本发明专利技术提供一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，包括主换热器、脱氧塔、精氪塔、脱氪塔、精氙塔、精氪冷凝器和多效冷凝器；原料气自主换热器内通过积蓄冷能；脱氧塔内设有再沸器，原料气通过再沸器与脱氧塔内介质传热；精氪塔接受脱氧塔的槽底釜液并精馏；脱氪塔接受精氪塔的槽底釜液并精馏；精氙塔接受脱氪塔顶部气体冷凝液并精馏；精氪冷凝器接受流经再沸器的原料气、精氪塔的顶端气体并进行热交换；多效冷凝器接受脱氪塔、精氙塔顶端气体并进行热交换；冷源气体通过压缩机流经精氪冷凝器，而后注入多效冷凝器并返回精氪冷凝器形成闭环循环。本发明专利技术的氪氙精制装置，降低生产成本，提高冷能的收集或释放速度。的收集或释放速度。的收集或释放速度。
【技术实现步骤摘要】
一种虹吸式制冷的氪氙精制装置
[0001]本专利技术涉及气体分离
，具体涉及一种虹吸式制冷的氪氙精制装置。
技术介绍
[0002]大气中的氪、氙气体含量分别约为1.138x10
‑6、0.0857x10
‑6，微量氪氙气体随空气进入空气分离装置如低温精馏塔后，高沸点组分氪、氙、碳氢化合物(主要是甲烷)以及氟化物大多集聚在低压塔的液氧中，将低压塔的液氧输送至氪附加精馏塔(俗称贫氪塔)，可制得氪氙含量为0.2~0.3%Kr+Xe的贫氪氙浓缩物，该贫氪氙浓缩物中甲烷含量约为0.3~0.4%。在氧气中甲烷含量过高(一般不超过0.5%)是极其危险的。有鉴于此，预先脱除掉贫氪氙浓缩物中的甲烷，不仅可提高设备的安全性能，而且可进而提高贫氪氙浓缩物中氪氙浓度。在已知的方法中，首先将贫氪氙浓缩物加压到临界压力5.5MPa并使其汽化，再减压到1.0MPa后进入甲烷纯化装置，在甲烷纯化装置中通过钯催化剂在480~500℃的温度下，氧气与甲烷进行化学反应，甲烷分解为二氧化碳和水，贫氪氙浓缩物中残余甲烷含量低于1x10
‑6，然后通过分子筛吸附脱除二氧化碳和水；去除甲烷后的原料气进入一级精馏塔后即可得到氪氙混合物。
[0003]一般的精制设备利用氪氙混合物作为原料气，以氮气与液氮混合气为冷源，通过增设多级精馏形式分离获得氪气、氙气，并进一步提纯氪气、氙气。该方法流程长，冷源液氮消耗量大，从而增加了生产成本，降低了氪气、氙气的提纯效率。
[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，以解决
技术介绍
中存在的技术问题。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，包括：主换热器，原料气自所述主换热器通过并积蓄冷能；脱氧塔，所述脱氧塔内设有再沸器，原料气通过再沸器与脱氧塔内介质传热；精氪塔，所述精氪塔接受脱氧塔的槽底釜液并精馏；脱氪塔，所述脱氪塔接受精氪塔的槽底釜液并精馏；精氙塔，所述精氙塔接受脱氪塔顶部气体冷凝液并精馏产出氙液；精氪冷凝器，所述精氪冷凝器接受流经再沸器的原料气、精氪塔的顶端气体并进行热交换；多效冷凝器，所述多效冷凝器接受脱氪塔、精氙塔顶端气体并进行热交换；其中，冷源气体通过压缩机流经所述精氪冷凝器收集冷能，而后注入所述多效冷凝器释放冷能，且流经所述多效冷凝器的冷源气体返回精氪冷凝器形成闭环循环。
[0006]进一步地，与所述脱氧塔配合设有脱氧塔冷凝器；所述脱氧塔顶端气体流经所述脱氧塔冷凝器液化后产出液氧产品M3或输送至脱氧塔内传热传质。
[0007]进一步地，流经所述再沸器的原料气管路接入第一气液分离器；经由第一气液分离器分离的气液混合物流入精氪冷凝器后返回至脱氧塔。
[0008]进一步地，所述精氪冷凝器后端原料气管路接入第二气液分离器；经由第二气液分离器分离的原料气气相、液相分别通过输送管路返回至脱氧塔不同高度。
[0009]进一步地，流经所述脱氧塔冷凝器的冷源为液氮，液氮经由所述脱氧塔冷凝器后通过输送管路流经所述主换热器进行热交换。
[0010]进一步地，流经所述精氪冷凝器产出精氪产品M5或返回至精氪塔。
[0011]进一步地，所述氪氙精制装置还包括回收塔；所述回收塔顶端气体流经所述多效冷凝器并进入第四气液分离器进行气液分离。
[0012]进一步地，流经多效冷凝器的精氙塔顶端气体管路接入第三气液分离器并进行气液分离；经由第三气液分离器分离的液相返回精氙塔或输送至所述回收塔。
[0013]进一步地，所述脱氪塔的槽底釜液返回至回收塔。
[0014]本专利技术的上述技术方案的至少包括以下技术效果：1、本申请实施例的氪氙精制装置，冷源气体在精氪冷凝器与多效冷凝器之间流程过程中形成虹吸效应，实现冷剂的自循环，可提高冷能的收集或释放速度；该种设置的冷能循环系统，不仅降低了对液氮的消耗，降低生产成本，而且冷能循环系统实现对氪氙精制装置内冷能的高效利用；2、本申请实施例的原料气自主换热器进行初次换热，而后通过再沸器进行二次换热，并实现冷能的蓄积，蓄积冷能的原料液进入精氪冷凝器为冷源气体提供冷能，并实现冷能的回收利用，而后通过第二气液分离器实现气液分离后进入脱氧塔内进行气液传质换热，以提高原料气液混合物的脱氧效率，并制得氪氙富集液为精氪塔、精氙塔提供原料；3、本申请实施例的氪氙精制装置，工艺流程短，可高效的实现氪气、氙气的制备；本专利技术实施例还包括其他优点详见具体实施例。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例中氪氙精制装置流程系统结构示意图；图2为图1中原料气冷凝循环流程结构示意图；图3为图1中精氪制备流程结构示意图；图4为图1中液氮冷能循环流程结构示意图；图5为图1中脱氧塔液氧制备流程结构示意图；图6为图1中富氙液脱氪流程结构示意图；图7为图1中精氙制备流程结构示意图；图8为图1中残氪或残氙回收流程结构示意图；图9为图1中虹吸式冷能循环流程结构示意图。
[0016]附图标记：100、氪氙精制装置；1、主换热器；2、脱氧塔；3、再沸器；4、脱氧塔冷凝器；5、第一气液分离器；6、第一调节阀；7、精氪塔；8、精氪冷凝器；9、第二气液分离器；10、第二调节阀；
11、第三调节阀；12、压缩机；13、脱氪塔；14、精氙塔；15、回收塔；16、多效冷凝器；17、第三气液分离器；18、第四气液分离器。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图1
‑
9所示，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，氪氙精制装置100包括主换热器1、脱氧塔2、精氪塔7、脱氪塔13、精氙塔14、精氪冷凝器8和多效冷凝器16；原料气自主换热器1通过并积蓄冷能；脱氧塔2内设有再沸器3，原料气通过再沸器3与脱氧塔2内介质传热；精氪塔7接受脱氧塔2的槽底釜液并精馏；脱氪塔13接受精氪塔7的槽底釜液并精馏；精氙塔14接受脱氪塔13顶部气体冷凝液并精馏产出氙液；精氪冷凝器8接受流经再沸器3的原料气、精氪塔7的顶端气体并进行热交换；多效冷凝器16接受脱氪塔13、精氙塔14顶端气体并进行热交换；其中，冷源气体通过压缩机12流经精氪冷凝器8收集冷能，而后注入多效冷凝器16释放冷能，且流经多效冷凝器16的冷源气体返回精氪冷凝器8形成闭环循环。
[0019]如图参照1
‑
9所示：本专利技术提供一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，氪氙精制装置100包括主换热器1、脱氧塔2、精氪塔7、脱氪塔13、精氙塔14、精氪冷凝器8和多效冷凝器16；来自净化工序的富含氪氙成分的原料气初始温度为15
‑
25℃，压力为18
‑
20bar，原料气主要组分含量为：氧≥99.5%，甲烷≤1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，其特征在于，包括：主换热器（1），原料气自所述主换热器（1）通过并积蓄冷能；脱氧塔（2），所述脱氧塔（2）内设有再沸器（3），原料气通过再沸器（3）与脱氧塔（2）内介质传热；精氪塔（7），所述精氪塔（7）接受脱氧塔（2）的槽底釜液并精馏；脱氪塔（13），所述脱氪塔（13）接受精氪塔（7）的槽底釜液并精馏；精氙塔（14），所述精氙塔（14）接受脱氪塔（13）顶部气体冷凝液并精馏产出氙液；精氪冷凝器（8），所述精氪冷凝器（8）接受流经再沸器（3）的原料气、精氪塔（7）的顶端气体并进行热交换；多效冷凝器（16），所述多效冷凝器（16）接受脱氪塔（13）、精氙塔（14）顶端气体并进行热交换；其中，冷源气体通过压缩机（12）流经所述精氪冷凝器（8）收集冷能，而后注入所述多效冷凝器（16）释放冷能，且流经所述多效冷凝器（16）的冷源气体返回精氪冷凝器（8）形成闭环循环。2.如权利要求1所述的一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，其特征在于：与所述脱氧塔（2）配合设有脱氧塔冷凝器（4）；所述脱氧塔（2）顶端气体流经所述脱氧塔冷凝器（4）液化后产出液氧产品M3或输送至脱氧塔（2）内传热传质。3.如权利要求1所述的一种虹吸式制冷的氪氙精制装置，其特征在于：流经所述再沸器（3）的原料气管路接入第一气液分离器（5）；经由第一气液分...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄保华，刘媛媛，
申请(专利权)人：上海环宇源创实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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