Способ каталитической очистки криптоноксенонового концентрата

 

Использование: очистка инертных газов для химической и металлургической промышленности. Сущность изобретения: криптоноксеноновый концентрат очищают от примесей углеводородов окислением на активном оксиде алюминия, промотированном оксидами меди и железа. Температура процесса 480 - 530^oС. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам очистки инертных газов от примесей, и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки криптоноксенонового концентрата от углеводородных примесей путем каталитического окисления на активной окиси алюминия, модифицированной платиной, при этом процесс окисления проводят при 538-704^оС.

Основными недостатками данного способа являются использование в качестве катализатора платины (драг. металла) и необходимость поддержания высокой температуры окисления (до 704^оС), что приводит к увеличению энергозатрат на осуществление процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ очистки криптоноксенонового концентрата от углеводородных примесей путем каталитического окисления на активной окиси алюминия, при этом процесс окисления проводят при 680-700^оС.

Недостатками данного способа являются большие энергозатраты, связанные с необходимостью поддержания высокой температуры (680-700^оС), а также необходимость применения специальных сталей для изготовления реакционного оборудования.

Известны технические решения, в которых для снижения энергозатрат путем уменьшения температуры процесса применяли активную окись алюминия, модифицированную благородными металлами.

Однако использование драгоценных металлов в процессе каталитического окисления углеводородных примесей имеет очевидные недостатки, связанные с их дефицитностью.

Задача изобретения снижение энергозатрат и использование недефицитных материалов может быть осуществлена за счет использования в качестве модифицирующих добавок недефицитных окислов меди и железа, а также за счет проведения процесса очистки при более низкой температуре.

Для этого в способе каталитической очистки криптоноксенонового концентрата от углеводородных примесей, включающем стадию каталитического окисления на активной окиси алюминия, активную окись алюминия модифицируют окислами меди и железа, при этом процесс очистки криптоноксенонового концентрата проводят при 480-530^оС.

Сравнение предлагаемого и известного технических решений дает основание считать, что предлагаемое отвечает критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применяемости.

Достигаемый положительный эффект от предлагаемого способа очистки подтверждается приведенными примерами.

П р и м е р 1 (по прототипу). Криптоноксеноновый концентрат с содержанием метана 0,5 об. с удельным расходом (нм³/ч газа на м³ Al₂O₃) 500 ч^-1 подают в реактор очистки от углеводородных примесей, содержащий в качестве катализатора активную окись алюминия. Температура очистки 680^оС. Очищенный криптоноксеноновый концентрат содержит менее 1 млн^-1 метана. Удельные энергозатраты (на м³ Al₂O₃) составляют 2500 кВт/ч м³.

П р и м е р 2 (по предлагаемому). Криптоноксеноновый концентрат с содержанием метана 0,5 об. с удельным расходом 500 ч^-1 подают в реактор очистки от углеводородных примесей, содержащий в качестве катализатора активную окись алюминия, модифицированную окислами меди и железа. Температура очистки 500^оС. Очищенный криптоноксеноновый концентрат содержит менее 1 млн^-1 метана. Удельные энергозатраты составляют 1100 кВт/ч м³.

В таблице приведены результаты опытов по примерам 2-6, проведенных в рамках заявляемого диапазона температур и за его пределами. Условия проведения опытов по примерам 3-6 аналогичны приведенным в примере 2 (за исключением температуры процесса).

Как видно из таблицы, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволит существенно снизить энергозатраты (на 40-60%) за счет уменьшения температуры процесса без ухудшения глубины очистки криптоноксенонового концентрата.

Кроме того, снижение температуры процесса до 480-530^оС позволяет использовать в конструкции реактора недефицитную нержавеющую сталь 12Х18Н10Т (а не специальные жаропрочные нержавеющей стали, как для температур 680-700^оС).

Проведение процесса при температуре очистки менее 480^оС (пример 4) приводит к увеличению остаточного содержания метана в очищенном криптоноксеноновом концентрате. Проведение процесса при температуре более 530^оС приводит к существенному возрастанию энергозатрат на осуществление процесса, а также усложнению конструкции реакционного оборудования (охлаждаемая стенка) или необходимости применения спецсталей.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ КРИПТОНОКСЕНОНОВОГО КОНЦЕНТРАТА от примесей углеводородов окислением на активном оксиде алюминия, отличающийся тем, что используют активный оксид алюминия, модифицированный оксидами меди и железа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс каталитической очистки проводят при 480 530^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1