[發明專利]一種粗氖氦精制除氫系統

在審

• 申請號: 201810508279.2
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108373144A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 梁佳光;孫旭陽;肖正國;徐新毅;俞活龍;應訥江;樓旭錸;何芳;李妍;崔擁軍;付定君
• 申請（專利權）人: 浙江智海化工設備工程有限公司
• 主分類號: C01B23/00
• 分類號: C01B23/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張繼鋒

一種粗氖氦精制除氫系統，它包括一通入由空分精餾過程產生的粗氖氦氣與一定量氧氣的混合加氧除氫反應器，所述的混合加氧除氫反應器為一在鈀觸媒催化下進行加氧除氫反應，氫氣與氧氣反應產生水的反應器，該反應器后面通過管道管件依次相接有水冷卻器、低溫氮氣冷卻器、氣水分離器和分子篩組件，并在所述分子篩組件后面接出除氫產品氣；所述的混合加氧除氫反應器、水冷卻器、低溫氮氣冷卻器、氣水分離器和分子篩組件被安裝在一個撬裝裝置的鋼結構框架內；具有集成化程度大大提高，縮短現場施工時間，節省占地空間，降低投資成本等特點。

技術領域

本發明涉及的是一種粗氖氦精制除氫系統，屬于稀有氣體的制備技術領域。

背景技術

隨著下游應用市場的需求不斷的增長，稀有氣體行業供不應求的格局將加劇，尤其是高端稀有氣體市場，稀有氣體的市場規模在不斷的擴大，設備和機器的種類數量大增。如何有效快速的提純稀有氣體成為一大課題。

在空分裝置中，氖、氦、氫沸點（0.103MPa）分別為：-246.05℃、-268.93℃、-252.78℃，通過深冷精餾的方式無法直接分離得到純凈的氖氣和氦氣。而作為分離的前提，除去雜質氫非常重要。加氧除氫反應是比較合適的除氫方式，在鈀觸媒的作用下，通過在混合氣體中加氧，在高溫條件下，氧和混合氣中的氫氣反應生成水，反應后混合氣體的溫度高達400℃，水以氣態形式存在于混合氣當中，需要考慮降溫措施，將氣體溫度降至合適的溫度供下游分離工序，同時反應產生的水，也需要考慮將水和氣分離，因此成套的氖氦氣精制前的除氫方式需要配備反應器、冷卻器（換熱器）、分離罐、分子篩等設備。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一整套完整的系統，將粗氖氦氣中的雜質氫氣去除，并除掉反應后產生的水氣，將氣體降溫，并將所用到的設備集中布置在一個鋼結構框架內，實現整體撬裝化配置，可大幅減少占地空間和投資成本的粗氖氦精制除氫系統。

本發明是通過如下技術方案來完成的：一種粗氖氦精制除氫系統，它包括一通入由空分精餾過程產生的粗氖氦氣與一定量氧氣的混合加氧除氫反應器，所述的混合加氧除氫反應器為一在鈀觸媒催化下進行加氧除氫反應，氫氣與氧氣反應產生水的反應器，該反應器后面通過管道管件依次相接有水冷卻器、低溫氮氣冷卻器、氣水分離器和分子篩組件，并在所述分子篩組件后面接出除氫產品氣；所述的混合加氧除氫反應器、水冷卻器、低溫氮氣冷卻器、氣水分離器和分子篩組件被安裝在一個撬裝裝置的鋼結構框架內。

作為優選：所述的氮氣冷卻器和氣水分離器落地支撐安裝在撬裝裝置的框架內，由兩個分子篩組成的分子篩組件被布置在氣水分離器側面，方便管道連接，所述混合加氧除氫反應器和水冷卻器通過支架布置在框架上方，所有手動閥及需要就地觀察的儀表布置在撬裝裝置的同一側。

作為優選：所述的低溫氮氣冷卻器為能夠將通過水冷卻器初步冷卻后混合氣冷卻至100℃以下，氮氣冷卻器的冷源采用設計溫度-196℃的壓力氮；冷卻后的混合氣在通過氣水分離罐后能夠將反應產生的水分和混合氣分離，所述氣水分離罐的底部設置能將分離后的水分排出的、且采用電磁閥控制的排水管道。

本發明是在傳統加氧除氫的基礎上，通過二級冷卻、氣水分離、分子篩純化等過程，將產生干燥常溫的無氫粗氖氦氣。

本發明將所有設備合理布置在一個鋼結構框架內，實現撬裝化，集成化程度大大提高，縮短現場施工時間，節省占地空間，降低投資成本，具有可觀的經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明粗氖氦精制除氫方式的流程方塊圖。

圖2是本發明粗氖氦精制除氫方式的設備管道撬裝布置圖。

具體實施方式