氪氣和氙氣的制備方法詳解
1.低溫精餾法
其原理是利用成分沸點的差異,在精餾塔中通過多次部分冷凝和部分蒸發的過程分離成分。例如,
在氪金和氙氣粗制系統中,利用氪金、氙氣和氧沸點的區別,在貧氪金塔中精餾氧氣與氪金和氙
氣分離,在塔底獲得貧氪金-氙氣混合物。精餾法也可用于氪金和氙氣精制系統的雜質凈化。精餾
塔的設計是這種方法的關鍵。
2.吸附法
其原理是利用吸附劑(如分子篩、活性炭等。)具有選擇吸附的特點,分離或凈化成分。比如在氪氣
和氙氣的制備中,這種方法可以使用精制凈化和雜質凈化,關鍵是吸附劑的選擇。用大型色譜柱制
備氪氣和氙氣也屬于吸附法的范疇。
3.催化反應
原理是利用催化劑對成分中的雜質進行化學反應,然后去除生成物,從而達到凈化和凈化的目的。
這種方法通常與吸附法結合使用。例如,在氪、氙精制系統中,去除危險、有害雜質-甲烷等碳氫
化合物意味著使用特殊的催化劑在氧氣中燃燒,產生二氧化碳和水分,然后使用特殊的吸附劑吸
收和凈化二氧化碳和水分。催化反應法的關鍵是催化劑的選擇和應用。以上方法在氪氣和氙氣制
備過程中不是單一的應用,而是根據需要多次結合使用才能獲得高純度的產品。
4.提取工藝
氪氣提取工藝復雜,技術難度大,對生產操作程序要求極其嚴格。為了經受高壓和低溫的考驗,
使用特殊的設備和材料,安全、防爆和防漏也很重要。氪氣和氙氣的制備一般分為兩個階段:第
一階段,俗稱粗制系統,貧氪-氙混合物從大型、特大型空分設備低溫精餾中提取,在空分設備
的冷箱中完成。空氣應經過壓縮、冷卻、吸附、膨脹制冷、精餾、凈化和換熱等多道工序。第
二階段,俗稱精制系統,將貧氪-氙混合物精制成高純度產品,需要加壓、加熱、催化、換熱、
吸餾。
空分法:從空分裝置中提取氪和氙混合氣。99.99%的純氪是從貧氪中提取,去除碳氫化合物和二
氧化碳,分離出來的。