كيف يتم توزيع غازات الأرجون والنيون والهيليوم والكريبتون والزينون في برج فصل الهواء؟

الغازات النبيلة هي الأرجون،نيونالهيليوم والكريبتون والزينون. وبسبب اختلاف درجات غليانها، فإن تركيزاتها في الهواء تختلف اختلافاً كبيراً، لذلك يتم جمع المكونات في أجزاء مختلفة من عمود التقطير.

   كريبتونوزينونتتميز هذه المواد بأعلى درجات الغليان (عند الضغط الجوي القياسي، تبلغ درجة غليان الكريبتون -152.9 درجة مئوية، ودرجة غليان الزينون -108.1 درجة مئوية). بعد دخول هواء العملية إلى البرج السفلي، يتكثف الكريبتون والزينون إلى هواء سائل. ثم يدخل الهواء السائل إلى البرج العلوي عبر صمام الخنق، ويتجمع تباعًا في الأكسجين السائل والأكسجين الغازي في قاع البرج العلوي. لذلك، إذا رغبنا في استخلاص الكريبتون والزينون من وحدة فصل الهواء، فمن الممارسات الشائعة إدخال الأكسجين الناتج إلى برج الكريبتون واستخدام التقطير للحصول على غاز خام منخفض التركيز من الكريبتون والزينون.

درجة غليان النيون (-245.9 درجة مئوية) والهيليوم (-268.9 درجة مئوية) أقل بكثير من درجة غليان غاز الهيليوم. لذلك، يتحد النيون والهيليوم الموجودان في هواء العملية مع النيتروجين عند درجة غليان شبكة الغازات المنخفضة. بعد دخول هواء العملية إلى البرج السفلي، يرتفع النيون والهيليوم مع النيتروجين إلى جانب النيتروجين في المبخر المكثف الرئيسي، حيث يتكثف غاز النيتروجين. أما النيون والهيليوم، فلا يتكثفان لانخفاض درجة غليانهما، فيصبحان غازين غير قابلين للتكثيف في نظام التبريد الرئيسي. لذلك، يمكن سحبهما من أعلى وحدة التبريد الرئيسية.

تبلغ درجة غليان الأرجون -185.7 درجة مئوية، وهي تقع بين درجتي غليان الأكسجين والنيتروجين، وقريبة من درجة غليان الأكسجين. يدخل معظم الأرجون الموجود في هواء العمود السفلي إلى العمود العلوي مع الهواء السائل، بينما تدخل نسبة ضئيلة منه مع النيتروجين السائل. توجد مناطق غنية بمكونات الأرجون في قسمي التقطير والتكرير في العمود العلوي. يُستخدم الجزء العلوي من قسم التقطير بشكل أساسي لفصل النيتروجين عن الأرجون، بينما يُستخدم الجزء السفلي من قسم التقطير بشكل أساسي لفصل الأكسجين عن الأرجون.