ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-технические основы гелиевой технологии из "Редкие газы" Применение того или иного из упомянутых методов зависит от характера газовой смеси, подлежащей разделению. Так, для разделения воздуха можно достигнуть хороших результатов только путем ректификации, ибо разница упругости паров азота и кислорода при одной и той же температуре сравнительно невелика. [c.112] Для разделения коксового, водяного газа, а также для выделения гелия из природных газов можно применить противоточ-ную дефлегмацию смеси. [c.112] Приведенные на рис. 54 кривые упругости паров основных компонентов гелионосных природных газов метана и азота показывают, что упругости паров азота значительно превосходят упругость паров метана, что, естественно, благоприятствует разделению этих газов. При соответствующем осуществлении температурного режима дефлегмации можно получить в основном метановый конденсат, тогда как парообразная фаза будет состоять из азота и гелия. [c.113] На рис. 55 представлены равновесные кривые Т — х для бинарной смеси метан — азот. [c.114] Для каждого давления имеем кривую пара и кривую жидкости, образующие, рыбку —верхняя изобара представляет состав парообразной фазы, а нижняя состав жидкой фазы. [c.114] Для инженерных расчетов предпочтительно пользоваться равновесными кривыми, составленными по опытным данным. [c.115] Несколько лет назад Кеезом дал методику расчета ректи- ]/ фикационного аппарата для разделения воздуха при помощи диаграммы Меркеля На этой диаграмме концентрации нанесены на оси абсцисс, а энтальпии на оси ординат. [c.115] Диаграмма i — д может быть также применена для расчетов колонн, в которых происходит разделение газовых смесей. Для составления i — j -диаграммы надо располагать равновесными кривым Т — X, удельными теплотами соответствующих компонентов и скрытыми теплотами испарения смесей для надежности расчетов все упомянутые данные должны быть определены экспериментальным путем. К сожалению, мы до сих пор не располагаем всеми опытными данными для составления подобных диаграмм для смеси СН — Ng. [c.115] Таким образом, осуществление процесса разделения азото-ме-тановой смеси при пониженном давлении (Р = 5 ата) требует увеличения поверхности теплообмена более чем в два раза. Так как при извлечении гелия из природных газов приходится оперировать с большими количествами газа, то это обстоятельство имеет большое значение. [c.115] При выборе давления необходимо кроме упомянутых выше соображений руководствоваться потребной холодопроизводитель-ностью установки. В самом деле, при осуществлении процесса разделения смеси и выделения гелия неизбежны потери холода, которые должны быть компенсированы. В противном случае температурный режим будет расстроен и эффективность процесса будет постепенно сведена к нулю. [c.116] Между температурой газов, поступающих в установку, и температурой обратного потока газов (на теплом конце теплообменника) неизбежно наличие температурного перепада (Ai), и эта разница температур колеблется в установках глубокого охлаждения в 5—8 . [c.116] Для давления 25 ат при 7 =303°К энтальпия метана 223,0, а для азота 126,0. [c.117] Для увеличения холодопроизводительности следует или повысить конечное давление природного газа выше 25 ат или же иметь самостоятельный холодильный цикл для получения жидкого азота. Американская гелиевая техника пошла по второму пути, т. е. имеет дополнительный холодильный азотный цикл, так как установка глубокого охлаждения получается более гибкой в отношении регулирования процесса. [c.117] Выше были отмечены соображения относительно выбора давления в разделительной колонне. При более высоком давлении в разделительной колонне требуется меньшая поверхность для осуществления технологического процесса. Но при повышенном давлении в колонне возрастают потери гелия. [c.117] Дело в том, что с повышением давления возрастает растворимость гелия в жидком азоте и жидком метане, что влечет за собой увеличение потерь этого ценного газа. По мере выделения метана из природного газа, естественно, возрастает парциальное давление гелия в газовой фазе, что приводит к постепенному возрастанию потерь гелия. [c.117] Более серьезная работа по растворимости гелия в жидком азоте выполнена Украинским физико-техническим институтом у На рис. 58 представлена диаграмма р — X для бинарной смеси N3 — Не. [c.119] Мы уже упоминали, что для практических целей целесообразнее пользоваться Т — х-диаграммой. [c.119] На рис. 59 представлена диаграмма Т —. х для смеси азот — гелий при 20 ат, а на рис. 60 диаграмма Т — х для 4 ат. [c.119] Вернуться к основной статье