JP2012533719A - 加圧生成物の生成方法及び生成装置 - Google Patents
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- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
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- F25J2290/32—Details on header or distribution passages of heat exchangers, e.g. of reboiler-condenser or plate heat exchangers
Abstract
Description
Claims (16)
- 加圧生成物流の生成方法であって、
プレートフィン構造の主熱交換器及び前記主熱交換器と協働するように接続された蒸留塔システムを使用する低温精留工程によって酸素及び窒素を含む供給物流を精留するステップと、
酸素を豊富に含む液体又は窒素を豊富に含む液体から構成された、前記蒸留塔システムから回収された生成物流をポンプ輸送するステップであって、ポンプ輸送生成物流を生成するステップと、
前記ポンプ輸送生成物流の少なくとも一部を前記主熱交換器の層内で加温して前記加圧生成物流を生成し、かつ、もう1つの流れを前記層内で加温又は冷却するステップとを含み、
前記層は、前記ポンプで汲まれた生成物流の前記少なくとも一部を加温するために、前記主熱交換器内に熱伝達面積を有し、前記熱伝達面積は、層内に前記もう1つのポンプ輸送生成物流を加温又は冷却するための領域を設けることによって少なくとも部分的には減少し、
前記領域は、前記主熱交換器内の温度が前記ポンプ輸送された生成物流の臨界温度又は露点温度を超える温度まで到達する位置において、前記熱伝達面積が減少するように、前記層内に配置される、生成方法。 - 前記主熱交換器の前記層が、第1の組の層及び第2の組の層を含み、前記第1の組の層及び前記第2の組の層のそれぞれが、第1の区画及び第2の区画を有し、
前記ポンプ輸送された生成物流の前記少なくとも一部から成る複数の補助流が、前記第1の組の層及び前記第2の組の層の前記第1の区画に導入され、
複数の前記補助流が、各組の前記第1の区画で加温された後に混合され、混合補助流として前記第1の組の層の前記第2の区画に導入され、
前記混合補助流が、前記第1の組の層の前記第2の区画内でさらに加温され、
前記加圧生成物流が、前記第1の組の層の前記第2の区画内でさらに加温された後の前記混合補助流から構成され、
前記領域が、前記第2の組の層の前記第2の区画によって形成される、請求項1に記載の生成方法。 - 少なくとも1つの液体生成物が、前記蒸留塔システムによって生成され、
前記もう1つの流れが、前記主熱交換器内で加温される冷媒流であり、これにより前記少なくとも1つの液体生成物の生成を増加させる、請求項1に記載の生成方法。 - 前記主熱交換器の前記層が、第1の組の層及び第2の組の層を含み、前記第1の組の層及び前記第2の組の層のそれぞれが、第1の区画及び第2の区画を有し、
前記ポンプ輸送された生成物流の前記少なくとも一部から成る複数の補助流が、前記第1の組の層及び前記第2の組の層の前記第1の区画に導入され、
複数の前記補助流が、各組の前記第1の区画内で加温された後に混合され、混合補助流として、前記第1の組の層の前記第2の区画に導入され、
前記混合補助流が、前記第1の組の層の前記第2の区画内でさらに加温され、
前記加圧生成物流が、前記第1の組の層の前記第2の区画内でさらに加温された後の前記混合補助流から構成され、
前記領域が、前記第2の組の層の前記第2の区画によって形成され、
前記冷媒流から成る補助冷媒流が、前記第2の組の層の前記第2の区画内に導入され、前記第2の区画内で加温される、請求項3に記載の生成方法。 - 前記冷媒流が閉回路冷却サイクルにおいて生成される、請求項4に記載の生成方法。
- 前記閉回路冷却サイクルが、前記主熱交換器内で加温された後の前記冷媒流を圧縮し、前記冷媒流をさらに圧縮し、続いてタービン内で前記冷媒流を膨張させて、前記第2の組の層の前記第2の区画内に導入される排出流を形成するステップを含む、請求項5に記載の生成方法。
- 前記蒸留塔システムから回収された前記生成物流が前記酸素の豊富な液体から構成され、
前記低温精留工程が、
前記供給物流を圧縮精製するステップであって、圧縮精製された供給物流を生成するステップと、
前記圧縮精製された供給物流を、第1の圧縮流と第2の圧縮流とに分割するステップと、
前記第1の圧縮流をさらに圧縮し、前記第1の圧縮流を前記主熱交換器内で完全に冷却して液体流を形成し、前記液体流を膨脹させ、前記液体流を高圧塔又は低圧塔の少なくとも一方に導入するステップと、
前記低圧塔の酸素の豊富な液体の塔底残留物の気化を防ぐために、前記高圧塔内の高圧の塔頂留出物として生成された窒素の豊富な気体が凝縮され、前記高圧塔及び前記低圧塔のための環流を形成し、それにより、前記低圧塔内の残留液体と、前記低圧塔内でさらに精製される前記高圧塔内の酸素の豊富な高圧の塔底残留物の液体とから、前記酸素の豊富な液体を形成するように、前記高圧塔と協働するように接続された前記低圧塔と、
前記第2の圧縮流をさらに圧縮し、前記第2の圧縮流を前記主熱交換器内で不完全に冷却し、不完全に冷却された後の前記第2の圧縮流をターボ膨張機内で膨脹させて排出流を形成し、前記排出流を前記高圧塔内に導入するステップと、
低圧の窒素の豊富な蒸気の塔頂留出物の流れと前記低圧塔から抽出された精製されていない窒素廃棄流とを前記主熱交換器に通し、前記供給物流を圧縮し生成した後の前記供給物流を、精留に適した温度まで冷却することを支援するステップと、
前記少なくとも1つの液体生成物を、前記ポンプ輸送された液体酸素流の残りの部分の少なくとも一部から、又は窒素の豊富な液体の流れを、凝縮され前記環流として使用されない前記窒素の豊富な気体の一部から形成するステップとを含む、請求項6に記載の生成方法。 - 加圧生成物流の生成装置であって、
酸素及び窒素を含む供給物流を精留するように構成された低温精留プラントを備え、
前記低温精留プラントが、プレートフィン構造の主熱交換器と、前記主熱交換器と協働するように接続された蒸留塔システムと、ポンプとを有し、
前記ポンプが、前記蒸留塔システム内で形成された酸素の豊富な液体又は窒素の豊富な液体がポンプ輸送されて、ポンプ輸送された生成物流を生成するように、前記蒸留塔システムと流体連通し、
前記主熱交換器が、前記ポンプに接続され、かつ前記ポンプ輸送された生成物流の少なくとも一部が前記主熱交換器の層内で加温されて前記加圧生成物流を生成し、もう1つの流れが前記層内で加温又は冷却されるように構成され、
前記層は、前記ポンプで汲まれた生成物流の前記少なくとも一部を加温するために、前記主熱交換器内に熱伝達面積を有し、前記熱伝達面積は、層内に前記もう1つのポンプ輸送生成物流を加温又は冷却するための領域を設けることによって少なくとも部分的には減少し、
前記領域は、前記主熱交換器内の温度が前記ポンプ輸送された生成物流の臨界温度又は露点温度を超える温度まで到達する位置において、前記熱伝達面積が減少するように、前記層内に配置される、生成装置。 - 前記層が、第1の区画及び第2の区画をそれぞれ有する第1の組の層及び第2の組の層を含み、
前記層が、前記ポンプ輸送された生成物流の前記少なくとも一部から成る複数の補助流が、各組の前記第1の区画内で温められ、各組の前記第1の区画間を接続することによって混合されて混合補助流を形成するように構成され、
前記第1の組の層の前記第2の区画が、前記混合補助流が前記第2の区画内でさらに温められ、前記加圧生成物流を形成するように、前記第1の区画と流体連通し、
前記領域が、前記第2の組の層の前記第2の区画である、請求項7に記載の生成装置。 - 前記低温精留プラントが、少なくとも1つの液体生成物を生成するように構成され、
前記もう1つの流れが、前記主熱交換器内で温められて、前記少なくとも1つの液体生成物の生成を増加させる冷媒流である、請求項7に記載の生成装置。 - 前記層が、第1の区画及び第2の区画をそれぞれ有する第1の組の層及び第2の組の層を含み、
前記層が、前記ポンプ輸送された生成物流の前記少なくとも一部から成る複数の補助流が、各組の前記第1の区画内で温められ、前記第1の区画間の接続において混合され、それにより、混合補助流を形成するように構成され、
前記第1の組の層の前記第2の区画が、前記混合補助流が前記第1の組の層の前記第2の区画内でさらに温められ、前記加圧生成物流を形成するように、前記第1の区画と流体連通し、
前記領域が、前記第2の組の層の前記第2の区画であり、
前記冷媒流から成る補助冷媒流が、前記第2の組の層の前記第2の区画内で温められるようになっている、請求項10に記載の生成装置。 - 前記低温精留プラントが、冷却システムを有し、前記冷却システムは、前記主熱交換器に接続されるとともに、前記冷媒流を生成し、かつ前記冷媒流を前記第2の組の層の前記第2の区画を通して循環させるように構成されている、請求項11に記載の生成装置。
- 前記冷却システムが閉回路冷却サイクルである、請求項11に記載の生成装置。
- 前記低温精留プラントが、前記供給物流を圧縮する主圧縮機を含み、前記冷却システムが、開位置に設定されるように動作可能で、圧縮後の前記供給物流の一部を受けるように置かれた弁を含み、それにより、前記供給物流の前記一部から前記冷媒流を形成して前記冷媒流の埋め合わせるようになっている、請求項13に記載の生成装置。
- 前記冷却システムが、前記主熱交換器内で加温された後の前記冷媒流が再循環圧縮機内で圧縮されるように、前記主熱交換器に接続され、前記第1の組の前記層の前記第2の区画と流体連通する再循環圧縮機と、前記冷媒流をさらに圧縮するための昇圧圧縮機と、排出流がタービンから前記第1の組の前記層の前記第2の区画の中を流れるように、前記昇圧圧縮機と前記主熱交換器の前記位置との間に接続されるタービンとを有する、請求項14に記載の生成装置。
- 前記蒸留塔システムから回収された前記生成物流が前記酸素の豊富な液体から成り、
前記低温精留プラントが、
前記低圧塔の酸素の豊富な液体の塔底残留物の蒸発を防ぐために、高圧の塔頂留出物として生成された窒素の豊富な蒸気が凝縮され、前記高圧塔及び前記低圧塔のための環流を形成し、それにより、前記低圧塔内の残留液と、前記低圧塔内でさらに精製される酸素の豊富な高圧の塔底残留物の液体とから、前記酸素の豊富な液体を形成するように高圧塔と協働するように接続された低圧塔を含む前記蒸留塔システムと、
圧縮精製された供給物流を生成するために、前記供給物流を圧縮精製するための精製ユニットに接続された主熱交換器と、
前記圧縮精製された供給物流の別の部分から形成された第1の圧縮流をさらに圧縮するために、前記精製ユニットと流体連通する昇圧圧縮機と、
前記昇圧圧縮機と流体連通し、液体流を形成するように構成された前記主熱交換器と、前記液体流を膨脹させるために前記主熱交換器に接続された膨脹装置と、前記液体流を受けるために、前記膨脹装置と流体連通する前記高圧塔及び前記低圧塔の少なくとも一方と、
前記主熱交換器に接続され、前記精製ユニットと流体連通し、それにより、前記圧縮され精製された供給物流のさらに他の部分から形成された第2の圧縮流がさらに圧縮され、前記主熱交換器内で部分的に冷却され、ターボ膨張機内で膨脹されて排出流を形成し、前記排出流が前記高圧塔内に導入されるように前記ターボ膨張機が前記高圧塔と流体連通する、タービンユニットを搭載された別の昇圧機と、
前記低圧塔と流体連通し、且つ、低圧の塔頂留出物の流れ及び精留されていない窒素廃棄流が、前記低圧塔から前記主熱交換器に進み、前記主熱交換器の冷端と暖端との間を流れ、圧縮後の前記供給物流をその精留に適する温度まで冷却するのを支援するように構成された、前記主熱交換器と、
前記蒸留塔システム内で生成された、前記ポンプ輸送された液体酸素流の別の一部分及び窒素の豊富な液体の流れの一部分の少なくとも一方から、前記少なくとも1つの液体生成物を排出するための少なくとも1つの出口とを備える、請求項15に記載の生成装置。
Applications Claiming Priority (3)
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