JPH0650658A - 空気分離方法 - Google Patents

空気分離方法

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JPH0650658A
JPH0650658A JP5138757A JP13875793A JPH0650658A JP H0650658 A JPH0650658 A JP H0650658A JP 5138757 A JP5138757 A JP 5138757A JP 13875793 A JP13875793 A JP 13875793A JP H0650658 A JPH0650658 A JP H0650658A
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oxygen
column
liquid
nitrogen
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JP5138757A
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Thomas Rathbone
トーマス・ラスボーン
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BOC Group Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気分離方法及び装置を提供すること。 【構成】 供給空気の圧縮流を主熱交換噐４中で冷却
し、高圧精留塔１０中に入口１２から導入する。この空
気を塔１０内で分離させて、窒素蒸気と酸素富化液体空
気とを得る。後者の流れを塔１０から出口４０を介して
取り出し、低圧精留塔１８において窒素画分と不純な酸
素画分とに分離させる。高圧精留塔１０内で得られた窒
素を凝縮器−再沸器２４と２６において凝縮する。得ら
れた凝縮物を各精留塔１０と１８における還流として用
いる。凝縮器−再沸器１６における低圧精留塔１８（２
バールより大きい圧力で操作される）のための再沸は供
給空気流との熱交換によって行われる。凝縮器−再沸器
２４において不純な酸素生成物は気化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は空気分離方法と装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】空気を商業的に分離する最も重要な方法
は精留による方法である。最も頻繁に用いられる空気分
離サイクルは空気流を圧縮し、生ずる圧縮空気流を水蒸
気と二酸化炭素とを除去することによって精製し、その
圧縮空気流を戻り（ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ）生成物流との
熱交換によってその精留に適した温度に冷却する工程を
含む。精留は高圧塔と低圧塔とを含む、いわゆる“２段
精留塔”において実施される、すなわち２塔の内の１塔
は他方の塔よりも高圧で作動する。空気の全部ではない
としても大部分を高圧塔中に最初に導入して、酸素富化
液体空気と窒素蒸気とに分離する。窒素蒸気は凝縮され
る。凝縮物の一部は高圧塔への液体還流として用いられ
る。酸素富化液体は高圧塔の底部から取り出され、過冷
され（ｓｕｂ−ｃｏｏｌｅｄ）（この場合に、過冷とは
冷却体が液化温度よりも低い温度にまで冷却されること
を意味する）、絞り弁又は減圧弁を通して低圧塔の中間
領域に導入される。この酸素富化液体は低圧塔内で実質
的に純粋な酸素生成物と窒素生成物とに分離される。こ
れらの生成物は低圧塔から蒸気状態で取り出され、戻り
流を形成し、これらの還流に対して流入空気流が熱交換
される。高圧塔から凝縮物の残部を取り出し、過冷し、
絞り弁又は減圧弁を通して低圧塔の頂部に通すことによ
って、低圧塔の液体還流が形成される。
【０００３】通常は、低圧塔は１〜１．５絶対気圧の範
囲内の圧力において操作される。このような圧力では、
高圧塔の頂部における凝縮仕事（ｄｕｔｙ）を果たすた
めに低圧塔の底部における液体酸素を用いて、高圧塔と
低圧塔とを結合させることが望ましい。従って、高圧塔
の頂部からの窒素蒸気は低圧塔の底部内で液体酸素と熱
交換される。これによって、充分な酸素を蒸発させるこ
とができ、低圧塔の再沸の必要条件を満たし、ガス状酸
素生成物の良好な収率を得ることができる。高圧塔の頂
部における圧力、従って流入空気が圧縮される圧力は低
圧塔における沸騰酸素の圧力よりも１゜Ｋ又は２゜Ｋ高
いように定められる。
【０００４】多くの商業的方法は１容量％未満の不純物
を含む酸素を用いる。しかし、例えば石炭ガス化のよう
に、より低い純度の、典型的には３〜２０容量％の不純
物を含む酸素を用いることが望ましいような方法も存在
する。米国特許第Ａ４，４１０，３４３号（Ｚｉｅｍｅ
ｒ）の開示によると、このような低純度の酸素が必要で
ある場合には、低圧塔と高圧塔との間に上記結合を用い
るのではなく、低圧塔への再沸物を形成し、酸素生成物
を蒸発させる両方のために、空気を用いて低圧塔の底部
において酸素を沸騰させる。生じた凝縮空気を次に高圧
塔と低圧塔の両方に供給する。酸素富化液体の流れを高
圧塔から取り出し、絞り弁に通し、その一部は高圧塔の
頂部における窒素凝縮仕事を果たすために用いられる。
米国特許第Ａ３，２１０，９５１号も不純な酸素の製造
方法を開示しており、この方法では低圧塔への再沸物を
形成し、酸素生成物を蒸発させる両方のために、空気を
用いて低圧塔の底部において酸素を沸騰させる。しか
し、この場合には、低圧塔の中間領域からの酸素富化液
体を用いて、高圧塔内で生ずる窒素蒸気を凝縮させる仕
事を果たしている。
【０００５】ガスタービンの一部を成す空気圧縮機から
分離のために空気流を取り出すことは知られている。こ
の実施は典型的に、圧縮機の出口圧力と実質的に同じ圧
力において高圧塔を操作することを含む。典型的に、こ
のような空気圧縮機は１０〜２０気圧の圧力において作
動する。高圧塔がこのような圧力で操作されると、低圧
塔が操作される圧力も同時に上昇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】理論的には、低圧塔を
１〜１．５絶対気圧の範囲内の圧力よりも高い圧力で操
作することは、圧縮空気が生成物流との熱交換によって
冷却される熱交換噐内の圧力低下の影響を減ずるので、
有利である。しかし、低圧精留塔を高圧で操作すること
の結果の一つは、我々の分析によると、それによって高
圧塔内の液体窒素還流の要求が低圧塔の液体窒素還流を
不足させる傾向があり、同時に低圧塔内の液体窒素要求
も増大することである。その結果、高圧精留塔に供給さ
れる液体空気流が空気分離方法の実施に非常に不利な影
響を与えるという因果関係がさらに生ずる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、次の工
程： （ａ）熱交換によって圧縮供給空気流の温度を精留によ
るその分離に適したレベルにまで低下させる工程と； （ｂ）その温度低下供給空気流の第１部分を高圧精留塔
に導入する工程と； （ｃ）高圧精留塔内のその供給空気を酸素富化液体画分
と窒素蒸気画分とに分離する工程と； （ｄ）高圧塔で形成された窒素蒸気を凝縮させて、生成
した凝縮物の一部を高圧塔への還流として用い、生成し
た凝縮物の他の一部を低圧精留塔への還流として用いる
工程と； （ｅ）低圧精留塔をその頂部において２〜８絶対バール
の範囲内の圧力で操作する工程と； （ｆ）前記酸素富化液体流を低圧塔中へ導入し、それか
ら少なくとも３容量％の不純物を含む不純な酸素生成物
を分離する工程と； （ｇ）低圧塔から窒素流と不純な生成物酸素流とを取り
出し、それらを前記熱交換に用いて、圧縮空気流の温度
を低下させる工程と； （ｈ）前記不純な液体酸素を沸騰させて、低圧塔への再
沸物を供給し、生成物酸素流の相を変化させる工程と を含む空気分離方法において、不純な液体酸素の一部を
温度低下供給空気流の第２部分との熱交換によって沸騰
させ、それによって前記第２部分の少なくとも一部を凝
縮させ、生じた凝縮空気を高圧塔中に導入し、不純な液
体酸素の他の一部を前記工程（ｄ）における窒素蒸気の
凝縮に用いることによって沸騰させる方法を提供する。
【０００８】本発明はまた、次の要素： （ａ）圧縮供給空気流の温度を精留によるその分離に適
したレベルにまで低下させるための主熱交換器と； （ｂ）圧縮供給空気流の一部を酸素富化液体画分と窒素
蒸気画分とに分離するための高圧精留塔と； （ｃ）高圧精留塔内で形成された窒素蒸気を凝縮させ
て、凝縮窒素の一部を高圧精留塔へ還流として戻すため
の凝縮器−再沸器と； （ｄ）前記酸素富化液体の流れを、それから不純な液体
酸素画分を分離するために、２〜８絶対バールの範囲内
の圧力での操作に適した低圧精留塔中に導入するための
手段と； （ｅ）凝縮窒素の他の一部を低圧精留塔中へ還流として
導入する手段と； （ｆ）低圧精留塔の頂部から蒸気状窒素流を取り出し、
底部から不純な液体酸素流を取り出すための手段と； （ｇ）その不純な液体酸素流を前記凝縮器−再沸器に導
入して、前記窒素蒸気を凝縮させ、前記不純な液体酸素
を沸騰させて、少なくとも３容量％の不純物を含む、不
純なガス状生成物酸素流を形成する手段と； （ｈ）不純な生成物酸素流と窒素蒸気流とを圧縮空気流
に対して向流に主熱交換噐に通すための手段と； （ｉ）不純な液体酸素と温度低下空気流の凝縮第２部分
との熱交換によって低圧精留塔へ再沸した不純な酸素を
供給するためのもう一つの凝縮器−再沸器であって、凝
縮器が高圧精留塔の入口と連通した凝縮空気の出口を有
する凝縮器−再沸器と を含む空気分離装置を提供する。
【０００９】低圧塔への再沸物を形成し、不純な酸素を
蒸発させる仕事の一部のみを果たすために温度低下空気
流の第２部分を用いることによって、液体空気の形成速
度を制限し、それによって高圧塔へ液体状態で入る空気
の割合を抑えることができる。それ故、このことは低圧
塔への還流としてより多量の凝縮液体窒素を利用可能に
する。
【００１０】典型的に、温度低下空気流の第２部分は低
圧塔への不純な液体酸素を再沸させるという仕事の全て
を果たすが、不純な酸素生成物を蒸発させるという仕事
は全く果たさない。本発明による方法のこのような実施
例では、好ましくは、不純な液体酸素を塔の底部から取
り出し、それが受ける圧力を減ずるために絞り弁に通し
てから、凝縮器−再沸器中に導入し、そこで高圧塔から
の凝縮窒素との熱交換によって沸騰させる。高圧塔から
の窒素をさらに凝縮させることが望ましい。このような
追加の凝縮は、好ましくは、低圧精留塔の頂部と底部と
の両極端の液体組成の中間の組成を有する、低圧塔から
の液体との熱交換によって実施される。高圧塔からの窒
素と中間組成の液体との間のこの熱交換は、好ましく
は、低圧塔外の凝縮器−再沸器において実施され、それ
によって、生ずる沸騰液体流はその組成がそれが戻され
る蒸気の組成とほぼ同じ組成になるようなレベルで低圧
塔に戻ることができる。
【００１１】窒素生成物流の一部を圧縮空気流とのその
熱交換の下流から取り出し、圧縮し、生成物の不純な酸
素流及び窒素流との熱交換によってその温度を低下させ
て、凝縮させることによって、低圧塔への液体窒素還流
の形成をさらに促進させることが好ましい。圧縮窒素流
の凝縮は、好ましくは、低圧塔への酸素富化流の導入の
上流で酸素富化液体流の一部との熱交換によって実施さ
れる。全酸素富化液体流はこの熱交換の上流で典型的に
過冷され、その前記部分は好ましくは絞り弁を通っても
う一つの凝縮器−再沸器に入り、そこで熱交換が行われ
る。
【００１２】好ましくは、圧縮空気流の一部を不純な生
成物酸素流とのその熱交換の上流から取り出し、不純な
生成物酸素流及び窒素流との熱交換によって、圧縮空気
流の残部が冷却される温度よりも高い温度に冷却し、外
部仕事の作用によって膨張させて、低圧塔中へ導入す
る。外部仕事の作用による空気の膨張は好ましくはター
ビン内で実施され、この外部仕事は好ましくはタービン
の上流での空気の圧縮である。温度低下空気の第２部分
と不純な酸素との熱交換によって形成される液体空気の
一部を低圧塔に導入することが好ましい。
【００１３】本発明による方法と装置は５〜２０容量％
の不純物を含む不純な酸素生成物の製造への使用に特に
適する。低圧塔は好ましくは３〜８バールの圧力（その
頂部において）で操作される。高圧塔は好ましくは１０
〜２０バールの圧力（その頂部において）で操作され
る。
【００１４】圧縮供給空気流はそれから水蒸気と二酸化
炭素とを除去することによって精製されることが好まし
い。この精製は技術上公知のいずれかの方法によって実
施することができる。
【００１５】次に、本発明による方法と装置を実施例に
基づいて、空気分離プラントの概略流れ図である添付図
面に関して説明する。
【００１６】図面を説明すると、例えばガスタービン
（図示せず）の一部を成す空気圧縮機（図示せず）から
流出する圧縮供給空気流をそれから水蒸気と二酸化炭素
とを除去するために有効な精製装置２に約１５バールの
圧力において通す。この装置２は吸収剤の床（図示せ
ず）を用いて、この水蒸気と二酸化炭素との除去を行
う。これらの床は相互に連続的に操作されるのではな
く、一つ以上の床が空気の精製に用いられる間に残りの
床が例えば熱窒素流によって再生される。このような精
製装置とその操作は技術上周知であり、これ以上説明す
る必要はない。
【００１７】精製された供給空気流を次にメジャー支流
とマイナー支流とに分割する。メジャー空気支流は主熱
交換噐４の高温端部６から低温端部８までを通って流れ
る。それによって、メジャー空気支流の温度はほぼ室温
から，精留によるその分離に適した温度にまで低下す
る。メジャー空気支流は典型的に主熱交換噐４の低温端
部８をその飽和温度における蒸気として出る。メジャー
空気支流を次に第１部分と第２部分とに分ける。第１部
分は高圧精留塔１０の底部領域に入口１２から導入す
る。高圧精留塔１０は液体−蒸気接触トレー１４と付随
する降下管（ｄｏｗｎｃｏｍｅｒ）（図示せず）とを含
み、それによって降下する液体相は上昇する蒸気相と密
接に接触し、これらの２相間の物質移動が行われる。降
下する液体相は徐々に酸素富化され、上昇する蒸気相は
徐々に窒素富化される。空気が高圧精留塔１０の底部領
域中に導入されるので、塔の底部における液体はこのよ
うな空気とほぼ平衡に達し、酸素は空気の他の主成分
（窒素とアルゴン）よりも低揮発性であるので、該底部
液体は流入するガス状空気よりも大きいモル分率の酸素
を含むことになる。他方では、高圧塔１０の頂部におけ
る蒸気は実質的に純粋な窒素を含むことになる。
【００１８】未分割のメジャー空気支流の典型的に１５
％を成す、メジャー空気支流の第２部分は第１凝縮器−
再沸器１６を通って流れ、その中で低圧精留塔１８の底
部の不純な液体酸素画分との熱交換の結果として凝縮
し、それによって不純な酸素は沸騰する。第１凝縮器−
再沸器１６は図面には低圧精留塔１８内に存在するよう
に示されるが、場合によっては塔１８の外部に配置する
こともでき、この場合には不純な液体酸素は重力下で塔
１８から凝縮器−再沸器１６中に供給され、生ずる蒸気
は塔１８に戻される。凝縮器−再沸器１６中で凝縮した
空気は２つの支流に分割される。第１凝縮器−再沸器１
６からの全液体空気流の２５％を成す、一つの支流は入
口１２のレベルを越えるレベルにおいて入口２０を通っ
て高圧精留塔１０中に導入される。他方の液体空気支流
は低圧精留塔１８に以下に述べるように通される。
【００１９】高圧精留塔１０への液体窒素還流は、その
頂部から出口２２を通って取り出される窒素蒸気を凝縮
させることによって形成される。凝縮は第２凝縮器−再
沸器２４と第３凝縮器−再沸器２６とにおいてそれぞれ
実施される。高圧精留塔１０から出口２２を通って出る
窒素蒸気流の一部は第２凝縮器−再沸器２４中で、低圧
精留塔１８の底部から出口２８を通って液体として取り
出され、絞り弁３０を通ってその圧力を５．１バールに
減ぜられてから、第２凝縮器−再沸器２４中に１０８．
５゜ｋの温度において達する不純な生成物酸素流との熱
交換によって凝縮される。不純な液体酸素は第２再沸器
−凝縮器２４中で沸騰され、生ずる蒸気は主熱交換噐４
をメジャー空気支流に向流で通過し、それによってほぼ
周囲温度にまで加温される。必要に応じて、酸素生成物
を圧縮機３２中で圧縮して、例えば石炭ガス化プロセス
における酸化剤としての、この後の用途に適した圧力に
することができる。高圧精留塔１０を出口２２から出る
窒素蒸気流のもう一つの部分を第３凝縮器−再沸器２６
中で低圧精留塔１８の底部と頂部とにおける液体の組成
の中間の組成を有する沸騰液体画分との熱交換によって
凝縮される。第３凝縮器−再沸器２６は図面には低圧精
留塔１８内の位置に示されるが、これは塔１８の外部に
配置されることが好ましい。このような配置では、液体
は塔１８の特定レベル（又は段階）から取り出され、凝
縮窒素蒸気との熱交換によって再沸され、塔１８にそれ
が最初に取り出されたレベルよりも低いレベルから戻さ
れ、この戻りレベルはそこにおける蒸気の組成が戻り蒸
気の組成に近似するようなレベルである。典型的に、塔
１８の中間レベルからこのように取り出される液体は６
２容量％の酸素を含み、１０５．４Ｋの温度である。
【００２０】凝縮器−再沸器２４と２６中で凝縮した窒
素は高圧塔１０の頂部のコレクター３４に戻される。こ
れの一部は高圧精留塔１０内の還流として用いられ、残
部はコレクター３４から取り出され、熱交換噐３６内で
過冷され、絞り弁３８を通って低圧塔１８の頂部中に液
体窒素還流として導入される。
【００２１】低圧精留塔は３種類の空気流を窒素生成物
と不純な酸素生成物とに分離するために用いられる。こ
の不純な酸素生成物は典型的に酸素８５容量％を含む。
低圧精留塔１８は典型的にその頂部において６．０バー
ルの圧力で作動する。
【００２２】低圧精留塔１８内で分離される３種の空気
供給源の一つは、高圧精留塔１０の底部で形成される酸
素富化液体である。この酸素富化液体流は塔１０から出
口４０を通って取り出され、熱交換器４２を通って過冷
され、熱交換器４２の下流で２支流に分割される。これ
らの１支流は絞り弁４４を通って、低圧精留塔１８中に
そこにおける液体がほぼ同じ組成であるようなレベル
（又は分離段階）において導入される。他方の支流はそ
の圧力を６．１５バールに減ずるために絞り弁に通さ
れ、この圧力において第４凝縮器−再沸器４８中に導入
され、そこで以下に述べるように凝縮窒素再循環流との
熱交換によって再沸される。生ずる蒸気化流を次に低圧
精留塔中に前記１支流が塔１８に入るレベルよりも低い
レベルから低圧精留塔１８中に導入する。
【００２３】低圧精留塔内で分離される３種の空気供給
源の第二は、第１凝縮器−再沸器１６によって形成され
る第２液体空気支流である。この流れは熱交換噐４２を
通過することによって過冷され、絞り弁４６を通ること
によって低圧精留塔１８の操作圧力にまで減圧されてか
ら、低圧塔１８中へ酸素富化液体空気流が塔１８に入る
レベルを越えるレベルから低圧精留塔１８中に導入され
る。
【００２４】低圧精留塔１８内で分離される第３空気供
給源は装置４内で精製される空気から形成されるマイナ
ー空気支流である。この空気は圧縮機５０内で２１．３
バールの圧力に圧縮され、メジャー空気支流と同時に主
熱交換噐４に通され、この熱交換噐から２０７Ｋの温度
において取り出され、膨張タービン５２内で低圧塔の操
作圧力まで膨張されてから、低圧精留塔１８中へ１５２
Ｋの温度において導入される。この膨張空気は典型的に
塔１８に、第４凝縮器−再沸器４８からの空気と同じレ
ベルにおいて導入される。タービン５２が圧縮機５０を
駆動することができるように、タービン５２のローター
（図示せず）は圧縮機５０のローター（複数の場合もあ
り）（図示せず）と同じシャフトに取り付けられる。
【００２５】低圧精留塔１８は液体−蒸気接触トレー５
４と付随する降下管（図示せず）とを含み、それによっ
て降下する液体相は上昇する蒸気相と密接に接触し、こ
れらの２相間の物質移動が行われる。降下する液体相は
徐々に酸素富化され、上述したように、８５容量％の酸
素を含む不純な液体酸素が塔の底部に形成される。上昇
する蒸気相は徐々に窒素富化される。実質的に純粋な窒
素流が低圧精留塔の頂部から出口５６を介して取り出さ
れ、熱交換噐３６と４２を通る他の流れに対して向流で
これらの熱交換噐を連続的に通過して、これらの他の流
れを過冷することができる。熱交換噐４２の下流では、
窒素流が熱交換噐４の低温端部１８からその高温端部６
までを通って流れる。これによって窒素はほぼ周囲温度
にまで加温される。窒素の約７５％が生成物として取り
出され、圧縮機５８において圧縮され、その圧力を例え
ばガスタービン（図示せず）の燃焼室（図示せず）中へ
それを導入するために適したレベルにまで高められる。
窒素流の残部は圧縮機６０内で１１バールの圧力にまで
圧縮され、生ずる圧縮窒素流が主熱交換噐４の高温端部
６からその低温端部８までを通って戻される。このよう
にして冷却された窒素流は第４凝縮器−再沸器４８のた
めに必要な熱を与え、それ自体は凝縮される。生ずる凝
縮窒素流は熱交換噐３６を通ることによって過冷され、
絞り弁３８の上流でコレクター３４から取り出された過
冷液体窒素流と混合される。従って、圧縮機６０を通っ
て再循環される窒素は液体窒素還流が低圧塔１８に供給
される速度を促進させる。
【００２６】圧縮機３２，５０，６０は各々、典型的に
それに付随した再冷却器（ａｆｔｅｒｃｏｏｌｅｒ）
（図示せず）を有し、圧縮されたガスから圧縮熱を除去
する。
【００２７】上記空気分離プロセスの低圧精留塔１８は
ＭｃＣａｂｅ−Ｔｈｉｅｌｅ分析によって、通常の空気
分離プロセスに比べて比較的に、殆ど可逆的に操作され
うることが判明しており、この塔のエネルギー効率は８
０％を越えうることが算出されている。
【００２８】図面に関連して述べた上記方法に種々な変
化及び変更を施すことが可能である。例えば、望ましい
場合には、低圧塔１８からの窒素生成物の他に、高圧塔
１０から窒素生成物を取り出すこともできる。図面に示
すように、この追加の窒素生成物は熱交換噐４の低温端
部８から高温端部６までに通して、それをほぼ周囲温度
にまで加温することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法による空気分離プラントの概略流
れ図。
【符号の説明】
２． 精製装置 ４． 熱交換噐 １０．高圧精留塔 １４．液体−蒸気接触トレー １６．第１凝縮器−再沸器 １８．低温精留塔 ２４．第２凝縮器−再沸器 ２６．第３凝縮器−再沸器 ３０．絞り弁 ３２．圧縮機 ５０．圧縮機 ５２．膨張タービン

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 次の工程： （ａ）熱交換によって圧縮供給空気流の温度を精留によ
    るその分離に適したレベルにまで低下させる工程と； （ｂ）その温度低下供給空気流の第１部分を高圧精留塔
    に導入する工程と； （ｃ）高圧精留塔内のその供給空気を酸素富化液体画分
    と窒素蒸気画分とに分離する工程と； （ｄ）高圧塔で形成された窒素蒸気を凝縮させて、生成
    した凝縮物の一部を高圧塔への還流として用い、生成し
    た凝縮物の他の一部を低圧精留塔への還流として用いる
    工程と； （ｅ）低圧精留塔をその頂部において２〜８絶対バール
    の範囲内の圧力で操作する工程と； （ｆ）前記酸素富化液体流を低圧塔中へ導入し、それか
    ら少なくとも３容量％の不純物を含む不純な酸素生成物
    を分離する工程と； （ｇ）低圧塔から窒素流と不純な生成物酸素流とを取り
    出し、それらを前記熱交換に用いて、圧縮空気流の温度
    を低下させる工程と； （ｈ）前記不純な液体酸素を沸騰させて、低圧塔への再
    沸物を形成し、生成物酸素流の相を変化させる工程と を含む空気分離方法において、不純な液体酸素の一部を
    温度低下供給空気流の第２部分との熱交換によって沸騰
    させ、それによって前記第２部分の少なくとも一部を凝
    縮させ、生じた凝縮空気の一部をを高圧塔中に導入し、
    不純な液体酸素の他の一部を前記工程（ｄ）における窒
    素蒸気の凝縮に用いることによって沸騰させる方法。
  2. 【請求項２】 温度低下供給空気流の第２部分によって
    沸騰させた不純な液体酸素部分を低圧精留塔の再沸物と
    して用いる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 低圧精留塔の外部の凝縮器−再沸器にお
    いて生成物酸素流の相が変化する請求項１又は２に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 生成物酸素流が凝縮器−再沸器の上流で
    絞り弁を通過する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 高圧精留塔からの他の窒素蒸気を低圧精
    留塔の頂部と底部との両極端の液体組成の中間の組成を
    有する、低圧塔からの液体との熱交換によって凝縮させ
    る請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 さらに他の窒素蒸気と低圧塔からの前記
    液体との間の熱交換が低圧精留塔の外部で実施される請
    求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 低圧塔から取り出した窒素流の一部を圧
    縮空気流とのその熱交換の下流から取り出し、圧縮し、
    不純な生成物酸素流と窒素流との熱交換によって温度を
    低下させ、凝縮させ、生ずる凝縮物を低圧精留塔内の還
    流として用いる請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 酸素富化液体の低圧精留塔中への導入の
    上流で、圧縮窒素流の凝縮を高圧塔からの酸素富化液体
    流の一部との熱交換によって実施する請求項７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 酸素富化液体流の前記部分を圧縮窒素流
    とのその熱交換の上流で過冷し、減圧する請求項８記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 圧縮空気流の一部を不純な生成物酸素
    流及び窒素流との熱交換の上流から取り出し、圧縮し、
    不純な生成物酸素流との熱交換によって冷却し、窒素流
    を外部仕事の作用によって膨張させて、低圧精留塔中へ
    導入する請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 温度低下空気の第２部分と不純な酸素
    との熱交換によって形成される液体空気の一部を低圧精
    留塔中へ導入する請求項１〜１０のいずれかに記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 次の要素： （ａ）圧縮供給空気流の温度を精留によるその分離に適
    したレベルにまで低下させるための主熱交換器と； （ｂ）圧縮供給空気流の一部を酸素富化液体画分と窒素
    蒸気画分とに分離するための高圧精留塔と； （ｃ）高圧精留塔内で形成された窒素蒸気を凝縮させ
    て、凝縮窒素の一部を高圧精留塔へ還流として戻すため
    の凝縮器−再沸器と； （ｄ）前記酸素富化液体の流れを、それから不純な液体
    酸素画分を分離するために、２〜８絶対バールの範囲内
    の圧力での操作に適した低圧精留塔中に導入するための
    手段と； （ｅ）凝縮窒素の他の一部を低圧精留塔中へ還流として
    導入する手段と； （ｆ）低圧精留塔の頂部から蒸気状窒素流を取り出し、
    底部から不純な液体酸素流を取り出すための手段と； （ｇ）その不純な液体酸素流を前記凝縮器−再沸器に導
    入して、前記窒素蒸気を凝縮させ、前記不純な液体酸素
    を沸騰させて、少なくとも３容量％の不純物を含む、不
    純なガス状生成物酸素流を形成する手段と； （ｈ）不純な生成物酸素流と窒素蒸気流とを圧縮空気流
    に対して向流に主熱交換噐に通すための手段と； （ｉ）不純な液体酸素と温度低下空気流の凝縮第２部分
    との熱交換によって低圧精留塔へ再沸した不純な酸素を
    供給するためのもう一つの凝縮器−再沸器であって、凝
    縮器が高圧精留塔の入口と連通した凝縮空気の出口を有
    する凝縮器−再沸器と を含む空気分離装置。
  13. 【請求項１３】 不純な液体酸素流を、凝縮器−再沸器
    へそれを導入する上流で、減圧するための絞り弁をさら
    に含む請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 高圧精留塔からの他の窒素蒸気を低圧
    精留塔の頂部と底部との両極端の液体組成の中間の組成
    を有する、低圧塔からの液体との熱交換によって凝縮さ
    せるために第３凝縮器−再沸器をさらに含む請求項１２
    又は１３に記載の装置。
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