬混合物；

(3)氮氣進入第一級精餾塔塔釜再沸器液化成液氮，液氮經節流閥節流至低壓進入第一級精餾塔及第二級精餾塔的塔頂冷凝蒸發器，蒸發成氣氮，未被蒸發的液氮作為液氮產品從第一級精餾塔中輸出。

所述的原料包括含氪氙混合物的原料液氧或含氪氙混合物且經換熱器預冷至接近飽和狀態的低溫氣氧，所述的原料液氧為連接空分設備的工業液氧或經濃縮并脫除甲烷等高沸點組份的液氧。

所述的氪氙濃縮物中氪氙含量為原料中氪氙含量的3～20倍，優選10倍。

所述的高純液氧或高純氣氧中氧氣純度達到99.99v/v％-99.9997v/v％。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)可實現氪氙混合物和高純氧的同時回收，其中高純氧的回收率高，可以達到90％以上；

(2)高純氧產品氣形式多樣，生產的氣體產品可以是氣體，也可生產液體產品進入液體儲槽貯存；