JP2875502B2 - 空気分離プラントの運転を監視する方法及び装置 - Google Patents

空気分離プラントの運転を監視する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の主題は、極低温精溜
によって空気の分離或いは空気からのガスの分離を行う
プラントの運転を監視する方法及び装置である。
【０００２】
【従来の技術】空気分離プラント内で処理された空気
は、多くの不純物を含有する。その大部分例えば炭化水
素類、窒素酸化物類等は、酸素よりも揮発性が少なく、
蒸発器のの浴の液体中に蓄積する。そのことは、単精溜
塔の場合、リッチな液体が蓄積する蒸発器塔頂の凝縮器
に関係し、複式精溜塔の場合、そのことは一般的には、
低圧精溜塔の酸素と、中圧精溜塔の窒素、加圧空気、あ
るいは他のサイクル流体（他の中圧精溜塔の流体以外の
加圧窒素が優先的）のいずれかとの間の熱交換を提供す
る蒸発器−凝縮器に関係する。
【０００３】これらの不純物はほとんど溶解性をもたず
（ほんの極小ｐｐｍの溶解性）、単独または組合せで存
在し、種々の危険をはらみ、特に爆発の危険を有する。
それゆえに、それらを除去することの問題がある。液体
またはガス相において、いかなる蓄積特に吸着による停
止も防ぎ、蒸発器の浴をパージするために、ドイツ国出
願１９．３６．０４９に記載されているように、種々の
手段が用いられる。
【０００４】一方では、危険な不純物の蓄積を防止し、
他方では、後者の除去を監視する安全の要求は、効果的
かつ有効である。
【０００５】今まで、炭化水素特にアセチレンに、本質
的に注意がはらわれていた。クロマトグラフィーによる
分析は高価であり、実行することは困難であるけれど
も、除去手段が十分に動作していることの監視は、一般
的にクロマトグラフィーにより（例えば水素炎イオン化
検出等を用いて）炭化水素含有量を注視することによっ
て行われる。
【０００６】現在、極低温分離の上流を吸着させること
により、プラントの供給空気中の二酸化炭素及び水を遮
断することが行われている。空気中の多くの種々の不純
物特に不飽和炭化水素類は、吸着による浄化によって部
分的に遮断されている。その他、例えば窒素酸化物類の
一部は、精溜塔（あるいは精溜塔類）を含む冷却ボック
ス等にいれておく。吸着システムの存在により、蒸発浴
中のこれらの不純物の蓄積を防止することを目的とする
手段は、そのために減るが、省略されず、この目的のた
めに設けられる装置が有能であることを監視し続けるこ
とが必要である。
【０００７】例え、極低温分離（例えば液状あるいはガ
ス状酸素を製造する）の塔頂に吸着システムを備えた装
置を作動しても、蒸発器の浴中の炭化水素含有量は、大
部分の時間、無視することができ、アルカン類（例えば
メタン、エタン、プロパン）を除いて、しばしば検出不
能であり、防止装置は、さらに危険ではないこれらの汚
染物質に関して、本質的に効果的ではないので、それら
の含有量を知ることは、有利なことではない。多くの場
合、防止手段の設定を限定する要因が窒素酸化物類であ
るため、炭化水素類が検出されないことは、適当な防止
手段が効果的であるというほどのことを表すのではな
い。さらにまた、これらは、比較的、測定が困難であ
り、クロマトグラフの使用が予め考慮される。このた
め、炭化水素類を監視することは、設けられた安全手段
が効果的に作動していることを、簡単に、的確に、確認
可能にするものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、蒸発
器の浴中に不純物が蓄積することを防止するために設け
られた装置が不所望な動作をするとき、検出に効果的で
あり、かつ使用が容易である空気分離プラントの動作を
監視する装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題のため、本発明
の一主旨は、精溜塔及び蒸発器−凝縮器を含む極低温精
溜による空気または空気からのガスを分離するためのプ
ラントの動作の監視方法において、蒸発器−凝縮器の浴
中に蓄積する窒素酸化物含有量の変化を検出することを
特徴とする監視方法にある。
【００１０】本発明の他の新規な特徴によれば、液体の
窒素酸化物含有量を連続的に測定し、窒素酸化物含有量
を赤外線分析器を用いて測定し、蒸発器−凝縮器内に蓄
積する液体の窒素酸化物含有量を測定し、液体の窒素酸
化物含有量の変化を測定する。
【００１１】本発明の他の主旨は、プラントの蒸発器−
凝縮器の浴の窒素酸化物含有量の変化を検出するための
手段を含む極低温精溜による空気の分離のためのプラン
トの動作を監視するための装置にある。
【００１２】本発明の他の特徴によれば、複式精溜塔の
低圧精溜塔のタンク内にあり、変化を検知する手段は、
赤外線分析器を含む。
【００１３】本発明のさらに他の主旨は、空気精溜塔の
蒸発器−凝縮器の浴の窒素酸化物含有量の測定のための
分析器の用途にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】その特徴から、窒素酸化物は、安
全手段の十分な動作を検知するものとして最適であると
思われる。一方では、空気中の窒素酸化物含有量は、比
較的一定であり、０・３ないし０・４ｐｐｍのオーダー
である。プラントが固定条件下で動作されるときは、蒸
発器ー凝縮器の浴の窒素酸化物含有量は、一定であり、
単に、プラントの液体及び酸素ガスの個々の生成物の作
用による。他方では、窒素酸化物は、非常に低い揮発性
を有するために蒸発器の液体中に蓄積する傾向を有する
成分である。このため、窒素酸化物は、安全に関しては
好ましくない。最終的には、窒素酸化物は、９０Ｋで１
８０ｐｐｍのオーダーの溶解度を有する液体酸素中に比
較的溶解する。このため、蒸発器の浴中にある窒素酸化
物含有量の最高値は、低圧カラムのタンクの液体酸素中
に容易に検知可能であり、２０ないし３０ｐｐｍの範囲
である。
【００１５】これらの特性は、液体酸素浴あるいは蒸発
器の豊富な液体の窒素酸化物含有量を、プラントの動作
に対して非常に影響されやすくする。特に、安全パージ
（例えばパ−ジパイプの閉鎖の結果としての）又は蒸発
器（蒸発乾固）の劣った動作は、数ｐｐｍ（部／百万
部）のオ−ダ−、実際には数１０ｐｐｍのオ−ダ−の浴
中の含有量の変化により反映される。なお、これらの含
有量の変化は、容易に検出し得る。従って、蒸発器の浴
の窒素酸化物含量を観察することは、防止手段の動作を
効果的にモニタ−することを許容する。
【００１６】更に、窒素酸化物の分析は、クロマトグラ
フよりもより経済的で使用が簡単な赤外線分析器により
行なうことが出来る。この分析器は、クロマトグラフに
よっては可能ではない含有量の連続分析を可能とする。
この分析器は、Ｊ−Ａ−０４／１９１６５４号に記載の
型とすることが出来る。だからといって、クロマトグラ
フの使用は排除されない。
【００１７】従って、窒素酸化物（Ｎ2 Ｏ）含量の連続
観察による蒸発器の液中の炭化水素のクロマトグラフに
よる分析と置き換えることが出来る。蒸発器付近の不純
物の蓄積を防止するために備えられた防止手段の満足す
べき動作のモニタを、より効果的かつ経済的にすること
が目的とされる。
【００１８】本発明を用いることにより、通常のプラン
トの蒸発器の後に取付けられた液体フィルタ−をなくす
ことも可能である。蒸発器の浴中の液体酸素又はリッチ
な液を精製するために、ＤＥ−Ａ−１９．３６．０４９
号に記載のフィルタ−が使用され、１週間ごとに再生さ
れねばならない。
【００１９】少なくとも窒素酸化物含量の変化の検出を
可能とする装置を、液体浴を連続的に精製することを可
能とする、蒸発器−凝縮器のパ−ジに備えることが出来
る。さもなければ、その装置を蒸発器の浴に取付けるこ
とが出来る。
【００２０】本発明は、いわゆる“浴”タイプの蒸発器
−凝縮器を具備するプラントをモニタ−する方法と、例
えばＥＰ−Ｂ−１３０，１２２号に記載されているよう
な“フィルム”タイプの蒸発器を具備するプラントをモ
ニタ−する方法の両方に適用する。
【００２１】もし液体酸素のレベルが充分でなければ、
蒸発器は乾燥するまで動作し、窒素酸化物は蒸発器の酸
素通路で結晶化するであろう。このように、蒸発器の周
辺の液の浴は、窒素酸化物に乏しく、分析器は窒素酸化
物の低下を検出するであろう。
【００２２】これに対し、窒素酸化物のレベルが増加す
るならば、これは、パ−ジラインが閉鎖されるか又はパ
−ジのバルブが充分に開かないため、蒸発器のパ−ジ流
量が少な過ぎることを意味する。
【００２３】窒素酸化物のレベルの上昇は、空気精製吸
着器の不調からも生じ得る。この場合、オペレ−タ−
は、吸着器の圧力及び／又はサイクル回数を調整するで
あろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−140788（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66085（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−43923（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−28788（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25J 3/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 精溜塔と、液体浴を収容する蒸発器−凝
    縮器とを具備する極低温精溜による空気分離プラントの
    運転を監視する方法であって、前記蒸発器−凝縮器に蓄
    積する液中の窒素酸化物含量の変化が検出されることを
    特徴とする空気分離プラントの運転を監視する方法。
  2. 【請求項２】 前記窒素酸化物含量は、赤外線分析によ
    り測定される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 液中の窒素酸化物含量が測定される請求
    項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 液中の窒素酸化物含量が連続的に測定さ
    れる請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 窒素酸化物含量の変化に応じて、前記蒸
    発器−凝縮器に追加の液が送られ、蒸発器−凝縮器のパ
    ージ流量が増加するか又はプラントの精製吸着器の操作
    が調整される請求項１ないし４のいずれかに記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 精溜塔と、液体浴を収容する蒸発器−凝
    縮器とを有する極低温精溜による空気分離プラントの蒸
    発器−凝縮器の浴中の窒素酸化物含量の変化を検出する
    手段を具備する、極低温精溜による空気分離プラントの
    運転を監視する装置。
  7. 【請求項７】 前記精溜塔は、低圧精溜塔と中圧精溜塔
    とを有する複式精溜塔からなり、前記蒸発器−凝縮器は
    前記低圧精溜塔のタンク内に設けられている請求項６に
    記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記変化検出手段は、赤外線分析器を具
    備する請求項６又は７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記変化検出手段は、前記蒸発器−凝縮
    器の浴の窒素酸化物含量を測定し得る請求項６、７、又
    は８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 請求項６ないし９のいずれか１項に記
    載の装置を具備する空気分離プラント。
JP8020309A 1995-02-07 1996-02-06 空気分離プラントの運転を監視する方法及び装置 Expired - Fee Related JP2875502B2 (ja)

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