ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение природных метановых и азотистых газов. Получение гелия из "Глубокое охлаждение Часть 1 Изд.3" В 1944 г. добыча гелия в США увеличилась в 25 раз по сравнению довоенным производством. За 1942—1943 гг. был расширен завод в Амарилло и построено четыре новых завода. Гелий применяется для наполнения аэростатов. воздушного заграждения, в качестве анестезирующего вещества, для водолазных работ и для сварки магниевых сплавов деталей самолетов. [c.359] Вопрос о получении гелия в СССР является актуальным. Разделение природных газов должно получить большое развитие в связи использованием их в качестве сырья для извлечения этилена и других углеводородов, а также в связи с использованием метана для энергетических и бытовых целей. Поиски новых топливных ресурсов, естесгвенно, заставляют обратить внимание на газовые месторождения, которые имеются в значительных количествах на территории Союза ССР. [c.359] Природные газы по своему составу значительно отличаются друг о г друга и могут быть разбиты на два типа метановые л азотистые газы в зависимости от содержания в них СН4 и N2. [c.359] В табл. 6-16 приведены составы природного газа некоторых газовых месторождений США в штатах Монроэ, Амарилло, Декстер и Петролия. [c.359] Главные составные части природных газов СН4 и N2, концентрации которых колеблются в значительных пределах. [c.360] Первая стадия разделения природного газа состоит в- выделении N2 и получении в остатке СН4, СгНь и высших углеводородов. [c.360] Выделение азота из природных газов не представляет затруднения ввиду значительной разности температур кипения между азотом и метаном. Для разделения применяется метод фракционированной конденсации или ректификации. Кривые фазового равновесия между метаном и азотом приведены на рис. 6-19. [c.360] Разделение остатка, состоящего из СНд, СгНе и высших углеводородов, производится методами, рассмотренными при разделении коксового и крекинг-газа. Наиболее сложная задача заключается в выделении гелия из природного газа. При разделении сначала получают гелиевый канцентрат, состоящий в основном из азота и гелия с небольшой примесью метана, а затем очищают полученный концентрат и выделяют из него гелий чистотой 99%. [c.360] На рис. 6-20 показаны изотермы для системы N2 — Не, определенные экспериментально М. Руэманом и Федоритенко для четырех температур в пределах давлений от О до 160 ата. [c.360] Указанные три характерные свойства системы гелий — азот придают своеобразную форму кривым равновесия в Т—дг-диаграмме. [c.360] На диаграмме (рис. 6-21,с) показано начало четырех жидкостных ветвей А—А, В—В, С—С, О—О. При давлении Р в диаграмме Р—х жидкостная ветвь О—О начинается при температуре, равной температуре кипения азота при этом давлении. Это дает на диаграмме Т—х точку В (рис. 6-21,6). Так как все кривые диаграммы Р—х идут с левого угла вверх направо, то кривые, соответствующие высокой температуре, вообще не пересекутся изобарой Р. Таким образом, точка О в диаграмме Т—х самая высокая точка для давления Р. Изотерма Е—Е (показанная пунктиром) с температурой более низкой, чем изотерма О—О, пересекает изюбару Р в точке I. [c.360] В диаграмме Т—х (рис. 6-91,6) эта точка лежит ниже точки О. Поскольку жидкостные ветви более низких температур располагаются круче, то в той же точке / (рис. 6-21,а) еще одна жидкостная ветвь более низкой температуры пересечет изобару Р. Это будет изотерма А—Л. [c.360] Следовательно, в диаграмме Т—х мы получим еще одну точку с такой же ч онцентрапией гелия, как и точка но при более низкой температуре. Таким образом, находятся все точки жидкостной линии в диаграмме Т—х. Кривую газовой ветви находят путем перенесения соответствующих значений, найденных в диаграмме Р —X при давлении Р. [c.362] Из рис. 6-21,6 видно, что при постоянном давлении для смеси Не—N3 суще- ствует точка максимальной концентрации гелия в жидкости, т. е. наблюдается следующее явление сначала с понижением температуры содержание гелия в жидкой фазе растет и приобретает при определенной температуре максимальное значение, -а затем начинает падать. [c.363] На рис. 6-22 и 6-23 показаны диаграммы Т — х для системы Не—N2 при 4 н 20 ата, построенные Руэманом и Федоритенко на основании исследовательских работ, проведенных в Харьковском физико-техническом институте. [c.363] Максимальная растворимость Не при 20 ата составляет 1,0% при температуре 7 =105°К при 4 ата максимальная концентрация Не в жидкости 0,11% при температуре Г=83°К. [c.363] Из рассмотрения диаграмм ( рис. 6-22 и 6-23) следуегг, что при выделении гелия имеет большое значение температурный режим и процесс следует вести или при более высоких, или низких температурах сравнительно с той, при которой получается максимальная концентрация Не в жидкости. [c.363] На рис. 6-24 приведены экспериментальные данные о растворимости гелия в омеси из 6% СН4 и 94% N2 при температуре 84,2°К. Из этих данных следует, что концентрация гелия в растворе для указанных условий а=0, 029. [c.363] Растворимость гелия при парциальном давлении 1 ата в азотно-метановой жидкости в зависимости от содержания в ней метана. [c.363] Вернуться к основной статье