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其原理是利用组分沸点之差异,通过多次的部分冷凝和部分蒸发的过程,在精馏塔内使组分分离。比如在氪、氙粗制系统,利用氪、氙与氧沸点之差异,在贫氪塔内精馏,将氧气与氪、氙气分离,在塔底获取贫氪—氙气混合物。氪、氙精制系统净化杂质也可用到精馏法。此法中精馏塔的设计是关键。
其原理是利用吸附剂(如分子筛、活性炭等)具有选择吸附的特点,将组分分离或提纯。如氪气、氙气制备中,精制提纯、净化杂质都可用到此法,关键是吸附剂的选择。采用大型色谱柱制备氪气、氙气,也是属于吸附法的范畴。
其原理是利用催化剂使组分中杂质发生化学反应,再将生成物去除,达到净化提纯目的,这种方法往往与吸附法联用。如氪、氙精制系统中,危险、有害杂质—甲烷等碳氢化合物的去除,就是用专用催化剂使其在氧氛围中燃烧,生成二氧化碳和水分,再用专用吸附剂将二氧化碳和水分吸收、净化。催化反应法的关键是催化剂的选择应用。上述方法在氪气、氙气制备过程中不是单一应用,而是根据需要联合、多次地运用,才能得到高纯度的产品。
氪气提取工艺复杂,技术难度大,生产操作程序要求极为严格。要经受高压、低温考验,并要使用特殊设备与材料,而且安全、防爆和防漏也至关重要。氪气、氙气制备一般分为两个阶段:第一阶段俗称粗制系统,大型、特大型空分设备低温精馏提取贫氪—氙混合物,在空分设备冷箱内完成,大气要经过压缩、冷却、吸附、膨胀制冷、精馏、净化和换热等多道工序;第二阶段俗称精制系统,将贫氪—氙混合物精制到高纯产品,要经过加压、催化、吸附、换热、精馏和净化等多道工序。
空分法:从空分装置中提取氪、氙混合气。经提取贫氪、清除碳氢化合物和二氧化碳、分离,制得99.99%的纯氪。