Разделение газов – процесс, который осуществляется фракционной конденсацией (охлаждением, сопровождающимся образованием конденсированных систем), ректификацией, сорбцией селективными абсорбентами и адсорбентами, а также диффузией через пористые перегородки (см. Мембранное газоразделение) и др. Наиболее широко в промышленности применяется конденсация в сочетании с сорбцией и ректификацией при низких температурах.

Особенности технологических схем и аппаратурного оформления этих процессов обусловлены уровнем используемых температур (см. Охлаждение).
Методом фракционной конденсации получают, например, гелий Не из природного газа. При этом основную массу газа отделяют конденсацией при 130 К. Из остаточных газов, после полного удаления из них углеводородов, выделяют N2конденсацией его при 83 К и 19 МПа и получают 98,5%-ный Не.

Большие количества газообразных О2 и N2 получают ректификацией воздуха, осуществляемой в колонне двукратного действия. Последняя состоит из двух колонн — нижней и верхней с давлением в них соотв. 0,65 и 0,15 МПа. Первичная ректификация воздуха, охлажденного до 100 К, производится в нижней колонне; при этом отделяют 99,9%-ный N2, а жидкость, содержащая 38—40% О2, для окончательной ректификации поступает в верхнюю колонну. Расход энергии при этом определяется потерями холода в окружающую среду и недорекуцерацией (необратимостью теплообмена между воздухом и продуктами разделения). Для рекуперации холода используют регенераторы, что позволяет уменьшить разность температур между выходящими из них продуктами разделения и поступающим воздухом до 3—5° С. Кроме того, при использовании регенераторов нет необходимости в предварительной осушке воздуха и очистке его от СО2, т. к. вода и СО2 вымораживаются на насадке регенератора, а затем сублимируются и выносятся при рекуперации холода продуктами разделения.

Пример сочетания фракционной конденсации с абсорбцией— разделение коксового газа, используемого для синтеза NH3. Газ охлаждается до 83 К, несконденсировавшиеся примеси (в основном СО, О2 и СН4) абсорбируются жидким N2; при дальнейшем охлаждении газа (давл. 1,3— 1,6 МПа) при 160—170 К отделяют пропан-пропиленовую фракцию, при 125—130 К — этиленовую, при 90—100 К — метановую. Абсорбция примесей жидким N2 одновременно приводит к насыщению Н2 азотом. Чистую азотоводородную смесь получают также из газов конверсии метана охлаждением с последующей промывкой жидким N2. В случае применения в качестве абсорбента жидкого пропана из коксового газа т газов конверсии метана получают технически чистый Н2.

Автор: И.Л.Кнунянц
Источник: Химический энциклопедический словарь, И.Л.Кнунянц,1983 г
Дата в источнике: 1983г
Андрей Баженов

Поделиться
Опубликовано
Андрей Баженов

Недавние сообщения

Химия без паники: как выбрать репетитора и полюбить формулы (мнение)

Сегодня снова поговорим о том, как выбрать репетитора по химии  - благо пора выпускных и…

3 дня тому назад

Искусственный интеллект в химии: почему специалисту важно освоить новые технологии

Современная химическая наука и промышленность переживают период цифровой трансформации. Традиционные лабораторные методы все чаще дополняются…

3 дня тому назад

Зачем химику Excel? Как таблицы ускоряют научные открытия (мнение)

Химия и нефтехимия — области, где точность расчетов и обработка данных играют ключевую роль. Современные…

6 дней тому назад

Курсы для педагогов: как учителя химии и нефтехимии повышают квалификацию

Современная система образования требует от педагогов постоянного развития. Особенно это касается преподавателей химических дисциплин —…

2 недели тому назад

Английский язык в профессиональной практике химика

Современная химическая наука существует в условиях глобализированного информационного пространства. Ежегодно публикуются десятки тысяч исследований, при…

2 недели тому назад

Государственное управление повышением квалификации в России: как это устроено сегодня?

В условиях стремительного развития технологий и повышения требований к профессиональным навыкам, повышение квалификации становится неотъемлемой…

4 недели тому назад