[发明专利]一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法及其装置

权利要求书

1.一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，所述氪氙精制工艺包括用于分离和精制的一级精馏塔(4)、二级精馏塔(5)、纯氪塔(6)、粗氙塔(7)和纯氙塔(8)，各塔的塔顶分别对应设置一级冷凝蒸发器(9)、二级冷凝蒸发器(10)、纯氪塔冷凝蒸发器(11)、粗氙塔冷凝蒸发器(12)和纯氙塔冷凝蒸发器(13)，其特征在于，所述氪氙精制工艺采用液氮作为冷源，各冷凝蒸发器排出的氮气均进行循环利用，循环利用的氮气分为常温氮气和低温氮气；其中，将从一级冷凝蒸发器(9)排出的汽化氮气作为低温氮气，将从其余冷凝蒸发器(10、11、12、13)排出的氮气经汇总并通过主换热器(3)复热后作为常温氮气。

2.根据权利要求1所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，根据各塔的操作温度，一级冷凝蒸发器(9)采用以一定比例混合的液氮与部分冷却后的常温氮气作为冷源，二级冷凝蒸发器(10)、纯氪塔冷凝蒸发器(11)、粗氙塔冷凝蒸发器(12)和纯氙塔冷凝蒸发器(13)分别采用以相应比例混合的低温氮气和常温氮气作为冷源。

3.根据权利要求2所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，从二级冷凝蒸发器(10)、纯氪塔冷凝蒸发器(11)、粗氙塔冷凝蒸发器(12)和纯氙塔冷凝蒸发器(13)排出的氮气汇总后经过主换热器(3)复热后，送至循环压缩机(1)进行加压，形成常温氮气；常温氮气从循环压缩机(1)出来分两路，一路经过主换热器(3)冷却后进入一级冷凝蒸发器(9)与液氮混合生成低温氮气，另一路直接进入各塔内，作为常温氮气参与调温。

4.根据权利要求1所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，所述一级精馏塔(4)、二级精馏塔(5)、纯氪塔(6)、粗氙塔(7)、纯氙塔(8)和主换热器(3)均放置于同一冷箱中，作为分馏塔(2)。

5.根据权利要求4所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，所述氪氙精制工艺的处理步骤如下：氪氙混合物经前端氪氙粗制设备浓缩后经过管道或者容器加入到分馏塔(2)内的一级精馏塔(4)中，在去除低沸点组分后，送入二级精馏塔(5)；在二级精馏塔(5)中物料被分离为高沸点的粗氙气和低沸点的粗氪气；

其中，从二级精馏塔(5)顶部排出的粗氪气送入纯氪塔(6)，在纯氪塔(6)中，高沸点组分被分离并从塔底排出，纯氪气从塔顶排出送至下一步工序；

其中，从二级精馏塔(5)底部排出的粗氙气，首先进入粗氙塔(7)以去除高沸点组分，从粗氙塔(7)的顶部得到较纯氙气，进入纯氙塔(8)；低沸点组分在纯氙塔(8)中再一次被去除，纯氙气从塔底部抽出送至下一步工序。

6.根据权利要求5所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，所述一级精馏塔(4)中去除的低沸点组分主要为氧气和氮气。

7.根据权利要求5所述的一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的方法，其特征在于，所述纯氪气的下一步工序以及纯氙气的下一步工序包括充装或管道输送。

8.一种氪氙精制工艺中循环利用氮气的装置，包括用于分离和精制的一级精馏塔(4)、二级精馏塔(5)、纯氪塔(6)、粗氙塔(7)和纯氙塔(8)，各塔的塔顶分别对应设置一级冷凝蒸发器(9)、二级冷凝蒸发器(10)、纯氪塔冷凝蒸发器(11)、粗氙塔冷凝蒸发器(12)和纯氙塔冷凝蒸发器(13)，其特征在于，该装置还包括依次连接的主换热器(3)、循环压缩机(1)以及所述主换热器(3)和循环压缩机(1)分别与各冷凝蒸发器(9、10、11、12、13)连接的用于提供冷量的管道。