至少清除掉杂质氧和一氧化碳之一的物流的制法和装置制造方法及图纸

至少清除掉杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ之一的物流的制备方法，根据该方法：ａ）待处理的物流被冷却至温度低于－４０℃，其中物流含有至少９０ｍｏｌ％的选自氮、氦、氖、氩、氪、氙的一种化合物或者这些化合物的一种混合物，以及杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ中的至少一种杂质，ｂ）经冷却的物流流过用来对杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ中的至少一种杂质进行吸附的吸附剂，该吸附剂含有至少一种多孔的金属氧化物，ｃ）对至少清除掉杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ之一的物流加以回收。实现这种方法的装置。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
至少清除掉杂质氧和一氧化碳之一的物流的制备方法和装置本专利技术涉及象氮和稀有气体这样的化学惰性化合物物流的制备方法和装置，至少清除掉物流中的杂质氧和一氧化碳之一。在一些工业领域中，特别是电子工业中经常使用象氮和稀有气体即氦、氖、氩、氪、氙这样的惰性化合物及其混合物。更特别的是，电子工业中要求所述惰性化合物尽可能纯，尤其是不含杂质氧(O2)和一氧化碳(CO)。专利申请EP-A-0,509,871描述了一种生产氩的方法。按照该方法，氧含量低于约1000ppm(百万份数，以体积计)的不纯的氩在接近环境温度下、催化剂床中与过量的氢反应，催化剂床由至少一种铂族金属的颗粒组成，颗粒由高比表面的颗粒载体所承载。专利申请EP-A-0,444,422描述了一种用一种或多种吸气剂式还原性金属的床层脱除热氩中含量为0.8mol％的氧的方法。这种吸气剂可含有铜、镍或者能化学吸附氧并能用氢再生的其它金属。另外，专利US-A-3,996,028揭示了一种纯化氩的方法，方法是使氩流过A型合成沸石，这使合成沸石仅吸附氧。使用沸石进行吸附，沸石温度保持在-186℃(氩的沸点)～-133℃。本专利技术的第一个方面是清除掉所含杂质CO和O2的物流的制备方法，该物流含有至少90mol％的选自氮和稀有气体的惰性化合-->物，该方法可用于低温、通常为低于-40℃的物流；该物流是气态或液态的。根据第二个方面，本专利技术还涉及一种至少清除掉杂质O2和CO之一的物流的制备装置。于是，本专利技术包括一种至少清除掉杂质O2和CO之一的物流的制备方法，其特征在于：a)将待纯化的物流冷却至低于-40℃的温度，待纯化的物流一方面含有至少90％的选自氮、氦、氖、氩、氪、氙的一种化合物或这些化合物的混合物，另一方面至少含有杂质O2和CO中的一种；b)经冷却的物流流过一种吸附剂以便至少吸附杂质O2和CO中的一种，所述吸附剂至少含有一种多孔的金属氧化物；c)对至少清除掉杂质O2和CO之一的物流进行回收，其中物流由液氮组成的方法不包括在内。现在将参照下面的说明和附图详细描述本专利技术。图1表示用来除去储罐中液态稀有气体物流中存在的杂质O2和CO的装置。图2表示用来在运输终点处除去液态稀有气体中所含杂质O2和CO的装置。图3表示用来贮存液态稀有气体的储罐，装有一个用来纯化这种液态稀有气体的装置，该装置与储罐相连接以输送液态稀有气体。图4表示由空气制备高纯度液态氩的装置。待纯化的物流通常至少含有96mol％的选自氮和稀有气体即氦、氖、氩、氪和氙的一种化合物。当稀有气体是氩时，到100％的余量通常由氮和杂质O2组成。-->待纯化的物流通常含有低于1000ppm(体积)的O2杂质，通常低于100ppm(体积)的O2杂质。当待纯化的物流基本上由氮气组成时，其一氧化碳含量可低于30ppm(体积)，更一般的情况是CO含量在0.15～1.5ppm(体积)。当待纯化的物流基本上由一种或多种稀有气体例如氩组成时，它通常不含CO或含极少的CO。然而，这种杂质偶然会污染所述惰性化合物。在这种情况下，可用本专利技术的方法除去所述稀有气体中含量为5ppm的CO。本专利技术的方法特别适合于对冷却至低于温度T的物流进行纯化，T等于Pe+30℃等于“Pe”是指操作压力下所述物流的沸点。根据本专利技术方法的优点，处理的物流可以是气态或液态的。更具体地说，待纯化的物流含有冷却至低于-130℃的氩气或者含有冷却至低于-100℃的氪和氙的混合物，温度是在操作压力下测量的。根据本专利技术方法的独特优点，待纯化的物流含有液态氩。在本专利技术的上下文中，术语“多孔的金属氧化物”是指单一金属的氧化物以及含有多种金属的混合的氧化物。硅在这里不被认为是一种金属。所以在本专利技术上下文中含有SiO2图案的沸石不是金属氧化物。可提及的金属氧化物有，特别是过渡金属元素的氧化物，尤其是那些在周期表中IVB、VB，VIIIB和IB族、原子数为22～79的金属的氧化物。这些金属中，铜、钴、镍、锰、银和铁各自的氧化物或者混合形式的氧化物是优选的。含有混合的一氧化铜和氧化锰以及合适的话，其它过渡金属氧化物的金属氧化物是特别优选的。有利的是，这类混合的一氧化铜和氧化锰是那些由术语“hopcalites”为人们所公知的氧化物。hop-calites是人们公知的作为催化剂的多种化合物，其能在标准温度下-->氧化一氧化碳。除了氧化锰(MnO2)和一氧化铜(CuO)外，hopcalite还可含有其它金属氧化物，特别是氧化钴和氧化银。可以特别提及的是含有(％重量)50％MnO2、30％CuO、15％Co2O3和5％Ag2O的hopcalites。不过，本专利技术特别优选的hopcalite是二元的hopcalite，基本上由MnO2和CuO组成，合适的话，含有微量的选自铂、钯、锇、铱、铑和钌的至少一种金属。更具体地说，后一种类型的hopcalite含有40-70％(重量)MnO2和25-50％(重量)CuO。更为具体地说，这种hopcalite含有约60％(重量)MnO2和40％(重量)CuO。本专利技术的吸附剂具有高于0.4nm的平均孔径，优选0.5～4nm。这种吸附剂的孔体积可以高于0.1cm3/g，优选0.15～5cm3/g。比表面可以高于150m2/g，优选150～300m2/g。吸附剂可以是粉末状或棒状的，或者优选颗粒状或球状。这些颗粒和球的直径可以在1～5mm。当要按照本专利技术进行纯化的物流是气态时，它通常经受1～200巴的压力，优选1～15巴。当该物流是液态时，它通常经受1～20巴的压力，优选1～15巴。流过吸附剂、经冷却的物流通常具有高于10-3m/s的线速度，优选10-3～2×10-2m/s。当已经除去杂质O2和/或CO之后，所用吸附剂可以用再生气体以常规方式再生。这种再生气体可以以相对于待纯化物流的并流流动的方式流过吸附剂，或者优选逆流流动的方式。所述气体通常含有氮气或一种氮气与象烃这样的还原气的混合物，或者优选氢。这种混合物可含有低于5mol％的还原气。通过根据前述的本专利技术的方法纯化过的氮的汽化可以生产用作再生气体的氮气。再生气体的温度可以在大约100℃～250℃，优选150℃～250℃。-->吸附剂可以分成并联设置的两个单独的处理区域，两区域中一个区域被再生而另一个与待纯化的物流相接触。在第一次使用吸附剂从待纯化物流中除去所述杂质O2和CO之前，可以对所述吸附剂进行活化处理，特别是为了将吸附剂还原并除去其中可能含有的微量水分。活化可以在150℃～300℃的温度下进行，优选大约250℃。最好是在用一种由氮和氢组成的气氛冲洗的情况下进行活化。按照本专利技术的方法除去杂质O2和CO之前或之后，处理的物流可以带有用公知方法所除去的杂质之外的杂质。因此，如果处理的物流含有氢，可以通过蒸馏法除去氢。当处理的物流基本上由氮组成时，氢的存在就更加值得注意。当处理的物流基本上由常压蒸馏所获得的稀有气体特别是氩组成时，就往往有必要从物流中除去所有微量的氮。可以用常规方式在脱氮柱中进行这种脱除，例如按照专利申请EP-A-0,509,871中所述的方法。本专利技术的方法可以获得一种杂质O2和CO含量都低于100ppb或低于10ppb甚至低于2ppb的物流。根据另一方面，本专利技术涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
至少清除掉杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ之一的物流的制备方法，待纯化的物流含有至少９０ｍｏｌ％的选自氮、氦、氖、氩、氪、氙的一种化合物或者这些化合物的一种混合物，该方法的特征在于：ａ）待纯化的物流流过一种含有至少一种多孔的金属氧化物的吸附剂，所述 物流的温度低于－４０℃，ｂ）对至少清除掉杂质Ｏ↓［２］和ＣＯ之一的物流加以回收，其中物流由液态氮组成的制备方法不包括在内。

【技术特征摘要】
FR 1995-6-30 95079431.至少清除掉杂质O2和CO之一的物流的制备方法，待纯化的物流含有至少90mol％的选自氮、氦、氖、氩、氪、氙的一种化合物或者这些化合物的一种混合物，该方法的特征在于：a)待纯化的物流流过一种含有至少一种多孔的金属氧化物的吸附剂，所述物流的温度低于-40℃，b)对至少清除掉杂质O2和CO之一的物流加以回收，其中物流由液态氮组成的制备方法不包括在内。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，待纯化的物流温度低于T＝Pe+30℃，其中Pe是操作压力下所述物流的沸点。3.根据权利要求1和2之一的方法，其特征在于，物流是液态的。4.根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于，待纯化的物流基本上由液态氩组成。5.根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于，待纯化的物流基本上由氩气组成，操作压力下测得的物流温度低于-130℃。6.根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于，待纯化的物流含有低于100ppm(体积)的杂质O2。7.根据权利要求1-6之一的方法，其特征在于，吸附剂由一种过渡金属的氧化物组成或者由至少两种过渡金属的混合的氧化物组成。8.根据权利要求1-7之一的方法，其特征在于，吸附剂含有混合的一氧化铜和氧化锰例如hopcalite。9.根据权利要求8的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：B达里迪奥，D加利，C穆勒，
申请(专利权)人：液体空气乔治洛德方法利用和研究的具有监督和管理委员会的有限公，
类型：发明
国别省市：FR[法国]