JPH08333106A

JPH08333106A - 熱処理用窒素を発生する方法及び装置

Info

Publication number: JPH08333106A
Application number: JP8059185A
Authority: JP
Inventors: Didier Domergue; ディディエール・ドメルグ; Yannick Rancon; ヤニック・ランコン
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1996-12-17
Also published as: BR9601030A; CA2171793A1; AR001223A1; TW369509B; CN1140097A; KR960034073A; SG63607A1; US5695731A; US5728354A; EP0732303A1; FR2731693A1; FR2731693B1

Abstract

(57)【要約】【課題】窒素の脱酸素の段階及び精製の段階を用いる
非低温ルートによる窒素の改良された製造方法を提案す
るものであって、当該熱処理の仕様（コスト／パフォー
マンス、妥協、過剰品質従ってコストを避ける）と単純
に両立できる雰囲気を製造する充分なフレキシビリティ
を達成すると共に、精製段階の実施を改良する。【解決手段】残留酸素含量を含む窒素主ガスと水素及
び炭化水素からなる群の還元性ガスの少なくとも１種を
含む副ガスとの反応によって触媒脱酸素反応器で窒素ベ
ースガスを製造し、触媒反応器で得られる反応ガスは連
続的な冷却及び抽出の段階で水蒸気の全部又は一部を精
製する方法であって、反応並びに冷却及び抽出の段階を
圧力下で行い、副ガスの添加が行われる主導管の点に非
制御オールオワナッシング法で主ガスが供給されること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理炉に用いる
雰囲気の分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの場合、これらの雰囲気は、適切な
場合には、実施する熱処理のタイプ及び処理する物質の
性質に応じて、Ｈ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂又は炭化水
素等の多かれ少なかれ活性の付加的な種で補足された、
一般には窒素である主たる種を含んでいる。

【０００３】このような熱処理雰囲気に用いられる窒素
は通常は低温源のものである。そのため純度は良く（こ
のような窒素は典型的には５ppm 未満の残留酸素及び５
ppm未満の残留水蒸気を含み、露点は−６５℃未満に相
当する）、実際上全てのタイプの熱処理に適している。

【０００４】近年、膜（「膜モジュール(membrane modu
le) 」の表現も広く用いられる）又は選択吸着モジュー
ル(preferential adsorption module)等による窒素の製
造が極めて発展しており、両者はよく「オンサイト手段
(means on site) 」又は「オンサイト(onsite)」と呼ば
れ、低温ルートによる従来の製造を補完している。オン
サイト製造の手段は、次の利点を有しているからであ
る。

【０００５】−供給の安全性が優れている、 −低製造コスト、 −適した純度の窒素の、所期の利用に応じ極めて魅力的
なコストでの、供給の可能性、これは、これらの窒素に
おける残留酸素濃度が数千ppm から数％に変わり得る限
りにおいて「不純窒素」ともいわれることが多い。

【０００６】然し、浸透による窒素製造の例を考える
と、その低いコストは酸素及び水蒸気純度とリンクして
おり、低温源で得られるものより良いと認められるほど
ではない（典型的には０．５％〜５％の残留酸素及び１
０ppm 未満の水蒸気）。許容される残留窒素の量が高く
なると、コストは低くなり、その逆に許容される残留窒
素の量が低くなると、膜窒素のコストは高くなることが
知られているので、低温窒素で達成できるコストに近付
くことになる。

【０００７】これらの不純窒素における残留酸素の存在
は熱処理雰囲気への使用を困難にする。

【０００８】第１段階として、製造された窒素の純度を
各ユーザー側の仕様に適合させる試みがなされ得る。酸
化され難いと考えられるある種の金属は雰囲気における
酸化種の存在に感受性が低いが、処理される他の金属は
その存在に感受性である。或いは、求められる金属表面
のある種の外観は、他の表面外観が求められる場合より
低い酸化力の雰囲気を必要とする。従って、次の２つの
場合を区別する必要がある。

【０００９】−ユーザー側の仕様と処理雰囲気における
酸素の存在（例えば０．５％以上）とに両立性がある場
合。このような仕様に現実に出会うことは希である。然
し、このカテゴリーのものとして約０．３mmへの脱炭に
ついての一定の寛容性で銑鉄のアニーリングの場合が指
摘できる。

【００１０】−ユーザー側の仕様と処理雰囲気における
遊離酸素の存在とに両立性がない場合。このような場合
は工業上の実際における熱処理の殆どである。そこで、
熱処理雰囲気における残留酸素含量を２０ppm 未満に低
下させることが絶対に必要である。

【００１１】従って、ここから（非低温ルートで得られ
る）不純窒素の使用が、実質的に全ての工業上の実施に
おいて、処理すべき物品と雰囲気との接触の前に不純窒
素の脱酸素(deoxygenation) を確かに求めていることが
結論できる。

【００１２】この窒素の脱酸素の問題の解決を見出だす
ために文献で考えられている方法は、２カテゴリー、即
ちその場の脱酸素と外部脱酸素とに分けられる。

【００１３】第１の場合において、残留酸素を含む窒素
はそのまま、還元特性によって酸素スキャベンジャー
（多くの場合「ゲッター(getter)」ともいわれる）とし
て作用する１種以上の他のガス種と共に、炉中に注入さ
れる。

【００１４】これらは、例えば、Ｈ₂、ＣＯ、Ｓｉ
Ｈ₄、炭化水素Ｃ_XＨ_Y又はメタノールＣＨ₃ＯＨ（こ
れ自体はまずＣＯとＨ₂とに分解する）である。

【００１５】この「ゲッター」は、熱容器内で、温度
で、除去すべき遊離の酸素と反応して、場合に応じて、
水蒸気、ＣＯ、水素、ＣＯ₂又は多くのこれらの成分を
形成する。

【００１６】これらのその場(in-situ) 脱酸素方法は既
知であり、多くの文献に記載されている。然し、次の欠
点を示している。

【００１７】−このようなその場での熱分解はかなりの
程度は処理容器の温度の関数である。従って、処理温度
が低過ぎるか、或いは窒素＋酸素＋「ゲッター」の混合
物が熱容器の冷過ぎる部分に注入されると、脱酸素反応
が不完全となり、残留酸素を処理する物品に接触させる
ことになる。

【００１８】−この方法によると、精製する非低温窒素
に当初存在する残留酸素の量は一般に及び計画的に０．
５容量％或いは１容量％未満に保たれる。これは、雰囲
気と処理する金属物品とが接触する前に実質的に完全な
脱酸素（Ｏ₂２０ppm 未満）が起こることを確実にする
ためである。この場合には、高い製造コストと比例する
ので、残留酸素濃度が相対的に低い不純窒素を用いるこ
とが好まれる。

【００１９】−この脱酸素反応はＣＯ₂やＨ₂Ｏ等の酸
化種を形成することになることにも注意すべきである。
これらは、酸素より酸化性は確かに少ないが、実施され
る多くの熱処理の仕様とは明らかに両立しない酸化及び
脱炭の特性を有している。

【００２０】その場での脱酸素と両立する、このカテゴ
リーの処理において、窒素／メタノール雰囲気を用いる
炭素鋼の硬化の方法の古典的場合を挙げることができ
る。ここでは、酸化種ＣＯ₂及びＨ₂Ｏの形成は、多く
の程度において還元種Ｈ₂及びＣＯの存在によって、及
び炭化水素の添加によるコントロールの存在を可能にす
ることによって補償される。

【００２１】第２のカテゴリーの方法は、外部(ex sit
u) として知られ、不純窒素（この場合は０．５％以上
の残留酸素を含み得る）とゲッターとのプレミックスを
用い、熱処理容器の外部におかれた触媒脱酸素反応器中
で混合物を反応させる。

【００２２】この方法のキイポイントは、ガス状混合物
の熱処理容器内への導入前、従って雰囲気が処理する金
属成分と接触する前に脱酸素反応が行われることであ
る。

【００２３】この場合、酸素／ゲッター結合は自発的で
はなく、典型的にはパラジウム／アルミナ或いは白金／
アルミナの触媒上で行われる。

【００２４】脱酸素反応器を出る窒素は、残留酸素を実
質的に含まず（２０容量ppm 未満）、かつ前のように、
（用いるゲッターに応じて）ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ、Ｈ
₂及びＣＨ₄タイプの種を含む。

【００２５】本出願人は文献ＥＰ−Ａ−３７０，８７２
において、パラジウム触媒上で不純窒素を水素と結合さ
せる、このカテゴリーの部分を形成する方法を提案し
た。この方法は使用が極めて簡単であるが、製造される
雰囲気は酸素を含まないが未だ水蒸気を含んでいるた
め、適した熱処理の数は限られている（例えば、銅の処
理には適しているが鋼の処理には適していない）。

【００２６】製造されるガス中に水蒸気が形成される水
素ゲッターの特定の場合には、このガスの後精製をモレ
キュラーシーブ上の吸着に基いて行い得ることは確かで
ある。吸着による精製を伴う触媒脱酸素方法は文献には
通常「デオクソ(deoxo) 」として示されている。これ
は、典型的には１０ppm 未満のＯ₂、１０ppm 未満のＨ
₂Ｏ（露点が−６０℃未満）で、適切な場合には水素の
極めて軽い残留物の低温ルートで製造されるものに極め
て近接した純度の窒素を得ることを可能にする。

【００２７】従って、このようなシステムで製造される
窒素は、勿論工業的に実施される全てのタイプの熱処理
に適した極めて高品質であるが、相対的に複雑で高価な
「デオクソ」装置の部品を用いて得られる。このコスト
面は、かなりの程度に吸着剤を再生する装置に製造され
る窒素の部分（製造される窒素の１５％と３０％の間）
を用いる必要性とリンクしている。

【００２８】このカテゴリーの外部脱酸素において、本
出願人は、文献ＥＰ−Ａ−４８２，９９２で、外部熱入
力を備えた白金触媒反応器内で不純窒素＋炭化水素の反
応の使用を提案した。

【００２９】この方法は、かなり高い割合の残留酸素
（例えば３容量％と５容量％との間）を含む不純窒素の
使用を可能にすること及び炭化水素「ゲッター」（例え
ば天然ガス）を使用することによって、極めて低い雰囲
気コストをもたらす。

【００３０】こうして得られた雰囲気は実質的に酸素を
含まず（残留酸素濃度は全ての場合に２０容量ppm 未
満）、熱処理に極めて有用なＨ₂やＣＯのような還元性
で炭化性の種を付加的に含み、Ｈ₂／Ｈ₂Ｏ及びＣＯ／
ＣＯ₂比、従って各雰囲気の酸化又は還元能力の制御を
可能にする。

【００３１】この方法には未だ実行上の一定の複雑性
（外部熱入力の必要性、かなり高温での反応）があり、
（僅か数十 m³／h の）低速で設置する必要がある場合
にはかなり不適当である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたところか
ら、外部脱酸素方法は確かに利点を有すると結論でき
る。即ち、熱容器の温度とは無関係に容易に制御できる
脱酸素反応温度、或いは、雰囲気と物品との接触の前に
反応が完了する限り、処理すべき不純窒素に当初存在す
る残留酸素の量が制限を構成しないことである。こうし
て行われる脱酸素作用は確かにＨ₂Ｏ及びＣＯ₂等の酸
化種の形成をもたらすが、精製が実際上極めて高価にな
ったとしても、雰囲気が熱処理容器に達する前に後精製
を行うことは可能である。

【００３３】この文脈において、本発明の目的は、この
窒素の脱酸素の段階及び反応生成物（本質的にＨ₂Ｏで
あるが、適当な場合にはＣＯ及びＣＯ₂等もある）の精
製の段階を用いる、非低温ルートによる窒素の改良され
た製造方法を提案して、当該熱処理の仕様（コスト／パ
フォーマンス、妥協、過剰品質、従ってコストを避け
る）と単純に両立できる雰囲気を製造する充分なフレキ
シビリティを達成すると共に、その実施は精製段階を改
良することを可能にすることにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本出願人は、文献ＦＲ−
Ａ−２，６３９，２５１において更に上記のタイプの方
法（触媒ルートで脱酸素した非低温不純窒素）を提案し
た。これは、水蒸気からの精製段階が凝縮によって（ガ
ス中に存在する水蒸気の凝縮を生じるガスと冷流体との
交換、次いで形成された液相を冷却ユニット或いは膜を
通過させることによって精製する段階）行われる。この
文献は、触媒反応器に関し及び精製段階において、圧力
下(at pressure) で操業する可能性を指摘している。

【００３５】本出願人がこの問題について継続してきた
作業において、圧力下での操業のこの文献で開発した思
想を完全にする必要性が明らかにされ、優れたコスト／
パフォーマンス妥協、又は使用の単純性についての当該
仕様へのフレキシビリティ及び適合性の上記の技術課題
への回答を提供する非低温ルートによる窒素発生方法を
提案する。これは、次の手段を組合せて利用することに
よるのである。

【００３６】−凝縮に基づく水蒸気抽出段階の使用、並
びに、実際の触媒反応及び意義のある圧力（好ましくは
５×１０⁵Pa以上）下での水蒸気からの精製の段階の両
者の実施、 −これらの圧力条件を考慮し、非制御オールオアナッシ
ング法に従って不純窒素／還元性ガス（水素又は炭化水
素）の反応混合物を製造する点における不純窒素の供
給。

【００３７】−更に実施する圧力条件との関連におい
て、、不純窒素／還元性ガスの反応混合物を製造する、
既に言及した点の下流にのみ、及び、好ましくは精製段
階の下流或いは触媒反応器の上流に、この方法に肺(lun
g)として伝統的に利用される緩衝器(buffer capacity)
を有利に配置すること、 −次いでガスが圧力下にあり、緩衝器を含みその限りに
おいて、或いは水蒸気からの精製の段階を含みその限り
において採択した配置に応じ、（大気圧に近い利用圧力
の出力ガスを得るための）圧力解放段階をこの緩衝器又
は当該精製段階の下流のみで実施する。

【００３８】実際、例との関係で更に説明するように、
圧力下での作業（可能であれば、凝縮のため十分に低
温、例えば３℃の使用と組合せて）は、水蒸気からの精
製段階の収率をかなり増大させ制御することを可能に
し、また触媒の作業容量を減少させる。

【００３９】従って、不純窒素の発生器の出口で利用で
きる圧力（極めて高くはない圧力リザーブ）を利用する
ことだけでなく、特にプラントの圧力低下をさけること
が重要であると考えられる。

【００４０】プラントにおける圧力低下の制限（及び圧
力低下を生じ得るラインの手段の存在）は、この脱酸素
方法の２つの特性とはかなり両立しないと考えられる。

【００４１】一方では、反応器内で反応する混合物の酸
素／水素の割合或いは酸素／炭化水素濃度を正確に制御
する（反応器出口における残留酸素の最終的存在を避け
るため）ことは必要である。

【００４２】他方では、不純窒素を製造する発生器（空
気分離器）は停止（０ m³／h 、発生器停止）及び製造
（公称流速Ｘ m³／h 、発生器稼働）の連続的段階で伝
統的に操業されるが、ラインの末端のユーザーステーシ
ョンではこの０〜Ｘ m³／hの範囲で流速を変え流れ連
続的に操業可能なものであり、触媒反応器における変化
をもたらす可能性があることを考慮しなければならな
い。

【００４３】本発明による方法の段階の連続は、プラン
トにおける圧力低下を正確にかなり制限することを可能
にするが、上述した操業条件と両立するので、極めて有
利なコスト条件で優れた水蒸気抽出効率をもたらす。こ
の効率は、実施する操業条件に応じて、ユーザーの仕様
の現実の仕様にできるだけ近付けることができるので、
酸素を殆ど完全に含まず（２０容量ppm 未満）、かつ水
蒸気をかなり含まない（実施条件に応じて、露点−２０
℃未満に相当する１０００ppm 未満の残留水蒸気、或い
は必要であれば処理条件によって求められた場合に露点
−２５℃未満に相当する７００ppm 未満の残留水蒸気）
窒素の製造をもたらす。

【００４４】

【発明の実施の形態】本発明による窒素ベースガス発生
方法は次の段階を包含する。

【００４５】−残留酸素含量を含む窒素主ガス(primary
gas) を吸着又は浸透によって空気分離器で製造し、 −この主ガスを主導管に沿って触媒脱酸素反応器に向
け、 −水素及び炭化水素からなる群からの少なくとも１種の
還元性ガスを含む副ガス(secondary gas) を反応器に到
達する前に主ガスに添加し、 −水蒸気を含む窒素ベース反応ガスを反応器出口で得る
ために主ガス及び副ガスを触媒反応器内で反応させ、 −触媒反応器出口で得られる反応ガスに存在する水蒸気
の全部又は一部からの精製の段階を、反応ガスを冷却す
る少なくとも１の段階及び冷却段階の結果として反応ガ
スに生じる液相を抽出する少なくとも１の段階の適用に
よって実施して精製された反応ガスを得るのであり、そ
して、次の手段を組合せて利用することを特徴とする。

【００４６】−反応並びに冷却及び抽出の段階は、圧力
下(at pressure) で行い、 −副ガスの添加が行われる主導管の点は非制御オールオ
アナッシング法によって主ガスが添加される。

【００４７】本発明による「非制御オールオアナッシン
グ(uncontrolled all or nothing)」法は、添加が行わ
れる主導管の点で主ガスが２種の態様で供給される方法
を意味し、この２種の態様は、供給が行われない０ m³
／h 及びこの点が主ガスを受け入れるＸ m³／h であ
り、Ｘは分離器の公称流速を示し、この点の上流及び分
離器の下流に位置する主導管の部分には流制御装置を欠
くのである。

【００４８】流「制御」装置は、本発明において、ガス
流を制限し（例えば絞り弁、較正オリフィス等）、又は
規制する（例えば、比例バルブ、質量流量調整器等）任
意の装置であると理解すべきである。

【００４９】本発明による圧力下の操業は、大気圧より
高い圧力におけるものと理解すべきであり、求められる
結果（仕様）に応じて、操業圧力は有利には少なくとも
２×１０⁵Pa絶対、好ましくは５×１０⁵Pa〜１５×１
０⁵Paの範囲内である。

【００５０】同様に当該場合に応じて（求められる成
果、エネルギー及び還元性ガスの現地コスト）、不純窒
素源は残留酸素含量が５容量％以下のものを用いるのが
好ましく、０．１％及び３％の間のものが更に好まし
く、０．５％及び２％の間のものが特に好ましい。

【００５１】本発明の１の具体例では、精製段階の出口
で得られた精製反応ガスは緩衝器に向けられて貯蔵さ
れ、そこから最終ユーザーステーションの要望に応じて
取り出される。次いで、このガスは有利には（１回又は
それ以上の作業で）膨脹させて、ユーザーステーション
（例えば炉）によるガスの使用の圧力Ｐ_fにする。従っ
て、この圧力Ｐ_fは一般には大気圧に近い（本発明にお
いては圧力Ｐ_fはほぼ１×１０⁵Pa及び１５×１０⁵Pa
絶対の間にあると理解すべきである）。従って、この配
置においてガスラインは緩衝器を含みその限りで圧力下
にあることに留意すべきである。

【００５２】本発明の他の具体例では、緩衝器は触媒反
応器の上流であるが、副ガスの添加が行われる主導管の
上述した点の下流に配置される。従って、膨脹段階はこ
の場合には精製段階を離れる際に直接行われる。従っ
て、この配置では、ガスラインは精製段階を含みそれま
で圧力下にあることに留意すべきである。

【００５３】上述したように、本発明の方法は、方法の
上流部分を通して意義のある圧力の使用、及びガスの上
流源と精製段階が行われるラインの点との間において最
小限の圧力低下の達成に基づくものである。

【００５４】このために、副ガスの主導管への添加は、
触媒反応器内で反応する不純ガス／副ガスの混合物を製
造するため、主導管への副ガスの「直接」注入によって
行われるのが有利である。

【００５５】本発明において、「直接注入」は、圧力低
下の源となる「意義のある」混合装置を含まないと理解
すべきである。従って、この注入は、例えば、上流部分
では還元性ガスを含む副ガス源に、かつその下流部分で
は主導管に連結した副導管によって行われる。

【００５６】同様に圧力低下を誘発し得る装置の上流で
の存在をさけることを考慮して、現地で(on site) 窒素
を製造する方法の「肺」を伝統的に表わす緩衝器は、好
ましくは添加が行われる点の下流に置くのが賢明であ
り、水蒸気からの精製の段階の下流、或いは添加の点と
触媒反応との間が好ましい。上述したように、実際に
は、不純窒素を製造する（浸透又は吸着で行われる）発
生器は伝統的には段階交替体制、０ m³／h （発生器停
止）又はＸ m³／h （発生器、公称流速で稼働）で行わ
れる。然し、他方では、ライン末端のユーザーステーシ
ョンでは（その停止期間を除いて）連続的に操業され、
その流速はこの範囲内で変化し得る。

【００５７】緩衝器は、（オンサイトの窒素発生器の伝
統的場合のように）空気分離器の出口におかれ、Ｏ₂／
還元性ガスの所望の割合を連続的に維持するための混合
物に注入される窒素の流速を測定し制御（規制）する手
段を伴っているが、本発明の方法は、圧力低下の有力源
を構成するこのような制御装置の存在を正確に制限する
ことを求めている。実際に、混合の点の上流におかれた
この緩衝器から変わり得る流を取り出すユーザーステー
ションは、反応器に達する不純窒素の割合をも変える。
このような伝統的な緩衝器配置の場合においても、そこ
には他方で副ガスの流速を測定し規制する手段が配置さ
れているが、この流速測定から、還元性ガス用の副ルー
トへの、フィードバック及び規制手段を用いず、緩衝器
の背後で主導管の窒素流速の単純測定を考えることがで
きることは、真実である。

【００５８】この解決手段は、概念的な観点からは（測
定の単純な手段は圧力下の操業と両立できるかなり受容
可能な圧力低下を導入し得るので）考えることはできる
けれども、経済的な観点からは、課される規制により、
またそれがもたらす（特に還元性ガスルートにおいて）
安全性の側面で必要な管理のために、明らかに有利性が
少ない。

【００５９】本発明による方法の段階の連続は、この分
離器を「流発生器」として用いることを利用する解決手
段を提供する。

【００６０】更に詳しくは、提案された緩衝器の配置
は、いずれも触媒反応器を通過するガス流が、（公称流
速を含む、分離器の操業因子によって、及び主導管に達
する副ガスの固定流速によって固定された）一定の酸素
及び還元性ガス組成である利点を提供する。

【００６１】他方、これらは次の点で相違する。

【００６２】−「上流キャパシティ（反応器の上流）」
配置は、触媒反応器を通過する流が定常であることを確
保すること（これは、実際上、ラインの末端でユーザー
が取り出す流速に対応する）を極めて有利に可能にする
が、「下流キャパシティ」配置の場合には、反応器は、
分離器の段階の変更に続く窒素／還元性ガス流を受け
る。

【００６３】−それに加えて、「上流」配置は緩衝器が
外部に配置されることを可能にし（然し、気候上の理由
で、触媒反応器及び抽出に用いる手段は内部に配置する
のが好ましい）、そしてこれは、一方では、スペースの
重要な節約になり、特に安全性の面では重要である利点
を提供する。実際、外部に配置された緩衝器は、プラン
ト作業場の内部、特にプラントの各種電気キャビネット
形成部分の近くを走る（潜在的に極めて純粋な）還元性
ガスを移送するラインを持つことを避けることを可能に
する。

【００６４】この明細書から当業者には明らかなよう
に、緩衝器を設置するために選定される位置はローカル
因子（位置配置）、及び多かれ少なかれ高濃度の燃焼性
ガス（Ｈ₂、Ｃ_xＨ_y等）の取扱いから生じる、求めら
れた仕様に特に依存し、従って安全性に関連する問題が
ある。

【００６５】本発明による冷却の第１段階は、触媒反応
器に由来するガス（これは例えば１％の残留酸素を含む
窒素の場合には１５０℃に近い、意義のある温度で出る
のが一般である）をできれば５０℃以下の温度に冷却し
て、例えば沈降によって抽出する前にガスに存在する水
蒸気の凝縮を行うように実施する。

【００６６】この反応ガスの冷却の第１段階は、例え
ば、気体／気体交換器（例えば、この場合には、極めて
安価であり、圧力下の操業のため極めて改良された交換
効率を与える自然又は強制対流のタイプの空気冷却器の
使用が可能である）、或いは液体／気体交換器（例え
ば、水槽内に浸漬した有利には銅又はステンレススチー
ルループからなる水交換器内のガスの通過による）、或
いは気体／冷却剤流体交換器（例えば低温流体又はフレ
オンを用いる）等の冷液体による交換によって実施でき
る。

【００６７】冷却段階の１つは、反応ガスをプレート交
換器のルートの１つを通過させることによって行うのが
有利である。この配置では、放出する負のカロリーを有
する、精製段階において製造され既に精製された反応ガ
スをプレート交換器の他のルートに通すことが有利であ
る。

【００６８】事実、この明細書を読む当業者には明らか
なように、本発明の範囲内において、要求に応じて、冷
却及び抽出の段階の多くの適当な組合せが可能である。
説明のために例をあげると、多くの連続的冷却／抽出の
組合せ、或いはプラトーを製造する多くの冷却段階に続
く単一の抽出段階、或いは抽出段階が後続する少なくと
も１の冷却段階の実施後、少なくとも１の他の冷却／抽
出の組合せ等である。使用する段階の連続の選択及び各
段階の構成の選択は、当然のことであるが、達成が望ま
れる成果値によって左右される。例えば、鋼のアニーリ
ングの場合に達成する条件は、水蒸気がより広く許容さ
れることが知られている銅のアニーリングの場合より過
酷である。

【００６９】オンサイト不純窒素発生器は多くの場合に
連続的な製造及び停止段階で行われるので、還元性ガス
の使用に伴う安全性の問題を避けるため、分離器の始動
（従って操業）段階と副ガスの主導管への導入段階とを
組合せることが極めて有利であると考えられる。必要な
手段（例えば副ガス用副導管に存在するサーボ弁）はこ
のために用いられ、分離器が製造段階にある場合にのみ
（こうして水素又は炭化水素が酸素と組合されることな
く熱処理炉内へ潜在的に純粋に放出されることを防い
で）、副ガスが主導管に入るのを可能にする。

【００７０】注意すべきことは、精製段階が行われる点
の上流での圧力低下の制限の目的に合致するために、添
加の点の下流の流量制御装置は副ガス放出用の副導管に
のみ許容される場合がある。この副ラインにおけるこの
ような装置の存在は圧力低下に関して不利な結果をもた
らすことは殆どない。多くの場合、オンサイト分離器に
連結された主導管ではそうではないが、大圧力リザーブ
がこのラインで利用でき（例えば純粋水素瓶のパッケー
ジ貯蔵部で２００×１０⁵Pa）からである。

【００７１】それにも拘らず、較正オリフィスをコスト
の理由で副導管に用いることが有利である。

【００７２】当業者には明らかなように、求める雰囲気
に応じて、使用する還元性ガスは状況に応じ水素或いは
炭化水素（式Ｃ_XＨ_Yの化合物或いはアルコールであ
る）である。反応器出口で得られる反応ガスは極めて様
々な組成を有する（ある場合にはＮ₂＋Ｈ₂Ｏ＋場合に
よって水素残留物、他の場合には更に複雑な雰囲気でＮ
₂、Ｈ₂Ｏ、多かれ少なかれ水素、ＣＯ、ＣＯ₂又は炭
化水素等をも含む）。

【００７３】後者の場合には、及び雰囲気の行先に応じ
て、触媒反応の下流に位置する主導管の点において、Ｃ
Ｏ及びＣＯ₂からなる群からのガスの少なくとも１種か
らの精製の少なくとも１の付加的作業を行うことに注意
すべきである。

【００７４】本発明により製造される窒素ガスは、例え
ば鉄金属の処理（例えば、鋼アニーリング、焼結、焼も
どし、急冷前の加熱、はだ焼、窒化炭素化等）、非鉄金
属の処理（例えば、銅、ニッケル、その合金のアニーリ
ング、焼結等）、ガラス／金属シーリング、溶接又はろ
う付け（硬ろう付け又はマイクロエレクロロニクスにお
けるような軟ろう付けを含む）の作業、又は基体金属化
処理に亘る極めて各種の処理に関連することができる。

【００７５】上述したように、本発明による窒素ベース
ガスの製造方法は、考慮されるユーザーステーションの
使用に極めて簡単に両立できる雰囲気を製造することを
可能にする、フレキシビリティの高い特性を示すので、
必要な場合には考慮される熱処理と両立できる一定量の
残留水蒸気を許容する（過剰品質、従って余分のコスト
を避ける）。

【００７６】然しながら、本発明の実施の１例では、精
製最終反応ガスではなく、この精製反応ガスと精製前の
触媒反応器からの反応ガスとの混合物をユーザーステー
ションに送出すことを選択することが可能である。

【００７７】これは、考慮されているユーザーステーシ
ョンの仕様によって求められる割合（特に残留水蒸気含
量に関して）で精製最終反応ガスと混合するために、触
媒反応器からの反応ガスの流の一部を、精製段階に達す
る前に、除くことによって達成できる。

【００７８】この配置において、ユーザー側が雰囲気要
件の異なる多くのユーザーステーションを有する場合に
は、極めて有利な態様で、考慮されているステーション
が求める制御された（又は規制された）割合で、未精製
反応ガス／精製反応ガスの２つの流からの混合物を各ス
テーションに区別する態様で製造することが可能であ
る。

【００７９】この「マルチステーション」実施は、混合
及び実施する混合の制御のための従来の非局在化(deloc
alized) 手段の利用を必要とする（バルブ、流量測定、
或いは流量調整弁等の規制手段及び生成水蒸気含量の測
定手段等）。

【００８０】本発明の方法は、多くの形態の実施の１つ
を用いて、考慮しているステーションが求める窒素ベー
スガス雰囲気を最終ユーザーステーションに送出するこ
とが可能であることが分かる。

【００８１】触媒反応器へ送出する圧力の規制は、反応
器のすぐ上流に膨脹バルブを挿入することによって有利
に実施できる。

【００８２】この膨脹バルブはラインに僅かの圧力低下
を多分もたらす（典型的には１〜２バールのオーダー）
ので、露点の僅かな劣化を生じるが、他方、触媒反応器
に送出されるガス圧力の完全な制御、従って生じる露点
の規制を可能にする利点を有する。

【００８３】この配置は、特に極限露点レベルに達する
必要がない熱処理と両立できる。

【００８４】本発明は、主導管に沿って連続的に、 −圧力下の不純窒素源（残留酸素濃度は有利には５容量
％以下であり、好ましくは０．１〜３容量％、特に好ま
しくは０．５〜２容量％）、 −触媒脱酸素反応器、 −少なくとも１のガス冷却手段及びガスに存在する液状
水相の全部又は一部を抽出するための少なくとも１の手
段を備えた、ガスに存在する水蒸気の全部又は一部から
の精製装置、及び水素及び炭化水素からなる群からの還
元性ガスの少なくとも１種を含む副ガス源に上流部分で
連結され、下流部分で触媒反応器の上流に位置する点に
おいて主導管に連結された第２ガスラインを備えてお
り、かつ第２ガスラインが連結された主導管の点の上流
及び不純窒素源の下流に位置する主導管の部分に流量制
御装置が設けられていないことを特徴とする窒素ガスを
発生するプラントにも関する。

【００８５】本発明の具体例の１つにおいて、プラント
は少なくとも２の抽出手段を備え、その間に中間的な冷
却手段が配置されている。

【００８６】本発明の具体例の１においては、プラント
は、副ガスの添加が行われる主導管の点の下流に位置
し、精製装置の下流又は触媒反応器の上流に位置する点
の２つの位置のいずれかに緩衝器を備えている。

【００８７】

【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、図面との関係
で説明する具体例から明らかであろう。もっとも、これ
は説明のためであって制限を意図するものではない。

【００８８】図１は本発明の方法の使用に適したプラン
トを図式的に示す図である。

【００８９】図２は図１に挿入される水蒸気からの精製
の段階の細目を図式的に示す図である。

【００９０】図３、４及び５は、それぞれ精製段階の実
施の他の具体例を図式的に説明する図である。

【００９１】図１において、主導管1 に沿って、吸着又
は浸透を用いる空気分離器3 の存在が示されている。こ
れは、残留酸素含量がこの場合には５容量％未満で、１
１×１０⁵Paに近い圧力で、導管1 に沿って、触媒脱酸
素反応器5 （例えばアルミナ上パラジウムタイプのも
の）に向けられるの不純窒素を製造する。この不純窒素
が反応器に達する前に、図示した場合には、源4 からの
水素を含む副ガスが、副導管によって主導管1 内への直
接注入によって、これに添加される。

【００９２】図示した場合には、副導管2 には較正オリ
フィス17が備えられている。

【００９３】分離器の製造条件は、ユーザーの発する仕
様、及び適当な場合には大きさに影響し得る地方経済の
形態の制約、従って分離器の出力（例えば、膜モジュー
ルのコスト、電力コスト等）を考慮し、流速及び残留酸
素純度に関してプリセットされる。

【００９４】分離器の流速及び所定の純度については、
副ガス（例えば水素）の注入は、水形成反応の化学量論
（実際上強調されるのは、水素入力と酸素入力の間の比
２より僅かに高くすべきである）を考慮して、（流速
が）固定される。

【００９５】上述したように、この分離器は、ユーザー
ステーションの操業の工程で緩衝器を満たし又は停止し
ながら連続的段階で操業する。本発明による緩衝器の配
置は、流量制限の手段の不存在のために、触媒反応器を
通過する混合物の組成を（プリセットしたように）一定
にしながら、圧力下のラインの完全な維持を確保する。
ここに採用した緩衝器の場合（下流配置）には、触媒反
応器を通過する流は分離器の製造段階に従う。

【００９６】図１に示した具体例の場合には、不純窒素
と水素を含む副ガスの混合物との反応器内部での反応で
生じ、触媒反応器5 の出口で得られる反応ガスは、次い
で図１の12として示した残留水蒸気からの精製の段階に
移る。

【００９７】この段階12は、実際には 6、 7、14、 8で
示した多段階を含む。

【００９８】第１段階6 は強制又は自然対流のタイプの
空気冷却器（気体／気体交換器）を通過して得られ、段
階7 はプレート交換器（他の気体／気体交換器）からな
り、その操業の細目は図２に示され、段階14はガス／冷
却剤流体（この場合にはフレオンであり得る）交換器、
そして段階8 は抽出段階で、この場合は沈降又パージに
よる液状水の抽出器からなる。

【００９９】この具体例の場合で触媒反応器内で反応す
るガス状混合物の考慮された組成の場合には、大きさの
オーダーをガスが各段階に到達する温度に指定すること
が可能である。即ち、反応器出口では１５０℃に近く、
冷却器6 の出口では５０℃に近く、冷却器7 の出口では
１５℃に近く、フレオン冷却器14の出口では３℃に近く
である。

【０１００】求められるパフォーマンス値に応じて、例
えば、要素 1及び 8を除いた（単一冷却段階）図１に示
したようなプラントを考えることも可能である。

【０１０１】精製段階12をでる際、精製反応ガスは緩衝
器9 に向けられ、そこからガスはラインの末端に位置す
るユーザー側11の要望に応じて規則的に取出され、大気
圧に近い圧力にその圧力が戻るように膨脹(10)される。

【０１０２】図２は、図１に挿入される精製段階の細目
を示し、抽出段階8 の出口で得られた反応ガスはプレー
ト交換器7 の他のルートを通り、そこで緩衝器9 に達す
る前に負のカロリーを交換できることを示している。

【０１０３】図２の精製段階12の他の具体例は、シーケ
ンスプレート交換器7 ／フレオン交換器14／抽出器8
（気体／気体交換器6 を欠く）からなることができる。
必要があれば、この配置は最終ユーザーステーションに
送られるガスを予熱することができる。実際、抽出器8
の出口で得られる反応ガスは、プレート交換器7 のルー
トの１つに向けられ、そこで（予冷段階6 に付す代り
に）反応器5 から直接の、従ってかなり熱いガスと出会
う。従って、この配置は、この「熱」ガスを緩衝器9 に
向けるのを避けるが膨脹段階を介してユーザーステーシ
ョンに直接向けるのを避けるため、上流配置で緩衝器を
用いるのに好ましい。

【０１０４】図３は本発明による精製段階12の他の具体
例を示し、ガスは連続的に、上述したタイプの冷却器6
と出会う前に、水交換器タイプ15（例えば水槽に浸漬し
た銅又はステンレススチールループ）次いで抽出器8 と
出会う。

【０１０５】上に述べたように、抽出器8 は、過剰の凝
縮水を除き、及びこの場合には水交換器15の水槽に向か
って有利に放出する（再循環は13で示す）自己のパージ
ャーを有している。

【０１０６】図４は図１の精製段階12の他の具体例を示
し、冷却器6 に入る前に、反応ガスはまず上述したタイ
プの水交換器15と接触する。この図に示されるのは、緩
衝器に向けられる前にプレート交換器7 のルートの１つ
を介して抽出器出口8 で得られる反応ガスの通路であ
る。抽出器8 で抽出される液状水の水交換器15への有利
な再循環も13で示されている。

【０１０７】図５は、一部で、次の順序を示している。
即ち、水冷却器15／空気冷却器6 ／挿入された抽出器1
8、プレート冷却器7 ／冷却剤流体での交換による冷却
器14／最終抽出器8 である。

【０１０８】更に、抽出器18で抽出された液状水の水交
換器15への有利な再循環が示されている。

【０１０９】これらの具体例では上記したように全て抽
出器の下流におかれた緩衝器(capacity)を説明している
が、この緩衝器を混合が行われる導管の点と触媒反応器
5 との間に配置することも同様に有利である。

【０１１０】図１〜５に関連して説明した全ての具体例
の場合に、源 3及び 4から形成される反応混合物は、制
御なしで、反応器5 に直接送られる。上述したように、
副ガス4 の添加が行われる導管1 の点及び反応器5 との
間に、反応器5 に送られる反応混合物の圧力を制御し規
制できる膨脹バルブを挿入することも可能である。

【０１１１】同様に、これらの図は、単一のユーザース
テーション11が単に精製段階12からの精製最終ガス混合
物から供給される場合を説明するものであるが、上述し
たように、ユーザーステーション11に到達する前に精製
反応ガスと混合するために、反応器5 及び精製段階12の
間に（未精製の）反応ガスの一部をバイパスしてユーザ
ーステーション11に送出する混合物の特性を調整するこ
とも可能である。

【０１１２】図１との関連で説明したプラントは、本発
明の具体例の製造のために用いられた。

【０１１３】膜タイプの不純窒素の発生器3 を用い、操
業圧力１１×１０⁵Pa絶対及び４０℃に近い温度で１容
量％の残留酸素濃度を供給した。

【０１１４】この発生器は、０ m³／h （停止段階）又
は１％の残留酸素に制御された窒素の発生器の公称流量
Ｄ１の１００％（製造段階）を交互に供給する。

【０１１５】更に、純粋水素で、１５×１０⁵Pa絶対及
び周囲温度で副水素導管を流れる副ガス源4 を用いた。
反応の化学量論条件を考慮して、主導管に達する水素流
は公称流速Ｄ１の２．４％（分離器が操業中、それ以外
は０ m³／h ）である。従って、この場合は、反応の化
学量論に一致するのに必要な最小流速より極めて僅かに
高い水素流速である。

【０１１６】触媒反応器5 の内部では、反応Ｈ₂＋１／２Ｏ₂→Ｈ₂Ｏは外部熱入力がなくても開始するが発熱反応で、この場
合には１５０℃に近い温度の反応ガスの製造をもたら
す。

【０１１７】反応器出口で得られる反応ガスの他の特性
は、次の通りである。

【０１１８】−残留酸素が２０ppm 未満、 −残留水素が０．４％、 −残留Ｈ₂Ｏが２％、 −ガスの圧力Ｐ＝１１×１０⁵Pa。

【０１１９】この場合に得られる流速は、０ m³／h 又
は公称流速Ｄ１の１０１．４％である。

【０１２０】空気冷却器6 の出口における反応ガスの特
性は、次の通りである。

【０１２１】−ガス＝Ｎ₂＋１．１％Ｈ₂Ｏ＋０．４％
の水素＋凝縮液状水、 −Ｐ＝１１×１０⁵Pa、 −温度Ｔ＝５０℃、 −流速＝０又は１００．５％Ｄ１。

【０１２２】冷却器6 を出るガスは、次いで沈降器／パ
ージャー（図１に示さないが、液相を放出できる）に入
り、出た後に再びプレート交換器7 に入る。このプレー
ト交換器を出るガスの特性は、次の通りである。

【０１２３】−ガス＝Ｎ₂＋１１００ppm Ｈ₂Ｏ＋０．
４％の水素＋凝縮液状水、 −Ｐ＝１１×１０⁵Pa、 −Ｔ＝１５℃、 −流速＝０又はＤ１の９９．５％。

【０１２４】従って、反応ガスはプレート交換器で５０
℃以下の温度に冷却され（この場合には１５℃に近
い）、次いでフレオン冷却器14に入ることができ、その
負のカロリーを約３℃で閉鎖回路を循環するフレオンに
与える。

【０１２５】フレオン冷却器14の出口で得られる反応ガ
スの特性は、次の通りである。

【０１２６】−ガス＝Ｎ₂＋７００ppm Ｈ₂Ｏ＋０．４
％の水素＋凝縮液状水、 −Ｐ＝１１×１０⁵Pa、 −Ｔ＝３℃、 −流速＝０又はＤ１の９９．５％。

【０１２７】フレオン冷却器を出て反応ガスは抽出器／
パージャー8 に液相を放出する。

【０１２８】説明のために述べておくと、全ての冷却段
階が圧力下ではなく大気圧下で行われる（ガスを第１冷
却器に達する前に大気圧に膨脹させる）場合には、（説
明した例の場合の７００の代りに）７６００ppm の水蒸
気含量が得られる。

【０１２９】更に説明のために、膨脹バルブが触媒反応
器の直前に挿入されると、２バールに近い圧力低下が生
じ、反応ガス圧力を９×１０⁵Pa絶対に近くする。他の
条件を一定に保つと（特に冷却器14の３℃の温度）、最
終精製ガスで１００ppm の程度の劣化した水蒸気含量が
得られる。

【０１３０】抽出器出口で得られる３℃の冷ガスは、プ
レート交換器のルートの１つで冷却剤流体として働き、
周囲温度に再加熱される。

【０１３１】抽出器を出て直接に、又はプレート交換器
のルートの１つを通りながら、状況に応じて、反応ガス
は依然として圧力下で緩衝器9 に入り、その特性は抽出
器を出たときのものであるが温度だけはこの場合には３
０℃（即ち、プラント工場の周囲温度）に近い。

【０１３２】最終ユーザーステーションの要求に応じ、
例えば熱処理炉からなるユーザーステーションに達する
前に、膨脹器及びユーザー流速制御装置を通過するた
め、ガスは緩衝器から規則的に取出す。

【０１３３】この熱処理炉に到達する精製ガスの特性
は、次の通りである。

【０１３４】−ガス＝Ｎ₂＋７００ppm Ｈ₂Ｏ＋０．４
％の水素、 −Ｐ＝１×１０⁵Pa、 −Ｔ＝周囲温度、 −流速＝連続又はユーザーの瞬間流速＝Ｄ１のｄ％。

【０１３５】更に、緩衝器（肺として）の操業は、よく
知られており、ここでは詳述しない（緩衝器の圧力が下
限閾(threshold) 未満に低下すると分離器は操業に戻
り、緩衝器の圧力が上限閾を超えると分離器は停止す
る）。

【０１３６】例えばＤ１が１００ベースであり、ユーザ
ーの流速がこの１００ベースに対して７０に相当する
と、発生器は７０％の時間はその公称値Ｄ１で、３０％
の時間は値０で操業する。

【０１３７】ユーザーの流速が全ての場合に窒素発生器
の公称流速Ｄ１に等しいがそれ以下でなければならない
ことは、注意すべきである。従って、消費が過剰になっ
て起こり得る問題を防ぐために、緩衝器に最小圧力閾に
連結したアラームをおくか又は緩衝器の入口にオーバー
スピル(overspill) を設置してオーバースピルの上流の
最小圧力を制御することができる。

【０１３８】本発明は特定の例との関連で説明してきた
が、これに限るものではなく、当業者に明らかな変形及
び代替形態が可能なことは当然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の使用に適したプラントを図式的
に示す図である。

【図２】図１に挿入される水蒸気からの精製の段階の細
目を図式的に示す図である。

【図３】精製段階の実施の他の態様を図式的に説明する
図である。

【図４】精製段階の実施の他の態様を図式的に説明する
図である。

【図５】精製段階の実施の他の態様を図式的に説明する
図である。

【符号の説明】

３空気分離器４副ガス源５反応器６冷却器８抽出器９緩衝器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヤニック・ランコンアメリカ合衆国、イリノイ州 60521、ヒンスデイル、サウス・ブルーナー・ストリート 415

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１のユーザーステーションに
供給するための窒素ベースガス発生方法であって、 −吸着又は浸透によって空気分離器(3) で残留酸素含量
を含む窒素主ガスを製造し、 −この主ガスを主導管(1) に沿って触媒脱酸素反応器
(5) に向け、 −水素及び炭化水素からなる群からの少なくとも１種の
還元性ガスを含む副ガス(4) を反応器に到達する前に主
ガスに添加し、 −反応器出口で水蒸気を含む窒素ベース反応ガスを得る
ために主ガス及び副ガスを触媒反応器内で反応させ、 −反応ガスを冷却する少なくとも１の段階(6、 7、15、
14) 次いで冷却段階の結果として反応ガス中に生じた液
相を抽出する少なくとも１の段階(8、18) の利用によっ
て、触媒反応器出口で得られる反応ガスに存在する水蒸
気の全部又は一部からの精製の段階(12)を実施して精製
された反応ガスを得る方法において、 −反応並びに冷却及び抽出の段階を圧力下で行い、 −副ガスの添加が行われる主導管の点は非制御オールオ
アナッシング法に従って主ガスが添加される手段を組合
せて利用することを特徴とする窒素ベースガス発生方
法。
【請求項２】精製段階が、少なくとも２の抽出段階(1
8 、8)を包含し、その間に少なくとも２の冷却段階(7、
14) を反応ガスが受ける請求項１に記載の方法。
【請求項３】精製段階の出口で得られる精製反応ガス
が緩衝器(9) に一時的に保持され、そこからライン(1)
の末端に位置する少なくとも１のユーザーステーション
(11)に供給されて取出される請求項１又は２に記載の方
法。
【請求項４】触媒反応器に達する前に副ガスが添加さ
れた主ガスが、触媒反応器(5) の上流であるが副ガスの
添加が行われる主導管の点の下流に配置された緩衝器
(9) に一時的に保持される請求項１又は２に記載の方
法。
【請求項５】ユーザーステーションに達する前に、精
製段階(12)の出口で得られる精製反応ガスを約１×１０
⁵Pa及び２×１０⁵Paの間の圧力Ｐ_fに膨脹させる請求
項３又は４に記載の方法。
【請求項６】反応並びに冷却及び抽出の段階を範囲
［２×１０⁵Pa、１５×１０⁵Pa］の間の圧力下で行う
請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】反応ガスの一部を精製段階(12)に達する
前にバイパスし、このバイパスした未精製反応ガスを精
製段階の出口で得られる精製反応ガスと、ユーザーステ
ーションで求められる仕様に達することができるような
割合で混合する請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】製造された混合物の水蒸気含量が規制さ
れる請求項７に記載の方法。
【請求項９】水蒸気についての純度に関する要求が異
なる多数のユーザーステーションが、 a) 反応ガスの一部が精製段階(12)に達する前にバイパ
スし、 b) このユーザーステーションのそれぞれにおいて、段
階a)のバイパスした未精製ガスと精製段階(12)の出口で
得られる精製反応ガスとの混合を、考慮されているユー
ザーステーションで求められる水蒸気についての仕様に
達することができるような割合で行う請求項１〜６のい
ずれかに記載の方法。
【請求項１０】製造された混合物の各ユーザーステー
ションにおける水蒸気含量が規制される請求項９に記載
の方法。
【請求項１１】触媒反応器に放出される主ガスと副ガ
スとの混合物の圧力が反応器の上流の主導管に設けられ
た膨脹バルブによって規制される請求項１〜１０のいず
れかに記載の方法。
【請求項１２】窒素主ガスの残留酸素含量が５容量％
以下である請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】窒素主ガスの残留酸素含量が０．１〜
３容量％の間である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】主ガスへの副ガスの添加が主導管内へ
の副ガスの直接注入によって行われる請求項１〜１３の
いずれかに記載の方法。
【請求項１５】冷却段階の１つが反応ガスをプレート
交換器(7) のルートの１つを通して行われ、精製段階の
末端で得られる精製反応ガスがプレート交換器の他のル
ートを通過させる請求項１〜１４のいずれかに記載の方
法。
【請求項１６】精製段階が、プレート交換器、気体／
冷却剤流体交換器及び反応ガスからの液相の抽出手段を
連続的に経由する反応ガスの通路を包含する請求項１５
に記載の方法。
【請求項１７】分離器の操業及び副ガスの主導管内へ
の導入が、分離器が操業段階にあるときにのみ副ガスが
主導管に入ることによって連結される請求項１〜１６の
いずれかに記載の方法。
【請求項１８】主導管に達する副ガスの流速が較正オ
リフィス(17)の使用によって制御される請求項１〜１７
のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】還元性ガスが式Ｃ_xＨ_yの炭化水素で
あり、ＣＯ及びＣＯ₂からなる群の少なくとも１種のガ
スの精製の少なくとも１の追加操業が触媒反応器の下流
に位置する主導管の点で行われる請求項１〜１８のいず
れかに記載の方法。
【請求項２０】主導管に沿って連続的に、 −残留酸素濃度を有する圧力下の不純窒素源(3) 、 −触媒脱酸素反応器(5) 、 −ガス冷却用の少なくとも１の手段(6、 7、14、15) 及
びガスに存在する液状水相の全部又は一部を抽出するた
めの少なくとも１の手段(8、18) を備えたガスに存在す
る水蒸気の全部又は一部からの精製装置、及び上流部分
で水素及び炭化水素からなる群からの還元性ガスの少な
くとも１種を含む副ガス源(4) に、下流部分で触媒反応
器の上流に位置する点において主導管に連結された副ガ
スライン(2) を備えており、副ガスラインが連結された主導管の点の上流及び不純窒
素源の下流に位置する主導管の部分には流量制御装置が
設けられていないことを特徴とする、請求項１〜１９の
いずれかの方法の使用に特に適した窒素ベースガス発生
プラント。
【請求項２１】冷却の中間手段が間に配置された少な
くとも２の抽出手段を含む請求項２０に記載のプラン
ト。
【請求項２２】精製装置の下流又は触媒反応器の上流
に位置する点の２つの位置の一方において、副ガスライ
ンが連結される主導管の点の下流に位置する緩衝器(9)
を含む請求項２０〜２１のいずれかに記載のプラント。
【請求項２３】冷却の少なくとも１の手段が気体／気
体交換器又は気体／液体交換器又は気体／冷却剤流体交
換器である請求項２０〜２２のいずれかに記載のプラン
ト。
【請求項２４】精製装置がプレート交換器、気体／冷
却剤流体交換器及びガスに存在する液体水相抽出用の手
段を連続的に含む請求項２３に記載のプラント。
【請求項２５】副ガス源を主導管に連結する副導管が
較正オリフィスを備えた請求項２０〜２４のいずれかに
記載のプラント。