JP7451532B2 - 極低温蒸留により空気を分離する装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、極低温蒸留により空気を分離する装置及びプロセスに関する。

特に、本発明は、第１の圧力で動作する第１の塔と、第１の圧力より低い第２の圧力で動作する第２の塔とを有する二重塔を備える空気分離装置に関する。第１の塔の頂部は、第２の塔のリボイラで凝縮するガスを生成する。

一般に、空気分離装置の目的は、可能な限りエネルギー消費を低く抑えることである。

空気の浄化は通常、第１の圧力以上の圧力で行われる。これにより、浄化ユニットの容積を削減することができる。

それにもかかわらず、米国特許第４ ９６４ ９０１号明細書から、２つの浄化ユニットを並列に使用しながら、空気の一部を第１の圧力で、残りの空気を第２の圧力で浄化することが知られている。第２の圧力で浄化された空気は第２の塔に直接送られ、第１の圧力で浄化された空気は２つに分離され、一方は第１の塔に直接送られ、残りは昇圧され、熱交換器で冷却され、ブースタに結合されたタービンで膨張され、第２の塔に送られる。したがって、使用されるタービンはブロワタービンであり、低圧塔は２つの異なる圧力で浄化された空気を受け取る。

米国特許第５ ９３４ １０５号明細書のプロセスは、第２の圧力より高いが第１の圧力より低い圧力で空気を浄化し、次いで、第１の塔用に意図された空気が圧縮され、第２の塔用に意図された空気が膨張する。

特開平１１－６３８１０号公報及び欧州特許第１ ０５０ ７３０号明細書は、米国特許第５ ９３４ １０５号明細書に類似している。

エネルギー利得を最大化するために、従来技術のように第２の塔に向かうすべての流れがタービン内で膨張される場合、第１の塔に向かう空気の流れは、例えば９６％の酸素を生成するために、浄化された総流量の約６６％である。これは、比較的低い圧力の空気流量の３４％をタービンに通過させる必要があることを意味する。

本発明によれば、空気の６～８％が空気タービンにおいて膨張され、したがって、従来技術によるタービンは体積流量のために少なくとも４～５倍大きい。

プロセスが液体最終生成物を生成しないため従来技術によるプロセスの冷却能力が一定であり且つ低いまま維持されるとき、これはタービンの膨張率が非常に低く、これにより非効率であり、いずれにせよ極低温タービンのサプライヤの間で全く標準化されておらず、実際には存在すらしていないタービンが与えられることを意味する。

エネルギー利得を最大化するために強制的に空気流を第１の塔に送ることが望ましい場合、従来技術によれば、運転中、冷却能力の調節はタービン流量の減少によって行うことはできず、したがって、タービンの上流の圧力、すなわち浄化圧力、最終的にはブロワの圧力を調整することによって行われる。これは調節を非常に複雑にし、名目上予想されるより低い又は過渡段階におけるより低いある冷却能力で有する可能性のある最低圧力に浄化を釣り合わせることを必要とする。本発明によれば、浄化圧力は第２の圧力に非常に近づけられる。

本発明は、従来技術（例えば、欧州特許第１ ０５０ ７３０号明細書による）と比較して、１％少ない（タービン効率が５％ｐｔ低下したと考えると２％少ない）エネルギーを消費するプロセスを提供する。欧州特許第１ ０５０ ７３０号明細書のプロセスによれば、第１の圧力と第２の圧力との間の圧力で浄化が行われる。

欧州特許第１ ０５０ ７３０号明細書のプロセスの膨張比は低く、１．２：１～３．８：１、好ましくは１．４：１～２．５：１である一方、従来の極低温タービンは４：１～１０：１の膨張比範囲内にある。本発明は、この範囲の下限に留まる膨張率を使用し、したがって、タービン効率の大幅な低下を回避する。

欧州特許第１ ０５０ ７３０号明細書では、浄化ユニットの入口圧力は典型的には２．５ｂａｒａである（本発明による約１．３ｂａｒａの代わりに）。このプロセスでは、いくつかの、典型的には２つの段階を有する第１の圧縮機を使用し、２つの段階の間で冷却を行う。本発明によれば、すべての空気を圧縮する圧縮機は単段を有するため、２つの段階の間での冷却はない。

この装置は、特に低エネルギーで酸素富化ガス流を生成する。

米国特許第５ ６６６ ８２４号明細書は、請求項１の前提部によるプロセスを記載しているが、第１の流れは第２の塔の中間コンデンサで少なくとも部分的に凝縮される。ガスが形成される一方、ガスは第２の塔の別の中間コンデンサでそれ自体凝縮され、このようにして形成された液体は第２の塔の頂部に送られる。したがって、第１の流れは蒸留に直接送られない。

国際公開第２０１３／０１４２５２号パンフレットは、図６において、空気の第１の部分が熱交換器でその露点まで冷却され、そこでタービン内で膨張された空気流もまたその露点まで冷却されるプロセスを記載している。これは、空気流を冷却する廃窒素がすでに副冷却器で再加熱されているため、不可能である。この場合、窒素は空気流をその露点まで冷却するには熱すぎるため、空気流はせいぜいその露点より約１０℃高い温度まで冷却される。

さらに、図６の冷蔵バランスを計算すると、タービンの上流に圧縮機を使用し、膨張前に周囲温度に冷却することによって、８０ｂａｒを超える圧縮圧力が必要であることが分かる。この場合、タービンの膨張率は、産業で使用される値よりもはるかに高い。したがって、当業者が、記載されたように図６の方法を実施することは不可能である。

本発明の主題によれば、第１の圧力で動作する第１の塔、及び第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラを有する第２の塔を有する二重塔と、第１の塔の頂部から底部リボイラへ窒素富化ガスを送るための手段及び凝縮された窒素富化ガスの少なくとも一部を底部リボイラから第１の塔の頂部へ送るための手段と、熱交換器と、浄化ユニットと、大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で空気を浄化ユニットへ送るための手段と、浄化ユニット内で浄化された空気の第１の流れを、第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で熱交換器へ送るための管と、熱交換器内で冷却された浄化空気の第１の流れを、第２の塔で分離されるように第２の塔へ導入するための管と、ブースタと、浄化ユニット内で浄化された空気の第２の流れをブースタへ送るための管と、第１の圧力と第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力までブースタによって圧縮された第２の流れの少なくとも一部を熱交換器まで送るための管と、冷蔵を生じさせるための手段と、酸素又は窒素に富む少なくとも１種類の流体を熱交換器に接続された二重塔の塔から引き抜くための管と、酸素又は窒素に富む少なくとも１種類の流体を生成物として熱交換器から出すための管とを備える空気分離装置であり、第１の流れの膨張手段を備えず、単一浄化ユニットのみを備える空気分離装置であって、第２の塔が中間コンデンサを備えず、浄化された空気の第１の流れを導入するための管が、第１の流れが蒸留に参加することを可能にするために、第２の塔の内側に接続されていることを特徴とする空気分離装置が提供される。

他の任意選択的な態様によれば：
・冷蔵を生じさせるための手段が、第２の流れの一部の膨張用の少なくとも１つのタービン及び／又は第１の塔から生じる窒素富化ガスの膨張用の１つのタービン及び／又は極低温液体を外部源から二重塔へ送るための手段を備える。
・第２の流れの一部の膨張用のタービンが、膨張された空気を第２の塔に送るために第２の塔に接続される。
・第３の圧力で浄化ユニットへ空気を送るための手段が、単段圧縮機以外の圧縮手段を備えない。
・装置が、第１の流れを圧縮するための手段を備えない。

本発明の別の態様によれば、第１の圧力で動作する第１の塔、及び第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラを有する第２の塔を有する二重塔を使用する極低温蒸留による空気分離プロセスであり、
ｉ）水及び二酸化炭素を含有する空気が、大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で単一浄化ユニットへ送られ、
ｉｉ）浄化された空気が２つに分離され、
ｉｉ）浄化ユニットで浄化された空気の第１の流れが、第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で熱交換器へ送られ、
ｉｖ）熱交換器で冷却された浄化空気の第１の流れが、膨張することなく第２の塔へ送られ、
ｖ）浄化空気の第２の流れが、第１の圧力と第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力まで昇圧され、第２の流れの少なくとも一部が第５の圧力で熱交換器へ送られ、第２の流れの少なくとも一部がガスの形態で第１の塔へ送られ、
ｖｉ）プロセスを冷却状態に維持するために冷蔵が提供され、
ｖｉｉ）第１の塔からの窒素富化ガスが、リボイラで少なくとも部分的に凝縮され、凝縮された窒素の少なくとも一部が第１の塔へ戻され、
ｖｉｉｉ）窒素富化液体及び酸素富化液体が、第１の塔から第２の塔へ送られ、
ｉｘ）酸素富化ガス又は窒素富化ガスが二重塔から引き抜かれ、プロセスの生成物を形成するために熱交換器で再加熱されるプロセスであって、第１の空気の流れが、凝縮器で凝縮されることなく第２の塔で分離されるために第２の塔に直接送られることを特徴とするプロセスが提供される。

他の任意選択的な態様によれば：
・第１の流れ全体が第２の塔へ送られる。
・第１の流れが、酸素富化液体が到達する高さ以下の高さで第２の塔へ送られる。
・プロセスが最終生成物として液体生成物を生じない及び／又は液体の流れが最終生成物としての役割を果たすために二重塔から引き抜かれない。
・プロセスが、第２の流れの一部をタービン内で第５の圧力から第２の圧力へ膨張することによって冷却状態に保たれる。
・タービン内で膨張された空気の一部が、浄化空気の６体積％～１５体積％、好ましくは６体積％～８体積％を示す。
・すべての空気が、１．５ｂａｒａを超えない、実際には１．３ｂａｒａを超えない圧力で浄化される。
・すべての第２の流れが熱交換器内で熱交換器の中間温度まで冷却され、タービンの入口が熱交換器の中間温度であり、第１の塔へ送られる第２の流れの部分が熱交換器内で熱交換器の冷却端部まで冷却される。
・第１の圧力が６ｂａｒａを超えない。
・第２の圧力が１．５ｂａｒａを超えない。
・酸素富化ガスが少なくとも８０モル％の酸素を含有する。
・酸素富化ガスが少なくとも９０モル％の酸素を含有する。
・酸素富化ガスが９８モル％未満の酸素を含有する。
・第１の流れが浄化空気流の２０体積％～３０体積％を示す。
・第２の流れが浄化空気流の７０体積％～８０体積％を示す。
・酸素富化ガス及び／又は窒素富化ガスが二重塔から引き抜かれ、酸素富化ガス及び／又は窒素富化ガスは、熱交換器の冷却端部でそれ又はそれらを導入することによってプロセスの生成物を形成するために熱交換器で再加熱される。
・第１の空気流及び／又は第１の塔向けに意図された第２の流れの部分が、その（それらの）露点より少なくとも５℃高い温度まで熱交換器内で冷却される。
・酸素富化液体が、プロセスの生成物を形成するために引き抜かれ、熱交換器内で再加熱される。
・酸素富化液体が、専用気化器内又は熱交換器内で気化する前に加圧される。
・酸素富化液体が、第２の流れの一部との熱交換によって、又は第５の圧力を超える圧力まで加圧された空気の第３の流れとの熱交換によって気化される。
・第１の空気流が、熱交換器と第２の塔との間で副次的に冷却される。
・タービン内で膨張された空気の一部が、タービンの出口と第２の塔との間で副次的に冷却される。

図面を参照して本発明をより詳細に記載する。

本発明による極低温蒸留によって空気を分離するためのプロセスを示す。

極低温蒸留によって空気を分離するための装置は、第１の圧力で動作する第１の塔Ｋ３と、第１の圧力より低い第２の圧力で動作する第２の塔Ｋ４とを有する２重塔を備え、第２の塔は底部リボイラＭを有する。第２の塔Ｋ４は中間コンデンサを含まない。

この例では、第１の圧力は４．５ｂａｒａで、第２の圧力は１．１３ｂａｒａである。

窒素富化ガスは第１の塔の頂部から底部リボイラＭに送られ、底部リボイラからの凝縮窒素富化ガスの少なくとも一部は第１の塔の頂部に送られる。

大気圧の空気はフィルタＡで濾過され、大気圧よりも最大で１ｂａｒ、好ましくは最大で０．５ｂａｒ高い圧力で単段を有するブロワＢによって圧縮され、冷却手段Ｃによって冷却され、単一浄化ユニットＤ内で水及び二酸化炭素を取り除かれる。空気４は大気圧よりも最大で１ｂａｒ、好ましくは最大で０．５ｂａｒ高い第３の圧力で単一浄化ユニットＤに入る。浄化ユニットは、空気を浄化するために交互に使用される２つの吸着床を備え、一方の床が空気を浄化する間、他方の床は再生される。

ユニットＤで浄化された空気は、２つの流れ６、８を形成するために２つに分割される。空気８は圧縮も膨張もされず、管及び熱交換器Ｇ内の圧力降下に等しい圧力だけ第２の圧力とは異なる圧力にある。

好ましくは、第１の流れ８は流れ４の２０体積％～３０体積％を表し、第２の流れ６は流れ４の７０体積％～８０体積％を表す。

したがって、空気８は、浄化ユニットから、そこで分離されるように第２の塔Ｋ２に直接送られ、完全にガスの形態で塔に入る。空気８は、熱交換器Ｇでその露点より少なくとも５℃高い温度に冷却される。

流れ６はブースタＥで昇圧され、冷却器Ｆで冷却され、熱交換器Ｇに送られる。ブースタＥは、空気６を第１の圧力と第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力に昇圧する。空気６は、交換器の中間レベルで２つの部分３０、３２に分割される。空気３０は、熱交換器の中間温度、例えば－１２５℃で交換器を出て、タービン２８で膨張されて第２の圧力に減圧され、ガスの形態で入り、流れ８と混合され、第２の塔Ｋ４で分離される。

流れ３０は、空気４の６体積％～１５体積％、好ましくは６体積％～８体積％を表すことができる。

空気３２は、交換器Ｇの低温端部まで冷却され、本質的にガスの形態で第１の塔Ｋ３の底部に送られ、そこで分離される。空気８は、熱交換器Ｇでその露点より少なくとも５℃高い温度に冷却される。

酸素富化液体流３４は、第１の塔の底部で引き抜かれ、空気入口より上にある第２の塔の高さに送られる。或いは、空気は、液体３４の到達と同じ高さで第２の塔に入ることができる。

膨張した液体３４は相分離器で分離することができる。相分離器からの液体は塔Ｋ４に送られ、気相は空気８、３０の塔Ｋ４への入口で混合されることができる。

液体窒素の流れ３５は、第１の塔の頂部から引き抜かれ、第２の塔の頂部に送られる。

ガス状窒素３６は、第２の塔Ｋ４の頂部で引き抜かれ、副冷却器Ｓ、次に交換器Ｇで加熱される。このガスの一部１４は、浄化ユニットＤを再生するために使用される。

ガス状酸素２９は、第２の塔Ｋ４の底部で引き抜かれる。流れ２９は、好ましくは少なくとも８０モル％の酸素、実際には少なくとも９０モル％の酸素であるが、好ましくは９８モル％未満の酸素を含有する。

このプロセスは最終生成物として液体流を生成しないことが注目される。このプロセスは、最終ガス状生成物を形成するために、任意選択的に加圧下で気化される液体流を生成しない。しかしながら、この方法で少量の最終ガス状生成物を生成することが可能であり、これは任意選択的に主ガス状生成物と混合することができる。

さらに、少量の液体の流れが生成される場合もある。

代替形態において、空気８及び／又は空気３０は、副冷却器Ｓで副次的に冷却し、次いで第２の塔Ｋ４に導入することができる。他の方法では、流れ８と３０の混合物を副冷却器Ｓで副次的に冷却してから、第２の塔Ｋ４に導入することができる。

記載された例では、流れ２９は、熱交換器Ｇの低温端部から熱交換器Ｇ内で加熱されるガス状酸素の流れである。或いは、流れ２９は、第２の塔Ｋ４よりも高い圧力まで加圧された酸素富化液体の流れであり得る。液体２９は、専用の気化器（図示せず）又は熱交換器Ｇのいずれかで気化される。液体２９は、すべての空気３２との熱交換によって気化され、空気３２を部分的に凝縮させ、これはその後、第１の塔Ｋ３の底部まで送られる。他の方法では、液体２９は、空気３２の一部との熱交換によって気化され、空気３２のこの部分を完全に凝縮することができる。その後、凝縮された空気は、第１の塔Ｋ３の底部又は第１及び／又は第２の塔の中間点に送られる。

他の方法では、液体２９を気化させるために、浄化された空気の一部をブースタで第１の塔Ｋ３の圧力よりも高い圧力に昇圧することができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 第１の圧力で動作する第１の塔（Ｋ３）、及び前記第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラ（Ｍ）を有する第２の塔（Ｋ４）を有する二重塔と、前記第１の塔の頂部から前記底部リボイラへ窒素富化ガスを送るための手段及び凝縮された窒素富化ガスの少なくとも一部を前記底部リボイラから前記第１の塔の頂部へ送るための手段と、熱交換器（Ｇ）と、浄化ユニット（Ｄ）と、大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で空気を前記浄化ユニットへ送るための手段（Ｂ）と、前記浄化ユニット内で浄化された空気の第１の流れ（８）を、前記第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で前記熱交換器へ送るための管と、前記熱交換器内で冷却された浄化空気の前記第１の流れを、前記第２の塔で分離されるように前記第２の塔へ導入するための管と、ブースタ（Ｅ）と、前記浄化ユニット内で浄化された空気の第２の流れ（６）を前記ブースタへ送るための管と、前記第１の圧力と前記第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力まで前記ブースタによって圧縮された前記第２の流れの少なくとも一部を前記熱交換器まで送るための管と、冷蔵を生じさせるための手段（２８）と、酸素又は窒素に富む少なくとも１種類の流体（２９）を前記熱交換器に接続された前記二重塔の塔から引き抜くための管と、酸素又は窒素に富む少なくとも１種類の流体を生成物として前記熱交換器から出すための管とを備える空気分離装置であり、前記第１の流れのいかなる膨張手段も備えず、単一浄化ユニットのみを備える空気分離装置であって、前記第２の塔が中間コンデンサを備えず、浄化された空気の前記第１の流れを導入するための前記管が、前記第１の流れが蒸留に参加することを可能にするために、前記第２の塔の内側に接続されていることを特徴とする空気分離装置。
［２］ 冷蔵を生じさせるための前記手段が、前記第２の流れ（６）の一部（３０）の膨張（２８）用の少なくとも１つのタービン及び／又は前記第１の塔（Ｋ３）から生じる窒素富化ガスの膨張用の１つのタービン及び／又は極低温液体を外部源から前記二重塔（Ｋ３、Ｋ４）へ送るための手段を備える、［１］に記載の装置。
［３］ 前記第２の流れ（６）の一部（３０）の膨張（２８）用の前記タービンが、膨張された空気をそこで送るために前記第２の塔（Ｋ４）に接続される、［２］に記載の装置。
［４］ 第３の圧力で浄化ユニットへ空気を送るための前記手段が、単段圧縮機（Ｂ）以外の圧縮手段を備えない、［１］又は［２］に記載の装置。
［５］ 前記第１の流れ（８）を圧縮するためのいかなる手段も備えない、［１］～［３］のいずれか一項に記載の装置。
［６］ 第１の圧力で動作する第１の塔（Ｋ３）、及び前記第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラ（Ｍ）を有する第２の塔（Ｋ４）を有する二重塔を使用する極低温蒸留による空気分離プロセスであり、
ｉ）水及び二酸化炭素を含有する空気が、大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で単一浄化ユニット（Ｄ）へ送られ、
ｉｉ）浄化された空気が２つに分離され、
ｉｉｉ）前記浄化ユニットで浄化された空気の第１の流れ（８）が、前記第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で熱交換器（Ｇ）へ送られ、
ｉｖ）前記熱交換器で冷却された浄化空気の前記第１の流れが、膨張することなく前記第２の塔（Ｋ４）へ送られ、
ｖ）浄化空気の第２の流れ（６）が、前記第１の圧力と前記第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力まで昇圧され、前記第２の流れの少なくとも一部が前記第５の圧力で前記熱交換器へ送られ、前記第２の流れの前記少なくとも一部がガスの形態で前記第１の塔へ送られ、
ｖｉ）プロセスを冷却状態に維持するために冷蔵が提供され、
ｖｉｉ）前記第１の塔からの窒素富化ガスが、前記リボイラで少なくとも部分的に凝縮され、凝縮された窒素の少なくとも一部が前記第１の塔へ戻され、
ｖｉｉｉ）窒素富化液体（３５）及び酸素富化液体（３４）が、前記第１の塔から前記第２の塔へ送られ、
ｉｘ）酸素富化ガス（２９）又は窒素富化ガスが前記二重塔から引き抜かれ、プロセスの生成物を形成するために前記熱交換器で再加熱されるプロセスであって、前記第１の空気の流れが、凝縮器で凝縮されることなく前記第２の塔で分離されるために前記第２の塔に直接送られることを特徴とするプロセス。
［７］ 前記第１の流れ（８）が、前記酸素富化液体（３４）が到達する高さ以下の高さで前記第２の塔（Ｋ４）へ送られる、［６］に記載のプロセス。
［８］ 前記第２の流れ（６）の一部（３０）をタービン（２８）内で前記第５の圧力から前記第２の圧力へ膨張することによって冷却状態に保たれ、
前記タービン内で膨張された前記空気の前記一部が、前記浄化空気の好ましくは６体積％～１５体積％、好ましくは６体積％～８体積％を示す、［６］又は［７］に記載のプロセス。
［９］ すべての前記第２の流れ（６）が前記熱交換器（Ｇ）内で前記熱交換器の中間温度まで冷却され、前記タービン（２８）の入口が前記熱交換器の前記中間温度であり、前記第１の塔へ送られる前記第２の流れの部分（３２）が前記熱交換器内で前記熱交換器の冷却端部まで冷却される、［８］に記載のプロセス。
［１０］ 前記空気（４）のすべてが、１．５ｂａｒａを超えない、実際には１．３ｂａｒａを超えない圧力で浄化される、［６］～［９］のいずれか一項に記載のプロセス。
［１１］ 前記酸素富化ガス（２９）が少なくとも８０モル％の酸素、実際には少なくとも９０モル％の酸素、しかし好ましくは９８モル％未満の酸素を含有する、［６］～［１０］のいずれか一項に記載のプロセス。
［１２］ 前記第１の流れ（８）が前記浄化空気流の２０体積％～３０体積％を示す、［６］～［１１］のいずれか一項に記載のプロセス。
［１３］ 前記第２の流れ（６）が前記浄化空気流の７０体積％～８０体積％を示す、［６］～［１２］のいずれか一項に記載のプロセス。
［１４］ 酸素富化ガス（２９）及び／又は窒素富化ガスが前記二重塔から引き抜かれ、前記酸素富化ガス及び／又は窒素富化ガスは、前記熱交換器の前記冷却端部でそれ又はそれらを導入することによって前記プロセスの生成物を形成するために前記熱交換器（Ｇ）で再加熱される、［６］～［１３］のいずれか一項に記載のプロセス。
［１５］ 前記第１の空気流（８）及び／又は前記第１の塔向けに意図された前記第２の流れ（６）の前記部分（３２）が、その露点より少なくとも５度高い温度まで前記熱交換器（Ｇ）内で冷却される、［６］～［１４］のいずれか一項に記載のプロセス。

Claims (15)

1. 第１の圧力で動作する第１の塔（Ｋ３）、及び前記第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラ（Ｍ）を有する第２の塔（Ｋ４）を有する二重塔と、
   前記第１の塔の頂部から前記底部リボイラへ窒素富化ガスを送るための手段及び凝縮された窒素富化ガスの少なくとも一部を前記底部リボイラから前記第１の塔の頂部へ送るための手段と、
   熱交換器（Ｇ）と、
   浄化ユニット（Ｄ）と、
   大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で空気を前記浄化ユニットへ送るための手段（Ｂ）と、
   前記浄化ユニット内で浄化された空気の第１の流れ（８）を、前記第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で前記熱交換器へ送るための管と、
   前記熱交換器内で冷却され浄化された空気の前記第１の流れを、前記第２の塔で分離されるように前記第２の塔へ導入するための管と、
   ブースタ（Ｅ）と、
   前記浄化ユニット内で浄化された空気の第２の流れ（６）を前記ブースタへ送るための管と、
   前記第１の圧力と前記第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力にまで前記ブースタによって圧縮された前記第２の流れの少なくとも一部を、前記熱交換器まで送るための管と、
   冷蔵を生じさせるための手段（２８）と、
   酸素富化ガス（２９）を前記熱交換器に接続された前記二重塔の塔から引き抜くための管と、
   酸素に富む少なくとも１種類の流体を生成物として前記熱交換器から出すための管と、
   を備える空気分離装置であって、
   前記空気分離装置が、前記第１の流れを膨張するいかなる手段も備えず、単一の浄化ユニットのみを備える空気分離装置において、
   前記第２の塔が中間コンデンサを備えず、浄化された空気の前記第１の流れを前記第２の塔へ導入するための前記管が、前記第１の流れが蒸留に参加することを可能にするために、前記第２の塔の内側に接続されていることを特徴とする空気分離装置。
2. 冷蔵を生じさせるための前記手段が、前記第２の流れ（６）の一部（３０）の膨張用の少なくとも１つのタービン（２８）及び／又は前記第１の塔（Ｋ３）から生じる窒素富化ガスの膨張用の１つのタービン及び／又は極低温液体を外部源から前記二重塔（Ｋ３、Ｋ４）へ送るための手段を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の流れ（６）の一部（３０）の膨張用の前記タービン（２８）が、膨張された空気を前記第２の塔（Ｋ４）に送るために前記第２の塔（Ｋ４）に接続される、請求項２に記載の装置。
4. 第３の圧力で浄化ユニットへ空気を送るための前記手段が、単段圧縮機（Ｂ）以外の圧縮手段を備えない、請求項１又は２に記載の装置。
5. 前記第１の流れ（８）を圧縮するためのいかなる手段も備えない、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。
6. 第１の圧力で動作する第１の塔（Ｋ３）、及び前記第１の圧力より低い第２の圧力で動作し、底部リボイラ（Ｍ）を有する第２の塔（Ｋ４）を有する二重塔を使用する極低温蒸留による空気分離プロセスであって、
   ｉ）水及び二酸化炭素を含有する空気が、大気圧よりも最大で１ｂａｒ高い第３の圧力で単一の浄化ユニット（Ｄ）へ送られ、
   ｉｉ）浄化された空気が２つに分離され、
   ｉｉｉ）前記浄化ユニットで浄化された空気の第１の流れ（８）が、前記第２の圧力よりも最大で１ｂａｒ高い第４の圧力で熱交換器（Ｇ）へ送られ、
   ｉｖ）前記熱交換器で冷却された浄化された空気の前記第１の流れが、膨張することなく前記第２の塔（Ｋ４）へ送られ、
   ｖ）浄化された空気の第２の流れ（６）が、前記第１の圧力と前記第１の圧力より１ｂａｒ高い圧力との間の第５の圧力まで昇圧され、前記第２の流れの少なくとも一部が前記第５の圧力で前記熱交換器へ送られ、前記第２の流れの前記少なくとも一部がガスの形態で前記第１の塔へ送られ、
   ｖｉ）プロセスを冷却状態に維持するために冷蔵が提供され、
   ｖｉｉ）前記第１の塔からの窒素富化ガスが、前記底部リボイラで少なくとも部分的に凝縮され、凝縮された窒素の少なくとも一部が前記第１の塔へ戻され、
   ｖｉｉｉ）窒素富化液体（３５）及び酸素富化液体（３４）が、前記第１の塔から前記第２の塔へ送られ、
   ｉｘ）酸素富化ガス（２９）が前記二重塔から引き抜かれ、プロセスの生成物を形成するために前記熱交換器で再加熱されるプロセスにおいて、
   前記第１の流れが、凝縮器で凝縮されることなく前記第２の塔で分離されるために、前記第２の塔に直接送られることを特徴とするプロセス。
7. 前記第１の流れ（８）が、前記酸素富化液体（３４）が到達する高さ以下の高さで前記第２の塔（Ｋ４）へ送られる、請求項６に記載のプロセス。
8. 前記第２の流れ（６）の一部（３０）をタービン（２８）内で前記第５の圧力から前記第２の圧力へ膨張することによって冷却状態に保たれ、
   前記タービン内で膨張された前記第２の流れの一部が、前記浄化された空気の６体積％～１５体積％を示す、請求項６又は７に記載のプロセス。
9. すべての前記第２の流れ（６）が前記熱交換器（Ｇ）内で前記熱交換器の中間温度まで冷却され、前記タービン（２８）の入口が前記熱交換器の前記中間温度であり、前記第１の塔へ送られる前記第２の流れの部分（３２）が前記熱交換器内で前記熱交換器の冷却端部まで冷却される、請求項８に記載のプロセス。
10. 前記空気（４）のすべてが、１．５ｂａｒａを超えない圧力で浄化される、請求項６～９のいずれか一項に記載のプロセス。
11. 前記酸素富化ガス（２９）が少なくとも８０モル％の酸素を含有する、請求項６～１０のいずれか一項に記載のプロセス。
12. 前記第１の流れ（８）が前記浄化された空気流の２０体積％～３０体積％を示す、請求項６～１１のいずれか一項に記載のプロセス。
13. 前記第２の流れ（６）が前記浄化された空気流の７０体積％～８０体積％を示す、請求項６～１２のいずれか一項に記載のプロセス。
14. 酸素富化ガス（２９）及び／又は窒素富化ガスが前記二重塔から引き抜かれ、前記酸素富化ガス及び／又は窒素富化ガスは、前記熱交換器の冷却端部で、前記酸素富化ガス（２９）及び／又は窒素富化ガスを導入することによって前記プロセスの生成物を形成するために、前記熱交換器（Ｇ）で再加熱される、請求項６～１３のいずれか一項に記載のプロセス。
15. 前記第１の塔向けに意図された前記第２の流れ（６）の部分（３２）及び／又は前記第１の流れ（８）が、その露点より少なくとも５度高い温度にまで前記熱交換器（Ｇ）内で冷却される、請求項６～１４のいずれか一項に記載のプロセス。

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