Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Очистка сырого аргона от кислорода производится химическими методами, так как вследствие близости температур кипения Аг и О2 метод низкотемпературной ректификации не обеспечивает достаточно глубокой очистки Аг от О2. Для поглощения кислорода из сырого аргона в промышленности применяются сера, медь и водород.

ПОИСК





Очистка сырого аргона от кислорода

из "Разделение воздуха методом глубокого охлаждения Том 2"

Очистка сырого аргона от кислорода производится химическими методами, так как вследствие близости температур кипения Аг и О2 метод низкотемпературной ректификации не обеспечивает достаточно глубокой очистки Аг от О2. Для поглощения кислорода из сырого аргона в промышленности применяются сера, медь и водород. [c.73]
Сущность процесса сероочисткш — сгорание серы в атмосфере сырого аргона. Устойчивое горение серы возможно при высоких концентрациях кислорода, порядка 25—28%. Существенными недостатками метода является быстрая коррозия аппаратов и арматуры, загрязнение аргона продуктами сгорания серы и сероорганическими соединениями, вредные условия труда., Поэтому этот способ очистки в настоящее время повсюду заменен новыми более эффективными методами. [c.73]
Очистка газов от кислорода металлами при высокой температуре ши- роко применяется как в промыщленности, так и в лабораторной практике. Наиболее часто для этих целей используется медь, связывающая кислород при 400—450° С с образованием окиси меди. Глубина очистки от кислорода этим методом может быть оценена на основании термодинамических данных. При 600° С упругость диссоциации окиси меди равна 1,62 X X 10 мм рт. ст., а при 800° С — 1,07 мм рт. ст., что отвечает при общем давлении смеси, равном 760 мм рт. ст., содержанию кислорода 0,0002% и 0,1% соответственно. [c.73]
Установка оборудована клапанами для ввода азота — клапан А, азото-водородной смеси — клапан Г и аргона — клапан Ар. Клапаны Г, А используются для вывода в атмосферу азото-водородной смеси в цикле регенерации) или азота (при продувке реактора). [c.74]
Концентрация На в смеси Ng + На ограничена повышением температуры в слое контактной массы в процессе регенерации. Тепловой эффект реакции восстановления водородом СиО до Си равен 21 ккал/моль На. Адиабатный разогрев в слое в процессе регенерации азото-водородной смесью составит 30 С на 1 % На, что при максимально допустимой температуре в 550° С отвечает 18% На в N3. [c.75]
Объем контактной массы в реакторе рассчитывается из условия оптимальной объемной скорости в слое контактного материала, равной 200— 300 При определении времени переключения реакторов коэффициент использования контактной массы в одном цикле должен быть принят равным 3—4%. [c.75]
Применение водорода для очистки газов от кислорода основано на реакции гидрирования кислорода с образованием воды [5]. Реакция может осуществляться методом пламенного сжигания или путем каталитического гидрирования. [c.75]
При температуре 500° С и стехиометрическом соотношении количеств водорода и кислорода в исходной смеси равновесное давление кислорода равно 2,атм. [c.75]
Небольшой избыток водорода резко уменьшает равновесные парциальные давления кислорода. Так, при 500° С, начальном содержании кислорода 1% и содержании водорода 2,1%, т. е. при избытке водорода против стехиометрического в 0,1%, Pq = 7 10 атл. [c.75]
Из приведенных данных следует, что реакция взаимодействия водорода с кислородом может рассматриваться как необратимая для стехио-метрической смеси до 500° С, а при небольшом избытке водорода до 1000° С. [c.75]
Применение водорода для очистки аргона от кислорода было использовано еще в 1913 г. [83]. Сущность предложенного метода получения аргона состояла в том, что кислород, обогащенный аргоном до 2,5— 3%, сжигался в специальной горелке со стехиометрическим количеством водорода. Горелка размещалась в стеклянном или кварцевом цилиндре с водяной рубашкой для охлаждения стенок цилиндра. Из 5 кислорода с содержанием 96% Оа на установке получалось ежедневно 120— 150 л аргона чистотой 97—98%. [c.75]
Никель, являясь наиболее дешевым и доступным из указанных веществ, быстро теряет активность в окислительной среде и поэтому используется лишь при очистке водорода от примесей кислорода. [c.76]
Платиновые и палладиевые катализаторы, применяемые для очистки аргона, готовятся нанесением металла на пористую поверхность носителя— активной окиси алюминия (yA-ljOg). Для этого пропитывают растворимыми соединениями этих металлов зерна носителя с последующим восстановлением металла. Поверхность каталитически активного металла достигает 20—100 ж на I Г металла. [c.76]
Исследования каталитической активности палладиевого и платинового катализаторов показали, что гидрирование кислорода на этих катализаторах осуществляется с большой скоростью. Коэффициент превращения близок к 100 при температуре поступающего газа 25—30° С, времени контакта 0,14 се/с и соответственно объемной скорости около 30 ООО В присутствии избытка водорода, равного 1 об. %, оба катализатора не снижают активности в процессе длительной работы при температурах 450—500° С. Длительная работа при температурах 550—600° С в присутствии избытка кислорода против стехиометрического несколько снижает активность катализаторов, причем палладиевый катализатор менее устойчив, чем платиновый. [c.76]
Термическая устойчивость катализаторов этого типа может быть повышена путем длительного прогревания носителя — активной окиси алюминия — перед нанесением металла при температуре, равной рабочей, температуре в контактном аппарате. [c.76]
В области температур 650—700° С реакция гидрирования кислорода идет активно при больших объемных скоростях в присутствии таких материалов, как окись алюминия Y-AI2O3, мелко измельченный кирпич, шамот, минерал дунит. Hay-AlgOs и измельченном кирпиче при 650— 700° С, объемной скорости 60 ООО и исходной концентрации кислорода в аргоне 0,5 об. % остаточное содержание кислорода в очищенном аргоне составляло 0,02—0,03%. [c.76]
При выборе условий работы палладиевых и платиновых катализаторов необходимо учитывать влияние различных факторов на скорость реакции каталитического гидрирования. [c.77]
Изменение температуры мало сказывается на скорости процесса в том случае, если процесс протекает в области внешней диффузии. Поэтому температура газа, поступающего в реактор, должна быть выше минимальной температуры, необходимой для протекания реакции в области внешней диффузии. Для палладиевого и платинового катализаторов эта температура составляет 30—50° С. При более низкой температуре реакция переходит в кинетическую область и скорость каталитической очистки резко снижается. [c.77]
Снижение активности катализатора и повышение минимальной температуры может быть вызвано конденсацией водяного пара в порах катализатора. В капиллярах с радиусом до 15—20 A температура конденсации водяного пара на 10—20° С выше температуры конденсации на плоской поверхности. Следовательно, температура катализатора должна быть на 15—20° С выше температуры насыщения очищаемого газа водяными парами. [c.77]
Верхний предел температуры определяется термической устойчивостью катализатора и составляет для стандартных палладиевых катализаторов 500—550° С и платиновых 600° С. [c.77]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте