JPH0854181A - 空気の蒸留による酸素の製造方法およびその装置 - Google Patents

空気の蒸留による酸素の製造方法およびその装置

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JPH0854181A
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イブ・ケベルル
Philippe Fraysse
フイリップ・フレース
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギーコストを低減し、アルゴン産出量
を改善した、加圧下での酸素の製造方法及びその装置を
提供する。 【構成】 二重カラム（５）からの液体酸素は、交換器
（９）を通過し、この中で、供給された空気との熱交換
により蒸発して部分的に凝縮する。タービン（４）で膨
脹した供給された空気の残部は、システムを冷却するた
めに作用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気の蒸留による酸素
の製造方法およびそのための装置に係り、特に、加圧下
での酸素の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許第４２２，９７４号には、二重
カラム中での空気の超低温蒸留による加圧下での酸素の
製造方法が開示されている。液体酸素は、図１に示すよ
うに低圧カラム７の底部から引き出され、供給された空
気の画分との熱交換により、副交換器９内で蒸発する。
供給された空気の残りの部分は２つに分割され、一方
は、導管１４を介して中圧カラム６に直接流れ、他方
は、低圧カラム７に送られる前にタービン４内で膨脹す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、加圧下での酸素製造の方法に用いられるエネルギー
コストを、前述の既知の方法と比較して減少させること
にある。
【０００４】本発明の第２の目的は、低圧カラムから供
給されるアルゴンカラムが装置に含まれる場合のアルゴ
ン産出量を改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】この目的のた
めに、本発明は、中圧カラムと低圧カラムとを有する二
重カラム内で、中圧カラムからの富んだ液体を第１およ
び第２の液体画分に分割し、これらを異なるレベルで低
圧カラムに送る、空気の超低温蒸留により加圧下で気相
酸素を製造する方法において、前記異なるレベルが、低
圧カラムからの純粋でない窒素の引き出しレベルより低
いことを特徴とする方法を対象とする。
【０００６】低圧カラムの還流を改善するために、中圧
カラムからの富んだ液体は、第１および第２の画分に分
割され、この第１および第２の画分は、予備的に副冷却
された後に、低圧カラムの異なるレベルに送られる。こ
れは、特に、装置にアルゴンカラムも含まれる場合に、
アルゴン抽出の実質的な改善を可能にする。
【０００７】装置がアルゴンカラムをも含む場合には、
低圧カラム内の還流およびアルゴンの抽出をさらに改善
するために、２つの画分を異なる温度で低圧カラムに送
ることができる。
【０００８】好ましくは、供給された空気の一部は、二
重カラムに送られる前に膨脹し、供給された空気の残部
は、副交換器内で部分的に凝縮する。
【０００９】副交換器内で空気を部分的にのみ凝縮する
ために、空気が完全に凝縮するよりも高い中程度の温度
で、酸素との熱交換が行なわれる。
【００１０】副交換器内における同等の温度差のため
に、空気の圧力を減少させることができる。欧州特許第
１３０，１２２号に記載されているように、副交換器と
してフィルム蒸発器を使用することによって、温度差を
０．６℃の平均値まで減少させることができる。
【００１１】本発明は、また、低圧カラムがその上に設
けられた少なくとも１つの中圧カラムにより構成される
二重カラム、低圧カラムからの純粋でない窒素を引き出
すための手段、および純粋でない窒素の引き出しレベル
より低い位置に設けられ、中圧カラムの底部からの富ん
だ液体を引き出し、これを低圧カラムの異なるレベルに
送るための手段を具備する、空気の超低温蒸留により加
圧下で気相酸素を製造するための装置を対象とする。
【００１２】ポンプを伴うオキシトン（ｏｘｙｔｏｎｎ
ｅｓ）の主な欠点は、その凝縮圧力における空気の過剰
の圧力に起因する。中圧カラムの圧力より高い圧力まで
空気を過剰に圧縮することが必要となるような、当然の
圧力まで酸素を送り込まなければならない場合には、こ
の配置とともにより大きな圧縮エネルギーの費用が全域
にわたって存在するので、この本発明は全く利益がない
ものとなる。未膨脹の空気が全て副交換器に移動するな
らば、欧州特許第４２２，９７４号にしたがったシステ
ムより約３倍大きい、過剰に圧縮された空気の流量が与
えられる。
【００１３】低圧カラムに平行なカラム内で通常の蒸留
方法にしたがってアルゴンを分離することが望まれる場
合には、低圧カラムの頂部における還流の程度が低けれ
ば、アルゴンのわずかな回収しか引き起こさない。
【００１４】頂部還流の減少は、以下のような要因によ
るものである。
【００１５】空気が酸素蒸発器内で凝縮し、中圧カラム
内での蒸留を引き起こさない場合には、低圧カラムの底
部における主凝縮器内の加熱に関与しない。すなわち、
低圧カラムの頂部における還流のための液体窒素の量は
減少する。
【００１６】作用する膨脹空気が低圧カラムのみに送ら
れ、低圧カラムの頂部還流を減少させる場合には、これ
は正しい。
【００１７】これらの困難性を克服するために、凝縮し
た空気の一部を中圧カラムに送り、このカラム内で少な
くとも幾分かの蒸留が行なわれ得るように、カラムの底
の上方にいくつかのプレートを設けることが欧州特許第
４２２，９７４号に提案されている。
【００１８】しかしながら、本発明においては、外部凝
縮器内で凝縮した空気の液相が、中圧カラムの底部の富
んだ液体と合流するという事実に起因した還流損失を克
服するために、この富んだ液体を２つの画分に分割す
る。
【００１９】すなわち、第１の画分は、第１のレベルに
おいて低圧カラムに送る。このレベルは、送風タービン
が存在する場合には、通常空気を吹き込むレベルであ
る。第２の画分は、第１のレベルと、未精製の窒素の引
き出しレベルとの間の中間のレベルで低圧カラムに送
る。
【００２０】注入レベルのこの配置は、ここで説明する
他のものよりも、超低温蒸留方法に重要なものであるこ
とが明らかである。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の操作の例を
より詳細に説明する。
【００２２】図１に示す装置は、例えば可動性ブレード
を有する遠心タイプの流量可変の主空気コンプレッサー
１、可動性ブレードを有する空気過給器２、熱交換ライ
ン３、冷間供給タービン４、その上に低圧カラム７およ
びミナレット７Ａが設けられた中圧カラム６を含む二重
カラムにより構成され、圧縮された空気を蒸留するため
の装置５、蒸発−凝縮器８、副熱交換器９およびポンプ
１０を本質的に具備する。この装置は、大気圧より大き
い圧力の下で、導管１２を介して可変流量の気相酸素を
製造するのに適応する。
【００２３】コンプレッサー１で処理され６バールまで
圧縮され、室温まで冷却されて精製される公称流量の空
気は、２つの画分に分割される。第１の画分は、過給器
２によって過給され、第２の画分は、熱交換ライン３に
直接向けられる。このラインで第２の画分は、一定の流
量を有する２つの流れに分けられる。
【００２４】すなわち、第１の流れは、熱交換ラインの
経路内で冷却されて、一部は、部分的に冷却された後に
熱交換ラインを離れ、タービン４内で１バールまで膨脹
しその露点近傍で低圧カラム７に送り込まれる。第２の
流れは、６バールの下でその露点近傍まで冷却され続け
た後、導管１４を介して低圧カラム６の底部に注入され
る。
【００２５】過給された第１の画分は、第１および第２
の一定流れに分割される。第１の一定流れは、熱交換ラ
インの経路内でその露点近傍まで冷却された後、副交換
器９内で凝縮し、６バールまで膨脹し導管１６を介して
中圧カラムに送られ、第２の一定流れは、膨脹バルブ１
３内で１バールまで膨脹して、低圧カラム７に注入され
る。
【００２６】蒸発−凝縮器８は、中圧カラムの頂部にお
けるほぼ等しい流量の窒素の凝縮によって、低圧カラム
の底部の一定流量の液体酸素を蒸発させる。中圧カラム
の底部から除去される“富んだ液体”（酸素に富んだ空
気）は、膨脹バルブ１８内で約１バールまで膨脹し、低
圧カラムの中程度のレベルに注入される。中圧カラムの
頂部から除去され、膨脹バルブ１９内で１バールまで膨
脹する“乏しい液体”（ほとんど純粋な窒素）は、低圧
カラムの頂部に注入される。
【００２７】液体窒素は、膨脹バルブ２１を介してミナ
レット７Ａの頂部に注入される。純粋な窒素は、ミナレ
ット７Ａの頂部から回収されて熱交換ライン３に送ら
れ、導管２０を介して放出される前に、ここで再加熱さ
れる。純粋でない窒素は、低圧カラム７の頂部から導管
２５により放出され、導管１８を介して排気される。
【００２８】低圧カラム７の底部から回収された液体酸
素は、副交換器９（“フィルム”タイプの凝縮器によっ
て構成される）内で、部分的に凝縮する空気との熱交換
により蒸発する前に、製造圧力まで汲み出される。蒸発
した酸素は、熱交換ライン３内で再加熱された後に、導
管１２を介して放出される。
【００２９】アルゴンを製造するために、アルゴンに富
んだ画分は、低圧カラム７の下部から引き出され、アル
ゴンカラム１６に送られてここで蒸留される。カラム１
６内での蒸留により得られた底部液体は、低圧カラムの
下部に戻される。アルゴンカラムの頂部コンデンサー２
９は、中圧カラム６の底部からの富んだ液体によって冷
却され、この液体はバルブ２３によって膨脹し蒸発し
て、低圧カラムに送られる。
【００３０】中圧カラム６からの富んだ液体の残部は、
バルブ１８によって大気圧よりわずかに高い圧力まで膨
脹し、タービン４内で膨脹した空気（吹き込み空気）の
注入レベルと実質的に同じレベルにおいて、バルブ１８
を介して低圧カラム７に送られる。
【００３１】図２に示す装置は、過給器２により過給さ
れない空気を、全てタービン４に送って膨脹させ、低圧
カラム７に送るという点で従来技術の装置と異なる。過
給され、副交換器９内で部分的に凝縮した空気は、中圧
カラム６の底部に完全に注入される。
【００３２】アルゴン産出量を改善するために、２９内
で蒸発しない富んだ液体の残部は、２つの画分に分けら
れる。すなわち、第１の画分は、図１に示したように、
バルブ１８内で膨脹した後、吹き込み空気のレベルで低
圧カラム７に注入される。富んだ液体の第２の画分は、
バルブ１７内で後者の圧力まで膨脹した後、バルブ１８
からの富んだ液体の第１の画分の注入レベルと導管２５
を介した窒素の回収レベルとの中間のレベルにおいて、
低圧カラム７に送られる。
【００３３】液体酸素が、中圧カラムの圧力に相当する
圧力（すなわち、約２バール）まで加圧される場合、図
２に示すシステムは単純化することができる。
【００３４】図３に示す装置は、単一の空気コンプレッ
サー１を含むが、圧縮された空気は全てタービン４また
は交換器９のいずれかに送られる。交換器９内で部分的
に凝縮された空気は、中圧カラム６の底部に完全に移さ
れる。この場合、低圧カラムの底部の液体酸素レベル
と、蒸発器９へのその流入レベルとの間の差は、酸素の
蒸発圧力を固定するので、図２のポンプ１０は省略され
る。
【００３５】必要ならば、空気の吹き込みレベルにおい
て注入される画分の温度が、中程度のレベルにおいて注
入される画分の温度よりも低くなるように、富んだ液体
の画分を副冷却することができる。
【００３６】交換器９のこの配置は、空気圧縮について
約６％の利益を可能にし、酸素製造のための特定のエネ
ルギーについての利益を高めた。
【００３７】富んだ液体の注入レベルのこの配置は、欧
州特許第４２２，９７４号と比較して、アルゴン製造量
に約５％の利益をもたらした。本発明の方法により得ら
れた産出量は、約８０％である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の装置の１つの態様を示す模式図。
【図２】本発明の装置の一例を示す模式図。
【図３】本発明の装置の他の例を示す模式図。
【符号の説明】
１…主空気コンプレッサー，２…空気過給器，３…熱交
換ライン ４…冷間供給タービン，５…空気蒸留装置，６…中圧カ
ラム，７…低圧カラム ８…蒸発−凝縮器，９…副熱交換器，１０…ポンプ，１
３…膨脹バルブ １６…アルゴンカラム，１８…膨脹バルブ，２０…導
管，２１…膨脹バルブ ２５…導管，２９…頂部コンデンサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フイリップ・フレース フランス国、92260 フォントネー・オ ー・ローズ、リュ・デ・リシャールデ 15

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中圧カラムからの富んだ液体を第１およ
    び第２の液体画分に分割し、これらを異なるレベルで低
    圧カラムに送る、中圧カラム（６）と低圧カラム（７）
    とを有する二重カラム（５）内で空気の超低温蒸留によ
    り加圧下で気相酸素を製造する方法において、前記異な
    るレベルが、低圧カラムからの純粋でない窒素の引き出
    しレベルより低いことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 アルゴンに富んだ流体が、低圧カラム
    （７）から引き出され、カラム（１６）内で蒸留される
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 酸素に富んだ液体が、低圧カラム（７）
    の下部から引き出される請求項１または２に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 ２つの画分が、低圧カラム（７）に送り
    込まれる前に異なる温度まで冷却される請求項１ないし
    ３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 供給された空気の一部が、低圧カラム
    （７）の中程度のレベルに吹き込まれ、富んだ液体の注
    入レベルが、この中程度のレベルより低くない請求項１
    ないし４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 低圧カラム（７）がその上に設けられた
    少なくとも１つの中圧カラム（６）により構成される二
    重カラム（５）、低圧カラムからの純粋でない窒素を引
    き出すための手段（１２）、および純粋でない窒素の引
    き出しレベルより低い位置に設けられ、中圧カラム
    （６）の底部からの富んだ液体を引き出し、これを低圧
    カラム（７）の異なるレベルに送るための手段を具備す
    る、空気の超低温蒸留により加圧下で気相酸素を製造す
    るための装置。
  7. 【請求項７】 アルゴン蒸留カラム（１６）を具備する
    請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 低圧カラム（７）の下部から酸素に富ん
    だ液体を引き出すための手段（１２）を具備する請求項
    ６または７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 富んだ液体を、異なる温度で低圧カラム
    に送るための手段を具備する請求項６ないし８のいずれ
    か１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 空気を低圧カラム（７）の中程度のレ
    ベルに送るための手段（４）、および、富んだ液体の２
    つの画分を中程度のレベルの近傍またはこれより高いレ
    ベルに送るための手段を具備する請求項６ないし９のい
    ずれか１項に記載の装置。
JP7085539A 1994-04-12 1995-04-11 空気の蒸留による酸素の製造方法およびその装置 Pending JPH0854181A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007515617A (ja) * 2003-12-22 2007-06-14 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 空気分離装置、統合化された空気分離および金属製造装置ならびに１つのこのような空気分離装置を起動する方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9807833D0 (en) * 1998-04-09 1998-06-10 Boc Group Plc Separation of air
US6178775B1 (en) 1998-10-30 2001-01-30 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for separating air to produce an oxygen product
GB9910701D0 (en) 1999-05-07 1999-07-07 Boc Group Plc Separation of air
GB9925097D0 (en) * 1999-10-22 1999-12-22 Boc Group Plc Air separation
US6253576B1 (en) * 1999-11-09 2001-07-03 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the production of intermediate pressure oxygen
EP1338856A3 (en) * 2002-01-31 2003-09-10 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation
FR2854232A1 (fr) * 2003-04-23 2004-10-29 Air Liquide Procede de distillation d'air pour produire de l'argon
US20070095100A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-03 Rankin Peter J Cryogenic air separation process with excess turbine refrigeration
US9279613B2 (en) 2010-03-19 2016-03-08 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus
CN105115244B (zh) * 2015-08-10 2017-06-27 开封空分集团有限公司 一种低纯度氧空气分离的装置及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1253717A (fr) * 1960-04-08 1961-02-10 Union Carbide Corp Séparation à basse température de l'air en oxygène, azote et argon
DE1112997B (de) * 1960-08-13 1961-08-24 Linde Eismasch Ag Verfahren und Einrichtung zur Gaszerlegung durch Rektifikation bei tiefer Temperatur
US4737177A (en) * 1986-08-01 1988-04-12 Erickson Donald C Air distillation improvements for high purity oxygen
GB8820582D0 (en) * 1988-08-31 1988-09-28 Boc Group Plc Air separation
FR2655137B1 (fr) * 1989-11-28 1992-10-16 Air Liquide Procede et installation de distillation d'air avec production d'argon.
US4994098A (en) * 1990-02-02 1991-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen-lean argon from air
US5076823A (en) * 1990-03-20 1991-12-31 Air Products And Chemicals, Inc. Process for cryogenic air separation
GB9008752D0 (en) * 1990-04-18 1990-06-13 Boc Group Plc Air separation
US5228296A (en) * 1992-02-27 1993-07-20 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with argon heat pump
US5275003A (en) * 1992-07-20 1994-01-04 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid air and nitrogen recycle liquefier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007515617A (ja) * 2003-12-22 2007-06-14 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 空気分離装置、統合化された空気分離および金属製造装置ならびに１つのこのような空気分離装置を起動する方法
JP4809243B2 (ja) * 2003-12-22 2011-11-09 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 空気分離／金属製造装置の起動方法

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