Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпоры на экзамен.doc
Скачиваний:
58
Добавлен:
20.09.2019
Размер:
1.04 Mб
Скачать

47). Криогенное произв-во гелия из природных газов. Общая характеристика методов.

Гелий - редкий по своим свойствам газ, откры­тый спектрально на Солнце .Извлечение экономически целесообр, при содержание в при­родном газе не менее 0,06 % об. (за рубежом принята норма - не менее 0,3 % об.).

Гелий – один из самых легких (после водорода) газов Он обладает низкой крити­ческой температурой (Ткр =-267,97оС), высокой теплопр-тью и электропроводностью. Гелий плохо растворяется в воде и жидких у/в, химически инертен.

применение гелия:

-для создания инертной газовой защитной среды при сварке алюминия, меди, титана, магния, нержавеющей стали и др. металлов;

-в хроматографических газоанализаторах;

-для заполнения наблюдательных и метеорологических ша­ров

-в атомных реакторах с газовым охлаждением как теплопро­водная среда, хар-ся высокой теплоемкостью, а также не подверженная воздействию радиации;

-совместно с кислородом для приготовления дыхательных смесей при лечении астмы и других заболеваний дыхательных путей;

-в кессонно-водолазных работах.

В получении He исп-ся криогенные методы. Они основаны на спос-сти компон-в прир-го газа легко конденсир-ся при низких Т-рах. Для получ-я чистого Не треб-ся Т-ра жидкого азота – -195,8оС. Обычно получают сначала гелий-сырец(50-85%), затем выделяют чистый Не.

Этап пр-ва чистого Не: 1 получают Не-концентрат

2 Чистый Не

3 Сжижают Не для транспорта

48). Методы получения гелиевого концентрата.

Криогенный способ основан на охлаж газа до температу­ры конденсации азота, при которой конденсируется и метан, а гелий остается в газовой фазе в виде концентрата

+эфф ( извлек 95-96% Не от исходного)

+позвол кроме Не получать этан и мет фр

- больш эксплут затраты

Абсорбционный способ основан на исп активных поглотителей метана (ССI3F, ССI2F2 и др.). Их поглотительная способность по метану в 10-20 раз выше, чем по гелию, а при пониженных до минус 20 - минус 30°С температурах это различие еще более возраста­ет. В итоге в газе конц-ся гелий,

-при этом концентрат хуже, чем криогенн

+получ Не и метан

Способ гидратообразования основан на том, что в отличие от метана, этана, углекислого газа и азота гелий не образует с во­дой гидратов при низких температурах и высоких давлениях. Если при таких условиях создать интенсивный контакт воды и газа, то почти все компонен­ты газа перейдут в твердое состояние (гидраты), а из контактора выйдет гелиевый концентрат.

- потребность в больших к-вах воды и услож последующей глубо­кой осушки Не конц-та.

Мембранный способ основан на высокой проникающей спо­собности гелия в сравнении с другими газами и способностью его селективно проникать (фильтроваться) через очень мелкие поры различных материалов, выполненных в виде пленок -мембран.

+получ чист Не (не концентрат)

49). Концентрирование и ожижение гелия.

Глубокую очистку концентрата ведут с исп более глубок охлаждения, чем при его извлеч.

сопровождается удалением из концентрата примесей водорода, азота, метана.

четыре ступени:

-очистку концентрата от примеси водорода гидрированием на специальном катализаторе;

-глубокую осушку от влаги, образующейся при гидрировании водорода, адсорбцией на оксиде алюминия;

-сжатие до 15-20 МПа и охлаждение до минус 207°С гелие­вого концентрата с последующим дросселированием его и се­парацией фаз в 1 или 2 ступени (газовая фаза после такой сепа­рации содержит 99,5% гелия);

-адсорбционную доочистку такого концентрированного гелия активным углем, охлаждаемым жидким азотом, и получение гелия концентрацией 99,98 (% об.)

Ожижение гелия

Для перевода газ гелия указан чистоты в жид­

1.охлаждают жид азотом,

2. турбодетандер,

3.в парожидкост турбод-р (или дроссели-ют).

часть гелия переходит в жидкую фазу, которую затем доочищают (от примесей воздуха и неона) в адсорберах, размещенных непо­средственно в агрегатах охлаждения. Полученный жидкий гелий заливают в сосуды Дьюара различной вместимости и транспор­тируют до мест потребления.

Крупнейшее в Евр пр-во гелия создано в Орен­бурге на комбинир уст по очистке газа и получе­нию гелия, этана и более тяжелых углеводородов. Содер гелия в исходном газе - 0,05 - 0,06%