Verfahren zur Reinigung von Inertga

Verfahren zur Reinigung von Inertgasen mittels Sorbenzien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Inertgasen mittels Sorbenzien, welche in der Lage sind Verunreinigungen von
Sauerstoff, Kohlenwasserstoffen, Halogeniden, Kohlendioxid und Wasserdampf aus technischen Gasen und Gasgemischen zu entfernen.
Hochreine Inertgase wie Stickstoff und die Edelgase Argon, Helium, Xenon und Krypton werden für unterschiedlichste Anwendungsgebiete wie z.B. als Schutzgase in der chemischen Industrie, in der
Glühlampenindustrie und in der Metallurgie, als Trägergas in der
Chromatographie und Spektralanalytik, aber auch zunehmend in der
Elektronikindustrie angewandt. Dafür müssen die in den technischen Roh-Inertgasen enthaltenen Verunreinigungen entfernt werden, wozu hauptsächlich Adsorptionstechniken eingesetzt werden.
Aus DE 3 716 899 ist bekannt, daß zur Herstellung von Helium von hoher Reinheit zunächst höhere Kohlenwasserstoffe mit Aktivkohle abgetrennt werden, danach trennt man Stickstoff und Methan mittels
Molekularsieben ab. Nachteil dieser Reinigungsmethode ist, daß die Technologie mehrere miteinander kombinierte Adsorber und somit eine aufwendige technische Ausführung erfordert. Der Reinigungseffekt von Aktivkohle und auch vieler Molsiebe ist außerdem nur mäßig und gestattet nicht die Restgasgehalte an Verunreinigungen weit unter 1 ppm zu senken, wie das für die Anwendung von Inertgasen im Bereich der Hochtechnologien erforderlich ist.
Für die Entfernung von Sauerstoffspuren werden vorwiegend Metalle oder Metalloxide eingesetzt. So sind beispielsweise in DE 3 926 015
Legierungen von Zirkon, Vanadium, Aluminium und Eisen als
Adsorptionsmittel zur Feinreinigung von Stickstoff und Edelgasen beschrieben. Sie erfordern aber Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius und hohe Drücke in der Anwendung. In DE 869 052 werden Kupferkatalysatoren beschrieben, in DE 1 021 829 manganoxidhaltige Reinigungsmassen. In beiden Fällen kann jedoch der Sauerstoffgehalt nicht unter 1 ppm abgesenkt werden. In DD 205 338 wird ebenfalls Manganoxid als Adsorptionsmittel zur Entfernung von Sauerstoffspuren empfohlen, wobei besonders hochdisperses Material eingesetzt wird.
Dabei wird zwar ein besserer Reinigungseffekt erreicht, für die
Anwendung im Bereich der modernen Hochtechnologien, wie z.B. der Laser- und Kryotechnik, ist die erzielte Reinheit jedoch ebenfalls nicht ausreichend. Auch andere Metalloxide wie Kupferoxid (DE 1 544 007) und Nickeloxid (DE 1 217 348) wurden zur Sorption von
Sauerstoffspuren eingesetzt. Die metallischen Systeme haben aber den großen Nachteil, daß sie nur eine vergleichsweise geringe Menge an Sauerstoff adsorbieren und andere Spurenverunreinigung in den Rohinertgasen mit ihrer Hilfe überhaupt nicht beseitigt werden können. Sie erfordern außerdem den Einsatz von Sorbenten mit hohem
Metallgehalt sowie die Anwendung von Promotoren , um eine ausreichende Wirksamkeit zu entfalten und sind deshalb kostenaufwendig. Ein weiterer Nachteil oxidischer Systeme besteht darin, daß bei ihrer Regeneration, die entweder mit Wasserstoff oder mit Kohlenmonoxid vorgenommen wird, die Sorbenziensysteme zum Teil in die Hydratform umgewandelt und außerdem mit Reduktionsprodukten verunreinigt werden.
Diese klassischen älteren Reinigungsverfahren sind außerdem für die Erzeugung von Inertgasen mit den für moderne Hochtechnologieanwendungen erforderlichen Reinheitsgraden nichtausreichend effektiv.
Deshalb werden schon seit längerem Molsiebe zur Inertgasreinigung eingesetzt (z.B. DE 3 632 995) oder auch Molsiebkokse (DE 3 433 058), welche jedoch für jede Veninreinigung speziell synthetisiert werden und außerdem zur Erzeugung hochreiner Gase mit anderen Adsorbentien kombiniert werden müssen, was eine aufwendige, mehrstufige
Reinigungstechnik erforderlich macht. Auch in DE 1 419 704 und in DE 2 400 492 ist die Verwendung von Molsieben zur Entfernung von
Verunreinigungen aus Inertgasen beschrieben, wobei ein kompliziertes Wärmetauschsystem zur Abkühlung der Gase auf -40 bis -140 °C mit der Molsiebreinigung gekoppelt ist, wodurch das Reinigungs-verfahren sehr teuer wird.
Die dargelegten Beispiele zeigen anschaulich, daß nach dem bekannten Stand der Technik die Reinigung von Inertgasen mit Mehrfach- verunreinigung nach komplizierten Technologien in Anlagen mit meist mehreren Adsorbern mit unterschiedlichen Adsorptionsmitteln erfolgen muß, die bei unterschiedlichem Temperatur- und Druckniveau nach einer komplizierten Technologie betrieben werden müssen.
Dabei reicht der Temperaturbereich zwischen Adsorptions- und
Regenerations-phase von -150 bis +100 °C, was ständige Temperaturänderungen erforderlich macht; häufig wird der angestrebte Reinigungseffekt auf Bruchteile von ppm nicht erreicht .

Результаты (русский) 2:

Способ очистки инертных газов с помощью сорбентов
Изобретение относится к способу очистки инертных газов с помощью сорбентов, примесей , которые способны
кислород, углеводороды, галогениды, двуокиси углерода и паров воды из промышленных газов и газовых смесей для удаления.
Высокой чистоты инертных газов , таких как азот и благородные газы аргон, гелий, ксенон и криптон продукты для различных областей применения , таких как инертные газы в химической промышленности, в
лампочках промышленности и в металлургии, в качестве газа - носителя в
хроматографии и спектрального анализа, но и все больше в
прикладной электронной промышленности. Для этого, примеси , содержащиеся в Техническом сырой инертные газы должны быть удалены, в том числе и в основном используются методы адсорбции.
Из документа DE 3716899 известно , что первоначально высшие углеводороды разделяют с активированным углем для производства гелия высокой чистоты, после отделения азота и метана средства
из молекулярных сит. Недостатком данного способа очистки является то , что технология требует более в сочетании друг с другом и , таким образом адсорбер сложную техническую конструкцию. Чистящий эффект активированного угля , а также множество молекулярных сит также только умеренно и не допускать остаточные уровни примесей газа значительно ниже 1 частей на миллион ниже, так как требуется для использования инертных газов , в области высоких технологий.
Для удаления следов кислорода являются в основном металлы или оксиды металлов используется. Так, например , 3926015, в DE
сплавах цирконий, ванадий, алюминий и железо в качестве
описанного адсорбента для тонкой очистки азота и инертных газов. Но они требуют температур в несколько сотен градусов Цельсия и при высоких давлениях в приложении. В DE 869 052 медные катализаторы описаны в DE 1021829 очистки manganoxidhaltige композиций. В обоих случаях, однако, содержание кислорода не может быть снижено до величины ниже 1 части на миллион. В DD 205 оксид 338 марганца также рекомендуется в качестве адсорбента для удаления следов кислорода, с используется частности коллоидный материал.
В этом случае, хотя лучший эффект очистки достигается, для
применения в области современных высоких технологий, таких как лазерная и криогенная , что достигнутый чистота , но и недостаточным. Другие оксиды металлов , такие как оксид меди (DE 1544007) , и оксид никеля (DE 1217348) были для сорбции
используемых следов кислорода. Металлические системы , но имеют большой недостаток , что они поглощают лишь относительно небольшое количество кислорода и других следовых примесей в Rohinertgasen не могут быть устранены с их помощью. Они также требуют использования сорбентов с высоким
содержанием металла и использование промоторов , чтобы разработать адекватную эффективность и, следовательно , дорогостоящим. Другим недостатком оксидных систем является то , что в его регенерации, которая выполняется либо с водородом или монооксидом углерода , преобразовал Sorbenziensysteme частично в гидратной форме, а также загрязнены продуктами сокращения.
Эти классические старые методы очистки, также применимы к производству инертных газов с требуется для современных высокотехнологичных приложений чистотами nichtausreichend эффективно.
Таким образом, молекулярные сита используются для продувка инертным газом (например , DE 3632995) или Molsiebkokse (DE 3433058) в течение некоторого времени, которое будет применяться к любому Veninreinigung специально синтезированной , а также для получения высокочистых газов другие адсорбенты должны быть объединены, в результате чего в сложной, многостадийной
делает технологии очистки требуемой. Кроме того , в DE 1419704 и в патенте ФРГ 2400492 использование молекулярных сит для удаления является
примеси из инертных газов описаны, в котором сложная система теплообмена для охлаждения газов до температуры -40 до 140 ° C соединен с Molsiebreinigung, в результате чего чистка процессы очень дорого.
примеры , приведенные ясно показывают , что в соответствии с известным уровнем техники, очистка инертных газов с рассеянным загрязнением сложными технологиями в растениях, большинство более адсорбентов может быть сделано с различными адсорбентами , чтобы при различной температуре и уровне давления сложная технология должна использоваться.
в этом случае диапазон температур между адсорбцией и достаточной
фазы регенерации от -150 до + 100 ° с, что делает постоянные изменения температуры; часто требуемый эффект очистки на фракции частей на миллион не будет достигнуто.

Результаты (русский) 3:

через sorbenzien метод очистки газаизобретение относится к sorbenzien метод очистки газов, какие может использовать в примесиHalogeniden углеводородов, кислорода, углекислого газа и водяного пара, газов и смесей газов технологии удаления.высокой чистоты инертных газов, таких, как азот и inertgase аргон, Криптон и ксенон может гелий, для различных областей применения, таких, как в химической промышленности в качестве инертного газа,Gl - hlampenindustrie и несущего газа в металлургиихроматография и spektralanalytik также растет, но вприменение электронной промышленности.Поэтому в сырья, газа, удаления примесей в технологии, в основном adsorptionstechniken компенсатор использования.из Германии 3 716 899, как известно, во - первых, в высокой чистоты производства гелия активированного угля для разделения более высокой углеводородов, азота и метана после разделения, можете использоватьMolekularsieben reinigungsmethode. недостатком является сочетание технологии, обеспечивая тем самым более сорбента и исполнения нужно хорошо технологии.активированного угля для очистки и многие molsiebe также только умеренные и не допускается restgasgehalte гораздо ниже, чем в 1 млн. - 1 примеси сокращения таких газов, в сфере высоких технологий и применение новых технологий является необходимым.для удаления оксид металла или металлических sauerstoffspuren главным образом использования.например, в Германии 3 926 015сплава циркония, ванадия, железа, алюминия и качествеадсорбенты feinreinigung азота и редких газов описания методов.Но они нужны сотни градусов температура и применение высокого давления.в описание kupferkatalysatoren 869 052, де 1 021 manganoxidhaltige reinigungsmassen 829.Однако в обоих случаях не менее 1 млн. - 1 может уменьшить содержание кислорода.Оксид марганца в DD будет также для данной рекомендации 205 338 sauerstoffspuren удаления кремния, в частности использование материалов.Это будет лучший эффект очищения, достиженияприменение современных высокотехнологичных областях, таких, как лазерный и объектов, но также добилась чистоты недостаточно.другие, оксиды металлов, таких, как Оксид меди (де 1 544 007) и Германии (де 1 217 348) адсорбцияSauerstoffspuren развертывания.Основным недостатком системы является металла, они просто относительно низкое количество кислорода в rohinertgasen spurenverunreinigung адсорбция и другие не могут устранить.Вы также должны использовать высокий sorbentenсодержание металлов, и Запуск приложений, чтобы обеспечить достаточно эффективного развертывания, и поэтому является дорогостоящим.Другой недостаток азота системы является то, что они в регенерации, либо sorbenziensysteme часть водорода или окиси углерода для преобразования и reduktionsprodukten hydratform также от загрязнения.Кроме того, эти классические пожилых процесс очистки газов, производства и современной hochtechnologieanwendungen необходимые разъяснения эффективным в процесс.Таким образом, уже давно используется (например, molsiebe inertgasreinigung де 3 995 (632) или molsiebkokse де 3 433 058), это специально для каждого veninreinigung высокой чистоты производства синтетического газа, одновременно используется в сочетании с другими Адсорбенты, является сложной, многоярусной разтехнологии очистки является необходимым.в Германии 1 419 704 и де 2 400 molsieben 492 является использование удаленияописание примесей газа, в котором сложной W - rmetauschsystem для охлаждения газа в 40 до 140 градусов C и molsiebreinigung является соединение, чтобы процесс очистки очень дорого.Эти примеры показывают, что в существующих технологий очистки газов известных загрязнения после нескольких сложных технологий и оборудования, как правило, в нескольких различных adsorptionsmitteln кровать должны в зависимости от температуры и давления, уровня технологии должны после сложной операции.в диапазон температуры и между адсорбцияна этапе регенерации 150 до 100 °C, изменения температуры является постоянной, нужно часто для достижения ожидаемых результатов; не частичного ppm.