JPH03505119A - サブアンビエント・カスケード用の精留塔生成液体中間部還流 - Google Patents

サブアンビエント・カスケード用の精留塔生成液体中間部還流

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JPH03505119A
JPH03505119A JP1506032A JP50603289A JPH03505119A JP H03505119 A JPH03505119 A JP H03505119A JP 1506032 A JP1506032 A JP 1506032A JP 50603289 A JP50603289 A JP 50603289A JP H03505119 A JPH03505119 A JP H03505119A
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liquid
pressure
rectification
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 サブアンビエント・カスケード用の精留塔生成液体中間部還流（技術分野） 本発明は、流体混合物をサブアンビエント分留するための方法および装置に関す る。開示した改良点よれば、蒸留のエネルギー効率を増加させ、そのため、生成 物蒸留の駆動力および／または生成物の加圧に必要な蒸気の圧縮量を減少させる ことができる。サブアンビエント分留は、空気の分離、天然ガスの液体抽出、窒 素および／またはヘリウムの天然ガスからの除去、エタンとエチレンの分離など 、種々の産業上の分離プロセスに使用される。
（先行技術） 多数のサブアンビエント分留は、カスケード形態を用いており、ここでは、高圧 精留セクションは、低圧蒸留塔との潜熱交換によりかかる低圧蒸留塔を再沸騰さ せると共に、液体頂部還流物を低圧塔に供給している。すなわち、蒸留の駆動力 は、供給物の少なくとも一部を高圧精留塔の圧力に加圧することで、得ている。
これは、例えば外部に設けた塔部動用のヒートポンプ使用のような別の方法より も、エネルギー効率の点で、有利である。この利点は、ヒートポンプ蒸気の圧縮 に伴う圧力損失や熱の漏れや、周囲からの冷却による圧縮熱の移動や、圧縮蒸気 の冷蒸留塔への再循環の回避によるものである。
従来からよく知られているように、精留セクションの中間部還流は、かかる精留 を著しく効率的にし、また、機械的エネルギーにより駆動されるサブアンビエン ト蒸留（これは、低い値の熱エネルギーにより駆動されるアバブアンビエン）・ 蒸留とは明白に異なる。）において、蒸留効率の増加が重要であるにも拘わらず 、かかるサブアンビエント蒸留における中間部還流は、従来からほんのわずかし か使用されていない。・かかる状況には、２つのファクターが起因しているもの と思われる。第１に、中間部還流の完全で実際上全ての利益を得るには、中間部 還流は、塔供給および頂部還流の流速に対し、非常に厳格な流速が必要なことで ある。とくに、中間部還流の流速は、中間部還流高さにおいてと同時に、供給高 さおよび頂部還流高さにおいても、ピンチ（マツケープ・ンーレのグラフにおけ る操作ラインと平衡ラインの接近）が達成されるように、調整しなければならな い。第２に、歴史的にみて、カスケード蒸留（二重圧または二重圧蒸留とも呼ば れている。）では、中間部還流全量のうちの任意の崖を得ることが困難であり、 ごく狭く限られた最適量しか得られなかったことである。
極低温空気蒸留の分野では、中間部高さ液体（液体空気）をカスケードで生成し 、次いでかかる液体空気を、高圧（ＨＰ）精留塔および低圧精留塔（ＬＰ）の両 塔用の別々の中間部還流物に分割する方法として、３つの方法が開示されている 。
第１の方法は、米国特許第４６７００３１号に開示のもので、低圧塔からの液体 酸素底部生成物を、約２８％の供給空気と潜熱交換させると共に空気を実質的に 全縮させることにより、ＬＰ塔よりも高い圧力で蒸発させている。
第２の方法では、少量の供給空気フラクションを全縮させて、これによりＬＰ塔 の底部を再沸騰させている（現在審理中の特許出願第０１０３３２号：出願口１ ９８７年２月３日ニドナルト・シイ・エリクソン参照）第３の方法では、少量の 供給空気フラクションを、冷却し次いてＨＰ精留塔とＬＰ塔の両正力の中間的な 圧力に仕事膨張させることにより冷凍を生成し、次いで、蒸発するかま液に対し 全縮させ、かかるがま液をほぼＬＰ塔の圧力に減圧させている。この方法は、現 在審理中の特許出願第９４６４８４号（出願臼１９８７年２月３日；ドナルド・ シイ・エリクソン）に開示されている。
上記出願の３つの方法は、全て、全縮途中の供給空気の少量フラクションを供給 圧以上に付加的に圧縮でき、また膨張仕事を、かかる付加的な圧縮の少なくとも 一部に使用することができる。
上記し１こ、中間部還流液を形成する３つの開示方法に伴う問題点は、各方法に おいて生成し１；液体空気の量が、最適な量の中間部還流液を得ること以外、あ る種の目的により制限されることである。
第１の方法では、代表的には２８％の供給空気を全縮させて、約２０，５％の供 給空気を酸素生成物として蒸発させねばならない。第２の方法では、代表的には 、２０〜２４％の供給空気を全縮させて、所定量のＬＰ塔底部再沸騰物を得てい る。第３の方法では、わずか８〜１２％の供給空気を膨張、全縮させて、所望の 冷凍を得ねばならない。これに対し、ＨＰ精留塔およびＬＰ塔精留セクションの 両方における最適な蒸留効率は、８〜２０％の供給空気を全縮し両方の塔の間に 分割してはじめて達成されるのである。なお、供給空気の量は、プロセスに応じ て変化しうるが、最適には約１４％である。
第３の方法（ＡＩＲＰＥＲ）は、供給空気量の範囲は重なるが、液体空気用のポ ンプが必要な点で、不利である。
問題解決の課題、すなわち本発明の目的の１つは、中間部液体還流物（全縮供給 蒸気）を、所望の３つのピンチ条件を達成すべく最適な量で、カスケード連結サ ブアンビエント蒸留のＨＰ精留セクションＬＰ塔の両方に対し供給し、同時に、 かかる全縮工程において最大の効果が得られるような方法を提供することである 。
多数のサブアンビエント蒸留、とくに空気蒸留では、実質的な量の１まｆ二はそ れ以上の生成物が望まれている。例えば、多数の酸素生成プロセスでは、実質的 な量の加圧窒素も所望である。最適な量の中間部還流液体を形成する、本発明の １つの直接的な目的の他、他の目的は、所定の圧縮エネルギー人力に対し、加圧 具生成物を最大限可能な量で同時に生成することである。−具体例において、本 発明の別の目的は、少なくとも一部の共生酸物を供給圧よりも実質的に高い圧力 で生成することである。
（発明の開示） 前記した目的および他の有用な目的は、本発明の方法および／または装置で達成 することができる。本発明の方法および／または装置は、圧縮し冷却した供給混 合物をサブアンビエント分留するための方法および／または装置であって、低圧 蒸留工程とカスケード連結した高圧（ＨＰ）精留工程からなり、ここでは供給蒸 気の少量フラクションを、好ましくは少なくともＨＰ精留塔圧よりも高い圧力で 、かかる）ＩＰ精留塔からの液体との潜熱交換により実質的に全縮し、次いで全 縮供給物を少なくとも２つの流れに分割するが、その一方はＨＰ精留工程用で、 他方はＬＰ塔蒸留工程の中間部高さ還流用である。
前記した本発明の全般的な開示によれば、全縮する供給蒸気と潜熱交換されるＨ Ｐ精留塔液体、すなわち頂部液体と底部液体に応じ、２つの具体例が可能である 。
底部の液体を全縮供給蒸気と潜熱交換させる具体例は、かかる潜熱交換により生 成した蒸気をＨＰ精留塔に戻すかまたは他の場所に戻すかに応じ、２つの下位概 念の具体例が包含される。生成した当該蒸気を精留セクシヨンに戻す下位概念の 具体例が、特に興味深い。
さらに興味深い具体例によれば、当該潜熱交換工程は気液向流接触域を包含し、 これにより、精留単独で可能な濃度よりもより高い、底部液体の付加的な濃度増 加を最大にする。しかし、この具体例では、全縮される供給°蒸気の少量フラク ションを、まず、供給圧以上の圧力（ＨＰ精留塔圧）で少量に圧縮させねばなら ない。
ＨＰ精留塔の頂部生成物を全縮供給物と潜熱交換させる具体例は、頂部液体をＨ Ｐ精留塔圧よりも高い圧力で蒸発させるかまたは低い圧力で蒸発させるかに応じ 、付加的な下位概念の具体例が包含される。かかる群の具体例であるカスケード ・サブアンビエント蒸留法および／または装置では、少なくとも一部の供給物を 高圧で精留し、精留供給物を低圧で蒸留し：かかる蒸留工程を、精留工程からの 蒸気との潜熱交換により再沸騰させ：かかる蒸留工程を精留工程からの液体頂部 生成物で還流させ：ここにおいて、供給蒸気の少量フラクションを、上記精留工 程からの液体頂部生成物との潜熱交換により全縮させ：全縮供給物を、少なくと も２つの流れ、すなわち当該精留工程と当該蒸留工程の両工程の各中間部高さ還 流用の流れに分割する。
（図面の簡単な説明） 第１図〜第４図は、開示発明の４つの必須的具体例を示す。第１図および第２図 は、少量供給フラクションをＨＰ精留塔・頂部液体に対し全縮し、第３図および 第４図は、供給物の全縮をＨＰ精留塔・底部液体に対し行っている。第３図では 、潜熱交換工程は、外部に設けられたエンクロージャーで行う一方、第４図では 、潜熱交換工程は向流気液接触工程を組み込んでおり、両方の機能は、ＨＰ精留 塔を含む同じ圧力容器内に組み込れている。
残りの図面は、非常に簡略化した模式的工程系統図であり、特定の供給原料（例 えば空気）を投入したり特定の生成物が所望の場合に必要でありまた望ましいよ うな、実際的な特徴のいくつかを、付加的に示す。第５図〜第１１図は、高純度 酸素、粗製アルゴンおよび付加的に圧縮した窒素および／または液体生成物の製 造を示す。第６図は、最少量のみの窒素共生酸物の製造能力を備える低エネルギ ー三重圧形態を示す。残りの図面は、供給空気圧縮エネルギーとして付加的に入 力するエネルギーを、著しい量（１０〜２５％）の加圧窒素として実現した、よ り一般的な二重圧形態を示す。これら工程系統図の間の差異は、精留塔液体の蒸 発により供給物の少量フラクションを全縮させる点、全縮が起こる圧力、および あるとすれば蒸気流を膨張させるかまたは付加的に圧縮させる点であることが、 判明した。第１２図および第１３図は、空気分離に適用される全般的な当該発明 が、事実上高純度酸素ではない任意の生成物候補に適用可能であることを示し、 第１２図は低純度酸素で、第１３図は窒素生成物である。
（本発明の最も好ましい実施態様） 第１図では、加圧供給蒸気を主要フラクションと少量フラクションに分割し、は ぼ露点付近に冷却した主要フラクションをＨＰ精留塔２に供給して、頂部生成物 と底部液体に精留する。ＨＰ精留塔２は、還流コンデンサー３で還流させるが、 この還流コンデンサー３は、ＬＰＰＩ３リボイラーでもある。ＨＰ精留塔２の底 部液体は、減圧手段２（例えばバルブ）で減圧し、ＬＰ塔ｌに供給する。ＨＰ精 留塔２の頂部液体は、２つの流れに分割し、その一方を減圧手段１５を介して送 ってＬＰ塔ｌの頂部を還流させと共に、他方をバルブ１８を介して頂部生成物（ ＯＰ）用のエバポレーター１７に送る。ＯＰエバポレーター１７は、好ましくは 液体静水圧により、ＨＰ精留塔圧よりもわずかに高い圧力で操作することができ る。
供給物の少量フラクションは、ＯＦエバポレーター１７に送られ、ここで、かか るフラクションを実質的に全縮させ、次いで全縮供給物を２つの中間部還流流れ に分割し、一方は、減圧手段８を介しＬＰＰＩ３、他方は、バルブ１９を介し精 留塔２へ送る。加圧ガス頂部生成物ハ、ＯＰエバポレーター１７から回収し、所 望により、エキスパンダー２０により仕事膨張させて、冷凍を生成することがで きる。残りの頂部生成物は、ＬＰＰＩ３頂部から回収し、また底部生成物は、Ｌ ＰＰＩ３流体だめから回収する。
第１図の従来からのカスケード形態に加え、包括的な本発明の特徴を、第２図の 「重ね合わせた」カスケード形態、すなわち精留塔とＬＰ塔の間においである種 の温度の重複が存在するカスケードに適用することができる。第２図では、供給 物の主要フラクションは、分縮コンデンサー２０１に送られるが、この分縮コン デンサー２０１は、ＬＰ塔２０２の底部を再沸騰させると同時に、供給物を分縮 させる。
次いで、分縮供給物をＨＰ精留塔２０３に供給する。ＨＰ精留塔２０３からの底 部液体は、バルブ２０４を介してＬＰ塔２０２に供給するかモして／またはバル ブ２０６を介して還流コンデンサー２０５に送る。還流コンデンサー２０５は、 所望により向流気液接触域と連通し、例えば、コンデンサー２０５による蒸発物 は、異なる組成の２つの蒸気流れをも１こらし、これら２つの流れは、ＬＰ塔２ ０２の異なる高さに供給する。精留塔２０３におけるコンデンサー２０５からの 頂部液体は、２つの流れに分割し、一方は、バルブ２０８を介して塔２０２の頂 部を還流させ、他方は、ポンプ２１０または他の減圧手段を介してＯＰエバポレ ーター２０９に供給する。
供給蒸気の少量フラクションを、コンプレッサー２１１により残りの供給物の圧 力よりも高く付加的に圧縮し、所望により冷却したのち、エバポレーター２０９ により実質的に全縮する。次いで、凝縮供給物を、バルブ２１２を介するＬＰ塔 ２０２およびバルブ２１３を介するＨＰ精留塔２０３各々の中間部高さ還流流れ として、分割する。加圧ＯＰ蒸気を、エバポレーター２０９から回収し、頂部生 成物蒸気を塔２０２の頂部から回収する。
第３図は、同様に、重ね合わせたカスケード装置であって、供給物の主要フラク ションをＬＰ塔３０２のリボイラー３０１で分縮し、次いでＨＰ精留塔３０３に 供給する。精留塔３０３からの底部液体をエバポレーター３０４に送り、ここで 、これを部分的に蒸発させ、得られた蒸気を好ましくは精留塔３０３に戻す。付 加的に富化した底部液体を次いで塔３０２に、バルブ３０５を介して送るが、供 給は、第２図のような部分的な蒸発を含め、多数の通路を介して行うことができ る。これがない場合、精留塔３０３は、コンデンサー３０６を介して還流される が、このコンデンサーは、塔３０２の中間部高さリボイラーでもある。還流コン デンサー３０６からの頂部液体を用い、バルブ３０７を介して塔３０２を還流さ せる。供給物の少量フラクションをコンプレッサー３０８で付加的に圧縮し、エ バポレーター３０４で実質的に全縮させ、次いで、バルブ３０９を介するＬＰ塔 ３０２およびバルブ３１０を介するＨＰ精留塔３０３各々の中間部高さ還流流れ として、分割する。
第４図は、供給物の主要フラクションを塔４０３に送るが、この塔４０３は、供 給高さより°も上方の精留塔を備え、底部液体の部分的蒸発用のエバポレーター ４１５を組み込んでおり、かかる供給高さよりも下方の向流気液接触域と連通し ている。すなわち、第３図の外部エバポレーター３０４を塔の内部に移動させ、 流体接触域を加えたしのである。エバポレーター４１５単独または４１５と接触 域４１６の両方のいずれかを、基本的機能（すなわち、単独の精留で可能なもの よりもより大であり、また所定の熱効率にて単独の熱交換で可能なものよりも大 である、底部液体の付加的な富化）を損なわずに、外部に配置させることができ る。供給物の少量フラクションを、コンプレッサー４０８で付加的に圧縮し、部 分的蒸発用のエバポレーター４１５で実質的に全縮させる。凝縮供給物を２つの 流れに分割し、一方は、減圧手段４１０を介しＬＰＰ４Ｏ１０精留セクションの 中間部高さ還流用として、他方は、バルブ４０９を介しＬＰＰ４Ｏ１０中間部高 さ還流用として、送る。ＬＰＰ４Ｏ１０、リボイラー４０４で再沸させるが、こ れは、またＨＰ精留塔４０３の還流コンデンサーでもある。ＨＰ精留塔４０３の 頂部液体は、バルブ４０７を介して送り、ＬＰＰ４Ｏ１０頂部を還流させる。好 ましくは、ＬＰ塔４０２途中の液体供給物および還流物の全ては、ＬＰ塔頂部蒸 気に対し、顕熱交換器４１７で冷却する。
第３図お上び第４図の両方では、ＨＰ精留塔の底部液体の付加的な富化は、エバ ポレーター３０４および４１５各々で達成され、これにより、塔効率を増加させ ることができ、したがって高圧頂部生成物を高収率で得ることができる。しかし 、加圧頂部生成物についての完全で著しい収率増加は、所定量での各基への供給 によってのみ、達成することができる。したがって、当該エバポレーターで凝縮 された供給物の全量は、供給高さ、２つの中間部還流高さおよび各々の頂部にお けるピンチ条件が同時に達成されるように、調整する。加圧頂部生成物の収率増 加は、直接的には生成物の総量として達成するか、または付加的な頂部還流物を ２つの塔に送ってこれにより底部生成物の収率を効果的に増加させるか、または 膨張させてより多量の冷凍を得るか、または任意の他の有用な目的への適用によ って、達成する。付加される投資コストは、比較的少なくわずかである；向流気 液接触域の付加的なステージまたはトレイ、付加的な熱交換器（エバポレーター ）および小型のコンプレッサー（これは、冷凍エキスパンダーにより直接駆動す ることができる）。
第５図では、約４〜約６ＡＴＡ（絶対圧）範囲の圧力で圧縮し清浄化した供給空 気を、主要フラクシヨンおよび少量フラクションに分割する。後者は、供給物流 全量の約８〜２１％を含み、少なくとも主要フラクシヨンを主熱交換器５０４で その露点付近に冷却し、次いでＨＰ精留塔５０２に蒸気として供給する。供給空 気を精留塔５０１で精留し、液体窒素頂部生成物と、がま液（酸素豊富液体）底 部生成物を得る。
リボイラー／還流コンデンサー５０３は、精留塔５０２を還流させると共に、低 圧塔５０１を潜熱交換器で再沸騰させる。精留塔５０２には、向流気液接触域５ ０２ａおよび５０２ｂが組み込まれでおり、これらは、液体空気の還流に適した 中間部還流高さで、分離されている。約１％までの不純物を含む液体窒素を、上 記載５０２ｂから回収し、クーラー５０９でサブクーリングし、制御バルブで減 圧し、次いで塔５０１の頂部に、還流物として供給する。フラッシニ蒸気をまず 任意の相分離器５１６で取り出すことができる。精留塔５０２からのがま液を、 クーラー５０９で冷却し、次いで２つの流れに分割し、一方は、ＬＰ塔５０１に バルブ５１２を介して供給し、他方は、塔５０１に少なくとも部分的な蒸発を介 して供給する。制御バルブ５１０は、後者の流れをアルゴン精留塔５０７の頂部 還流コンデンサー５１１（これは、ＬＰ塔５０１の一部分で、サイドアームと呼 ばれる）に送る。コンデンサー５１１からの蒸気は、塔５０１の接触域５０１ｃ および５０１ｄの間に供給し、コンデンサー５１１からの残存未蒸発液体の少な くとも一部は、任意の相分離器５１３て分離し、制御バルブ５１４を介して、接 触域５０７ａと５０７ｂの間に位置した中間部高さ還流コンデンサー５１７に送 る。コンデンサー５１７からの蒸気は、塔５０１の接触域５０１ｄおよび５０１ ｅの間、すなわちコンデンサー５１１からの蒸気よりも低い高さに送る。
すなわち、精留塔５０１の底部生成物は、塔５０１窒素除去セクションの８つの 異なる高さに、接触域５０１ａ〜５０１ｅを介し供給する。接触域５０１ｅの底 部で生成した酸素−アルゴン混合物は、アルゴンストリッパー５０１ｆおよびサ イドアーム５０フ（これらは、集成体ＬＰ塔の一体的部分である）により付加的 に蒸留させて、高純度（９９，５％）酸素および粗製アルゴン（純度約９５％） を得る。高純度酸素生成物は、塔５０１の流体だめから、蒸気または液体または これらの混合物として回収する。
第６図は、二重圧極低温空気蒸留形態を示し、これは、ＨＰ精留セクノヨンを組 み込んだ塔６０１．ＬＰ塔６０２、およびＬＰＰＣ０２よりもわずかに高い圧力 （例えばＩＡＴＡに対しＬ３ＡＴＡ）で操作するアルゴン−酸素分離カラム６０ ３を備える。塔６０１は、供給空気の少量フラクンヨンを全縮する全縮コンデン サー６０４および向流気液接触域であるストリッピングセクンジン６０５を備え る。清浄化圧縮供給空気の主要フラクションを主要熱交換器６０６でその露点付 近に冷却し、次いて再沸器６０７で分縮して、塔６０２を再沸騰させ、次いで塔 ６０１に供給して、ストリッパー６０５およびコンデンサー６０４による精留に より付加的に富化する。塔６０１からの底部液体を顕熱交換器６０８で冷却し、 次いで好ましくは２またはそれ以上の流れに分割し、一方は、バルブ６０９を介 して塔６０２に直接供給し、他方は、まずこれを用いて塔６０３を還流させこれ により少なくとも部分的に蒸発させて、塔６０２に間接的に供給する。後者の流 れをバルブ６１０で減圧し、還流コンデンサー６１１で部分的に蒸発させ、セパ レーター６１２で分離し、残存液体の少なくとも一部を、バルブ６１４を介して 中間部還流コンデンサー６１３に供給する。セパレーター６１２およびコンデン サー６１３からの蒸気流は、異なる組成を有し、これらを、塔６０２の異なる高 さに供給する。塔６０１は、還流コンデンサー６１５で還流させるが、これは、 また塔６０３を再沸騰させる。塔６０１の項部液体生成物は、熱交換器６０８で 冷却し、バルブ６１６で減圧し、セパレーター６１７で相分離させ、次いでこれ を用いて塔６０２を還流させる。全縮コンデンサー６０４において使用予定の供 給空気の少量フラクション（約８〜２０％、好ましくは約１４％）は、まずコン プレッサー６１８で付加的に圧縮し、熱交換器６０６で冷却する。、凝縮した供 給物を、少なくども２つの中間部還流の流れに分割し、一方は、バルブ６１９を 介）、て塔６０１の精留セクションに供給し、他方は、バルブ６２０を介し、熱 交換器６０ｇで冷却したのち塔６０２に供給する。塔６０３用の液体酸素−アル ゴン混合物は、最も低い供給高さよりも下方の塔６０２・中間部高さから、回収 し、ワンウェー流量制御用の手段６２１、例えばチェックバルブで制御する。塔 ６０３からの液体酸素底部生成物は、塔６０２の高圧流体だめに、ワンウェー流 量制御用の手段６２２にで移すが、好ましくは、液体酸素の基幹水頭（約３〜４ メートル）を用いて圧力の増加を達成する。分縮コンデンサー６０７は、塔６０ ２および６０３からの高純度酸素（少なくとも９９％純度）底部生成物の蒸発な らびに塔６０２の再沸騰に充分な性能を備えている。しばしば、有用なりリプト ンやキセノンを得るべく、少量の液体酸素（ＬＯＸ）流を回収することが、望ま しい。粗製アルゴン（約り５％純度）は、塔６０３の項部から蒸気または液体の いずれかとして回収するが、最も好ましくは、大気圧以上で蒸発させる前に静水 頭により加圧した液体として、回収する。プロセスの冷凍は、通常、空気または 窒素、好ましくは後者を用い、エキスパンダー６２３による膨張により得られる 。好ましくは、エキスパンダー６２３は、コンプレッサー６１８に直接動力を付 与する。なぜなら、利用可能な動力は、供給空気１４％の凝縮温度を、３〜４に 上昇させるのに必要な量にほぼ正確に匹敵するからである。したがって、単一の 回転装置が、２つの機能を示す。総体的にみれば、第６図に記載のような、任意 の２つの中間部還流の流れへの、全縮精留塔再沸騰−液体空気分割（ＴＣＲＲ− ＬＡｌｉｉＳＰＬＩＴ）は、塔６０２圧約１．３ＡＴＡでの高純度酸素（約９９ ，５％）の完全な回収（約２０．５％）だけでなく約７５％の粗製アルゴンの回 収を得られる。これらは、全て早期の開示により達成されているものであるが、 本発明の開示によれば、同時に、約２％の高圧窒素共生酸物の回収が、蒸気とし て直接的に可能であるかまたはある種の液体共生酸物（例えばＬＩＮまたはＬＯ Ｘ）を可能にするエキスパンダー６２３の付加的挙動として可能である。これは 、全て、約４．４ＡＴＡよりしより低い空気供給圧で達成することができるが、 かかる結果は、特異的であって非常に有利である。
第７図〜第１１図は、種々の異なる具体例を示すが、これらは、粗製アルゴン回 収用のアルゴンサイドアームを備える二重圧高純度酸素製造に適用したものであ る。先行技術における工程系統図では、すでにＰＣＬＯＸＢＯＩＬまたはＴＣＬ ＯＸＢＯＩＬ条件下に完全な酸素回収と共に約７５％の粗製アルゴンの達成を開 示している。したがって、再度、任意の中間部還流用の精留塔液体の全縮（ＴＣ ＲＬ／ＬＡＩＲＳＰＩｊＴ）を組み込んだ主要な理由が、任意の有用な目的のた めに、加圧窒素の回収を増加させることである。
第７図では、カスケード形態は、ＨＰ精留塔７０１、ＬＰ塔７０２、および相互 に連結させるリボイラー／還流コンデンサー７０３を備えてなる。塔７０２は、 またアルゴンサイドアーム７０４を備える。精留塔７０］の頂部液体は、塔７０ ２の項部を、バルブ７０５および所望により相分離器７０６を介し、顕熱交換器 ７０７でサブクーリングしたのち、還流させる。主要熱交換器７０８は、排出さ れる蒸気流に対し供給空気を冷却するのに使用する。液体空気を、バルブ７０９ を介する精留塔７０１用と、バルブ７１０を介する塔７０２用の各中間部高さ還 流の流れに分割する。塔７０２への液体供給物は、好ましくはバルブ７１１を介 する直接的な供給用の一方のフラクションと、バルブ７１２を介する少なくとも 部分的な蒸発により達成される間接的な供給用の別のフラクションに分割する。
しかし、注意すべきは、別法として、全ての供給物液体は、バルブ７１１を介し て供給することができ、また、サイドアーム７０４の頂部は、別の手段、例えば 塔７０２の中間部高さ液体との直接的な潜熱交換により、還流させることができ る。少量フラクションは、コンプレッサー７１３で付加的に圧縮し、好ましくは クーラー７１４で冷却する。
上記の記載は、また第８図〜第１１図に適用することができ、ここでは、？ＸＸ 系で番号を付した構成成分について、各図面番号の系列で再度、対応する番号を 付した。例えば、第７図の構成成分７０１は、第８図の構成成分８０１に相当す る。以下の記載は、数種の図面における間の差異のみを記載する。
第７図では、空気主要フラクションを冷却後、精留塔７０１に直接供給する。精 留塔７０１の頂部ＬＩＮの一部をＬＩＮエバポレーターに、ワンウェイ流量制御 圧力増加手段７１８を介して送り、全縮空気少量ワラクシ９ンで蒸発させる。静 水頭が充分に高ければ、成分７１８を単なるチェックバルブとすることができる が、そうでなければ、ＬＩＮポンプとすることができる。エバポレーター７１７ からの窒素ガスは、精留塔７０１よりも高い圧力を有し、生成物として回収する ことができモして／またはエキスパンダー７１９で示されるように、少なくとも 部分的に膨張させることができる。エキスパンダー形成動力は、好ましくはコン プレッサー７１３の動力付与に使用する。酸素生成物を、第７図に示すように熱 交換器７０３で蒸発させると、次いで塔７０２の還流およびエバポレーター７１ ７への供給に必要なものよりも実質的により多量の頂部ＬＩＮを、精留塔７０１ から利用することができ、過剰のものはバルブ７２０を介し、アルゴンサイドア ーム７０４還流用のエバポレーター７２１に供給する。エバポレーター７２１は 、サイドアーム７０４の頂部において、図示したように、中間部高さに位置させ 次いでその上方に数個のトレイを加えることで、位置させることができるか、Ｌ ＩＮを、アルゴン回収または純度を低下させることなく、高圧で蒸発させること ができ、例えば、空気供給圧が約５．３Ａ　Ｔ　Ａで塔７０２の圧力が約ＩＪＡ ＴＡである場合、３．３Ａ　Ｔ　Ａである。最も好ましくは、エバポレーター７ ２１の圧力は、エキスパンダー７１９の内部圧にマツチングさせるが、供給空気 流量の約２４％の混合流は、中程度の圧力の窒素生成物である。サイドアーム７ ０４は、還流コンデンサー７２２により頂部で還流するが、このコンデンサーは 、接触域７２３および制御バルブ７２４および７２５と共に、バルブ７１２から のがま液を、塔７０２の異なる高さに供給するにめの異なる組成を有する２つの 流体の流れに変換させる。
第８図では、供給空気の主要フラクションを、塔８０１の精留セクションに直接 供給し、精留塔の底部液体を、接触域８２７および供給空気の全縮コンデンサー ８２８（Ｔ　ＣＦ　Ｒ）により、さらに富化させる。
少量のＨＰ精留塔８０１窒素は、生成物として（供給空気流の約１３％まで）直 接回収し、エバポレーター８２１で蒸発させた中程度の圧力の窒素は、部分的に 暖めて、ついでエキスパンダー８２９で仕事膨張させる。
第９図では、供給空気の主要フラクションは、まず、塔９０２圧以上の圧力で酸 素生成物を蒸発させるＬＯＸＢＯＩＬエバポレーター９３１で分縮し、次いで分 縮空気を精留塔９０１に供給する。液体酸素をＬＯＸ加圧器９３２でエバポレー ター９３１の圧力に上昇させ、かかる加圧器は、大気脚とチェックバルブまたは ポンプとすることができる。酸素蒸発は、ＰＣＬＯＸＢｏｌＬｉ、：、よるため 、１．ｌｊ’Ｊ！バポレータ−９１７とサイドアーム９０４用の中間部還流凝縮 器の両方に供給するほど充分に過剰ではない。したがって、一方、例えば後者を 除去する。すなわち、第９図の工程系統図では、加圧酸素生成物および少量（約 ２〜６％）の窒素生成物を、精留塔９０１よりも高い圧力で供給する。
第１０図では、供給空気の主要フラクションは、まず、ＰＣＬＯＸＢＯＩＬエバ ポレーター１０３１て分縮し、精留塔１００１の底部液体を、ＴＣＲＲを介し、 接触域１０２７および空気全縮凝縮器１ｏ２８を用いてさらに富化し、ＨＰ精留 塔窒素をエキスパンダー１０３４で膨張させると共に、少量を共生酸物として回 収することができる。第１０図は、粗製アルゴン製造を最大化させる別の手段を 示す：サイドアーム１００４の中間部高さ蒸気と、ＬＰ塔１００２の中間部高さ 液体の間の潜熱を、熱交換器１０３５を介して直接交換する。
第１１図は、空気の主要フラクションは、再度、まず、エバポレーター１１３１ においてＰＣＬＯＸＢＯＩＬ用に用い、空気の少量フラクションは、コンプレッ サー】１１３による任意の圧縮後、交換器１１１４および１１０８で冷却し、Ｋ ＥＬＢＯＩＬエバポレーター１１３６で実質的に全縮させる。ＫＥＬＢｏｌＬを エバポレーター１１３６に、流動制御用の手段１１１４０を介して供給するが、 これは、好ましくはわずかな圧力増加をもたらす。
エバポレーター１１３６からの２相混合物は、セパレーター１１３７で相分離さ せ、蒸気は、制御しに部分的熱交換器１１３８を介して該エキスパンダー１１３ ９により膨張させ、付加的に豊富化したがま液は、ＬＰ塔１１０２にバルブ１１ １１および１１１２を介して供給する。エキスパンダー１１３９からの排出物は 、はぼ空気組成からなり、この排出物をＬＰ塔１１０２に、豊富化供給液とほぼ 同じ高さで供給する。
４図〜第１１図の全ては、高純度酸素および粗製アルゴン共生成物の製造を意図 しているが。本明細書に開示の発明全般は、任意の他の生成物、例えば低純度（ ９５％）酸素や窒素共生酸物の製造に適用することができる。第１２図は、ＴＣ ＲＲを組み込んだ低純度酸素製造の好まし方法を示し、第１３図は、第１２図と 同じであって窒素共生成′物用の方法を示す。
第１２図では、塔１２０１は、高圧精留セクンヨンと、接触域１２２７と、精留 塔底部液体の付加的な豊富化用の空気全縮コンデンサー１２２８を備える。ＬＰ 塔１２０２は、リボイラー１２０３による供給空気の主要フラクションの分縮に より、再沸騰させ、次いで分縮空気を塔ｊ２０１に供給する。供給空気の少量フ ラクションは、付加的にコンプレッサー１２１３で圧縮し、クーラー１２１４お よび主要熱交換器１２ｏ８で冷却し、コンデンサー１２２８で凝縮させたのち、 バルブ１２０９を介する塔１２０１用とバルブ１２１０を介する塔１２０２用の 各々の中間部高さ還流の流れに分割させる。豊富化精留塔底部液体は、塔１２０ ２に、熱交換器１２０７でサブクーリングしたのち、バルブ１２１１を介して供 給する。酸素生成物は、ＰＣＬＯＸボイラーとしても機能するりボイラー１２０ ３により蒸発させる。
塔１２０１は、潜熱交換器により還流させると共に、該交換器を介して、中間部 再沸騰物を塔１２０２に供給する。別法として、がま液の一部は、還流コンデン サー１２５０で蒸発させることができる、次いで蒸気として塔１２０２供給する 。いずれの具体例でも、Ｌ　Ｉ　Ｎ７３部生成物は、バルブ１２０５を介し塔１ ２０２にその還流物として供給する。高圧窒素の一部は、生成物として回収し、 プロセスの冷凍は、任意の常法、例えば空気膨張や図示したような、仕事エキス パンダー１２５１による高圧窒素一部の膨張で得ることができる。完全な酸素回 収と高圧の酸素放出圧（例えばＰＣＬＯＸＢＯＩＬよるもの）と、低圧の供給圧 （例えば約４．１ＡＴＡ）を同時に得られる、低純度の酸素工程系統図を開示す る他の先行技術と比較すると、本発明のこの工程系統図の主要な利点は、より高 圧の窒素を、生成物としてかまたは液体製造用としてかまたは他の有用な目的と して、同時に回収することができる点である。
第１３図では、ＴＣＲＲ／ＬＡＩＲＳＰＬＩＴカスケード装置を使用し、これは 、ＨＰ塔１３０］、ＬＰ塔ｊ３０２、ＬＰ塔１３０２のリボイラー１３０３（空 気全縮コンデンサーでもある）、中間部液体空気還流制御バルブ１３０９および １３１０、およびサブクーラー１３０７からなる。供給空気の少量フラクション をコンプレッサー１３１３で付加的に圧縮させ、クーラー１３１４および主要熱 交換器１３０８で冷却し、次いでコンデンサー１３２８で全縮させる。コンデン サー１３２８および接触域１３２７は、コンプレッサー１３１３による所定の仕 事入力で精留塔１３０１底部液体に対する最大可能な付加的な豊・富化を達成す ることができる。豊富化底部液体をバルブ１３５３で減圧させて塔１３０２圧力 とし、次いで、塔１３０２の供給前に還流コンデンサー１３５４で少なくとも部 分的に蒸発させる。別法として、第１２図の精留塔・還流工程を使用することが できる。任意の常法の冷凍法を使用することができるが、最も効率的で最もコス トが低い方法は、塔１３０２の底部液体をサブクーラー１３ｏ７でサブクーリン グし、バルブ１３５５で約２ＡＴＡ（例えば１．５〜３ＡＴＡ）に減圧し、次い で還流コンデンサー１３５６で実質的に全て蒸発させることである。ついで、蒸 発底部液体（組成：約７５〜９５、通常は約８５％の酸素）を部分的に暖め、次 いでエキスパンダー１３５９で仕事膨張させて必要な冷凍を得る。
この冷凍法は、圧力降下の有害な影響を最小にすべく、両方の塔の圧力を上昇さ せ、また、塔の寸法を減少させる。コンデンサー１３５６による製造ＬＩＮ還流 と、当該ＬＩＮに必要なものを著しく減少させるＴＣＲＲ／ＬＡＩＲＳＰＬＩＴ 効果を組み合わせると、バルブ１３５７に必要なＬ）Ｎ還流量を、著しく減少さ せる。事実、ある種の具体例では、還流ＬｒＮを、ＬＩＮポンプ１３５８を用い 、反対方向に輸送するのが、望ましい。最終的な総体的な効果として、先行技術 の開示物よりもより高いレベルで、窒素回収を増加させることができ、第２に、 塔１３０２の圧力とは対照的な塔１３０１の圧力で、窒素生成物をより高い割合 で製造することができ、シ１コがって必要な付加的な圧縮を減少させることがで きるのである。
以上、数種の全般的な具体例と共に、特殊な分離（空気分離）に対する基本的な 発明概念の適用に関する数種の具体例を示したが、これらの具体例は、請求の範 囲記載の発明の全般的な範囲を制限するものではない。具体例の大多数は、本発 明の広範な範囲を単に示す意図のものである。多数の付加的な変形例や他の公知 の概念を組み込んだ明白な変形例は、当業者には明白である。数種の具体例は列 記するにめにのみのもので、工程系統図は、全ての液体製造に適用することがで きる。ＨＰＰ留塔からの頂部窒素は、回収地点の間にいくつかの付加的な接触域 を組み込むことで、２つの異なる純度で回収することができる。種々の顕熱加熱 ／冷却形態を使用することができる。潜熱交換器を、それらが使用される塔の内 部または外部のいずれかに位置させることができる。他の生成物、例えば、有用 なりリブトンやキセノンを含存するＬＰ塔原流体めからのＬＯＸ流なども回収す ることができる。本発明の範囲は、請求の範囲によってのみ制限されるのである 。
種々の潜熱交換は、通常不可避的な少量の顕熱の交換を含んで、言及し１；。全 縮される少量供給物フラクションの付加的な圧縮は、要すれば、独立しに、コン パンダ−の系内または鎖糸に加えた外部的動力付与コンプレッサーで達成するこ とができる。また、米国特許第４６０６４１１６号に開示のように、供給ガスの 高圧フラクションを取り扱う付加的な高圧精留塔を組み込むこともできる。かか る場合、好ましくは、凝縮供給物を３つの中間部還流流れに分割し、このうちの １つは、より高い圧力の精留塔へのポンプ処理が必要である。
本発明により利用可能な付加的な高圧窒素は、仕事膨張させて、冷コンプレッサ ーに動力付与することができ、例えば、米国特許第４３５７１５３号のように、 酸素放出圧を付加的に増加させることができるし、また、米国特許第４５３３３ ７５号のように、アルゴンサイドアームを粗製アルゴン流でヒートポンプ処理で き、したがってアルゴンの回収を増加させることができる。
ＦＩＧ、　１３ 空気 国際調査報告 国際調査報告 ＬＩＳ　８９０２０５４ Ｓ＾　　　２ＢＢ４７

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. １．流体混合物をサブアンビエント温度にて分別蒸留するにあたり、 供給物の少なくとも一部を高圧で精留し、精留した供給物を低圧で蒸留し、次い で、かかる蒸留工程を、上記精留工程からの蒸気との潜熱交換により再沸騰させ ると共に、上記潜熱交換工程からの減圧液体で還流させることからなり、 さらに、 ａ）供給物の少量フラクションを、好ましくは精留工程の圧力よりも少なくとも 高い圧力にて、当該精留工程からの液体との潜熱交換により実質的に全縮させ、 ｂ）全縮した供給物を少なくとも２つの流れに分割させ、次いでｃ）高圧精留工 程を、上記流れの一方で中間部還流させると共に、上記低圧蒸留工程を、上記流 れの他方で中間部還流させることを特徴とする方法。
  2. ２．さらに、全縮供給物の量をコントロールすると共に、当該全縮供給物の分割 の割合をコントロールし、これにより、中間部還流高さ並びに精留工程および蒸 留工程の両工程の少なくとも１つの供給高さにおけるピンチ条件を達成する請求 項１記載の方法。
  3. ３．さらに、供給物の少量フラクションの圧力を、全縮工程前に増加させる請求 項１記載の方法。
  4. ４．さらに、蒸留工程に伴う１つの蒸気流の少なくとも一部を仕事膨張させ、こ れにより生成した仕事を用いて上記圧力増加工程の少なくとも一部に動力を付与 する請求項３記載の方法。
  5. ５．精留工程からの液体が、頂部液体である請求項１記載の方法。
  6. ６．さらに、頂部液体の圧力を減少させる共に、供給物の少量フラクションを、 全縮する供給物と蒸発する頂部液体の間での潜熱交換工程前に、仕事膨張させる 請求項５記載の方法。
  7. ７．さらに、頂部液体の圧力を増加させると共に、供給物の少量フラクションの 圧力を、全縮する供給物と蒸発する頂部液体の間での潜熱交換工程前に、増加さ せる請求項５記載の方法。
  8. ８．精留工程からの液体が、底部液体である請求項１記載の方法。
  9. ９．さらに、底部液体の圧力を、凝縮する供給物との潜熱交換工程前に減少させ 、次いで得られた当該底部液体の蒸発部分を仕事膨張させる請求項８記載の方法 。
  10. １０．さらに、底部液体の蒸発部分を精留工程に戻し、次いで供給物の少量フラ クションの圧力を、潜熱交換工程前に増加させる請求項８記載の方法。
  11. １１．さらに、底部液体を、全縮する供給物との潜熱交換工程の途中で、精留工 程に戻る蒸発底部液体と向流接触させる請求項１０記載の方法。
  12. １２．供給物の流体混合物が、清浄化し圧縮した空気である請求項１記載の方法 。
  13. １３．供給物の流体混合物をサブアンビエント温度にて分別蒸留するための装置 であって、 高圧（ＨＰ）精留セクション、および低圧（ＬＰ）蒸留塔（これは、ＨＰ精留セ クション項部蒸気と潜熱交換させると共に、頂部還流液体をＨＰ精留セクション とＬＰ蒸留塔の両方に供給するためのりボイラーを備える。）からなり、 さらに、 ａ）供給混合物の少量フラクションを、ＨＰ精留セクションからの液体との潜熱 交換により実質的に全縮させるための手段、ｂ）全縮した供給物を少なくとも２ つの流れに分割させるための手段、および ｃ）上記流れの一方を、ＨＰ精留セクションの中間部還流高さに迂回させると共 に、上記流れの他方を、ＬＰ蒸留塔の中間部還流高さに迂回させるための手段 を備えることを特徴とする方法。
  14. １４．潜熱交換に供給されるＨＰ精留セクション液体が、供給高さ液体（底部液 体とも言う。）であって、さらに、供給物の少量フラクションの圧力を当該全縮 工程前に増加させるためのコンプレッサーを備える請求項１３記載の装置。
  15. １５．さらに、 ａ）潜熱交換用の手段からの蒸気流出物を、ＨＰ精留セクションに返却させるた めの手段、および ｂ）供給混合物から得られた冷蒸気流を膨張させて、コンプレッサーの駆動に必 要な動力の少なくとも一部を形成するための仕事膨張器 を備える請求項１４記載の装置。
  16. １６．さらに、ＨＰ精留セクションの底部および潜熱交換用の手段の頂部と、流 体接触する向流気液接触域からなる請求項１４記載の装置。
  17. １７．圧縮し清浄化した空気供給物を分留させて、酸素および共生成物窒素を生 成するにあたり、 ａ）供給空気の主要フラクションを高圧精留塔で精留して、液体窒素（ＬＩＮ） 頂部生成物と酸素富化底部液体を得、ｂ）ＬＩＮの一部を、供給空気の少量フラ クションとの潜熱交換により蒸発させ、これにより、当該フラクションを実質的 に全縮させ、ｃ）上記底部液体を窒素除去塔で蒸留させ、次いでｄ）ＨＰ精留塔 および窒素除去塔の中間部高さを、工程ｂ）からの液体空気で還流させること を特徴とする方法。
  18. １８．少量フラクションが、約８〜２１％の供給空気からなる請求項１７記載の 方法。
  19. １９．ＬＩＮの圧力を、蒸発前にＨＰ精留塔の圧力以下に減圧させる請求項１８ 記載の装置。
  20. ２０．ＬＩＮの圧力を、蒸発前に増加させる請求項１８記載の方法。
  21. ２１．さらに、蒸発窒素を部分的に暖め、仕事膨張させる請求項１８記載の方法 。
  22. ２２．さらに、供給空気の少量フラクションを、全縮前に部分的に冷却し、仕事 膨張させる請求項１８記載の方法。
  23. ２３．さらに、供給空気の少量フラクションを、全縮前に供給空気圧以上に付加 的に圧縮させる請求項１８記載の方法。
  24. ２４．さらに、供給空気の少量フラクションを、部分的な冷却前に付加的に圧縮 させ、仕事膨張から、当該圧縮用動力の少なくとも一部を供給する請求項２２記 載の方法。
  25. ２５．さらに、窒素除去工程からの酸素−アルゴン混合物を付加的に蒸留させて 、高純度酸素と組製アルゴンを生成する請求項１８記載の方法。
  26. ２６．さらに、 ａ）以下に記載の少なくとも１つとの潜熱交換によりアルゴン−酸素蒸留工程を 頂部還流させる請求項２５記載の方法：ｊ）ＨＰ精留塔から部分的減圧液体窒素 を分離した流れ、ｉｉ）窒素除去塔からの中間部再沸騰高さ液体、およびｉｉｉ ）ＨＰ精留塔・底部液体を減圧させて部分的に蒸発させたのちの未蒸発残部。
  27. ２７．空気に対する全縮は、ＨＰ精留塔圧よりもより低い圧力であって、さらに 、ＨＰ精留塔の中間部還流への途中の液体空気の圧力を増加させることからなる 請求項２２記載の装置。
  28. ２８．圧縮し清浄化した空気供給物の分留により、酸素および窒素を生成するた めの装置であって、 ａ）高圧（ＨＰ）精留塔、 ｂ）低圧（ＬＰ）塔（これは、ＨＰ精留塔蒸気とＬＰ塔液体の間で潜熱交換させ るためのりボイラー／還流コンデンサーを備える。）ｃ）ＨＰ精留塔からの頂部 生成物液体窒素（ＬＩＮ）の一部を、供給空気の少量フラクションとの潜熱交換 により蒸発させるためのエバポレーター、および ｄ）エバポレーターからの液体空気を回収し、これを、ＨＰ精留塔とＬＰ塔の別 々の中間部高さ還流の流れに分割するための手段を備えることを特徴とする装置 。
  29. ２９．さらに、以下のものを少なくとも１つ備える請求項２８記載の装置： ａ）エバポレーターへのＬＩＮ供給物の圧力を、ＨＰ精留塔圧以下に減少させる ための手段、および ｂ）供給空気の少量フラクションを、エバポレーターに迂回させる前に部分的に 冷却し仕事膨張させるための手段。
  30. ３０．さらに、以下のものを少なくとも１つ備える請求項２８記載の装置： ａ）エバポレーターへのＬＩＮ供給物の圧力を、ＨＰ精留塔圧以上に増加させる ための手段、および ｂ）エバポレーターからの蒸発した窒素を部分的に暖め仕事膨張させるための手 段。
  31. ３１．さらに、以下のものを少なくとも１つ備える請求項２８記載の装置： ａ）供給空気の少量フラクションを付加的に圧縮させるための手段、および ｂ）蒸気流を仕事膨張させて、上記付加的な圧縮動力の少なくとも一部を形成す るための手段。
  32. ３２．加圧供給ガス混合物の供給物をサブアンビエント温度にて分別蒸留するに あたり、 ａ）少なくとも１つの精留セクション、少なくとも１つのストリッピングセクシ ョン、リボイラーおよび少なくとも１つの還流コンデンサーからなる少なくとも １つの高圧（ＨＰ）分別塔を設け、ｂ）ＨＰ塔からの富化供給混合物を収納する ための少なくとも１つの低圧（ＬＰ）蒸留塔を設け、 ｃ）供給混合物の少量フラクションの圧力を増加させ、ｄ）当該圧力増加フラク ションをリボイラーで実質的に全縮させ、次いで、 ｅ）全縮した供給物を、一方はＨＰ塔用で他方はＬＰ塔用の少なくとも２つの中 間部還流の流れに分割させることを特徴とする方法。
  33. ３３．さらに、全縮供給物の量をコントロールすると共に、その中間部還流への 分割の割合をコントロールし、これにより、中間部還流高さ並びに精留塔および 蒸留塔の両工程の少なくとも１つの供給高さにおけるピンチ条件を達成する請求 項３２記載の方法。
  34. ３４．供給混合物が空気であって、少量フラクションが約８〜２１％の供給空気 からなる請求項３２記載の方法。
  35. ３５．さらに、供給空気から得られた冷却蒸気流を仕事膨張させ、コンプレッサ ーを直接的に駆動させ、得られた仕事を圧力の増加に用いる請求項３４記載の方 法。
  36. ３６．さらに、供給空気の主要フラクションを、ＬＰ塔・底部液体との潜熱交換 により分縮させ、次いで分縮した空気をＨＰ塔に供給する請求項３２記載の方法 。
  37. ３７．供給混合物が、空気であって、さらに、ａ）ＨＰ塔の頂部を、アルゴン− 酸素蒸留塔の底部液体との潜熱交換により還流させ、 ｂ）アルゴン−酸素蒸留塔に、ＬＰ塔の供給高さよりも下方の中間部高さから回 収した液体を供給し、次いでｃ）高純度酸素ガス生成物を、ＬＰ塔の流体だめか ら回収することからなる請求項３６記載の方法。
  38. ３８．供給混合物が、空気であって、さらに、ａ）ＨＰ塔の頂部を、以下のもの の少なくとも１つとの潜熱交換により還流させ； ｉ）ＬＰ塔中間部高さ液体、および ｉｉ）ＨＰ塔からの減圧底部生成物の少なくとも一部、次いでｂ）低純度酸素生 成物をＬＰ塔の流体だめから回収することからなる請求項３６記載の方法。
  39. ３９．さらに、 ａ）ＨＰ塔の頂部を、ＬＰ塔の底部液体との潜熱交換により還流させ、これによ り、ＬＰ塔を再沸騰させ、次いでｂ）還流物の一部を、ＬＰ塔の一部として組み 込んだアルゴンサイドアームに、ＨＰ塔からの液体窒素頂部生成物の一部との潜 熱交換により供給すること からなる請求項３６記載の方法。
  40. ４０．供給混合物が、空気であって、さらに、ａ）ＨＰ塔の頂部を、以下のもの の少なくとも１つとの潜熱交換により還流させ； ｉ）ＬＰ塔中間部高さ液体、および ｉｉ）ＨＰ塔からの減圧底部生成物の少なくとも一部、次いでｂ）ＬＰ塔の頂部 を少なくとも部分的に、減圧ＬＰ塔底部液体との潜熱交換により還流させ、次い で ｃ）窒素ガス生成物を、両塔の頂部から回収することからなる請求項３６記載の 方法。
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