JPH05133682A - 空気液化分離方法及び装置 - Google Patents
空気液化分離方法及び装置Info
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- JPH05133682A JPH05133682A JP24955691A JP24955691A JPH05133682A JP H05133682 A JPH05133682 A JP H05133682A JP 24955691 A JP24955691 A JP 24955691A JP 24955691 A JP24955691 A JP 24955691A JP H05133682 A JPH05133682 A JP H05133682A
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- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルゴンの収率を向上させることができる空
気液化分離方法及び装置を提供する。 【構成】 高純アルゴン塔１５に設けられる高純アルゴ
ン塔凝縮器１６に、複精留塔１の下部塔２底部に分離す
る液化空気を導入し、該凝縮器１６から上部塔７に導入
する。また、従来高純アルゴン塔凝縮器１６に導入され
ていた液化窒素は、上部塔７の還流液に使用する。
気液化分離方法及び装置を提供する。 【構成】 高純アルゴン塔１５に設けられる高純アルゴ
ン塔凝縮器１６に、複精留塔１の下部塔２底部に分離す
る液化空気を導入し、該凝縮器１６から上部塔７に導入
する。また、従来高純アルゴン塔凝縮器１６に導入され
ていた液化窒素は、上部塔７の還流液に使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気液化分離方法及び
装置に関し、詳しくは空気液化分離方法により高純アル
ゴンを製造する装置において、アルゴンの収率を向上さ
せる方法及びその装置構成に関する。
装置に関し、詳しくは空気液化分離方法により高純アル
ゴンを製造する装置において、アルゴンの収率を向上さ
せる方法及びその装置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】空気液
化分離方法により高純アルゴンを製造する方法は、従来
から周知のように、圧縮，精製，冷却した原料空気を、
まず複精留塔に導入して上部塔中段にアルゴンを濃縮さ
せ、該アルゴン濃縮ガスを粗アルゴン塔に導入してさら
にアルゴンを濃縮して粗アルゴンとし、さらにこの粗ア
ルゴンを高純アルゴン塔に導入して精留し、高純アルゴ
ンとするものである。
化分離方法により高純アルゴンを製造する方法は、従来
から周知のように、圧縮，精製，冷却した原料空気を、
まず複精留塔に導入して上部塔中段にアルゴンを濃縮さ
せ、該アルゴン濃縮ガスを粗アルゴン塔に導入してさら
にアルゴンを濃縮して粗アルゴンとし、さらにこの粗ア
ルゴンを高純アルゴン塔に導入して精留し、高純アルゴ
ンとするものである。
【０００３】図２は、高純アルゴン採取系統を備えた従
来の一般的な空気液化分離装置の系統の一例を示すもの
である。
来の一般的な空気液化分離装置の系統の一例を示すもの
である。
【０００４】この空気液化分離装置は、まず、圧縮，精
製，冷却した原料空気を複精留塔１の下部塔２に導入し
て精留操作を行い、塔上部の窒素ガスと、塔底部の酸素
成分に富んだ液化空気とに分離する。塔底部の液化空気
は、管３に導出され、過冷器４を経た後二分し、一方は
管５を介して上部塔７の中段上部に導入され、他方は管
６により粗アルゴン塔８の粗アルゴン凝縮器９に導入さ
れる。該凝縮器９で一部が蒸発した液化空気は、蒸発ガ
スとともに管１０から上部塔７の中段に導入される。
製，冷却した原料空気を複精留塔１の下部塔２に導入し
て精留操作を行い、塔上部の窒素ガスと、塔底部の酸素
成分に富んだ液化空気とに分離する。塔底部の液化空気
は、管３に導出され、過冷器４を経た後二分し、一方は
管５を介して上部塔７の中段上部に導入され、他方は管
６により粗アルゴン塔８の粗アルゴン凝縮器９に導入さ
れる。該凝縮器９で一部が蒸発した液化空気は、蒸発ガ
スとともに管１０から上部塔７の中段に導入される。
【０００５】また、前記下部塔上部の窒素ガスは、凝縮
蒸発器１１で凝縮液化して下部塔２の還流液となり、そ
の一部が管１２に導出され、過冷器４を経た後二分し、
一方の液化窒素は、弁１３を経て上部塔７の頂部に導入
され、該上部塔７の還流液になり、他方は管１４に分岐
して高純アルゴン塔１５の高純アルゴン塔凝縮器１６に
導入される。
蒸発器１１で凝縮液化して下部塔２の還流液となり、そ
の一部が管１２に導出され、過冷器４を経た後二分し、
一方の液化窒素は、弁１３を経て上部塔７の頂部に導入
され、該上部塔７の還流液になり、他方は管１４に分岐
して高純アルゴン塔１５の高純アルゴン塔凝縮器１６に
導入される。
【０００６】高純アルゴン塔凝縮器１６に導入された液
化窒素は、後述の粗アルゴンと熱交換して蒸発し、管１
７及び管１８に導出され、過冷器４，主熱交換器（図示
せず）、あるいは熱交換器１９で熱回収されて系外に導
出される。
化窒素は、後述の粗アルゴンと熱交換して蒸発し、管１
７及び管１８に導出され、過冷器４，主熱交換器（図示
せず）、あるいは熱交換器１９で熱回収されて系外に導
出される。
【０００７】一方、上部塔７における精留操作により頂
部に分離した窒素ガスは管２０に導出され、塔底部に分
離した液化酸素は、凝縮蒸発器１１で蒸発して上昇ガス
となり、その一部が管２１に導出される。また、上部塔
７の中段下部からは、アルゴン分を多く含んだ酸素ガス
が管２２を介して粗アルゴン塔８に送出されるととも
に、該粗アルゴン塔８底部の液化酸素が、管２３により
上部塔７の中段下部に戻されている。
部に分離した窒素ガスは管２０に導出され、塔底部に分
離した液化酸素は、凝縮蒸発器１１で蒸発して上昇ガス
となり、その一部が管２１に導出される。また、上部塔
７の中段下部からは、アルゴン分を多く含んだ酸素ガス
が管２２を介して粗アルゴン塔８に送出されるととも
に、該粗アルゴン塔８底部の液化酸素が、管２３により
上部塔７の中段下部に戻されている。
【０００８】粗アルゴン塔８における精留操作により濃
縮した粗アルゴンは、管２４に導出され、図示しない精
製装置で酸素除去処理を行った後、管２５，熱交換器１
９を経て高純アルゴン塔１５に導入される。
縮した粗アルゴンは、管２４に導出され、図示しない精
製装置で酸素除去処理を行った後、管２５，熱交換器１
９を経て高純アルゴン塔１５に導入される。
【０００９】上記高純アルゴン塔１５では、前記高純ア
ルゴン塔凝縮器１６から窒素及び水素が管２６に排出さ
れ、塔底部の管２７から製品液化アルゴンが導出され
る。
ルゴン塔凝縮器１６から窒素及び水素が管２６に排出さ
れ、塔底部の管２７から製品液化アルゴンが導出され
る。
【００１０】このような系統を有する空気液化分離装置
において、従来からアルゴンの増産を図るために様々な
手段が講じられてきているが、近年の装置規模の大型化
から、僅かな収率の向上でも生産量としては大きな差と
なるため、より収率を向上することができる方法及び装
置構成の開発が望まれている。
において、従来からアルゴンの増産を図るために様々な
手段が講じられてきているが、近年の装置規模の大型化
から、僅かな収率の向上でも生産量としては大きな差と
なるため、より収率を向上することができる方法及び装
置構成の開発が望まれている。
【００１１】そこで本発明は、上述のような構成の空気
液化分離装置において、アルゴンの収率を向上させるこ
とができる方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
液化分離装置において、アルゴンの収率を向上させるこ
とができる方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の空気液化分離方法は、圧縮，精製，冷却
した原料空気を複精留塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン
塔で順次液化精留して高純アルゴンを製造する空気液化
分離方法において、前記高純アルゴン塔に設けられる高
純アルゴン塔凝縮器に、前記複精留塔の下部塔底部に分
離する液化空気を導入し、該凝縮器から複精留塔の上部
塔に導入することを特徴としている。
ため、本発明の空気液化分離方法は、圧縮，精製，冷却
した原料空気を複精留塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン
塔で順次液化精留して高純アルゴンを製造する空気液化
分離方法において、前記高純アルゴン塔に設けられる高
純アルゴン塔凝縮器に、前記複精留塔の下部塔底部に分
離する液化空気を導入し、該凝縮器から複精留塔の上部
塔に導入することを特徴としている。
【００１３】また、本発明の空気液化分離装置は、複精
留塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン塔を備えた空気液化
分離装置において、前記複精留塔の下部塔底部に分離す
る液化空気を前記高純アルゴン塔に設けられる高純アル
ゴン塔凝縮器に導入する経路と、該液化空気を該凝縮器
から複精留塔の上部塔に導入する経路とを設けたことを
特徴としている。
留塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン塔を備えた空気液化
分離装置において、前記複精留塔の下部塔底部に分離す
る液化空気を前記高純アルゴン塔に設けられる高純アル
ゴン塔凝縮器に導入する経路と、該液化空気を該凝縮器
から複精留塔の上部塔に導入する経路とを設けたことを
特徴としている。
【００１４】
【作 用】上記のように高純アルゴン塔凝縮器に、従来
の液化窒素に代えて液化空気を導入することにより、上
部塔の還流液となる液化窒素量を増すことができ、上部
塔の精留条件を向上させることができる。また、高純ア
ルゴン塔凝縮器で一部が蒸発ガス化した液化空気は、上
部塔に導入するので、上部塔内に導入されるアルゴン量
は従来と同様に保つことができる。これにより、従来と
同一規模の装置でアルゴン収率の向上が図れる。
の液化窒素に代えて液化空気を導入することにより、上
部塔の還流液となる液化窒素量を増すことができ、上部
塔の精留条件を向上させることができる。また、高純ア
ルゴン塔凝縮器で一部が蒸発ガス化した液化空気は、上
部塔に導入するので、上部塔内に導入されるアルゴン量
は従来と同様に保つことができる。これにより、従来と
同一規模の装置でアルゴン収率の向上が図れる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て、さらに詳細に説明する。なお、前記図２に示した従
来例と同一要素のものには同一符号を付して、その詳細
な説明は省略する。
て、さらに詳細に説明する。なお、前記図２に示した従
来例と同一要素のものには同一符号を付して、その詳細
な説明は省略する。
【００１６】前記同様に、下部塔２の上部に分離した窒
素ガスは、凝縮蒸発器１１で液化されて液化窒素とな
り、その一部が管１２に導出される。この液化窒素は、
過冷器４，弁１３を経て、その全量が上部塔７の頂部に
還流液として導入される。即ち、従来のように、一部の
液化窒素を高純アルゴン塔凝縮器１６に分岐させること
なく、下部塔２から導出する全ての液化窒素を上部塔７
の還流液として使用するようにし、上部塔７内の還流液
量を増すようにしている。
素ガスは、凝縮蒸発器１１で液化されて液化窒素とな
り、その一部が管１２に導出される。この液化窒素は、
過冷器４，弁１３を経て、その全量が上部塔７の頂部に
還流液として導入される。即ち、従来のように、一部の
液化窒素を高純アルゴン塔凝縮器１６に分岐させること
なく、下部塔２から導出する全ての液化窒素を上部塔７
の還流液として使用するようにし、上部塔７内の還流液
量を増すようにしている。
【００１７】一方、下部塔２の底部から管３に導出され
た液化空気は、過冷器４で冷却された後に、管５，管６
及び管３０の３方向に分岐する。管５，管６に分岐した
液化空気は、前記同様に、上部塔７の中段上部，粗アル
ゴン凝縮器９にそれぞれ導入される。
た液化空気は、過冷器４で冷却された後に、管５，管６
及び管３０の３方向に分岐する。管５，管６に分岐した
液化空気は、前記同様に、上部塔７の中段上部，粗アル
ゴン凝縮器９にそれぞれ導入される。
【００１８】液化空気を高純アルゴン塔凝縮器１６に導
入する経路である管３０に分岐した液化空気は、弁３１
を経て高純アルゴン塔凝縮器１６に導入される。高純ア
ルゴン塔凝縮器１６で前記粗アルゴンと熱交換して一部
が蒸発ガス化した液化空気は、管３２，管３３に導出さ
れ、弁３４，３５を経て液化空気を高純アルゴン塔凝縮
器１６から上部塔７に導入する経路である管３６に合流
し、さらに管１０の液化空気に合流して上部塔７の中段
に導入される。
入する経路である管３０に分岐した液化空気は、弁３１
を経て高純アルゴン塔凝縮器１６に導入される。高純ア
ルゴン塔凝縮器１６で前記粗アルゴンと熱交換して一部
が蒸発ガス化した液化空気は、管３２，管３３に導出さ
れ、弁３４，３５を経て液化空気を高純アルゴン塔凝縮
器１６から上部塔７に導入する経路である管３６に合流
し、さらに管１０の液化空気に合流して上部塔７の中段
に導入される。
【００１９】このように、高純アルゴン塔凝縮器１６に
寒冷源として導入する液化ガスを、従来の液化窒素に代
えて液化空気とし、さらに該液化空気を大部分気化後、
高純アルゴン塔凝縮器１６から上部塔７に導入するよう
にしたことにより、上部塔７に導入する空気量（液化空
気量は減少）を従来と同一に保ったまま、上部塔上部の
液化窒素還流液量を増すことができ、上部塔７内の空気
吹き込み口より上部の精留条件を改善して、排窒素中に
同伴されるアルゴン量を減少させ、管２２から導出する
アルゴン含有酸素ガス中のアルゴン量を増すことができ
る。
寒冷源として導入する液化ガスを、従来の液化窒素に代
えて液化空気とし、さらに該液化空気を大部分気化後、
高純アルゴン塔凝縮器１６から上部塔７に導入するよう
にしたことにより、上部塔７に導入する空気量（液化空
気量は減少）を従来と同一に保ったまま、上部塔上部の
液化窒素還流液量を増すことができ、上部塔７内の空気
吹き込み口より上部の精留条件を改善して、排窒素中に
同伴されるアルゴン量を減少させ、管２２から導出する
アルゴン含有酸素ガス中のアルゴン量を増すことができ
る。
【００２０】したがって、粗アルゴン塔８における精留
操作で得られる粗アルゴン量を増加させることができ
る。
操作で得られる粗アルゴン量を増加させることができ
る。
【００２１】ここで、図１に示した実施例装置と、図２
に示した従来装置とにおける粗アルゴンの採取量を比較
した結果を下表に示す。なお、装置規模は、原料空気量
１４４０００Ｎｍ3 ／ｈ，下部塔入口圧力５．３ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ，上部塔頂部圧力０．３６ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ，製
品窒素ガス量６００００Ｎｍ3 ／ｈ，製品酸素ガス量３
００００Ｎｍ3 ／ｈの場合であり、粗アルゴン塔から導
出する粗アルゴンの組成は、アルゴン９５％，酸素２．
５％，窒素２．５％である。また、収率は、粗アルゴン
採取時において１００％アルゴン換算で行った。
に示した従来装置とにおける粗アルゴンの採取量を比較
した結果を下表に示す。なお、装置規模は、原料空気量
１４４０００Ｎｍ3 ／ｈ，下部塔入口圧力５．３ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ，上部塔頂部圧力０．３６ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ，製
品窒素ガス量６００００Ｎｍ3 ／ｈ，製品酸素ガス量３
００００Ｎｍ3 ／ｈの場合であり、粗アルゴン塔から導
出する粗アルゴンの組成は、アルゴン９５％，酸素２．
５％，窒素２．５％である。また、収率は、粗アルゴン
採取時において１００％アルゴン換算で行った。
【００２２】 上部塔上部還流液量 粗アルゴン流量 収 率 （Ｎｍ3 ／ｈ） （Ｎｍ3 ／ｈ） （％） 従来装置 ４９４５０ １１８５ ８４．０６ 実施例装置 ５１０００ １１９６ ８４．８４ 表から明らかなように、粗アルゴンの増量が図れ、収率
を約０．８％向上させることができた。
を約０．８％向上させることができた。
【００２３】なお、空気液化分離装置の構成は、上記実
施例のものに限るものではなく、製品ガス（液化ガス）
の種類等に応じて適宜な構成とすることができる。
施例のものに限るものではなく、製品ガス（液化ガス）
の種類等に応じて適宜な構成とすることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高純アルゴン塔凝縮器に導入する寒冷を液化窒素から液
化空気に変更し、液化窒素を全て上部塔の還流液として
使用するとともに、高純アルゴン塔凝縮器から導出され
た液化空気を上部塔に導入することにより、上部塔に導
入する空気量を従来と同一に保ったまま、上部塔上部の
還流液量を増すことができ、上部塔内の精留条件を改善
してアルゴンの収率を向上させることができる。
高純アルゴン塔凝縮器に導入する寒冷を液化窒素から液
化空気に変更し、液化窒素を全て上部塔の還流液として
使用するとともに、高純アルゴン塔凝縮器から導出され
た液化空気を上部塔に導入することにより、上部塔に導
入する空気量を従来と同一に保ったまま、上部塔上部の
還流液量を増すことができ、上部塔内の精留条件を改善
してアルゴンの収率を向上させることができる。
【００２５】また、装置としても、簡単な系統の変更だ
けで実施することができ、新たな機器を必要としないの
で、製造コストや運転コストを増加させることもない。
けで実施することができ、新たな機器を必要としないの
で、製造コストや運転コストを増加させることもない。
【図１】 本発明の一実施例を示す空気液化分離装置の
系統図である。
系統図である。
【図２】 従来の空気液化分離装置の一例を示す系統図
である。
である。
１…複精留塔 ２…下部塔 ７…上部塔 ８…粗
アルゴン塔 ９…粗アルゴン凝縮器 １１…凝縮蒸発器 １５…
高純アルゴン塔 １６…高純アルゴン塔凝縮器
アルゴン塔 ９…粗アルゴン凝縮器 １１…凝縮蒸発器 １５…
高純アルゴン塔 １６…高純アルゴン塔凝縮器
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮，精製，冷却した原料空気を複精留
塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン塔で順次液化精留して
高純アルゴンを製造する空気液化分離方法において、前
記高純アルゴン塔に設けられる高純アルゴン塔凝縮器
に、前記複精留塔の下部塔底部に分離する液化空気を導
入し、該凝縮器から複精留塔の上部塔に導入することを
特徴とする空気液化分離方法。 - 【請求項２】 複精留塔，粗アルゴン塔，高純アルゴン
塔を備えた空気液化分離装置において、前記複精留塔の
下部塔底部に分離する液化空気を前記高純アルゴン塔に
設けられる高純アルゴン塔凝縮器に導入する経路と、該
液化空気を該凝縮器から複精留塔の上部塔に導入する経
路とを設けたことを特徴とする空気液化分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955691A JPH05133682A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 空気液化分離方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955691A JPH05133682A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 空気液化分離方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133682A true JPH05133682A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17194756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24955691A Pending JPH05133682A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 空気液化分離方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05133682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669509A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon |
| EP0669508A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon |
| WO2000060293A1 (fr) * | 1999-04-05 | 2000-10-12 | Air Liquide Japan, Ltd. | Procede et dispositif de production d'un gaz ultra pur |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24955691A patent/JPH05133682A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669509A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon |
| EP0669508A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon |
| AU679315B2 (en) * | 1994-02-24 | 1997-06-26 | Linde Aktiengesellschaft | Process and apparatus for recovery of pure argon |
| WO2000060293A1 (fr) * | 1999-04-05 | 2000-10-12 | Air Liquide Japan, Ltd. | Procede et dispositif de production d'un gaz ultra pur |
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