JP5694363B2 - 極低温蒸留による空気の分離のための方法およびユニット - Google Patents
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Description
極低温蒸留によって空気を分離するための方法であって、
i)圧縮されて精製された空気の流れが、熱交換器内で冷却され、中圧で作動するカラムへ送られ;
ii)この空気の流れが、窒素リッチにされた流れと酸素リッチにされた流れとに分割され;
iii)この窒素リッチにされた流れの一部が、低圧カラムへ送られ;
iv)上記酸素リッチにされた流れの少なくとも一部が、上記低圧カラムへ送られ;
v)窒素リッチ流れが、上記低圧カラムの頂部から回収され;
vi)酸素リッチ流れが、上記低圧カラムの底から回収されて、少なくとも1つのコンデンサー再沸騰器を収容するチャンバーへ送られ;
vii)上記チャンバーから生ずるガス状の流れが、そこから回収されて、上記第1の低圧カラムへ、好ましくは上記底へ、戻され;
viii)ステップii)からの上記窒素リッチにされた流れの一部が、上記低圧カラムからのボトム液によって供給されたコンデンサー内で少なくとも部分的に液化し、上記中圧カラムおよび/或いは上記低圧カラムへ送られ;
ix)暖めるガスの流れ、随意に、ステップi)からの上記熱交換器内で冷却された圧縮されて精製された空気の少なくとも一部が、上記チャンバーの上記コンデンサー再沸騰器内で少なくとも部分的に液化し;
x)上記チャンバーから回収されたものが、上記低圧カラムの上記底から回収された流れより酸素リッチにされた流体であり;
上記低圧カラムの上記底から回収された上記酸素リッチ流れが、上記チャンバーの上流側で拡張され、上記チャンバーからの上記ガス状の流れが、第1の低圧カラムの上流側で加圧されることを特徴とする方法、が与えられる。
・上記低圧カラムから回収された上記酸素リッチ流れは、上記低圧カラムの上記底での圧力を下回る多くとも1バールの圧力へ拡張され、好ましくは、多くとも0.5バール、或いはこの圧力を下回る多くとも0.2バールの圧力へ拡張され、および/或いは上記チャンバーから生ずる上記ガス状の流れは、その圧力を増大するため、上記低圧カラムの上流側で、多くとも1バール、好ましくは、多くとも0.5バール、或いは多くとも0.2バールへ圧縮され;
・上記チャンバーは、いかなる質量変換手段も収容せず、いかなるパッキング或いは蒸留プレートをも収容せず;
・上記チャンバーは、第2の低圧カラムを構成し、上記コンデンサーの少なくとも上方に配置されたパッキングや蒸留プレートのような質量交換手段を収容する。
・上記チャンバーは、上記コンデンサーの上に質量変換手段を有し;
・上記チャンバーは、上記コンデンサーの上にいかなる質量変換手段をも有しておらず;
・当該ユニットは、タービンと、窒素リッチガスを上記中圧カラムから上記タービンへ送るためのラインと、を有し;
・当該ユニットは、上記低圧カラムから、および/或いは上記熱交換器の上流側の上記チャンバーから生ずる液体酸素の流れを加圧するためのポンプを有する。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
極低温蒸留によって空気を分離するための方法であって、
i)圧縮されて精製された空気の流れが、熱交換器(13)内で冷却され、中圧で作動するカラム(39)へ送られ;
ii)この空気の流れが、窒素リッチにされた流れと酸素リッチにされた流れとに分割され;
iii)この窒素リッチにされた流れの一部が、低圧カラム(41)へ送られ;
iv)上記酸素リッチにされた流れの少なくとも一部が、上記低圧カラムへ送られ;
v)窒素リッチ流れが、上記低圧カラムの頂部から回収され;
vi)酸素リッチ流れが、上記低圧カラムの底から回収されて、少なくとも1つのコンデンサー再沸騰器(15)を収容するチャンバー(141)へ送られ;
vii)上記チャンバーから生ずるガス状の流れが、そこから回収されて、上記低圧カラムへ、好ましくは上記底へ、戻され;
viii)ステップii)からの上記窒素リッチにされた流れの一部が、上記低圧カラムから生ずる液体によって供給されたコンデンサー(25)内で少なくとも部分的に液化し、上記中圧カラムおよび/或いは上記低圧カラムへ送られ;
ix)暖めるガスの流れ、随意に、ステップi)からの上記熱交換器内で冷却された圧縮されて精製された空気の少なくとも一部の流れが、上記チャンバーの上記コンデンサー再沸騰器内で少なくとも部分的に液化し;
x)上記チャンバーから回収されたものが、上記低圧カラムの上記底から回収された流れより酸素リッチにされた流体であり;
xi)上記低圧カラムの上記底から回収された上記酸素リッチ流れが、上記チャンバーの上流側で拡張され、上記チャンバーからの上記ガス状の流れが、第1の低圧カラムの上流側で加圧されることを特徴とする方法。
[2]
上記チャンバーから生ずる上記ガス状の流れは、好ましくは、上記チャンバーと上記コンプレッサーとの間で加熱ステップが起こらない、−50℃を下回る入口温度を有するコンプレッサー(21)内で圧縮される、
[1]に記載された方法。
[3]
上記低圧カラム(41)から回収された上記酸素リッチ流れは、上記低圧カラムの上記底での圧力を下回る多くとも1バールの圧力へ拡張され、好ましくは、多くとも0.5バール、或いはこの圧力を下回る多くとも0.2バールの圧力へ拡張され、および/或いは上記チャンバー(141)から生ずる上記ガス状の流れは、その圧力を増大するため、上記低圧カラムの上流側で、多くとも1バール、好ましくは、多くとも0.5バール、或いは多くとも0.2バールへ圧縮される、
[1]或いは[2]に記載された方法。
[4]
上記チャンバー(141)は、いかなる質量変換手段も収容せず、いかなるパッキング或いは蒸留プレートをも収容しない、
[1]乃至[3]のいずれかに記載された方法。
[5]
上記チャンバー(141)は、第2の低圧カラムを構成し、上記コンデンサーの少なくとも上方に配置されたパッキングや蒸留プレートのような質量交換手段(143)を収容する、
[1]乃至[3]のいずれかに記載された方法。
[6]
中圧カラム(39)と、
低圧カラム(41)と、
チャンバー(141)と、
熱交換器(13)と、
上記低圧カラムのコンデンサー(25)、および上記チャンバー内に配置されたコンデンサー(15)と、
上記熱交換器内で冷却された圧縮されて精製された空気を上記中圧カラムへ送るためのラインと、
上記チャンバー内に配置された上記コンデンサーへ暖めるガスを送るためのラインと、
上記中圧カラムから上記低圧カラムの上記コンデンサーへ窒素リッチにされたガスを送るためのラインと、
上記中圧カラムの上記底から上記低圧カラムへ酸素リッチにされた流れを送るためのラインと、
上記低圧カラムの上記底から上記チャンバーへ酸素リッチ液を送るためのラインと、
上記チャンバーへ送るものより酸素リッチな流体を上記チャンバーから回収するためのラインと、
上記チャンバーから上記低圧カラムへガスを戻すためのラインと、
上記低圧カラムからオーバーヘッドガスを回収するためのラインと、を有し、
上記酸素リッチ液を上記低圧カラムの上記底の下流側および上記チャンバーの上流側で拡張するための拡張手段(51)と、
上記チャンバーからのガスを上記チャンバーの下流側および上記低圧カラムの上流側で圧縮するためのコンプレッサー(21)と、
を有することを特徴とする空気分離ユニット。
[7]
上記チャンバー(141)は、上記コンデンサー(15)の上に質量変換手段(143)を有する、
[6]に記載されたユニット。
[8]
上記チャンバー(141)は、上記コンデンサー(15)の上にいかなる質量変換手段をも有していない、
[6]に記載されたユニット。
[9]
タービン(23)と、
窒素リッチガスを上記中圧カラムから上記タービンへ送るためのラインと、
を有する[6]乃至[8]のいずれかに記載したユニット。
[10]
上記低圧カラムから、および/或いは上記熱交換器の上流側の上記チャンバーから生ずる液体酸素の流れを加圧するためのポンプ(63)を有する、
[6]乃至[9]のいずれかに記載したユニット。
Claims (10)
- 極低温蒸留によって空気を分離するための方法であって、
i)圧縮されて精製された空気の流れが、熱交換器(13)内で冷却され、中圧で作動するカラム(39)へ送られ;
ii)この空気の流れが、窒素リッチにされた流れと酸素リッチにされた流れとに分割され;
iii)この窒素リッチにされた流れの一部が、低圧カラム(41)へ送られ;
iv)上記酸素リッチにされた流れの少なくとも一部が、上記低圧カラムへ送られ;
v)窒素リッチ流れが、上記低圧カラムの頂部から回収され;
vi)酸素リッチ流れが、上記低圧カラムの底から回収されて、少なくとも1つのコンデンサー再沸騰器(15)を収容するチャンバー(141)へ送られ;
vii)上記チャンバーから生ずるガス状の流れが、そこから回収されて、上記低圧カラムの上記底へ戻され;
viii)ステップii)からの上記窒素リッチにされた流れの一部が、上記低圧カラムから生ずる液体によって供給されたコンデンサー(25)内で少なくとも部分的に液化し、上記中圧カラムおよび/或いは上記低圧カラムへ送られ;
ix)ステップi)からの上記熱交換器内で冷却された圧縮されて精製された空気の少なくとも一部の流れが、上記チャンバーの上記コンデンサー再沸騰器内で少なくとも部分的に液化し;
x)上記低圧カラムの上記底から回収された流れより酸素リッチにされた流体を、上記チャンバーから回収し;
xi)上記低圧カラムの上記底から回収された上記酸素リッチ流れが、上記チャンバーの上流側で膨張され、上記チャンバーからの上記ガス状の流れが、第1の低圧カラムの上流側で加圧されることを特徴とする方法。 - 上記チャンバーから生ずる上記ガス状の流れは、上記チャンバーと上記コンプレッサーとの間で加熱ステップが起こらない−50℃を下回る入口温度を有するコンプレッサー(21)内で圧縮される、
請求項1に記載された方法。 - 上記低圧カラム(41)から回収された上記酸素リッチ流れは、上記低圧カラムの上記底での圧力を下回る1バール以下の圧力へ膨張され、多くとも0.5バール、或いはこの圧力を下回る多くとも0.2バールの圧力へ膨張され、および/或いは上記チャンバー(141)から生ずる上記ガス状の流れは、その圧力を増大するため、上記低圧カラムの上流側で、多くとも1バール、多くとも0.5バール、或いは多くとも0.2バールへ圧縮される、
請求項1或いは2に記載された方法。 - 上記チャンバー(141)は、いかなる物質交換手段も収容せず、いかなるパッキング或いは蒸留プレートをも収容しない、
請求項1乃至3のいずれかに記載された方法。 - 上記チャンバー(141)は、第2の低圧カラムを構成し、上記コンデンサーの少なくとも上方に配置された物質交換手段(143)を収容する、
請求項1乃至3のいずれかに記載された方法。 - 中圧カラム(39)と、
低圧カラム(41)と、
チャンバー(141)と、
熱交換器(13)と、
上記低圧カラムのコンデンサー(25)、および上記チャンバー内に配置されたコンデンサー(15)と、
上記熱交換器内で冷却された圧縮されて精製された空気を上記中圧カラムへ送るためのラインと、
上記チャンバー内に配置された上記コンデンサーへ加温ガスを送るためのラインと、
上記中圧カラムから上記低圧カラムの上記コンデンサーへ窒素リッチにされたガスを送るためのラインと、
上記中圧カラムの底から上記低圧カラムへ酸素リッチにされた流れを送るためのラインと、
上記低圧カラムの底から上記チャンバーへ酸素リッチ液を送るためのラインと、
上記チャンバーへ送るものより酸素リッチな流体を上記チャンバーから回収するためのラインと、
上記チャンバーから上記低圧カラムへガスを戻すためのラインと、
上記低圧カラムからオーバーヘッドガスを回収するためのラインと、を有し、
上記酸素リッチ液を上記低圧カラムの上記底の下流側および上記チャンバーの上流側で膨張するための膨張手段(51)と、
上記チャンバーからのガスを上記チャンバーの下流側および上記低圧カラムの上流側で圧縮するためのコンプレッサー(21)と、
を有することを特徴とする空気分離ユニット。 - 上記チャンバー(141)は、上記コンデンサー(15)の上に物質交換手段(143)を有する、
請求項6に記載されたユニット。 - 上記チャンバー(141)は、上記コンデンサー(15)の上にいかなる物質交換手段をも有していない、
請求項6に記載されたユニット。 - タービン(23)と、
窒素リッチガスを上記中圧カラムから上記タービンへ送るためのラインと、
を有する請求項6乃至8のいずれかに記載したユニット。 - 上記低圧カラムから、および/或いは上記熱交換器の上流側の上記チャンバーから生ずる液体酸素の流れを加圧するためのポンプ(63)を有する、
請求項6乃至9のいずれかに記載したユニット。
Applications Claiming Priority (3)
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