JP2000130928A - 酸素製造方法及び装置 - Google Patents

酸素製造方法及び装置

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JP2000130928A JP10301286A JP30128698A JP2000130928A JP 2000130928 A JP2000130928 A JP 2000130928A JP 10301286 A JP10301286 A JP 10301286A JP 30128698 A JP30128698 A JP 30128698A JP 2000130928 A JP2000130928 A JP 2000130928A
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oxygen
cold
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Atsushi Miura
淳 三浦
Hideyuki Honda
秀幸 本田
Hisashi Kamiuchi
恒 上内
Mitsuru Yamashita
満 山下
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Nippon Sanso Corp
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Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素の製造に必要な機器点数を減少させて設
備費を低減するとともに、プロセス全体の動力の増加を
抑えて運転費も低減することができる酸素製造方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 圧縮，精製した原料空気の一部を更に昇
圧し、冷却，液化，減圧して単精留塔に導入するととも
に原料空気の残部を冷却して単精留塔に導入する。単精
留塔で分離した窒素富化留分を抜出し、その一部を循環
流体として取出し、低温圧縮してリボイラーに導入し、
単精留塔底部の液を気化させて上昇ガスを生成するとと
もに循環流体を液化し、液化した循環流体を減圧して単
精留塔の還流液とする。単精留塔で分離した酸素留分を
液状で抜出して気化昇温して回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素製造方法及び
装置に関し、詳しくは、原料空気を単精留塔で低温蒸留
することにより分離した酸素を製品として採取する際
に、プロセス全体の動力の増加を抑え、単精留塔から直
接高い圧力で酸素を採取することができる酸素製造方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の酸素製造装置の一例を示
す系統図である。この装置は、高圧塔，低圧塔及び主凝
縮器を備えた複精留塔方式の酸素製造装置である。この
酸素製造装置では、製品酸素は、低圧塔から抜き出され
るため、その圧力は略大気圧である。以下、空気から純
度９３％程度の低純度酸素を製品として製造する場合の
工程を説明する。
【０００３】まず、原料空気圧縮機１で圧縮された原料
空気は、アフタークーラー２で常温まで冷却された後、
モレキュラーシーブス等を充填した精製設備３に導入さ
れ、二酸化炭素や水分等の不純物が吸着除去される。精
製設備３で精製された原料空気は、経路４を通り、主熱
交換器５で、後述する低温蒸留で得られた製品酸素ガス
及び窒素ガス等の低温戻りガスと熱交換し、露点温度付
近まで冷却され、全量ガスの状態又は一部液化した状態
で経路６を通り、複精留塔の高圧塔７の最下段に導入さ
れる。
【０００４】高圧塔７では、塔底部から導入された原料
空気が塔内上昇ガスとなり、塔頂からの還流液との気液
接触により蒸留が行われ、塔頂部に窒素、塔底部に酸素
富化液化空気がそれぞれ分離する。塔頂部に分離した窒
素ガスは、経路８を通って低圧塔９の底部に設置された
主凝縮器１０に導入され、低圧塔底部の液（液化酸素）
と熱交換を行い、凝縮して経路１１に導出し、その一部
が経路１２を通って高圧塔７の頂部に還流液として戻さ
れ、塔内を下降する。残りの液化窒素は、経路１３を通
り、過冷器１４で後述の窒素ガスにより冷却され、膨張
弁１５で低圧塔９の頂部圧力まで減圧された後、経路１
６を通って低圧塔９の頂部に還流液として導入される。
【０００５】また、高圧塔７の底部に分離した酸素富化
液化空気は、経路１７に抜き出されて前記過冷器１４で
窒素ガスにより冷却され、膨張弁１８で低圧塔９の中段
部圧力まで減圧された後、経路１９を通って低圧塔９の
中段部に導入される。
【０００６】低圧塔９では、大気圧力に近い低い操作圧
力で、高圧塔７から経路１６，１９を通して導入された
還流液と、塔底部の主凝縮器１０でリボイルされて生成
した上昇ガスとの気液接触によりさらに蒸留が行われ、
塔頂部に窒素ガスが、塔底部に純度９３％程度の酸素が
分離する。
【０００７】低圧塔９の頂部に分離した窒素ガスは、経
路２０に抜出されて前記過冷器１４で前記液化窒素及び
酸素富化液化空気を冷却することにより昇温した後、経
路２１を通って主熱交換器５に導入され、原料空気を冷
却することにより昇温して経路２２から導出する。この
窒素ガスの一部は、経路２３に分岐して前記精製設備３
の再生ガスとして用いられる。
【０００８】また、低圧塔９の底部に分離した純度９３
％の低純度製品酸素ガスは、経路２４に抜出されて主熱
交換器５に導入され、原料空気と熱交換することにより
昇温して経路２５に導出する。この経路２５に導出した
大気圧程度の圧力の低純度製品酸素ガスは、酸素圧縮機
２６で任意の圧力まで圧縮され、経路２７を通して需要
先に圧送される。
【０００９】また、系外の液化酸素貯槽２８からの液化
酸素を経路２９を通して低圧塔１７の底部に導入するこ
とにより、ヒートロス等から起こる寒冷放散に対して酸
素製造装置を低温に保ちながら運転を継続するために必
要な寒冷を補給している。なお、寒冷補給の方法として
は、低温蒸留で得られた流体を断熱膨張して系内で寒冷
を発生する方法もある。
【００１０】このような酸素製造装置において、高圧塔
７に導入した原料空気量に対する純度９３％の低純度製
品酸素量の割合（製品酸素回収率）は、一般的に２２〜
２３％程度である。また、酸素製造装置において、蒸留
塔を上述の複精留塔方式から単精留塔方式に置き換える
ことは、設備の簡素化を図れ、設備費を減少させる上で
重要である。さらに、プロセス全体の動力の増加を抑え
ることは、運転費を減少させる上で重要な技術的課題で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】一方、高純度窒素を製
造することを目的とした単精留方式の窒素製造装置にお
いて、窒素回収率の向上を目的とした種々の発明がなさ
れている。例えば、特開平３−１３７４８４号公報に
は、空気を低温蒸留して得られた酸素富化流体を低温で
圧縮し、圧縮した流体を単精留塔に再循環することによ
り、高回収率でガス状窒素を得る方法が記載されてい
る。
【００１２】この方法の主要な構成は、単精留の底部か
ら抜出した酸素富化液化空気を塔頂凝縮器に導入し、塔
頂ガスと熱交換させて気化し、気化した酸素富化空気の
一部を、膨張タービンと同軸に連結して設けた低温昇圧
機で昇圧し、単精留塔に再循環させていることである。
この方法によれば、従来の窒素製造方法よりも製品窒素
の回収率を向上させることができる。しかしながら、こ
の方法は、窒素採取を目的としたものであり、酸素採取
を目的としたものではない。
【００１３】そこで本発明は、酸素の製造に必要な機器
点数を減少させて設備費を低減するとともに、プロセス
全体の動力の増加を抑えて運転費も低減することができ
る酸素製造方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の酸素製造方法は、原料空気を単精留塔で低
温蒸留することにより、少なくとも酸素を製品として分
離採取する酸素製造方法において、原料空気を圧縮する
工程と、該圧縮工程を経た圧縮原料空気中の不純物を除
去して精製する工程と、該精製工程を経た精製原料空気
の少なくとも一部を更に昇圧する工程と、該昇圧工程で
昇圧した昇圧原料空気を冷却水等の外部冷却媒体で常温
まで冷却する工程と、前記精製工程を経た精製原料空気
の残部を低温蒸留で得られた低温戻り流体との熱交換に
より冷却する工程及び／又は前記外部冷却媒体で冷却す
る工程を経た昇圧原料空気を低温蒸留で得られた低温戻
り流体との熱交換により液化する工程と、前記冷却工程
を経た低温精製原料空気及び／又は前記液化工程を経た
液化原料空気を減圧し、前記単精留塔に導入して低温蒸
留することにより酸素留分と窒素富化留分とに分離する
工程と、該分離工程で分離した前記窒素富化留分を単精
留塔から抜出す工程と、該抜出し工程で抜出した窒素富
化留分の少なくとも一部を循環流体として取出して低温
で圧縮する工程と、該低温圧縮工程で圧縮された循環流
体と前記単精留塔底部の液とを熱交換させることにより
該液を気化して単精留塔内の上昇ガスを生成するととも
に循環流体を液化する工程と、該循環流体液化工程で液
化した循環流体を減圧して前記単精留塔の上部に導入す
る工程と、前記単精留塔で分離した酸素留分を液状で抜
出す工程と、該工程で抜出した液状酸素留分を前記精製
原料空気及び／又は前記昇圧原料空気との熱交換により
気化昇温する工程とを有することを特徴としている。
【００１５】さらに、本発明の酸素製造方法は、前記酸
素留分を液状で取出す工程の次に抜出した液状酸素留分
を加圧する工程を含むこと、前記液状酸素留分を気化昇
温する工程の次に気化昇温した酸素ガスを圧縮する工程
を含むことを特徴としている。
【００１６】また、前記循環流体の前記低温圧縮工程と
前記循環流体液化工程との間に、前記低温圧縮工程で圧
縮した循環流体を前記精製原料空気及び／又は前記昇圧
原料空気と熱交換させて常温まで昇温する工程と、該工
程で昇温された循環流体を二次圧力まで更に昇圧する常
温昇圧工程と、該工程で二次圧力に昇圧された循環流体
を冷却水等の外部冷却媒体で冷却する工程と、該工程で
冷却した循環流体を前記低温戻り流体と熱交換させて再
冷却する工程とを含むことを特徴としている。
【００１７】さらに、前記単精留塔から抜出した窒素富
化留分の一部を駆動流体として取出す工程と、該工程で
取出した駆動流体を膨張させる駆動流体膨張工程と、該
工程から導出する駆動流体を前記精製原料空気及び／又
は前記昇圧原料空気との熱交換により昇温する工程とを
含むことを特徴としている。
【００１８】また、前記駆動流体膨張工程で発生した動
力を、前記低温圧縮工程における循環流体の圧縮動力と
して用いること、系外から寒冷補給用液体を導入して寒
冷を補給する工程を含むことを特徴としている。
【００１９】さらに、前記単精留塔から抜出した窒素富
化留分の一部を寒冷発生流体として取出す工程と、該工
程で取出した寒冷発生流体を前記精製原料空気及び／又
は前記昇圧原料空気と熱交換させて中間温度まで昇温す
る工程と、該工程で昇温した寒冷発生流体を膨張させて
寒冷を発生させる工程とを含むこと、あるいは、前記単
精留塔から抜出した窒素富化留分の一部を寒冷発生流体
として取出す工程と、該工程で取出した寒冷発生流体を
前記精製原料空気及び／又は前記昇圧原料空気と熱交換
させて常温まで昇温する工程と、該工程で昇温した寒冷
発生流体を圧縮する工程と、該工程で圧縮した寒冷発生
流体を冷却水等の外部冷却媒体で常温まで冷却する工程
と、該工程で冷却した寒冷発生流体を前記低温戻り流体
と熱交換させて中間温度まで冷却する工程と、該工程で
冷却した寒冷発生流体を膨張させて寒冷を発生させる工
程とを含むことを特徴としている。
【００２０】また、本発明の酸素製造装置は、原料空気
を低温蒸留することにより酸素留分と窒素富化留分とに
分離する単精留塔を備え、少なくとも酸素を製品として
分離採取する酸素製造装置であって、原料空気を圧縮す
る原料空気圧縮機と、該圧縮機で圧縮した圧縮原料空気
から水分や二酸化炭素等の不純物を除去して精製する精
製設備と、該精製設備で精製した精製原料空気の一部を
昇圧する昇圧機と、前記精製設備を導出した精製原料空
気及び／又は前記昇圧機を導出した昇圧原料空気を低温
蒸留で得られた低温戻り流体と熱交換させて冷却及び／
又は冷却・液化する主熱交換器と、該主熱交換器で冷却
した低温精製原料空気を前記単精留塔の中部に導入する
第一原料導入経路及び／又は該主熱交換器で冷却・液化
した液化精製原料空気を膨張弁で減圧して前記単精留塔
の中部に導入する第二原料導入経路と、前記単精留塔で
の低温蒸留で分離した窒素富化留分を抜出す窒素富化留
分抜出経路と、該窒素富化留分抜出経路の窒素富化留分
を循環流体として取出す循環流体取出経路と、該経路の
循環流体を低温で圧縮する低温圧縮機と、該低温圧縮機
で圧縮した循環流体を前記主熱交換器を通して冷却する
経路と、該経路から導出した循環流体と前記単精留塔底
部の液とを熱交換させて該液を気化するとともに循環流
体を液化するリボイラーと、該リボイラーで液化した循
環流体を膨張弁で減圧して前記単精留塔の上部に導入す
る経路と、前記単精留塔底部に分離した酸素富化留分を
液状で取出して前記主熱交換器で気化昇温してから製品
酸素として採取する製品採取経路とを備えたことを特徴
としている。
【００２１】さらに、本発明の酸素製造装置は、前記製
品採取経路における前記単精留塔と前記主熱交換器との
間に、液状酸素留分を加圧する液化酸素ポンプを備えた
こと、前記製品採取経路における前記主熱交換器の後
に、気化昇温した酸素ガスを圧縮する酸素圧縮機を備え
たことを特徴とし、前記主熱交換器が、液状酸素留分を
気化させる部分が別途に構成されていること、前記単精
留塔が充填式精留塔であること、該単精留塔に外部から
の寒冷補給用液体を導入する寒冷補給経路を備えている
ことを特徴とし、前記低温圧縮機が、複数台の圧縮機が
直列又は並列に接続されて構成されていることを特徴と
している。
【００２２】また、前記窒素富化留分抜出経路の窒素富
化留分を駆動流体として取出す駆動流体取出経路と、該
駆動流体取出経路の駆動流体を前記主熱交換器を通して
昇温する経路と、該経路を導出した駆動流体を膨張させ
て動力を発生する駆動タービンと、該駆動タービンを導
出した駆動流体を前記主熱交換器で昇温して導出する経
路とを備えていること、前記低温圧縮機で圧縮した循環
流体を前記主熱交換器を通して冷却する経路に代えて、
前記低温圧縮機で圧縮した循環流体を前記主熱交換器を
通して昇温する経路と、該経路を導出した循環流体を更
に二次圧力まで昇圧する常温昇圧機と、該常温昇圧機で
昇圧した循環流体を前記主熱交換器に通して冷却する経
路とを備えていることを特徴としている。
【００２３】さらに、前記窒素富化留分抜出経路の窒素
富化留分を寒冷発生流体として取出す寒冷発生流体取出
経路と、該経路の寒冷発生流体を前記主熱交換器を通し
て昇温する経路と、該経路から導出した寒冷発生流体を
膨張させて寒冷を発生させる寒冷タービンと、該寒冷タ
ービンを導出した寒冷発生流体を前記主熱交換器を通し
て昇温する経路とを備えていること、また、前記寒冷発
生流体取出経路の寒冷発生流体を前記主熱交換器を通し
て昇温する経路に代えて、寒冷発生流体取出経路の寒冷
発生流体を前記主熱交換器を通して昇温する経路と、該
経路から導出した寒冷発生流体を圧縮する寒冷発生流体
圧縮機と、該寒冷発生流体圧縮機で圧縮した寒冷発生流
体を前記主熱交換器を通して冷却する経路とを備えてい
ること、前記窒素富化留分抜出経路が、２本以上の複数
本で構成されたことを特徴としている。
【００２４】また、前記駆動タービンを装置内に設けら
れている圧縮機又は昇圧機の少なくとも一つの駆動源と
して用いること、さらに、前記寒冷発生タービンが、装
置内に設けられている圧縮機又は昇圧機の少なくとも一
つと同軸上に連結されていることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】まず、図１は本発明の酸素製造装
置の第１形態例を示す系統図である。この酸素製造装置
は、製品として、純度９３．４％の低純度製品酸素ガス
を採取するためのものであって、原料空気圧縮機３１，
精製設備３２，主熱交換器３３，単精留塔３４，下部リ
ボイラー３５，過冷器３６，同一軸上に連結された低温
昇圧機３７と駆動タービン３８，液化酸素貯槽３９，昇
圧機４０を主要な構成機器としている。
【００２６】原料空気圧縮機３１で５．６ｋｇ／ｃｍ２
Ｇに圧縮された原料空気４０００Ｎｍ３／ｈは、アフタ
ークーラー４１で外部冷却媒体の冷却水等で４０℃に冷
却された後、精製設備３２に導入され、二酸化炭素や水
等の不純物が吸着除去されて精製される。精製設備３２
で精製されて経路４２に導出した精製原料空気は、経路
４３と経路４４とに分岐し、経路４３に分岐した一方の
精製原料空気２６７８Ｎｍ３／ｈは、主熱交換器３３で
後述の液化酸素等の低温戻り流体と熱交換を行い、−１
５３．５℃まで冷却されて低温精製原料空気となる。こ
の低温精製原料空気は、第一原料導入経路４５を通り、
２６段の精留段で構成された単精留塔３４の中部、即ち
塔頂部から１４段目に導入される。
【００２７】一方、経路４４に分岐した他方の精製原料
空気１３２２Ｎｍ３／ｈは、昇圧機４０で２４．３ｋｇ
／ｃｍ2Ｇまで昇圧されて昇圧原料空気となり、アフタ
ークーラー４６で４０℃まで冷却された後、主熱交換器
３３で液化酸素等の低温戻り流体と熱交換して液化され
る。液化された液化原料空気は、第二原料導入経路４７
を通り、膨張弁４８で圧力５．５ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで減
圧された後、単精留塔３４の中上部、即ち塔頂部から９
段目に導入される。
【００２８】単精留塔３４では、後述の塔底部に設けら
れたリボイラ３５でリボイルされて発生したガスと、前
記第一原料導入経路４５から導入される低温精製原料空
気とが上昇ガスとなり、また、リボイラ３５で凝縮して
塔頂部に導入された還流液と、前記第二原料導入経路４
７から導入される液化原料空気とが下降液となり、この
上昇ガスと下降液との気液接触によって低温蒸留が行わ
れ、塔頂部に窒素富化留分として窒素濃度９７．０％の
窒素ガスが、塔底部に酸素留分として酸素濃度９３．４
％の液化酸素がそれぞれ分離する。
【００２９】単精留塔１４の塔頂部に分離して窒素富化
留分抜出経路４９から抜出された窒素ガス６４３２Ｎｍ
３／ｈは、過冷器３６で昇温して経路５０に導出した
後、駆動流体取出経路５１と循環流体取出経路５２とに
分岐する。駆動流体取出経路５１に分岐した駆動流体と
しての窒素ガス３１８６Ｎｍ３／ｈは、主熱交換器３３
で−１０２．３℃まで昇温した後、経路５３を通って駆
動タービン３８に導入され、０．２３ｋｇ／ｃｍ2Ｇま
で膨張して−１５６．０℃に降温する。膨張降温した駆
動流体は、経路５４を通って主熱交換器３３に流入し、
ここで前記精製原料空気及び昇圧原料空気と熱交換を行
って３６．０℃に昇温し、圧力０．１６ｋｇ／ｃｍ2Ｇ
の窒素ガスとして経路５５に抜出される。該経路５５に
抜出された窒素ガスの一部は、経路５６に分岐して前記
精製設備３２の再生ガスとして供給される。
【００３０】一方、循環流体取出経路５２に分岐した循
環流体としての窒素ガス３２４６Ｎｍ３／ｈは、５．５
ｋｇ／ｃｍ2Ｇ，−１６１．６℃の状態で低温圧縮機３
７に導入され、１６．３ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで圧縮され
る。この循環流体の圧縮は、低温圧縮機３７と同軸上に
連結された駆動タービン３８で駆動流体が膨張する際に
発生した動力を利用して行われる。圧縮されて経路５７
に導出した循環流体は、主熱交換器３３で−１５２．２
℃まで再冷却された後、経路５８を通って単精留塔３４
の底部に設けられたリボイラ３５に導入される。
【００３１】リボイラ３５に導入された循環流体である
窒素ガスは、塔底部の約−１６１℃の液化酸素と熱交換
を行い、該液化酸素を気化させて単精留塔３４内の上昇
ガスを生成するとともに、自身は液化して液化窒素とな
る。リボイラ３５から経路５９に導出した液化窒素は、
過冷器３６で冷却され、膨張弁６０で塔頂部の圧力５．
５ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで減圧された後、経路６１から単精
留塔３４の塔頂部に還流液として導入される。
【００３２】また、本形態例では、主熱交換器３３の温
端温度差及びヒートロスから生じる寒冷放散に対する寒
冷補給として、液化酸素貯槽３９からの液化酸素４０Ｎ
ｍ３／ｈが経路６２，弁６３を通って単精留塔３４の塔
底部から一段上に導入される。
【００３３】単精留塔３４の塔底部に分離して製品採取
経路６４に抜出された液化酸素８５４Ｎｍ３／ｈは、液
化酸素ポンプ６５で１０．６ｋｇ／ｃｍ2Ｇまで加圧さ
れ、経路６６を通って主熱交換器３３に導入される。液
化酸素は、この主熱交換器３３で前述の精製原料空気や
昇圧原料空気と熱交換して完全に気化されるとともに３
６℃まで昇温した後、経路６７から、圧力１０．５ｋｇ
／ｃｍ2Ｇ，酸素濃度９３．４％以上の製品酸素ガスと
して回収される。
【００３４】ここで、製品酸素ガスには、寒冷補給用と
して注入した液化酸素４０Ｎｍ３／ｈの気化分も含まれ
ている。したがって、原料空気から分離，回収された酸
素回収量は、８１４Ｎｍ３／ｈ（８５４−４０＝８１
４）となり、酸素回収率＝｛（酸素回収量）／（原料空
気量）×１００［％］｝は、（８１４／４０００）×１
００＝２０．４％となる。
【００３５】このように、単精留塔３４で分離した窒素
富化留分を低温圧縮してから塔下部のリボイラー３５の
熱源として循環使用することにより、リボイラー３５に
導入する循環流体量を増量することができ、塔底液の気
化量、即ち上昇ガス量を増加させることができる。同時
に、原料空気の一部を液化させて単精留塔３４に導入す
ることによって下降液も増量することができるので、単
精留塔３４における精留効率を大幅に高めることがで
き、製品酸素ガスの収率の向上が図れ、原単位を低減す
ることができる。すなわち、このような単精留方式で
は、単精留塔３４の頂部から抜出す窒素富化留分中の酸
素濃度を減少させることにより、該窒素富化留分中に含
まれる酸素分を製品ガスとして抜出せるようになり、製
品酸素の回収率を向上させることができるので、上昇ガ
ス量及び下降液量を増加させて単精留塔３４における蒸
留状態を改善することにより、製品酸素ガスの回収率を
向上させることができる。
【００３６】また、単精留方式の採用により、製品の圧
縮手段が無い場合であっても、複精留式に比べて製品酸
素ガスを高圧で採取することができ、また、構成機器の
点数も少ないので、設備費が低減できるとともに、操作
が簡単となり、自動化も容易に行うことができる。
【００３７】本形態例は、本発明の一例を示すものであ
って、種々の変形例が考えられる。例えば、本形態例で
は、原料空気の一部を昇圧しているが、その全量を昇圧
することもできる。特に、空気処理量が小さい場合は、
原料空気の全量を高効率の圧縮機を用いて昇圧すること
により、原単位を向上させることができる。また、主熱
交換器３３は、一体型に限らず、液化酸素を気化させる
部分を別に形成することもできる。さらに、液化酸素ポ
ンプ６５に代えて、図１に破線で示すように、製品採取
経路を構成する経路６７の途中に酸素圧縮機６８を設
け、単精留塔３４下部から取出した液化酸素を、その圧
力のまま熱交換器に導入して気化・昇温した後、該酸素
圧縮機６８で必要な圧力まで昇圧して送出することもで
きる。また、製品酸素ガスに要求される圧力によって
は、液化酸素ポンプ６５や酸素圧縮機６８等の昇圧手段
を設けることなく、製品酸素ガスを、単精留塔３４から
の取出した圧力のまま気化昇温して採取することができ
る。
【００３８】さらに、単精留塔３４の上部に分離した窒
素富化留分を、異なる位置に設けた２個の窒素富化留分
抜出経路で抜出し、一方を循環流体として循環流体取出
経路に，他方を駆動流体として駆動流体取出経路に接続
することができる。また、寒冷補給用の注入液として
は、前述の液化酸素の他に、液化窒素を単独に又は液化
酸素と併用して単精留塔３４の上部に導入することがで
きる。さらに、単精留塔３４の蒸留段数を増加させるこ
とにより、塔頂部及び塔底部から高純度の窒素及び酸素
を製品として抜出すこともできる。また、単精留塔３４
を、シーブトレイより流れ抵抗の少ない充填物を充填し
た充填塔で形成することにより、原料空気又は製品酸素
の圧縮動力を低減することができる。また、低温圧縮機
３７を、直列又は並列の２台あるいはそれ以上の構成と
してもよい。さらに、低温圧縮機３７及び駆動タービン
３８を原料空気圧縮機３１や昇圧機４０とコンバインし
てもよい。
【００３９】図２は、本発明の第２形態例を示す系統図
であって、寒冷補給として外部からの寒冷補給用液体を
注入する代わりに、単精留塔３４で分離した窒素富化留
分を寒冷タービン７１で断熱膨張させることにより発生
した寒冷を用いるようにしている。その他の構成は、図
１に示した第１形態例と同様に形成されているので、同
一要素にはそれぞれ同一符号を付してその詳細な説明は
省略する。
【００４０】原料空気圧縮機３１で５．６ｋｇ／ｃｍ２
Ｇに圧縮された原料空気４０００Ｎｍ３／ｈは、アフタ
ークーラー４１で４０℃に冷却された後、精製設備３２
に導入されて二酸化炭素や水等の不純物が除去されて精
製される。精製設備３２で精製されて経路４２に導出し
た精製原料空気は、経路４３と経路４４とに分岐し、経
路４３に分岐した精製原料空気２７４０Ｎｍ３／ｈは、
主熱交換器３３で−１５３．５℃に冷却された後、第一
原料導入経路４５を通って単精留塔３４の塔頂部から１
４段目に導入される。
【００４１】一方、経路４４に分岐した残りの精製原料
空気１２６０Ｎｍ３／ｈは、昇圧機４０で２４．３ｋｇ
／ｃｍ２Ｇに昇圧されて昇圧原料空気となり、アフター
クーラー４６で４０℃に冷却された後、主熱交換器３３
で冷却されて液化される。液化した液化原料空気は、第
二原料導入経路４７を通り、膨張弁４８で５．５ｋｇ／
ｃｍ２Ｇに減圧してから単精留塔３４の塔頂部から９段
目に導入される。
【００４２】単精留塔３４では、前記第１形態例と同様
にして低温蒸留が行われ、塔頂部に窒素富化留分として
窒素濃度９６．０％の窒素ガスが、塔底部に酸素留分と
して酸素濃度９３．４％の液化酸素がそれぞれ分離す
る。
【００４３】単精留塔３４の頂部に分離して窒素富化留
分抜出経路４９に抜出された窒素ガス６２０８Ｎｍ３／
ｈは、過冷器３６で昇温して経路５０に導出した後、駆
動流体取出経路と寒冷発生流体取出経路とを兼用する経
路７２と、循環流体取出経路５２とに分岐する。
【００４４】循環流体取出経路５２に分岐した循環流体
としての窒素ガス２９８２Ｎｍ３／ｈは、前記形態例と
同様に、駆動タービン３８と同軸上に連結して設けられ
た低温圧縮機３７に導かれ、駆動タービン３８における
窒素ガスの膨張で得られた動力で圧縮されて経路５７に
導出し、主熱交換器３３で冷却され、経路５８からリボ
イラー３５に導入されて液化し、経路５９を通って過冷
器３６で更に冷却された後、膨張弁６０で減圧されてか
ら、経路６１を経て単精留塔３４の頂部に還流液として
導入される。
【００４５】駆動流体取出経路と寒冷発生流体取出経路
を兼用する経路７２に分岐した３２２６Ｎｍ３／ｈの窒
素ガスは、熱交換器３３で−１０２．３℃まで昇温した
後、駆動タービン３８に接続する経路５３と、寒冷ター
ビン７１に接続する経路７３と、バイパス弁７４に接続
する経路７５との三方向に分岐する。駆動流体取出経路
を構成する経路５３に分岐した駆動流体としての窒素ガ
ス２９３１Ｎｍ３／ｈは、駆動タービン３８で膨張して
経路５４に導出する。また、寒冷発生流体取出経路を構
成する経路７３に分岐した寒冷発生流体としての窒素ガ
ス２６８Ｎｍ３／ｈは、寒冷タービン７１で膨張して経
路７６に導出し、前記経路５４の窒素ガスに合流する。
さらに、残りの窒素ガス２７Ｎｍ３／ｈは、経路７５を
通ってバイパス弁７４で減圧された後、経路７７を経て
前路５４の窒素ガスに合流する。ここで、寒冷タービン
７１を通る寒冷発生流体としての窒素ガスの量は、装置
の寒冷バランスにより調節されるものであり、その量に
応じてバイパス弁７４が調節される。経路５４に合流し
た窒素ガスは、主熱交換器３３に導入されて３６．０℃
に昇温され、０．１６ｋｇ／ｃｍ２Ｇの窒素ガスとして
経路５５から抜出される。
【００４６】このように、駆動タービン３８で発生した
動力は、駆動タービン３８と同軸に設けた低温圧縮機３
７に伝達され、圧縮動力として消費される。一方、寒冷
タービン７１で発生した動力は、プロセスの熱エネルギ
ーを放出するため、発電機制動，オイル制動，ブロワー
制動等のブレーキ機構で消費されて寒冷を発生し、寒冷
放散に対する寒冷補給が行われる。
【００４７】前記単精留塔３４の塔底部に分離して製品
採取経路６４に抜出された液化酸素７７４Ｎｍ３／ｈ
は、液化酸素ポンプ６５で１０．６ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで
加圧された後、主熱交換器３３で完全気化されて３６℃
に昇温し、経路６７から圧力１０．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ，
酸素濃度９３．４％以上の製品ガスとして回収される。
【００４８】図３は、本発明の第３形態例を示す系統図
であり、低温圧縮機３７で低温圧縮された循環流体を常
温まで昇温後、常温圧縮機８１で更に二次圧力まで圧縮
し、二次圧力に圧縮された循環流体を再冷却後に前記リ
ボイラー３５に導入するように形成したものである。そ
の他の構成は、前記図２に示した第２形態例と略同様に
形成されているので、同一要素にはそれぞれ同一符号を
付してその詳細な説明は省略する。
【００４９】すなわち、単精留塔１４の塔頂部から窒素
富化留分抜出経路４９に抜出され、過冷器３６を経て経
路５０を流れる窒素ガスは、前記同様に、駆動流体取出
経路と寒冷発生流体取出経路とを兼用する経路７２と、
循環流体取出経路５２とに分岐する。経路７２に分岐し
た窒素ガスは、前記同様に、主熱交換器３３で中間温度
に昇温後、経路５３，経路７３，経路７５に分岐する。
駆動流体取出経路を構成する経路５３に分岐した窒素ガ
スは、駆動流体として駆動タービン３８に導入されて膨
張し、膨張によって発生した動力は、同軸上に連結して
設けられた低温圧縮機３７の動力となる。また、寒冷発
生流体取出経路を構成する経路７３に分岐した窒素ガス
は、寒冷発生流体として寒冷タービン７１導入されて膨
張し、膨張によって発生した動力は、同軸上に連結して
設けられた常温圧縮機８１の動力となる。
【００５０】そして、循環流体取出経路５２に循環流体
として分岐した窒素ガスは、駆動タービン３８により駆
動される低温圧縮機３７に導入されて低温圧縮された
後、経路８２に導出されて低温圧縮後の温度に相当する
位置で主熱交換器３３に導入される。熱交換器３３で常
温まで昇温した窒素ガスは、経路８３を通って常温圧縮
機８１に導かれ、二次圧力に圧縮されて経路８４に導出
し、アフタークーラー８５で冷却水等により圧縮熱が除
去される。アフタークーラー８５から経路８６に導出さ
れた二次圧力の窒素ガスは、主熱交換器３３に導入され
て再冷却された後、経路８７を通ってリボイラー３５に
導入され、塔底液と熱交換を行い、液化して液化窒素と
なる。この液化窒素は、前記同様に、経路５９に導出さ
れて過冷器３６で冷却され、膨張弁６０で塔頂部の圧力
まで減圧された後、経路６１から単精留塔３４の塔頂部
に還流液として導入される。
【００５１】また、経路８６と経路８３との間には、二
次圧力に昇圧した経路８６の窒素ガスを経路８３に戻す
ためのバイパス弁８８が設けられており、このバイパス
弁８８の開度を調節することにより、リボイラー３５に
導入する窒素ガス（循環流体）量を調節できるように形
成されている。
【００５２】このように、循環流体である窒素ガスを、
低温圧縮機３７と常温昇圧機８１とで二段圧縮し、その
循環量を増量することにより、単精留塔３４における上
昇ガス量を更に増加させて酸素ガスの回収率を向上させ
ることができ、酸素原単位を更に低減することができ
る。
【００５３】また、単精留塔３４の上方部に分離した窒
素富化留分は、頂部から１個の窒素富化留分抜出経路４
９で抜出す代わりに、複数の窒素富化留分抜出経路を設
け、任意の箇所で、任意の組成のガスを、循環流体や駆
動流体や寒冷発生流体として、その目的に応じて抜出す
ように形成することができる。さらに、駆動タービン３
８や寒冷タービン７１を、低温圧縮機３７や常温圧縮機
８１以外の昇圧又は圧縮手段と連結し、膨張によって発
生する動力を循環流体以外の圧縮に利用することもでき
る。
【００５４】図４は、本発明の第４形態例を示す系統図
であって、寒冷発生流体圧縮機９１を設け、寒冷発生流
体を常温まで昇温してから圧縮後、中間温度まで再冷却
して寒冷タービン７１に導入するように形成したもので
ある。その他の構成は、前記図２に示した第２形態例と
略同様に形成されているので、同一要素にはそれぞれ同
一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５５】すなわち、単精留塔３４の塔頂部から窒素
富化留分抜出経路４９に抜出され，過冷器３６を経て経
路５０を流れるガスは、駆動流体取出経路と寒冷発生流
体取出経路とを兼用する経路７２と、循環流体取出経路
５２とに分岐する。循環流体取出経路５２に分岐した循
環流体としての窒素ガスは、前記同様に、低温圧縮機３
７で圧縮され、経路５７を通って主熱交換器３３で再冷
却され、経路５８を通ってリボイラ３５に導入されて液
化した後、経路５９に導出して過冷器３６で冷却され、
膨張弁６０で塔頂部の圧力まで減圧されて経路６１から
単精留塔３４の塔頂部に導入される。
【００５６】一方、経路７２に分岐した窒素ガスは、主
熱交換器３３における昇温途上で、その一部が駆動流体
として駆動流体取出経路を構成する経路５３に分岐導出
され、駆動タービン３８に導入される。残りの窒素ガス
は、主熱交換器３３の通路をそのまま進んで常温まで昇
温した後、寒冷発生流体取出経路を構成する経路９２に
導出し、寒冷発生流体として寒冷発生流体圧縮機９１に
導入され、所定の圧力に圧縮される。
【００５７】寒冷発生流体圧縮機９１で所定の圧力に圧
縮されて経路９３に導出した窒素ガス（寒冷発生流体）
は、アフタークーラー９４で圧縮熱が除去された後、経
路９５を通って主熱交換器３３に導入され、中間温度ま
で再冷却される。主熱交換器３３の所定位置から経路９
６に導出された窒素ガスは、寒冷タービン７１に導入さ
れて膨張し、寒冷を発生するとともに、前記寒冷発生流
体圧縮機９１の駆動力を発生する。寒冷タービン７１か
ら経路９７に導出した窒素ガスは、前記駆動タービン３
８から経路５４に導出した窒素ガスに合流し、主熱交換
器３３を経て経路５５から抜出される。
【００５８】このように、寒冷発生流体の圧力を、寒冷
発生流体圧縮機９１で昇圧してから寒冷タービン７１に
導入することにより、単位流量当たりの発生寒冷量を増
加できるので、寒冷発生流体の流量を減少させることに
よって、相対的に循環流体を増量させて酸素回収率を向
上でき、酸素原単位を更に低減することができる。ま
た、経路９５と経路９２との間にバイパス弁９８を設け
ることにより、寒冷タービン７１に導入する寒冷発生流
体の量、即ち発生寒冷量を調節することができる。
【００５９】表１は、図１に示した第１形態例のプロセ
ス（プロセス１）及び図２に示した第２形態例のプロセ
ス（プロセス２）と図５に示した従来の一般的なプロセ
ス（プロセス３）とにおいて、原料空気量を４０００Ｎ
ｍ３／ｈとした場合の各部の流量及び動力量を比較して
示すものである。なお、寒冷補給に液化酸素を注入する
場合は、合計換算電力量として、液化酸素１Ｎｍ３／ｈ
を３ｋｗに換算した。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単精留方式を用いて複精留方式と同等の動力原単位を得
ることが可能となるので、装置構成の大幅な簡略化によ
る設備費の低減や運転操作性の向上が図れる。さらに、
比較的高い圧力の製品酸素を直接取出すことができ、製
品昇圧用の機器が不要となり、その分の動力費も削減で
きる。また、単精留塔で発生した窒素富化留分をタービ
ンで膨張させて発生した動力を、適宜な流体の昇圧に利
用することにより、動力消費の増加を抑えながら蒸留効
果を高めることができ、製品酸素の回収率を高めること
ができる。したがって、設備構成の簡略化により設備費
を低減することができるとともに、運転費も低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の酸素製造装置の第１形態例を示す系
統図である。
【図２】 本発明の酸素製造装置の第２形態例を示す系
統図である。
【図３】 本発明の酸素製造装置の第３形態例を示す系
統図である。
【図４】 本発明の酸素製造装置の第４形態例を示す系
統図である。
【図５】 従来の複精留塔方式の酸素製造装置の一例を
示す系統図である。
【符号の説明】
３１…原料空気圧縮機、３２…精製設備、３３…主熱交
換器、３４…単精留塔、３５…リボイラー、３６…過冷
器、３７…低温圧縮機、３８…駆動タービン、３９…液
化酸素貯槽、４０…昇圧機、４５…第一原料導入経路、
４７…第二原料導入経路、４８…膨張弁、４９…窒素富
化留分抜出経路、５１…駆動流体取出経路、５２…循環
流体取出経路、７１…寒冷タービン、８１…常温圧縮
機、９１…寒冷発生流体圧縮機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上内 恒 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)発明者 山下 満 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 Ｆターム(参考） 4D012 CA05 CB12 CD04 CH02 CH06 CH10 CJ05 CJ06 CK04 4D047 AA08 AB01 AB02 BB03 CA02 CA03 CA06 CA08 CA17 DA04 DA12 DB01 4G042 BA15 BB02

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原料空気を単精留塔で低温蒸留すること
    により、少なくとも酸素を製品として分離採取する酸素
    製造方法において、原料空気を圧縮する工程と、該圧縮
    工程を経た圧縮原料空気中の不純物を除去して精製する
    工程と、該精製工程を経た精製原料空気の少なくとも一
    部を更に昇圧する工程と、該昇圧工程で昇圧した昇圧原
    料空気を冷却水等の外部冷却媒体で常温まで冷却する工
    程と、前記精製工程を経た精製原料空気の残部を低温蒸
    留で得られた低温戻り流体との熱交換により冷却する工
    程及び／又は前記外部冷却媒体で冷却する工程を経た昇
    圧原料空気を低温蒸留で得られた低温戻り流体との熱交
    換により液化する工程と、前記冷却工程を経た低温精製
    原料空気及び／又は前記液化工程を経た液化原料空気を
    減圧し、前記単精留塔に導入して低温蒸留することによ
    り酸素留分と窒素富化留分とに分離する工程と、該分離
    工程で分離した前記窒素富化留分を単精留塔から抜出す
    工程と、該抜出し工程で抜出した窒素富化留分の少なく
    とも一部を循環流体として取出して低温で圧縮する工程
    と、該低温圧縮工程で圧縮された循環流体と前記単精留
    塔底部の液とを熱交換させることにより該液を気化して
    単精留塔内の上昇ガスを生成するとともに循環流体を液
    化する工程と、該循環流体液化工程で液化した循環流体
    を減圧して前記単精留塔の上部に導入する工程と、前記
    単精留塔で分離した酸素留分を液状で抜出す工程と、該
    工程で抜出した液状酸素留分を前記精製原料空気及び／
    又は前記昇圧原料空気との熱交換により気化昇温する工
    程とを有することを特徴とする酸素製造方法。
  2. 【請求項２】 前記酸素留分を液状で取出す工程の次
    に、抜出した液状酸素留分を加圧する工程を含むことを
    特徴とする請求項１記載の酸素製造方法。
  3. 【請求項３】 前記液状酸素留分を気化昇温する工程の
    次に、気化昇温した酸素ガスを圧縮する工程を含むこと
    を特徴とする請求項１記載の酸素製造方法。
  4. 【請求項４】 前記循環流体の前記低温圧縮工程と前記
    循環流体液化工程との間に、前記低温圧縮工程で圧縮し
    た循環流体を前記精製原料空気及び／又は前記昇圧原料
    空気と熱交換させて常温まで昇温する工程と、該工程で
    昇温された循環流体を二次圧力まで更に昇圧する常温昇
    圧工程と、該工程で二次圧力に昇圧された循環流体を冷
    却水等の外部冷却媒体で冷却する工程と、該工程で冷却
    した循環流体を前記低温戻り流体と熱交換させて再冷却
    する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の酸素
    製造方法。
  5. 【請求項５】 前記単精留塔から抜出した窒素富化留分
    の一部を駆動流体として取出す工程と、該工程で取出し
    た駆動流体を膨張させる駆動流体膨張工程と、該工程か
    ら導出する駆動流体を前記精製原料空気及び／又は前記
    昇圧原料空気との熱交換により昇温する工程とを含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の酸素製造方法。
  6. 【請求項６】 前記駆動流体膨張工程で発生した動力
    を、前記低温圧縮工程における循環流体の圧縮動力とし
    て用いることを特徴とする請求項５記載の酸素製造方
    法。
  7. 【請求項７】 系外から寒冷補給用液体を導入して寒冷
    を補給する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の
    酸素製造方法。
  8. 【請求項８】 前記単精留塔から抜出した窒素富化留分
    の一部を寒冷発生流体として取出す工程と、該工程で取
    出した寒冷発生流体を前記精製原料空気及び／又は前記
    昇圧原料空気と熱交換させて中間温度まで昇温する工程
    と、該工程で昇温した寒冷発生流体を膨張させて寒冷を
    発生させる工程とを含むことを特徴とする請求項１記載
    の酸素製造方法。
  9. 【請求項９】 前記単精留塔から抜出した窒素富化留分
    の一部を寒冷発生流体として取出す工程と、該工程で取
    出した寒冷発生流体を前記精製原料空気及び／又は前記
    昇圧原料空気と熱交換させて常温まで昇温する工程と、
    該工程で昇温した寒冷発生流体を圧縮する工程と、該工
    程で圧縮した寒冷発生流体を冷却水等の外部冷却媒体で
    常温まで冷却する工程と、該工程で冷却した寒冷発生流
    体を前記低温戻り流体と熱交換させて中間温度まで冷却
    する工程と、該工程で冷却した寒冷発生流体を膨張させ
    て寒冷を発生させる工程とを含むことを特徴とする請求
    項１記載の酸素製造方法。
  10. 【請求項１０】 原料空気を低温蒸留することにより酸
    素留分と窒素富化留分とに分離する単精留塔を備え、少
    なくとも酸素を製品として分離採取する酸素製造装置で
    あって、原料空気を圧縮する原料空気圧縮機と、該圧縮
    機で圧縮した圧縮原料空気から水分や二酸化炭素等の不
    純物を除去して精製する精製設備と、該精製設備で精製
    した精製原料空気の一部を昇圧する昇圧機と、前記精製
    設備を導出した精製原料空気及び／又は前記昇圧機を導
    出した昇圧原料空気を低温蒸留で得られた低温戻り流体
    と熱交換させて冷却及び／又は冷却・液化する主熱交換
    器と、該主熱交換器で冷却した低温精製原料空気を前記
    単精留塔の中部に導入する第一原料導入経路及び／又は
    該主熱交換器で冷却・液化した液化精製原料空気を膨張
    弁で減圧して前記単精留塔の中部に導入する第二原料導
    入経路と、前記単精留塔での低温蒸留で分離した窒素富
    化留分を抜出す窒素富化留分抜出経路と、該窒素富化留
    分抜出経路の窒素富化留分を循環流体として取出す循環
    流体取出経路と、該経路の循環流体を低温で圧縮する低
    温圧縮機と、該低温圧縮機で圧縮した循環流体を前記主
    熱交換器を通して冷却する経路と、該経路から導出した
    循環流体と前記単精留塔底部の液とを熱交換させて該液
    を気化するとともに循環流体を液化するリボイラーと、
    該リボイラーで液化した循環流体を膨張弁で減圧して前
    記単精留塔の上部に導入する経路と、前記単精留塔底部
    に分離した酸素富化留分を液状で取出して前記主熱交換
    器で気化昇温してから製品酸素として採取する製品採取
    経路とを備えたことを特徴とする酸素製造装置。
  11. 【請求項１１】 前記製品採取経路における前記単精留
    塔と前記主熱交換器との間に、液状酸素留分を加圧する
    液化酸素ポンプを備えたことを特徴とする請求項１０記
    載の酸素製造装置。
  12. 【請求項１２】 前記製品採取経路における前記主熱交
    換器の後に、気化昇温した酸素ガスを圧縮する酸素圧縮
    機を備えたことを特徴とする請求項１０記載の酸素製造
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記主熱交換器は、液状酸素留分を気
    化させる部分が別途に構成されたことを特徴とする請求
    項１０記載の酸素製造装置。
  14. 【請求項１４】 前記単精留塔が、充填式精留塔である
    ことを特徴とする請求項１０記載の酸素製造装置。
  15. 【請求項１５】 前記低温圧縮機は、複数台の圧縮機が
    直列又は並列に接続されて構成されていることを特徴と
    する請求項１０記載の酸素製造装置。
  16. 【請求項１６】 前記窒素富化留分抜出経路の窒素富化
    留分を駆動流体として取出す駆動流体取出経路と、該駆
    動流体取出経路の駆動流体を前記主熱交換器を通して昇
    温する経路と、該経路を導出した駆動流体を膨張させて
    動力を発生する駆動タービンと、該駆動タービンを導出
    した駆動流体を前記主熱交換器で昇温して導出する経路
    とを備えたことを特徴とする請求項１０記載の酸素製造
    装置。
  17. 【請求項１７】 前記低温圧縮機で圧縮した循環流体を
    前記主熱交換器を通して冷却する経路に代えて、前記低
    温圧縮機で圧縮した循環流体を前記主熱交換器を通して
    昇温する経路と、該経路を導出した循環流体を更に二次
    圧力まで昇圧する常温昇圧機と、該常温昇圧機で昇圧し
    た循環流体を前記主熱交換器に通して冷却する経路とを
    備えたことを特徴とする請求項１０記載の酸素製造装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記単精留塔は、外部からの寒冷補給
    用液体を導入する寒冷補給経路を備えていることを特徴
    とする請求項１０記載の酸素製造装置。
  19. 【請求項１９】 前記窒素富化留分抜出経路の窒素富化
    留分を寒冷発生流体として取出す寒冷発生流体取出経路
    と、該経路の寒冷発生流体を前記主熱交換器を通して昇
    温する経路と、該経路から導出した寒冷発生流体を膨張
    させて寒冷を発生させる寒冷タービンと、該寒冷タービ
    ンを導出した寒冷発生流体を前記主熱交換器を通して昇
    温する経路とを備えたことを特徴とする請求項１０記載
    の酸素製造装置。
  20. 【請求項２０】 前記寒冷発生流体取出経路の寒冷発生
    流体を前記主熱交換器を通して昇温する経路に代えて、
    寒冷発生流体取出経路の寒冷発生流体を前記主熱交換器
    を通して昇温する経路と、該経路から導出した寒冷発生
    流体を圧縮する寒冷発生流体圧縮機と、該寒冷発生流体
    圧縮機で圧縮した寒冷発生流体を前記主熱交換器を通し
    て冷却する経路とを備えたことを特徴とする請求項１９
    記載の酸素製造装置。
  21. 【請求項２１】 前記窒素富化留分抜出経路が、２本以
    上の複数本で構成されたことを特徴とする請求項１０乃
    至２０のいずれか１項記載の酸素製造装置。
  22. 【請求項２２】 前記駆動タービンを、装置内に設けら
    れている圧縮機又は昇圧機の少なくとも一つの駆動源と
    して用いることを特徴とする請求項１６記載の酸素製造
    装置。
  23. 【請求項２３】 前記寒冷発生タービンが、装置内に設
    けられている圧縮機又は昇圧機の少なくとも一つと同軸
    上に連結されていることを特徴とする請求項１９又は２
    ０記載の酸素製造装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2520886A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-07 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
JP2013007512A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Air Water Inc 空気分離方法および空気分離装置
JP2013227956A (ja) * 2012-04-27 2013-11-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 空気供給システム
FR3135134A1 (fr) * 2022-04-27 2023-11-03 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude, Procédé d’augmentation de la capacité d’un appareil de séparation d’air par distillation cryogénique existant et appareil de séparation d’air

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