АРГОН МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
При испарении жидкого воздуха аргон, будучи более летучим, чем кислород, уходит следом за азотом. Поднимаясь вверх по колонне, он встречается со все более холодной жидкостью, конденсируется и стекает вниз. По высоте аппарата можно найти такой участок, где скапливается наибольшее количество аргона при наименьшей концентрации азота. Именно отсюда выгоднее всего отбирать газ для дальнейшего выделения аргона.
В аппаратах двухкратной ректификации таким участком является нижняя часть верхней колонны на границе между первой и второй третью ее высоты. Отсюда и отводится «аргонная фракция» воздушных газов, которая содержит 8—12% аргона и 0,2—0,5% азота (остальное составляет кислород).
Аргонную фракцию в свою очередь подвергают ректификации по тому же принципу, Что и воздух. Для этого к основному аппарату присоединена специальная аргонная колонна, имеющая конденсатор в верхней части . Здесь за счет охлаждения флегмой, подаваемой из нижней колонны воздухоразделительного аппарата .
в межтрубное пространство, большая часть кислорода конденсируется, и ее возвращают в основной процесс. Сырой аргон отбирают из-под крышки конденсатора аргонной колонны в виде пара, содержащего 75—95% аргона.
Для очистки сырого аргона в него вводят водород, на окисление которого в присутствии катализатора затрачивается содержащийся в аргоне кислород. Образующаяся вода конденсируется, а ее остатки удаляются при осушке аргона. По другому способу кислород связывают в окисел на поверхности меди при нагреве до 450—500° С.
Несмотря на обилие аргона в атмосфере, он остается довольно дефицитным газом, так как еще не всюду, получая кислород и азот, попутно извлекают из воздуха инертные газы. Это объясняется технической сложностью их извлечения из воздуха и особенно их последующей очистки. Поэтому мысль специалистов направлена на поиски новых, более эффективных способов очистки.
Интересен метод очистки аргона от примесей путем адсорбции их на синтетических цеолитах — алюмосиликатах натрия или кальция. Размеры пор и каналов, соединяющих поры между собой и с поверхностью кристалла, у цеолитов очень однородны, и размеры входов в поры («окон») могут заданным образом изменяться с помощью обмена катионами, располагающимися у окон. Диаметр окон цеолита приближается к размерам малых молекул, поэтому в его поры проникают лишь кислородные молекулы и еще меньшие. Для молекул аргона вход в поры недоступен, и они беспрепятственно проходят через адсорбер. Десорбция примесей достигается нагреванием цеолита. Этим методом получается очень чистый аргон, содержащий лишь десятитысячные доли процента примесей.
Завершающей стадией очистки является отделение азота. Разность между температурами кипения партнеров смеси превышает в данном случае 10°, и разделение их посредством ректификации становится целесообразным. Все идет так же, как при основном процессе разделения воздуха. Чистый аргон собирается в нижней части колонны и отводится в жидком состоянии, а азот выбрасывают в атмосферу, использовав его холод в теплообменнике. Тонкую очистку производят с помощью металлического кальция.
Жидкий аргон испаряют, для чего он подается специальным насосом в теплообменник под давлением 165 ат, откуда накачивается в баллоны, окрашенные в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Отечественная промышленность выпускает чистый аргон трех марок, в котором минимальные содержания аргона составляют 99,90; 99,96 и 99,99 об.%. Особо чистый аргон содержит не более 0,005% Не и 0,001% О2. Для аргона, как и для гелия, более экономична перевозка в жидком виде. Применяют сосуды Дьюара, такие же, как для жидкого воздуха, и специальные цистерны.
Аргон извлекают также из отходов азотно-туковых заводов — газов продувки, выводимых из системы синтеза аммиака: В них присутствует 5—16% аргона. На получение 1 т аммиака расходуется около 1000 м3 азота, содержащих десятки кубометров аргона. После синтеза аммиака из остатков извлекают аргон. Этим путем на заводах Лейна в Германии получается аргон несколько более дешевый, чем из воздуха.
Статья на тему Аргон методы получения