JPH06323722A - 液体酸素沸騰器を備える極低温精留システム - Google Patents
液体酸素沸騰器を備える極低温精留システムInfo
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- F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
- F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
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- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
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- F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
- F25J2250/40—One fluid being air
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- F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
- F25J2250/50—One fluid being oxygen
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来からの酸素生成物沸騰器サイクルより改
善された運転効率を有する液体酸素製造のための極低温
精留システムの開発。 【構成】 供給空気１００を圧縮器１で圧縮し、圧縮さ
れた供給空気の大部分乃至全量をターボ膨張器７に結合
された圧縮器５を通すことにより追加圧縮し、その少な
くとも一部をターボ膨張せしめ、残部を該ターボ膨張を
受けないまま維持して生成物沸騰器４に通し、ターボ膨
張された供給空気を高圧塔１１及び低圧塔１４を含む複
塔式極低温精留設備の高圧塔に導入し、ターボ膨張され
ない供給空気の少なくとも一部を凝縮して高圧塔に導入
し、低圧塔１４から液体酸素２３をとり出し、液体酸素
を生成物沸騰器４にて間接熱交換により蒸発せしめ、生
成する酸素を生成物１２１として回収する。
善された運転効率を有する液体酸素製造のための極低温
精留システムの開発。 【構成】 供給空気１００を圧縮器１で圧縮し、圧縮さ
れた供給空気の大部分乃至全量をターボ膨張器７に結合
された圧縮器５を通すことにより追加圧縮し、その少な
くとも一部をターボ膨張せしめ、残部を該ターボ膨張を
受けないまま維持して生成物沸騰器４に通し、ターボ膨
張された供給空気を高圧塔１１及び低圧塔１４を含む複
塔式極低温精留設備の高圧塔に導入し、ターボ膨張され
ない供給空気の少なくとも一部を凝縮して高圧塔に導入
し、低圧塔１４から液体酸素２３をとり出し、液体酸素
を生成物沸騰器４にて間接熱交換により蒸発せしめ、生
成する酸素を生成物１２１として回収する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気の極低温精留に関
するものであり、特には液体酸素を蒸発せしめて供給物
を凝縮する極低温精留方法及び装置に関するものであ
る。
するものであり、特には液体酸素を蒸発せしめて供給物
を凝縮する極低温精留方法及び装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】酸素は、一般に周知の複塔システムを使
用して供給空気の極低温精留により大量に工業的に製造
されており、この場合生成物酸素は低圧塔からとり出さ
れる。時として、低圧塔から抜き出される時の圧力を超
える圧力で酸素を製造することが所望されることがあ
る。そうした場合には、気体酸素が所望の圧力まで圧縮
されうる。しかしながら、安全のためそして運転コスト
目的両方のために、低圧塔から酸素を液体として取り出
し、それを高圧にポンプ加圧し、そして後加圧された液
体酸素を沸騰器において蒸発せしめて所望の昇圧生成物
酸素気体を製造することが一般には好ましい。
用して供給空気の極低温精留により大量に工業的に製造
されており、この場合生成物酸素は低圧塔からとり出さ
れる。時として、低圧塔から抜き出される時の圧力を超
える圧力で酸素を製造することが所望されることがあ
る。そうした場合には、気体酸素が所望の圧力まで圧縮
されうる。しかしながら、安全のためそして運転コスト
目的両方のために、低圧塔から酸素を液体として取り出
し、それを高圧にポンプ加圧し、そして後加圧された液
体酸素を沸騰器において蒸発せしめて所望の昇圧生成物
酸素気体を製造することが一般には好ましい。
【０００３】極低温精留は、運転に冷凍力（冷気）を必
要とする。所要の冷凍力は酸素が液体として塔から回収
されそして蒸発前にポンプ加圧されるとき増大する、こ
れはポンプ仕事がシステムに付加されるからである。冷
凍力は精留塔システムに供給される流れのターボ膨張に
より冷凍プロセスに提供されうる。
要とする。所要の冷凍力は酸素が液体として塔から回収
されそして蒸発前にポンプ加圧されるとき増大する、こ
れはポンプ仕事がシステムに付加されるからである。冷
凍力は精留塔システムに供給される流れのターボ膨張に
より冷凍プロセスに提供されうる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ターボ
膨張のための流れの圧縮は莫大な量のエネルギーを消費
する。本発明の課題は、液体酸素が塔システムから取り
出されて沸騰に供されそしてプロセス冷凍力が供給流れ
のターボ膨張により提供される極低温精留システムにし
て、従来からの酸素生成物沸騰器サイクルより改善され
た運転効率を有する極低温精留システムを開発すること
である。
膨張のための流れの圧縮は莫大な量のエネルギーを消費
する。本発明の課題は、液体酸素が塔システムから取り
出されて沸騰に供されそしてプロセス冷凍力が供給流れ
のターボ膨張により提供される極低温精留システムにし
て、従来からの酸素生成物沸騰器サイクルより改善され
た運転効率を有する極低温精留システムを開発すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、課題解決のた
めには、圧縮された供給物をターボ膨張器に結合された
圧縮器において追加圧縮し、ターボ膨張器を通してター
ボ膨張せしめて圧縮器を駆動し、そしてターボ膨張を受
けない部分を生成物沸騰器において液体酸素と熱交換さ
せて液体酸素を蒸発せしめるのが有効であることを見い
だした。本発明は、その一様相において、極低温精留に
より酸素を製造する方法を提供するものであり、本方法
は、（Ａ）供給空気を第１圧力まで圧縮すること、
（Ｂ）前記圧縮された供給空気の少なく５５％をそれを
ターボ膨張器に結合された圧縮器を通すことにより第２
圧力まで追加圧縮すること、（Ｃ）前記追加圧縮された
供給空気の少なくとも一部をターボ膨張せしめ、少なく
とも一部の供給空気を該ターボ膨張を受けないまま維持
すること、（Ｄ）ターボ膨張された供給空気を複塔式極
低温精留設備の高圧塔に導入すること、（Ｅ）ターボ膨
張されない供給空気の少なくとも一部を凝縮すること、
（Ｆ）前記凝縮された供給空気を高圧塔に導入するこ
と、及び（Ｇ）極低温精留設備から液体酸素をとり出
し、液体酸素を供給空気との間接熱交換により蒸発せし
め、他方供給空気を凝縮せしめ、そして生成する酸素を
生成物として回収することを包含する。
めには、圧縮された供給物をターボ膨張器に結合された
圧縮器において追加圧縮し、ターボ膨張器を通してター
ボ膨張せしめて圧縮器を駆動し、そしてターボ膨張を受
けない部分を生成物沸騰器において液体酸素と熱交換さ
せて液体酸素を蒸発せしめるのが有効であることを見い
だした。本発明は、その一様相において、極低温精留に
より酸素を製造する方法を提供するものであり、本方法
は、（Ａ）供給空気を第１圧力まで圧縮すること、
（Ｂ）前記圧縮された供給空気の少なく５５％をそれを
ターボ膨張器に結合された圧縮器を通すことにより第２
圧力まで追加圧縮すること、（Ｃ）前記追加圧縮された
供給空気の少なくとも一部をターボ膨張せしめ、少なく
とも一部の供給空気を該ターボ膨張を受けないまま維持
すること、（Ｄ）ターボ膨張された供給空気を複塔式極
低温精留設備の高圧塔に導入すること、（Ｅ）ターボ膨
張されない供給空気の少なくとも一部を凝縮すること、
（Ｆ）前記凝縮された供給空気を高圧塔に導入するこ
と、及び（Ｇ）極低温精留設備から液体酸素をとり出
し、液体酸素を供給空気との間接熱交換により蒸発せし
め、他方供給空気を凝縮せしめ、そして生成する酸素を
生成物として回収することを包含する。
【０００６】本発明は、また別の様相において、極低温
精留により酸素を製造する装置を提供し、この装置は、
（Ａ）第１圧縮器と、第２圧縮器と、該第２圧縮器に結
合されるターボ膨張器と、（Ｂ）供給物を前記第１圧縮
器にそして該第１圧縮器から第２圧縮器に通すための手
段と、（Ｃ）高圧塔を備える複塔式極低温精留設備と、
（Ｄ）供給物を第２圧縮器からターボ膨張器へとそして
該ターボ膨張器から高圧塔へと通すための手段と、
（Ｅ）生成物沸騰器、供給物を該生成物沸騰器へとそし
て該生成物沸騰器から高圧塔へと通すための手段と、
（Ｆ）前記極低温精留設備から生成物沸騰器へと通す手
段と、（Ｇ）前記生成物沸騰器から生成物流体を回収す
る手段とを包含する。
精留により酸素を製造する装置を提供し、この装置は、
（Ａ）第１圧縮器と、第２圧縮器と、該第２圧縮器に結
合されるターボ膨張器と、（Ｂ）供給物を前記第１圧縮
器にそして該第１圧縮器から第２圧縮器に通すための手
段と、（Ｃ）高圧塔を備える複塔式極低温精留設備と、
（Ｄ）供給物を第２圧縮器からターボ膨張器へとそして
該ターボ膨張器から高圧塔へと通すための手段と、
（Ｅ）生成物沸騰器、供給物を該生成物沸騰器へとそし
て該生成物沸騰器から高圧塔へと通すための手段と、
（Ｆ）前記極低温精留設備から生成物沸騰器へと通す手
段と、（Ｇ）前記生成物沸騰器から生成物流体を回収す
る手段とを包含する。
【０００７】（用語の定義）ここで使用するものとして
の「供給空気」とは、大気のような主として窒素、酸素
及びアルゴンを含む混合物である。
の「供給空気」とは、大気のような主として窒素、酸素
及びアルゴンを含む混合物である。
【０００８】ここで使用するものとしての「ターボ膨
張」及び「ターボ膨張器」とは、高圧気体をその圧力及
び温度を減じるべくタービンを通して流し、それにより
冷凍力（冷気）を発生せしめるための方法及び装置をそ
れぞれ意味する。
張」及び「ターボ膨張器」とは、高圧気体をその圧力及
び温度を減じるべくタービンを通して流し、それにより
冷凍力（冷気）を発生せしめるための方法及び装置をそ
れぞれ意味する。
【０００９】ここで使用するものとしての用語「塔」
は、蒸留、精留或いは分留を実施するためのカラム或い
は帯域、即ち液体及び気体相を向流で接触して流体混合
物の分離をもたらす接触カラム或いは帯域を意味し、こ
れは例えば塔内に取付けられた一連の垂直方向に隔置さ
れたトレイ或いはプレートにおいて或いは塔に充填した
一定の構成をとるよう組織的に配列された充填物要素乃
至無秩序に配列された充填物要素において蒸気及び液体
相を接触することにより実施される。蒸留塔のこれ以上
の詳細については、マックグローヒル・ブック・カンパ
ニー出版、アール．エッチ．ペリー等編「ケミカル・エ
ンジニアズ・ハンドブック」１３節、１３−３頁、「連
続蒸留プロセス」を参照されたい。用語「複塔」とは高
圧塔と低圧塔とを備え、高圧塔の上端と低圧塔の下端と
が熱交換関係にある塔設備を意味するのに使用される。
複塔についてのこれ以上の詳細はルヘマン著「気体の分
離」オックスフォード・ユニバーシティ・プレス、（１
９４９）、ＶＩＩ章、工業的な空気分離に書かれてい
る。
は、蒸留、精留或いは分留を実施するためのカラム或い
は帯域、即ち液体及び気体相を向流で接触して流体混合
物の分離をもたらす接触カラム或いは帯域を意味し、こ
れは例えば塔内に取付けられた一連の垂直方向に隔置さ
れたトレイ或いはプレートにおいて或いは塔に充填した
一定の構成をとるよう組織的に配列された充填物要素乃
至無秩序に配列された充填物要素において蒸気及び液体
相を接触することにより実施される。蒸留塔のこれ以上
の詳細については、マックグローヒル・ブック・カンパ
ニー出版、アール．エッチ．ペリー等編「ケミカル・エ
ンジニアズ・ハンドブック」１３節、１３−３頁、「連
続蒸留プロセス」を参照されたい。用語「複塔」とは高
圧塔と低圧塔とを備え、高圧塔の上端と低圧塔の下端と
が熱交換関係にある塔設備を意味するのに使用される。
複塔についてのこれ以上の詳細はルヘマン著「気体の分
離」オックスフォード・ユニバーシティ・プレス、（１
９４９）、ＶＩＩ章、工業的な空気分離に書かれてい
る。
【００１０】「蒸気及び液体接触分離プロセス」は成分
に対する蒸気圧差に依存する。高蒸気圧成分（即ち、よ
り高揮発性、低沸騰点成分）は、蒸気相に濃縮する傾向
があり、他方低蒸気圧成分（即ち、より低揮発性、高沸
騰点成分）は、液体相に濃縮する傾向がある。「蒸留」
とは、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発
性成分を液体相に残すのに液体混合物の加熱作用を使用
する分離プロセスである。「部分凝縮」とは、揮発性成
分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発性成分を液体相
に残すのに液体混合物の冷却作用を使用する分離プロセ
スである。「精留或いは連続蒸留」とは、蒸気相と液体
相の向流処理により得られるような順次しての部分的な
蒸発及び凝縮を組み合わせる分離プロセスである。蒸気
及び液体相の向流接触は断熱的でありそして相間の積分
型或いは微分型接触を含みうる。混合物を分離するのに
精留の原理を利用する分離プロセス設備は、精留塔、蒸
留塔或いは分留塔と互換的に呼ばれることが多い。「極
低温精留」は、１５０Ｋ以下の温度のような低温で少な
くとも部分的に実施される精留プロセスである。
に対する蒸気圧差に依存する。高蒸気圧成分（即ち、よ
り高揮発性、低沸騰点成分）は、蒸気相に濃縮する傾向
があり、他方低蒸気圧成分（即ち、より低揮発性、高沸
騰点成分）は、液体相に濃縮する傾向がある。「蒸留」
とは、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発
性成分を液体相に残すのに液体混合物の加熱作用を使用
する分離プロセスである。「部分凝縮」とは、揮発性成
分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発性成分を液体相
に残すのに液体混合物の冷却作用を使用する分離プロセ
スである。「精留或いは連続蒸留」とは、蒸気相と液体
相の向流処理により得られるような順次しての部分的な
蒸発及び凝縮を組み合わせる分離プロセスである。蒸気
及び液体相の向流接触は断熱的でありそして相間の積分
型或いは微分型接触を含みうる。混合物を分離するのに
精留の原理を利用する分離プロセス設備は、精留塔、蒸
留塔或いは分留塔と互換的に呼ばれることが多い。「極
低温精留」は、１５０Ｋ以下の温度のような低温で少な
くとも部分的に実施される精留プロセスである。
【００１１】用語「間接熱交換」とは、２種の流体流れ
を相互の物理的接触或いは相互混合をもたらすことなく
熱交換関係に持ちきたすことを意味する。
を相互の物理的接触或いは相互混合をもたらすことなく
熱交換関係に持ちきたすことを意味する。
【００１２】ここで使用するものとしての「アルゴン
塔」とは、アルゴンを含む供給物を処理しそして供給物
のアルゴン濃度を超えるアルゴン濃度を有する生成物を
産出する塔を意味する。この塔は、その上方部分に熱交
換器、即ち頂部凝縮器を装備しうる。
塔」とは、アルゴンを含む供給物を処理しそして供給物
のアルゴン濃度を超えるアルゴン濃度を有する生成物を
産出する塔を意味する。この塔は、その上方部分に熱交
換器、即ち頂部凝縮器を装備しうる。
【００１３】ここで使用するものとしての用語「液体酸
素」とは少なくとも９５モル％の酸素濃度を有する液体
を意味する。
素」とは少なくとも９５モル％の酸素濃度を有する液体
を意味する。
【００１４】ここで使用するものとしての用語「結合
（された）」とは一つの装置から別の装置へと歯車のよ
うな中間伝動手段無く直接仕事を移行するように機械的
に連結されることを意味する。結合は２つの装置を繋ぐ
単一の回転軸によりもたらしうる。
（された）」とは一つの装置から別の装置へと歯車のよ
うな中間伝動手段無く直接仕事を移行するように機械的
に連結されることを意味する。結合は２つの装置を繋ぐ
単一の回転軸によりもたらしうる。
【００１５】
【作用】本発明は、ターボ膨張器に結合された圧縮器を
使用しそして圧縮器により圧縮された流体をターボ膨張
器に通してターボ膨張せしめ、極低温精留設備への導入
のための冷凍力（冷気）を発生せしめる。ターボ膨張器
を通る流体は、圧縮器をこれら両者の結合により駆動
し、従ってターボ膨張器により生み出されるエネルギー
を捕獲するための発電機の必要性を排除しそして圧縮器
の運転効率を改善する。ターボ膨張されなかった供給物
の一部は凝縮されて液体酸素を沸騰せしめるのに使用さ
れる。従って、液体酸素との熱交換により凝縮されつつ
ある供給物は残りの供給物から独立され、この流体が生
成物沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立して
圧縮されることを可能ならしめ、酸素生成物圧力要件が
設備の冷凍要件に依存しないことを可能とする。即ち、
ターボ膨張器と圧縮器両方に対して歯車のような仲介伝
動手段なく両者を同一速度で運転しながら高い効率が達
成できる。ターボ膨張器及びブースター圧縮器を供給空
気の主部分もしくは供給空気全量を追加圧縮のために使
用する時、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方に対
して歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効率を
得ることが可能である。生成物沸騰器と関連する供給空
気小部分を独立させ、供給空気小部分流れが生成物沸騰
器に対して必要とされる圧力水準まで独立して圧縮され
ることを可能ならしめる。これは酸素生成物圧力水準が
或る設備の所要冷凍力とは独立とされることを可能なら
しめる。更に、この構成配列はそれにより生み出される
タービン冷凍力の量に対する設計の融通性を有する。も
し例えば液体生成物を製造するために必要とされる設備
冷凍力が増大すると、タービンの仕事は増大され、これ
は利用しうるブースター圧縮器エネルギー及びその結果
としてのタービンへの空気供給圧力水準を増大する。連
結軸仕事はバランスしそして対応する空気供給物圧力水
準は設備所要冷凍力が変化するのに応じて自己補償す
る。
使用しそして圧縮器により圧縮された流体をターボ膨張
器に通してターボ膨張せしめ、極低温精留設備への導入
のための冷凍力（冷気）を発生せしめる。ターボ膨張器
を通る流体は、圧縮器をこれら両者の結合により駆動
し、従ってターボ膨張器により生み出されるエネルギー
を捕獲するための発電機の必要性を排除しそして圧縮器
の運転効率を改善する。ターボ膨張されなかった供給物
の一部は凝縮されて液体酸素を沸騰せしめるのに使用さ
れる。従って、液体酸素との熱交換により凝縮されつつ
ある供給物は残りの供給物から独立され、この流体が生
成物沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立して
圧縮されることを可能ならしめ、酸素生成物圧力要件が
設備の冷凍要件に依存しないことを可能とする。即ち、
ターボ膨張器と圧縮器両方に対して歯車のような仲介伝
動手段なく両者を同一速度で運転しながら高い効率が達
成できる。ターボ膨張器及びブースター圧縮器を供給空
気の主部分もしくは供給空気全量を追加圧縮のために使
用する時、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方に対
して歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効率を
得ることが可能である。生成物沸騰器と関連する供給空
気小部分を独立させ、供給空気小部分流れが生成物沸騰
器に対して必要とされる圧力水準まで独立して圧縮され
ることを可能ならしめる。これは酸素生成物圧力水準が
或る設備の所要冷凍力とは独立とされることを可能なら
しめる。更に、この構成配列はそれにより生み出される
タービン冷凍力の量に対する設計の融通性を有する。も
し例えば液体生成物を製造するために必要とされる設備
冷凍力が増大すると、タービンの仕事は増大され、これ
は利用しうるブースター圧縮器エネルギー及びその結果
としてのタービンへの空気供給圧力水準を増大する。連
結軸仕事はバランスしそして対応する空気供給物圧力水
準は設備所要冷凍力が変化するのに応じて自己補償す
る。
【００１６】
【実施例】本発明を図面を参照して詳しく説明する。図
１を参照すると、供給空気１００のような供給物は、第
１圧縮器（基本負荷圧縮器）１の通過により一般に４．
９〜１０．５kg/cm2絶対圧（７０〜１５０psia）の範囲
内の第１圧力まで圧縮される。圧縮された供給空気は、
圧縮熱を除去するために冷却器２９を通して冷却されそ
して吸着器２を通過することにより二酸化炭素や水蒸気
のような高沸点不純物を除去される。供給空気はその
後、第１部分１０１と第２部分１０２とに分割される。
第１部分１０１は、圧縮された供給空気の少なくとも５
５％からなり、好ましくは６５〜８０％からなる。第１
部分１０１は更に、ターボ膨張器７に結合される第２圧
縮器５を通過することにより第１圧力を超えそして一般
に５．６〜１１．９kg/cm2絶対圧（８０〜１７０psia）
の範囲内にある第２圧力まで追加圧縮される。追加圧縮
された供給空気１０３は、圧縮熱を除去するために冷却
器３０に通されそして後主熱交換器８を通過することに
より返送流れとの間接熱交換により冷却される。生成す
る冷却流れ１０４はターボ膨張器７に通される。冷却流
れ１０４の小部分１０５は、返送流れとの間接熱交換に
より熱交換器９を通過することにより液化せしめられ
る。生成する液化流れ１０６はその後、複塔式極低温精
留設備の高圧塔である塔１１に通入される。複塔式極低
温精留設備は低圧塔１４をも具備する。
１を参照すると、供給空気１００のような供給物は、第
１圧縮器（基本負荷圧縮器）１の通過により一般に４．
９〜１０．５kg/cm2絶対圧（７０〜１５０psia）の範囲
内の第１圧力まで圧縮される。圧縮された供給空気は、
圧縮熱を除去するために冷却器２９を通して冷却されそ
して吸着器２を通過することにより二酸化炭素や水蒸気
のような高沸点不純物を除去される。供給空気はその
後、第１部分１０１と第２部分１０２とに分割される。
第１部分１０１は、圧縮された供給空気の少なくとも５
５％からなり、好ましくは６５〜８０％からなる。第１
部分１０１は更に、ターボ膨張器７に結合される第２圧
縮器５を通過することにより第１圧力を超えそして一般
に５．６〜１１．９kg/cm2絶対圧（８０〜１７０psia）
の範囲内にある第２圧力まで追加圧縮される。追加圧縮
された供給空気１０３は、圧縮熱を除去するために冷却
器３０に通されそして後主熱交換器８を通過することに
より返送流れとの間接熱交換により冷却される。生成す
る冷却流れ１０４はターボ膨張器７に通される。冷却流
れ１０４の小部分１０５は、返送流れとの間接熱交換に
より熱交換器９を通過することにより液化せしめられ
る。生成する液化流れ１０６はその後、複塔式極低温精
留設備の高圧塔である塔１１に通入される。複塔式極低
温精留設備は低圧塔１４をも具備する。
【００１７】冷却された追加圧縮流れ１０４は、ターボ
膨張器７を通過することによりターボ膨張され、それに
より冷凍力を発生しそしてまた圧縮器５を駆動する。タ
ーボ膨張された流れ１０７は高圧塔１１に導入される。
高圧塔１１は一般に４．５５〜７kg/cm2絶対圧（６５〜
１００psia）の範囲内の圧力で運転されている。
膨張器７を通過することによりターボ膨張され、それに
より冷凍力を発生しそしてまた圧縮器５を駆動する。タ
ーボ膨張された流れ１０７は高圧塔１１に導入される。
高圧塔１１は一般に４．５５〜７kg/cm2絶対圧（６５〜
１００psia）の範囲内の圧力で運転されている。
【００１８】ターボ膨張器７に通されない供給流れ１０
２は好ましくは、圧縮器３を通過することにより第３圧
力まで圧縮される。一般に第３圧力は第２圧力とは異な
りそして７〜９８kg/cm2絶対圧（１００〜１４００psi
a）の範囲とされる。生成する流れ１０８は主熱交換器
を通過することにより冷却されそして生成物沸騰器４に
通され、ここで以下に詳しく説明するように生成された
液体酸素との間接熱交換により凝縮せしめられ、他方液
体酸素を沸騰せしめる。凝縮された供給空気１０９は、
熱交換器１０を通過することにより液体酸素との間接熱
交換によりサブ冷却されそして好ましくは流れ１０７が
通入された水準より上方の水準において高圧塔１１に通
入される。一般に、この水準は流れ１０７の通入水準よ
り少なくとも２平衡段（ステージ）上方である。所望な
ら、流れ１０９は流れ１０６と合流されそしてこの合流
流れ１１０が図１に例示するように高圧塔１１に既述し
たようにして通入されうる。
２は好ましくは、圧縮器３を通過することにより第３圧
力まで圧縮される。一般に第３圧力は第２圧力とは異な
りそして７〜９８kg/cm2絶対圧（１００〜１４００psi
a）の範囲とされる。生成する流れ１０８は主熱交換器
を通過することにより冷却されそして生成物沸騰器４に
通され、ここで以下に詳しく説明するように生成された
液体酸素との間接熱交換により凝縮せしめられ、他方液
体酸素を沸騰せしめる。凝縮された供給空気１０９は、
熱交換器１０を通過することにより液体酸素との間接熱
交換によりサブ冷却されそして好ましくは流れ１０７が
通入された水準より上方の水準において高圧塔１１に通
入される。一般に、この水準は流れ１０７の通入水準よ
り少なくとも２平衡段（ステージ）上方である。所望な
ら、流れ１０９は流れ１０６と合流されそしてこの合流
流れ１１０が図１に例示するように高圧塔１１に既述し
たようにして通入されうる。
【００１９】高圧塔１１内では、供給物は、極低温精留
により窒素富化頂部蒸気と酸素富化底部液体（底液）と
に分離される。図１に例示した具体例はまた第３塔をも
含んでおり、第３塔はこの場合には粗アルゴン製造のた
めのアルゴン塔である。窒素富化頂部蒸気１１１は、主
凝縮器１５に通入され、ここで低圧塔１４の底液を沸騰
させつつ自身は凝縮せしめられる。生成する凝縮流体１
１２は、高圧塔１１への還流としての流れ１１３として
また低圧塔１４への還流として熱交換器２０及び弁２１
を通る流れ１３として流される。酸素富化液体は流れ１
２として高圧塔１１から熱交換器１６に通され、ここで
返送流れとの間接熱交換によりサブ冷却されそして弁１
９を通してアルゴン塔１８の頂部凝縮器１７に通入され
る。頂部凝縮器１７において、酸素富化液体は部分的に
蒸発せしめられそして生成する蒸気と液体（図１では便
宜上一つの流れ１１４として示す）とは低圧塔１４に通
入される。
により窒素富化頂部蒸気と酸素富化底部液体（底液）と
に分離される。図１に例示した具体例はまた第３塔をも
含んでおり、第３塔はこの場合には粗アルゴン製造のた
めのアルゴン塔である。窒素富化頂部蒸気１１１は、主
凝縮器１５に通入され、ここで低圧塔１４の底液を沸騰
させつつ自身は凝縮せしめられる。生成する凝縮流体１
１２は、高圧塔１１への還流としての流れ１１３として
また低圧塔１４への還流として熱交換器２０及び弁２１
を通る流れ１３として流される。酸素富化液体は流れ１
２として高圧塔１１から熱交換器１６に通され、ここで
返送流れとの間接熱交換によりサブ冷却されそして弁１
９を通してアルゴン塔１８の頂部凝縮器１７に通入され
る。頂部凝縮器１７において、酸素富化液体は部分的に
蒸発せしめられそして生成する蒸気と液体（図１では便
宜上一つの流れ１１４として示す）とは低圧塔１４に通
入される。
【００２０】低圧塔１４は、高圧塔１１の圧力より低く
そして一般に１．１〜２．１kg/cm2絶対圧（１６〜３０
psia）の範囲内にある圧力において運転される。低圧塔
１４内では、そこに供給された流体は極低温精留により
窒素に富む蒸気と酸素に富む液体、すなわち液体酸素に
分離される。窒素に富む蒸気は、低圧塔から管路２２に
おいて抜き出され、熱交換器２０、１６、９及び８を通
過することにより加温されそして所望なら少なくとも９
８モル％の窒素濃度を有する生成物窒素１１５として回
収される。生成物純度コントロール目的のために、廃棄
物流れ２４が流れ２２を抜き出した水準より下側の水準
において低圧塔から抜き出され、熱交換器２０、１６、
９及び８を通されそして廃棄物流れ１１６として系から
取り出される。
そして一般に１．１〜２．１kg/cm2絶対圧（１６〜３０
psia）の範囲内にある圧力において運転される。低圧塔
１４内では、そこに供給された流体は極低温精留により
窒素に富む蒸気と酸素に富む液体、すなわち液体酸素に
分離される。窒素に富む蒸気は、低圧塔から管路２２に
おいて抜き出され、熱交換器２０、１６、９及び８を通
過することにより加温されそして所望なら少なくとも９
８モル％の窒素濃度を有する生成物窒素１１５として回
収される。生成物純度コントロール目的のために、廃棄
物流れ２４が流れ２２を抜き出した水準より下側の水準
において低圧塔から抜き出され、熱交換器２０、１６、
９及び８を通されそして廃棄物流れ１１６として系から
取り出される。
【００２１】アルゴンを含む流体は、管路２５において
低圧塔１４からアルゴン塔１８へと通され、そしてアル
ゴン塔１８内で極低温精留によりアルゴンに一層富む蒸
気と酸素に一層富む液体とに分離される。酸素に一層富
む液体は管路２７により低圧塔１４に返送される。アル
ゴンに一層富む蒸気は、管路１１７において頂部凝縮器
１７に通され、ここで酸素富化流体との間接熱交換によ
り部分凝縮せしめられる。生成するアルゴンに一層富む
流体は相分離器１１８に通入されそして相分離器１１８
からの液体１１９は還流としてアルゴン塔１８に通入さ
れる。相分離器１１８からの蒸気２６は、少なくとも９
０モル％のアルゴン濃度を有する生成物粗アルゴンとし
て回収される。
低圧塔１４からアルゴン塔１８へと通され、そしてアル
ゴン塔１８内で極低温精留によりアルゴンに一層富む蒸
気と酸素に一層富む液体とに分離される。酸素に一層富
む液体は管路２７により低圧塔１４に返送される。アル
ゴンに一層富む蒸気は、管路１１７において頂部凝縮器
１７に通され、ここで酸素富化流体との間接熱交換によ
り部分凝縮せしめられる。生成するアルゴンに一層富む
流体は相分離器１１８に通入されそして相分離器１１８
からの液体１１９は還流としてアルゴン塔１８に通入さ
れる。相分離器１１８からの蒸気２６は、少なくとも９
０モル％のアルゴン濃度を有する生成物粗アルゴンとし
て回収される。
【００２２】液体酸素は、低圧塔１４から管路２３にお
いて抜き出されそして好ましくは液体ポンプ２８を通す
ことによりもっと高い圧力に加圧される。液体酸素は、
その後、熱交換器１０を通過することにより加温されそ
して後生成物沸騰器４に通入され、ここで供給空気との
間接熱交換により蒸発せしめられ、他方供給空気は凝縮
する。生成する蒸発酸素１２０は、主熱交換器８を通過
することにより加温されそして少なくとも９５モル％の
酸素濃度を有する生成物酸素気体１２１として回収され
る。生成物酸素気体の圧力は、液体ポンプ２８が使用さ
れたかどうか又使用された場合使用態様に依存して、低
圧塔１４の抜き出し点において存在する圧力から約８４
kg/cm2絶対圧（１２００psia）までの範囲をとることが
できる。所望なら、わずかの液体酸素を管路１２２にお
いて生成物沸騰器４から回収することができる。
いて抜き出されそして好ましくは液体ポンプ２８を通す
ことによりもっと高い圧力に加圧される。液体酸素は、
その後、熱交換器１０を通過することにより加温されそ
して後生成物沸騰器４に通入され、ここで供給空気との
間接熱交換により蒸発せしめられ、他方供給空気は凝縮
する。生成する蒸発酸素１２０は、主熱交換器８を通過
することにより加温されそして少なくとも９５モル％の
酸素濃度を有する生成物酸素気体１２１として回収され
る。生成物酸素気体の圧力は、液体ポンプ２８が使用さ
れたかどうか又使用された場合使用態様に依存して、低
圧塔１４の抜き出し点において存在する圧力から約８４
kg/cm2絶対圧（１２００psia）までの範囲をとることが
できる。所望なら、わずかの液体酸素を管路１２２にお
いて生成物沸騰器４から回収することができる。
【００２３】図２は本発明の好ましい具体例を例示し、
ここでは第１圧力まで圧縮された供給空気の全量が更に
第２圧力まで追加圧縮される。図２の参照番号は図１と
共通の要素に対しては同じ番号を付してあり、それらの
説明は省略する。図２を参照すると、第１圧縮器１を通
して第１圧力まで圧縮された供給物１５０の全量が、第
２圧縮器５を通過することにより第２圧力まで圧縮され
る。生成する追加圧縮供給流れ１５１は吸着器２を通過
することにより高沸点不純物を除かれそして生成する流
れ１５２は２つの部分１５３と１５４とに分割される。
部分１５３は供給物の約６５〜８０％を構成しそして主
熱交換器８を通過することにより冷却された後ターボ膨
張器７に流れ１５５として通される。流れ１５５の一部
１０５は図１に例示した具体例と同じく液化されうる。
ターボ膨張器７に通されない供給物流れ１５４は好まし
くは第３圧縮器３を通過することにより第３圧力まで圧
縮されそして主熱交換器８を通過して冷却されその後生
成物沸騰器４に通入され、ここで液体酸素との間接熱交
換により凝縮せしめられ、他方液体酸素は同時に沸騰す
る。図２に例示した他の要素は図１に例示したのと実質
上同じである。
ここでは第１圧力まで圧縮された供給空気の全量が更に
第２圧力まで追加圧縮される。図２の参照番号は図１と
共通の要素に対しては同じ番号を付してあり、それらの
説明は省略する。図２を参照すると、第１圧縮器１を通
して第１圧力まで圧縮された供給物１５０の全量が、第
２圧縮器５を通過することにより第２圧力まで圧縮され
る。生成する追加圧縮供給流れ１５１は吸着器２を通過
することにより高沸点不純物を除かれそして生成する流
れ１５２は２つの部分１５３と１５４とに分割される。
部分１５３は供給物の約６５〜８０％を構成しそして主
熱交換器８を通過することにより冷却された後ターボ膨
張器７に流れ１５５として通される。流れ１５５の一部
１０５は図１に例示した具体例と同じく液化されうる。
ターボ膨張器７に通されない供給物流れ１５４は好まし
くは第３圧縮器３を通過することにより第３圧力まで圧
縮されそして主熱交換器８を通過して冷却されその後生
成物沸騰器４に通入され、ここで液体酸素との間接熱交
換により凝縮せしめられ、他方液体酸素は同時に沸騰す
る。図２に例示した他の要素は図１に例示したのと実質
上同じである。
【００２４】次の例は、図１に例示した具体例に従って
実施されそして供給物として空気を使用する本発明のコ
ンピュータシュミレーション例を報告するものである。
この例は単なる例示であって本発明を限定することを意
図するものではない。
実施されそして供給物として空気を使用する本発明のコ
ンピュータシュミレーション例を報告するものである。
この例は単なる例示であって本発明を限定することを意
図するものではない。
【００２５】（コンピュータシュミレーション例）大気
温度及び圧力における空気を第１圧縮器１を通過させる
ことにより８．０５kg/cm2絶対圧（１１５psia）の第１
圧力まで圧縮した。空気をその後冷却器２９において２
９９Ｋ（ケルビン）まで冷却した。吸着器２において精
製及び水除去後、空気温度は２８９Ｋであった。空気の
２４％に等しい一部１０２を２４．２kg/cm2絶対圧（３
４６psia）の第３圧力まで圧縮した。管路１０１におけ
る、空気の残部７６％は第２圧縮器５において８．９kg
/cm2絶対圧（１２７psia）の第２圧力まで圧縮した。流
れ１０３をその後冷却器３０において２９０Ｋの温度ま
で冷却しそして後主熱交換器８において冷たい返送流れ
との熱交換により１１１Ｋまで更に冷却した。この流れ
の、空気流れの３．５％に等しい小部分１０５を熱交換
器９において液化した。残りの部分をターボ膨張器７を
通すことにより５．５kg/cm2絶対圧（７８psia）の圧力
までターボ膨張させそして高圧塔１１の底部に導入し
た。圧縮器５はターボ膨張器７と機械的に結合せしめ、
圧縮仕事を提供した。
温度及び圧力における空気を第１圧縮器１を通過させる
ことにより８．０５kg/cm2絶対圧（１１５psia）の第１
圧力まで圧縮した。空気をその後冷却器２９において２
９９Ｋ（ケルビン）まで冷却した。吸着器２において精
製及び水除去後、空気温度は２８９Ｋであった。空気の
２４％に等しい一部１０２を２４．２kg/cm2絶対圧（３
４６psia）の第３圧力まで圧縮した。管路１０１におけ
る、空気の残部７６％は第２圧縮器５において８．９kg
/cm2絶対圧（１２７psia）の第２圧力まで圧縮した。流
れ１０３をその後冷却器３０において２９０Ｋの温度ま
で冷却しそして後主熱交換器８において冷たい返送流れ
との熱交換により１１１Ｋまで更に冷却した。この流れ
の、空気流れの３．５％に等しい小部分１０５を熱交換
器９において液化した。残りの部分をターボ膨張器７を
通すことにより５．５kg/cm2絶対圧（７８psia）の圧力
までターボ膨張させそして高圧塔１１の底部に導入し
た。圧縮器５はターボ膨張器７と機械的に結合せしめ、
圧縮仕事を提供した。
【００２６】圧縮器３を流出した後、流れ１０８は主熱
交換器８において１５８Ｋまで冷却されそして後生成物
沸騰器４において液体酸素との熱交換により凝縮せし
め、他方液体酸素は１０．５kg/cm2絶対圧（１５０psi
a）の圧力で沸騰した。液体酸素の３．０％を液体生成
物１２２として回収した。流れ１０９を熱交換器１０に
おいて液体酸素との熱交換によりサブ冷却し、他方液体
酸素を加温した。その後、流れ１０６と合流させて高圧
塔の中間点に導入した。
交換器８において１５８Ｋまで冷却されそして後生成物
沸騰器４において液体酸素との熱交換により凝縮せし
め、他方液体酸素は１０．５kg/cm2絶対圧（１５０psi
a）の圧力で沸騰した。液体酸素の３．０％を液体生成
物１２２として回収した。流れ１０９を熱交換器１０に
おいて液体酸素との熱交換によりサブ冷却し、他方液体
酸素を加温した。その後、流れ１０６と合流させて高圧
塔の中間点に導入した。
【００２７】高圧塔１１は５．４６kg/cm2絶対圧（７８
psia）の圧力で運転した。低圧塔１４の頂部の圧力は
１．０６kg/cm2絶対圧（１５．２psia）の圧力であっ
た。
psia）の圧力で運転した。低圧塔１４の頂部の圧力は
１．０６kg/cm2絶対圧（１５．２psia）の圧力であっ
た。
【００２８】液体酸素流れ２３の純度はモル基準で９
９．６％酸素であった。窒素生成物流れ２２は９９．９
８モル％窒素を含みそして空気流量の２０％に等しい流
量を有した。アルゴン生成物流れ２６は９８．５モル％
のアルゴンを含んだ。
９．６％酸素であった。窒素生成物流れ２２は９９．９
８モル％窒素を含みそして空気流量の２０％に等しい流
量を有した。アルゴン生成物流れ２６は９８．５モル％
のアルゴンを含んだ。
【００２９】液体酸素流れ２３を液体ポンプ２５におい
て１０．５kg/cm2絶対圧（１５０psia）の圧力までポン
プ加圧し、その後熱交換器１０に導入しそして後生成物
沸騰器４に導入した。
て１０．５kg/cm2絶対圧（１５０psia）の圧力までポン
プ加圧し、その後熱交換器１０に導入しそして後生成物
沸騰器４に導入した。
【００３０】以上の例は非常に有益なターボ膨張器−圧
縮器の組み合わせを表す。何となればターボ膨張器とブ
ースター圧縮器両方に対して歯車のような仲介伝動手段
なく両者を同一速度で運転しながら高い効率が達成でき
たからである。
縮器の組み合わせを表す。何となればターボ膨張器とブ
ースター圧縮器両方に対して歯車のような仲介伝動手段
なく両者を同一速度で運転しながら高い効率が達成でき
たからである。
【００３１】これらプロセス条件に対して、ラジアルタ
ーボ膨張器及びラジアル圧縮器が最も多く使用される。
これら装置に対しては、設計手順は最適効率が得られる
ように運転速度を選択することである。最適速度は特定
の圧力比及び用途に必要とされる流量に依存する。無次
元パラメータｎs 、即ち比速度（比較回転数）の使用が
なされる。このパラメータはＲＰＭ単位での回転速度に
比例する。ラジアルタービンに対する最適効率は約０．
５のｎs の値において起こる。同様に、ラジアル圧縮器
に対しては、最適効率は約０．９５において起こる。上
述した例において、ターボ膨張器及びブースター圧縮器
両方に対して５８００ＲＰＭの速度がターボ膨張器及び
ブースター圧縮器それぞれに対して０．４８及び０．９
２のｎsの値をもたらした。これらの値はターボ膨張器
及びブースター圧縮器それぞれに対して最大効率を与え
る。こうして、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方
に対して圧縮されるべき流れを適正に選択することによ
り歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効率を得
ることが可能である。
ーボ膨張器及びラジアル圧縮器が最も多く使用される。
これら装置に対しては、設計手順は最適効率が得られる
ように運転速度を選択することである。最適速度は特定
の圧力比及び用途に必要とされる流量に依存する。無次
元パラメータｎs 、即ち比速度（比較回転数）の使用が
なされる。このパラメータはＲＰＭ単位での回転速度に
比例する。ラジアルタービンに対する最適効率は約０．
５のｎs の値において起こる。同様に、ラジアル圧縮器
に対しては、最適効率は約０．９５において起こる。上
述した例において、ターボ膨張器及びブースター圧縮器
両方に対して５８００ＲＰＭの速度がターボ膨張器及び
ブースター圧縮器それぞれに対して０．４８及び０．９
２のｎsの値をもたらした。これらの値はターボ膨張器
及びブースター圧縮器それぞれに対して最大効率を与え
る。こうして、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方
に対して圧縮されるべき流れを適正に選択することによ
り歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効率を得
ることが可能である。
【００３２】圧縮されるべき流れの選択が重要である。
ひとつの軸においてターボ膨張器をブースター圧縮器と
単に組み合わせるだけでは効果的でない。そうではな
く、この組合せは、供給空気の主部分もしくは供給空気
全量が追加圧縮のために使用される時のみ効果的な組合
せ対を生み出す。これは、生成物沸騰器と関連する供給
空気小部分流れを独立させ、当該供給空気小部分流れが
生成物沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立し
て圧縮されることを可能ならしめる。これは、酸素生成
物圧力水準が或る設備の所要冷凍力とは別に独立して決
定されることを可能ならしめる。
ひとつの軸においてターボ膨張器をブースター圧縮器と
単に組み合わせるだけでは効果的でない。そうではな
く、この組合せは、供給空気の主部分もしくは供給空気
全量が追加圧縮のために使用される時のみ効果的な組合
せ対を生み出す。これは、生成物沸騰器と関連する供給
空気小部分流れを独立させ、当該供給空気小部分流れが
生成物沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立し
て圧縮されることを可能ならしめる。これは、酸素生成
物圧力水準が或る設備の所要冷凍力とは別に独立して決
定されることを可能ならしめる。
【００３３】
【発明の効果】ターボ膨張器及びブースター圧縮器を供
給空気の主部分もしくは供給空気全量を追加圧縮のため
に使用する時、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方
に対して歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効
率を得ることが可能である。生成物沸騰器と関連する供
給空気小部分を独立させ、供給空気小部分流れが生成物
沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立して圧縮
されることを可能ならしめる。これは酸素生成物圧力水
準が或る設備の所要冷凍力とは独立とされることを可能
ならしめる。更に、この構成配列はそれにより生み出さ
れるタービン冷凍力の量に対する設計の融通性を有す
る。もし例えば液体生成物を製造するために必要とされ
る設備冷凍力が増大すると、タービンの仕事は増大さ
れ、これは利用しうるブースター圧縮器エネルギー及び
その結果としてのタービンへの空気供給圧力水準を増大
する。連結軸仕事はバランスしそして対応する空気供給
物圧力水準は設備所要冷凍力が変化するのに応じて自己
補償する。
給空気の主部分もしくは供給空気全量を追加圧縮のため
に使用する時、ターボ膨張器及びブースター圧縮器両方
に対して歯車のような仲介伝動手段なしに非常に高い効
率を得ることが可能である。生成物沸騰器と関連する供
給空気小部分を独立させ、供給空気小部分流れが生成物
沸騰器に対して必要とされる圧力水準まで独立して圧縮
されることを可能ならしめる。これは酸素生成物圧力水
準が或る設備の所要冷凍力とは独立とされることを可能
ならしめる。更に、この構成配列はそれにより生み出さ
れるタービン冷凍力の量に対する設計の融通性を有す
る。もし例えば液体生成物を製造するために必要とされ
る設備冷凍力が増大すると、タービンの仕事は増大さ
れ、これは利用しうるブースター圧縮器エネルギー及び
その結果としてのタービンへの空気供給圧力水準を増大
する。連結軸仕事はバランスしそして対応する空気供給
物圧力水準は設備所要冷凍力が変化するのに応じて自己
補償する。
【００３４】以上、本発明の好ましい具体例について説
明したが、当業者は本発明の範囲内で多くの変更をなし
うることを銘記されたい。
明したが、当業者は本発明の範囲内で多くの変更をなし
うることを銘記されたい。
【図１】本発明の好ましい具体例の概略流れ図であり、
ここでは圧縮された供給物の一部のみがターボ膨張器と
結合された圧縮器により追加圧縮される。
ここでは圧縮された供給物の一部のみがターボ膨張器と
結合された圧縮器により追加圧縮される。
【図２】本発明のまた別の好ましい具体例の概略流れ図
であり、ここでは圧縮された供給物の全量がターボ膨張
器と結合された圧縮器により追加圧縮される。
であり、ここでは圧縮された供給物の全量がターボ膨張
器と結合された圧縮器により追加圧縮される。
１ 第１圧縮器 ２９、３０ 冷却器 ２ 吸着器 ３ 圧縮器 ４ 生成物沸騰器 ５ 第２圧縮器 ７ ターボ膨張器 ８ 主熱交換器 ９、１０、１６、２０ 熱交換器 １１ 高圧塔 １４ 低圧塔 １５ 主凝縮器 １７ 頂部凝縮器 １８ アルゴン塔 ２８ 液体ポンプ １１８ 相分離器 １００ 供給空気 １０１、１０２ 第１部分、第２部分 １０３ 追加圧縮供給空気 １０４ 冷却追加圧縮流れ １０５ 小部分 １０６ 液化流れ １０７ ターボ膨張流れ １１１ 窒素富化頂部蒸気 １１２ 凝縮流体 １２ 酸素富化液体 １１４ 酸素富化流体 ２２、１１５ 生成物窒素 ２４、１１６ 廃棄物流れ ２６ 生成物粗アルゴン ２３ 液体酸素 １２０ 蒸発酸素 １２１ 生成物気体酸素 １２２ 回収液体酸素 １５０ 第１圧力まで圧縮された供給物 １５１ 追加圧縮供給流れ １５３、１５４ 部分 １５５ ターボ膨張器への流れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダンテ・パトリク・ボナキスト アメリカ合衆国ニューヨーク州グランドア イランド、ランソム・ロード1036
Claims (10)
- 【請求項１】 極低温精留により酸素を製造する方法で
あって、（Ａ）供給空気を第１圧力まで圧縮すること、
（Ｂ）前記圧縮された供給空気の少なく５５％をそれを
ターボ膨張器に結合された圧縮器を通すことにより第２
圧力まで追加圧縮すること、（Ｃ）前記追加圧縮された
供給空気の少なくとも一部をターボ膨張せしめ、少なく
とも一部の供給空気を該ターボ膨張を受けないまま維持
すること、（Ｄ）ターボ膨張された供給空気を複塔式極
低温精留設備の高圧塔に導入すること、（Ｅ）ターボ膨
張されない供給空気の少なくとも一部を凝縮すること、
（Ｆ）前記凝縮された供給空気を高圧塔に導入するこ
と、及び（Ｇ）極低温精留設備から液体酸素をとり出
し、液体酸素を供給空気との間接熱交換により蒸発せし
め、他方供給空気を凝縮せしめ、そして生成する酸素を
生成物として回収することを包含する極低温精留酸素製
造方法。 - 【請求項２】 圧縮された供給空気の全量がターボ膨張
器に結合された圧縮器を通すことにより第２圧力まで追
加圧縮される請求項１の方法。 - 【請求項３】 供給空気を液体酸素との間接熱交換によ
る凝縮に先立って第３圧力まで圧縮することを更に含む
請求項１の方法。 - 【請求項４】 液体酸素を極低温精留設備から抜き出し
た後蒸発させる前にもっと高い圧力にポンプ加圧する請
求項１の方法。 - 【請求項５】 複塔式極低温精留設備から窒素に富む流
体を回収することを更に含む請求項１の方法。 - 【請求項６】 複塔式極低温精留設備からのアルゴン含
有流体をアルゴン塔に通しそして一層アルゴンに富む流
体をアルゴン塔から回収することを更に含む請求項１の
方法。 - 【請求項７】 極低温精留により酸素を製造する装置で
あって、（Ａ）第１圧縮器と、第２圧縮器と、該第２圧
縮器に結合されるターボ膨張器と、（Ｂ）供給物を前記
第１圧縮器にそして該第１圧縮器から第２圧縮器に通す
ための手段と、（Ｃ）高圧塔を備える複塔式極低温精留
設備と、（Ｄ）供給物を第２圧縮器からターボ膨張器へ
とそして該ターボ膨張器から高圧塔へと通すための手段
と、（Ｅ）生成物沸騰器、供給物を該生成物沸騰器へと
そして該生成物沸騰器から高圧塔へと通すための手段
と、（Ｆ）前記極低温精留設備から生成物沸騰器へと通
す手段と、（Ｇ）前記生成物沸騰器から生成物流体を回
収する手段とを包含する極低温精留酸素製造装置。 - 【請求項８】 供給物を生成物沸騰器に通す前に供給物
を圧縮するための第３圧縮器を更に含む請求項７の装
置。 - 【請求項９】 流体を極低温精留設備から生成物沸騰器
に通す手段が液体ポンプを更に含む請求項７の装置。 - 【請求項１０】 第３塔、極低温精留設備から第３塔ま
で流体を通すための手段、及び第３塔から流体を回収す
るための手段を更に含む請求項７の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US060136 | 1993-05-13 | ||
| US08/060,136 US5365741A (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Cryogenic rectification system with liquid oxygen boiler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323722A true JPH06323722A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=22027594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122063A Withdrawn JPH06323722A (ja) | 1993-05-13 | 1994-05-12 | 液体酸素沸騰器を備える極低温精留システム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5365741A (ja) |
| EP (1) | EP0624766B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06323722A (ja) |
| CN (1) | CN1098194A (ja) |
| BR (1) | BR9401961A (ja) |
| CA (1) | CA2123440A1 (ja) |
| DE (1) | DE69402460T2 (ja) |
| ES (1) | ES2099990T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2709537B1 (fr) * | 1993-09-01 | 1995-10-13 | Air Liquide | Procédé et installation de production d'oxygène et/ou d'azote gazeux sous pression. |
| FR2726046B1 (fr) * | 1994-10-25 | 1996-12-20 | Air Liquide | Procede et installation de detente et de compression d'au moins un flux gazeux |
| DE4443190A1 (de) * | 1994-12-05 | 1996-06-13 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft |
| US5564290A (en) * | 1995-09-29 | 1996-10-15 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system with dual phase turboexpansion |
| US5546767A (en) * | 1995-09-29 | 1996-08-20 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system for producing dual purity oxygen |
| US5799508A (en) * | 1996-03-21 | 1998-09-01 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation system with split kettle liquid |
| US5765396A (en) * | 1997-03-19 | 1998-06-16 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system for producing high pressure nitrogen and high pressure oxygen |
| US5829271A (en) * | 1997-10-14 | 1998-11-03 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system for producing high pressure oxygen |
| US5901579A (en) * | 1998-04-03 | 1999-05-11 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation system with integrated machine compression |
| GB9807833D0 (en) | 1998-04-09 | 1998-06-10 | Boc Group Plc | Separation of air |
| US5878597A (en) * | 1998-04-14 | 1999-03-09 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system with serial liquid air feed |
| US5901578A (en) * | 1998-05-18 | 1999-05-11 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system with integral product boiler |
| FR2778971A1 (fr) * | 1998-05-20 | 1999-11-26 | Air Liquide | Installation de production d'un gaz, forme d'un constituant ou d'un melange de constituants de l'air sous une haute pression |
| US9182170B2 (en) * | 2009-10-13 | 2015-11-10 | Praxair Technology, Inc. | Oxygen vaporization method and system |
| CN102230716A (zh) * | 2011-06-08 | 2011-11-02 | 杭州优埃基空分设备有限公司 | 空气增压返流膨胀内压缩空气分离的方法及其装置 |
| CN102538397A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 开封黄河空分集团有限公司 | 一种由空气分离制取氮气或制取氮气同时附产氧气的工艺 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4375367A (en) * | 1981-04-20 | 1983-03-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Lower power, freon refrigeration assisted air separation |
| US4464188A (en) * | 1983-09-27 | 1984-08-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process and apparatus for the separation of air |
| US4560398A (en) * | 1984-07-06 | 1985-12-24 | Union Carbide Corporation | Air separation process to produce elevated pressure oxygen |
| US4670031A (en) * | 1985-04-29 | 1987-06-02 | Erickson Donald C | Increased argon recovery from air distillation |
| JPS62102074A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-12 | 株式会社日立製作所 | ガス分離方法及び装置 |
| DE3610973A1 (de) * | 1986-04-02 | 1987-10-08 | Linde Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoff |
| US4817393A (en) * | 1986-04-18 | 1989-04-04 | Erickson Donald C | Companded total condensation loxboil air distillation |
| US4777803A (en) * | 1986-12-24 | 1988-10-18 | Erickson Donald C | Air partial expansion refrigeration for cryogenic air separation |
| US4769055A (en) * | 1987-02-03 | 1988-09-06 | Erickson Donald C | Companded total condensation reboil cryogenic air separation |
| DE3834793A1 (de) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | Linde Ag | Verfahren zur gewinnung von rohargon |
| US4936099A (en) * | 1989-05-19 | 1990-06-26 | Air Products And Chemicals, Inc. | Air separation process for the production of oxygen-rich and nitrogen-rich products |
| FR2652409A1 (fr) * | 1989-09-25 | 1991-03-29 | Air Liquide | Procede de production frigorifique, cycle frigorifique correspondant et leur application a la distillation d'air. |
| US4994098A (en) * | 1990-02-02 | 1991-02-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Production of oxygen-lean argon from air |
| US5148680A (en) * | 1990-06-27 | 1992-09-22 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Cryogenic air separation system with dual product side condenser |
| US5114452A (en) * | 1990-06-27 | 1992-05-19 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Cryogenic air separation system for producing elevated pressure product gas |
| US5108476A (en) * | 1990-06-27 | 1992-04-28 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Cryogenic air separation system with dual temperature feed turboexpansion |
| US5098456A (en) * | 1990-06-27 | 1992-03-24 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Cryogenic air separation system with dual feed air side condensers |
| US5069699A (en) * | 1990-09-20 | 1991-12-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Triple distillation column nitrogen generator with plural reboiler/condensers |
| US5251451A (en) * | 1992-08-28 | 1993-10-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple reboiler, double column, air boosted, elevated pressure air separation cycle and its integration with gas turbines |
-
1993
- 1993-05-13 US US08/060,136 patent/US5365741A/en not_active Expired - Fee Related
-
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- 1994-05-12 CN CN94105750.XA patent/CN1098194A/zh active Pending
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- 1994-05-12 EP EP94107407A patent/EP0624766B1/en not_active Revoked
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- 1994-05-12 JP JP6122063A patent/JPH06323722A/ja not_active Withdrawn
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| EP0624766A1 (en) | 1994-11-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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