JPH1030880A - 空気から第1の酸素産物及び第2の酸素産物を分離するための方法及び装置 - Google Patents
空気から第1の酸素産物及び第2の酸素産物を分離するための方法及び装置Info
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Abstract
分離するための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 空気は、低圧精留塔14を含む二段精留
塔の中で分離される。容積比で3.5%未満のアルゴン
不純物を含む第1の酸素産物が、出口38を通って精留
塔14から抜き出される。精留塔14は、出口38より
も下方に位置する充填区域40を備えている。充填区域
40を通って下降する液体からアルゴン不純物が除去さ
れ、容積比で100ppm未満の不純物を含む比較的純
粋な第2の酸素産物が、区域40の下方から出口44を
通して抜き出される。酸素よりも揮発性の低い不純物
は、副精留塔48の中で、第2の酸素産物から分離され
るのが好ましい。
Description
めの方法及び装置に関する。より詳細に言えば、本発明
は、一般的には通常の純度を有する第1の酸素産物、及
び、容積比で100ppm未満のアルゴン不純物(好ま
しくは、容積比で1ppm未満の全不純物)を含む極め
て純粋な第2の酸素産物を共に生成する技術に関する。
つの方法は、水蒸気及び二酸化炭素の不純物を除去する
ことによって空気を精製する工程と、精製された空気を
低温精留によって分離するのに適した温度まで冷却する
工程と、高圧精留塔及び低圧精留塔を含む二段精留塔の
中で冷却した空気を精留する工程とを備えている。一般
的に、高圧精留塔の頂部は、低圧精留塔の底部と熱を交
換して、高圧精留塔の中で分離された窒素を凝縮させる
と共に、低圧精留塔の中で分離された液体酸素を再沸騰
させる。低圧精留塔は、一般的に、底部領域を有してお
り、この底部領域において、酸素からアルゴンが分離さ
れる。従って、容積比で3%未満のアルゴンを含む酸素
産物を生成することが可能である。実際に、容積比で
0.1%未満のアルゴンを含む酸素製品を生成すること
には、何等困難性が存在しない。しかしながら、十分に
高い純度の酸素産物が必要とされる場合には、1又はそ
れ以上の追加の精留塔又は分留塔を用いて、低圧精留塔
から抜き出された酸素を含む流れから不純物を取り除く
必要がある。酸素よりも揮発性の高いアルゴンの如き不
純物を除去する必要があるだけではなく、より揮発性の
低いメタンの如き不純物も除去する必要もある。
濃度が容積比で1−35%の範囲にある低圧精留塔の領
域から原料の流れを取り出し、副精留塔の中でそのよう
な流れから、アルゴン及び他の揮発性の低い不純物を除
去することを開示している。酸素濃度が容積比で1乃至
35%の範囲にある低圧精留塔の領域から原料の流れを
取り出すことにより、原料の流れの中の揮発性が比較的
低い不純物(例えば、メタン)の濃度が最低限に維持さ
れる。従って、容積比で1ppm未満の全不純物を含む
副精留塔から、液体酸素の産物を得ることが可能であ
る。上述のプロセスの1つの欠点は、比較的多数の理論
段が、副精留塔に必要とされることである。1つの例に
おいては、約64の理論段が使用されている。別の欠点
は、代表的な例においては、高純度酸素の最大生産量
が、全酸素生産量の19%に制限されることである。更
に別の欠点は、低圧精留塔が、高圧精留塔の底部から抜
き出される少なくとも部分的に気化した留分に加えて、
液体の流れを分離する必要がある場合には、副精留塔へ
の供給原料の中の酸素が少なく、従って、高純度で生成
することのできる酸素産物の全割合が低下することであ
る。
例においては、10ppmのアルゴン、1.3ppmの
クリプトン、及び、8ppmのメタンを含む高純度の単
一の酸素産物を生産するプロセスを開示している。高圧
の一次精留塔、及び、低圧の二次精留塔が用いられてい
る。酸素富化された流れを、底部トレイの数個上のトレ
イにおいて一次精留塔から抜き出して、そのような流れ
が、一次精留塔の底部から抜き出した場合と比較して、
酸素よりも揮発性の低い不純物の濃度を有するようにす
ることができる。酸素富化された上記流れは、二次精留
塔の頂部に入り、該二次精留塔はアルゴン不純物を除去
する。高純度の気体酸素が、二次精留塔の底部のから少
なくとも1つ上のトレイの位置において、二次精留塔か
ら抜き出される。二次精留塔には、一次精留塔の中で分
離された窒素によって加熱されるリボイラが設けられて
いる。従って、上記窒素は凝縮されて一次精留塔へ返送
され、該一次精留塔に対する環流をもたらす。しかしな
がら、一次精留塔に適正な環流をもたらすためには、上
記窒素を凝縮させるための追加の手段を設けることが必
要である。従って、第2の凝縮器が設けられる。この二
次凝縮器は、一次精留塔の底部から抜き出される酸素富
化された液体の流れによって冷却される。その結果生ず
る酸素富化された蒸気は、流入する空気と間接的な熱交
換することにより暖められ、タービンの中で膨張してプ
ロセスを冷却し、その後、流入する空気と間接的に熱交
換することにより、周囲温度まで再度暖められる。その
結果、得ることのできる高純度酸素の最大収率は、かな
り低下する。その理由は、流入する酸素の中のかなりの
割合が、再度暖められた上記流れと一緒にプロセスから
効果的に排出されるからである。
比で3.5%未満のアルゴン不純物を含む第1の酸素産
物と、容積比で100ppm未満のアルゴン不純物を含
む第2の酸素産物とを、酸素から分離するための方法及
び装置を提供することである。
は、第2の酸素産物の中のアルゴン不純物を所要の低濃
度にするために、高圧精留塔及び低圧精留塔以外の追加
の精留塔を必要としないが、必要であれば、追加の精留
塔を用いて、容積比で1ppm未満の全不純物を含む第
2の酸素産物を生成することができる。
未満のアルゴン不純物を含む第1の酸素産物と、容積比
で100ppm未満のアルゴン不純物(好ましくは、容
積比で1ppm未満のアルゴン不純物)を含む比較的純
粋な第2の酸素産物とを、酸素から分離するための空気
分離方法が提供され、この方法は、高圧精留塔の中で空
気流を分留して、酸素富化された液体の底部留分と、気
体窒素の頂部留分とを形成する工程と、上記底部の留分
の流れを低圧精留塔の中に導入してその中で分離するた
めの工程と、上記気体状の窒素留分の流れを、上記低圧
精留塔の中で分離された液体酸素の留分で間接的に熱交
換することにより、凝縮させ、これにより、上記液体酸
素の留分の少なくとも一部を沸騰させると共に、上記低
圧精留塔を通って上方に流れる気体の流れを生成する工
程と、上述のように形成された凝縮物の少なくとも一部
を環流として上記高圧精留塔の中で用いる工程と、上記
高圧精留塔から上記低圧精留塔へ液体の流れを環流とし
て供給する工程とを備えており、上記第1の酸素産物
は、上記低圧精留塔の中間領域から抜き出され、上記中
間領域からの液体を受け取る充填された充填区域が上記
低圧精留塔に設けられ、上記充填区域においては、上記
受け取られた液体からアルゴン不純物が除去され、上記
第2の酸素産物は、上記充填区域の底部から抜き出さ
れ、上記凝縮物を形成するための総ての冷却操作は、上
記液体酸素の留分によって行われる。
アルゴン不純物を含む第1の酸素産物と、容積比で10
0ppm未満のアルゴン不純物を含む比較的純粋な第2
の酸素産物とを、酸素から分離するための酸素分離装置
を提供し、この装置は、空気流を分留して、気体窒素の
頂部留分と、酸素富化された液体の底部留分とを形成す
るための高圧精留塔と、上記底部留分の流れを分離する
ための低圧精留塔と、上記気体窒素の留分の流れを、上
記低圧精留塔の中で分離された液体酸素の留分で間接的
に熱交換することにより、凝縮させるための凝縮器/リ
ボイラとを備えており、該凝縮器/リボイラは、使用さ
れた場合に、上記低圧精留塔を通る蒸気の上昇流を形成
すると共に、上記高圧精留塔に対して環流をもたらすよ
うに構成されており、当該装置は、更に、上記低圧精留
塔に直線的に又は間接的に連通していて、環流を上記高
圧精留塔に入れるための入口と、上記低圧精留塔の中間
領域から上記第1の酸素産物を出すための第1の入口
と、上記中間領域から液体を受け取って該液体からアル
ゴン不純物を除去することができるように、上記低圧精
留塔の中に設けられた充填区域と、該充填区域の底部に
連通している上記第2の酸素産物のための第2の出口と
を備えており、上記凝縮器/リボイラは、凝縮通路を有
しており、これら凝縮通路のそれぞれの入口端は、単一
の加熱流体源に連通しており、該単一の加熱流体源は、
上記低圧精留塔の底部領域である。
的には、容積比で100ppm未満の全不純物(好まし
くは、容積比で1ppm未満の全不純物の全不純物)を
含む第2の産物を生成する必要がある場合には、第2の
産物の流れを副精留塔の中に入れて、酸素よりも揮発性
の低い不純物(特に、メタン)をそのような第2の産物
から除去することが好ましい。上記副精留塔には、凝縮
器を設けるのが好ましい。この凝縮器は、適宜な通常の
流れによって冷却することができる。例えば、高圧精留
塔の底部からの酸素富化された液体の流れを用いて、上
記冷却を行うことができる。
液体又は気体の状態で抜き出すことができる。液体の状
態で抜き出す場合であって、副精留塔を用いる場合に
は、この副精留塔にはリボイラ(再沸騰器)が設けられ
る。
の流れを、低圧精留塔及び副精留塔の一方又は両方から
取り出すのが好ましい。
び第2の酸素産物以外に、アルゴン産物を分離すること
ができる。この目的のために、第2の副精留塔は、低圧
精留塔からアルゴンを含む酸素の流れを受け取り、該流
れからアルゴン産物を分離するように構成することがで
きる。
は、蒸留又は分留するための塔、あるいは、1又はそれ
以上のゾーンを意味しており、そのような塔又はゾーン
においては、例えば、該塔又は1又はそれ以上のゾーン
の中に垂直方向に隔置された状態で設けられた充填要素
あるいは一連のトレイ又はプレートに対して気相及び液
相を接触させることによって、そのような液相及び気相
を向流式に接触させ、これにより、流体混合物の分離又
は精製が行われる。精留塔は、別個の容器の中に複数の
ゾーンを備え、これにより、単一の容器が過度の高さを
持たないようにすることができる。例えば、アルゴンの
精留においては、200の理論段を有する充填物の高さ
を使用することが知られている。そのような総ての充填
物を単一の容器の中に収容した場合には、そのような容
器は、一般的には、50mを超える高さを持つことにな
る。従って、アルゴン精留塔を2つの別個の容器の中に
設けて、異常に高い単一の容器を使用しないようにする
ことが望ましい。本発明の方法及び装置は、一般的に容
積比で100ppbを超えない全不純物を含む第2の酸
素産物を分離することができる。必要であれば、高純度
の形態で取り出すことのできる酸素産物の割合を、米国
特許第5,049,173の方法における割合よりも、
大きくすることができる。また、本発明の方法及び装置
は、上記米国特許第5,049,173の方法及び装置
程には、酸素の生産量の増大、又は、液体産物の要求の
増大に伴って、酸素の回収率のロスを受けることがな
い。その理由は、本発明の方法及び装置においては、与
えられた流入空気量に対する副精留塔における気体/液
体の負荷が、上記米国特許第5,049,173号に開
示される方法及び装置における負荷よりも小さいからで
ある。別の利点は、副精留塔を通る気体の流量が、上記
米国特許第5,049,173号の方法及び装置の対応
する精留塔における流量の半分よりも少なく、そのよう
な精留塔に使用される理論段の数は、一般的に、3分の
1よりも少ないことである。しかしながら、アルゴンを
除去するための充填区域の要件は、低圧精留塔の高さを
増大させない。
留塔の配列を概略的に示すフローダイアグラムである図
面を参照して、本発明の方法及び装置の例を以下に説明
する。
る加圧及び精製された気体状の空気の流れが、入口4を
通って高圧精留塔2に導入される。入口4は、精留塔2
の中の総てのトレイ又は他の気液接触装置6よりも下方
に位置している。上記空気流は、一般的に、当業界で周
知の方法で形成される。すなわち、空気流は、圧縮さ
れ、この圧縮された空気流は、その中の水蒸気及び二酸
化炭素の不純物が吸収されることにより、精製され、こ
の精製された空気流は、後に説明する精留塔の構造から
の返送流との間の間接的な熱交換によって、冷却され
る。
り、この第2の入口は、当該高圧精留塔の中の幾つかの
気液接触装置6の上方で且つ残りの気液接触装置の下方
に位置している。液体空気流は、一般的に、入口4を通
って精留塔2に入る空気流の空気供給源と同じ空気供給
源から一般的に採取される精製された空気の流れ(精製
空気流)を液化することにより、形成される。空気は、
当業界で周知の方法によって液化することができる。
留分と、酸素富化された液体空気の留分とに分離され
る。一般的に、高圧精留塔2の頂部における圧力は、4
乃至6バールの範囲にある。
器/リボイラ10の中に流れ、その中で凝縮される。そ
のような凝縮物の一部は、環流として、高圧精留塔2へ
返送される。凝縮物の他の部分は、ジュール・トムソン
弁すなわち絞り弁12を通って流れて、低圧精留塔14
の中にその頂部領域にある入口16を通って入る。この
ようにして、液体窒素の環流が低圧精留塔14に供給さ
れる。酸素富化された液体の流れは、出口18を通って
高圧精留塔2から抜き出される。酸素富化された液体空
気の流れは、分割される。すなわち、そのような液体空
気の一部は、ジュール・トムソン弁すなわち絞り弁20
を通り、低圧精留塔14の上の方に位置する入口22を
通って、低圧精留塔14の中に導入される。充填物又は
他の気液接触装置の区域24が設けられており、この区
域は、入口22の直ぐ上の位置から低圧精留塔14の頂
部付近まで伸長している。酸素富化された液体空気の流
れの残りの部分は、ジュール・トムソン弁26すなわち
絞り弁26を通って流れて、別の凝縮器/リボイラ30
を収容している容器28の中に入る。酸素富化された液
体空気は、一般的に、凝縮器/リボイラ30の中で完全
に沸騰する。その結果生じた蒸気は、上記入口22より
も低い位置にある入口32を通って低圧精留塔14の中
に入る。充填物又は他の気液接触装置の中間区域が設け
られており、この中間区域は、入口32の直ぐ上方から
入口22の直ぐ下方の位置まで伸長している。
気液接触装置の別の中間区域36が設けられており、こ
の別の中間区域は、入口32の直ぐ下方の位置から、一
般的に99.5容積%(?)の酸素を含む気体状の酸素
産物のための精留塔14の出口38の位置の直ぐ上方ま
で伸長している。低圧精留塔14の中には、充填物の底
部区域40も設けられている。この底部区域40は、上
記出口38の位置の直ぐ下方から凝縮器/リボイラ10
(低圧精留塔14のサンプの中に収容されている)の頂
部よりも少し上方の位置まで伸長している。
られている。先ず、低圧精留塔14の頂部に位置してい
る、窒素蒸気用の出口42が設けられている。次に、凝
縮器/リボイラ10から出る再沸騰された液体酸素用の
出口44が設けられている。最後に、低圧精留塔14の
サンプからの出口46が設けられており、この出口を通
して、パージ流をプロセスから排出することができる。
5バールの範囲の圧力(精留塔の頂部における圧力)で
運転される。入口22及び32を通って精留塔14に導
入された酸素富化された空気は、その中で分離される。
窒素の流れが、出口42を通して、精留塔14の頂部か
ら抜き出される。必要であれば、この窒素の流れ42を
用いて、高圧精留塔2からの液体窒素及び酸素富化され
た液体空気の流れを、1又はそれ以上の熱交換器(図示
せず)の中で過冷却することができる。そのような過冷
却が実行される場合には、過冷却は、それぞれのジュー
ル・トムソン弁を通る液体流の通路の上流側で生ずる。
99.5容積%の酸素を含むメインの酸素産物が、低圧
精留塔14から出口38を通って抜き出される。このメ
インの酸素産物は、0.5容積%よりも少ないアルゴン
を含んでいる。
14の中を降下する液体の中の酸素よりも高い揮発性を
有するアルゴン及び他の不純物を除去する効果を有して
いる。区域40は、一般的に、20乃至30の理論段を
有するように設計される。従って、区域40の底部から
出る液体は、容積比で1ppm(100万分の1)より
も少なく、一般的には、容積比で5ppb(10億分の
5)よりも少ないアルゴン不純物を含んでいる。上記液
体の大部分は、凝縮器/リボイラ10の中で再沸騰し、
これにより、液体窒素をその中で凝縮させるために必要
な冷却を行う。その結果生じた酸素蒸気の流れ(容積比
で1ppb、一般的には、10ppbのアルゴンを含
む)は、出口44を通って低圧精留塔14から流出す
る。
的に、出口38を通って流れる量よりも、比較的少な
い。しかしながら、必要であれば、出口38及び44を
通して抜き出される全酸素産物の中の最大40%を出口
44を通して流すことができる。出口38を通して抜き
出される酸素が気体の状態であることを考慮すると、区
域40における環流比を比較的高く維持し、これによ
り、液体からのアルゴン不純物の除去を促進させること
ができる。上記メインの酸素産物を低圧精留塔14から
液体の状態で抜き出す場合には、区域40の理論段の数
を十分に増大させるか、あるいは、出口44を通って流
れる酸素産物の割合を減少させることが必要となる。
い酸素の流れは、その底部領域に位置する入口50を通
って副精留塔48の中に入る。この副精留塔48は、充
填物又は他の気液接触装置の単一の区域52を収容して
いる。副精留塔48は、上記アルゴンを含まない酸素蒸
気から酸素よりも揮発性の低い不純物を吸収する効果を
有している。上記不純物の主要なものは、一般的に、メ
タンである。メタンに加えて、通常は、クリプトン及び
キセノンが、揮発性のより低い不純物として存在する。
副精留塔48の頂部における圧力は、一般的に、1乃至
1.5バールの範囲にある。この圧力範囲内において
は、区域52は、通常、10から20の理論段を有する
ように設計される。より揮発性の低い不純物が吸収され
てしまった精留塔の上部の蒸気は、容積比で1ppmよ
りも少なく、好ましくは、容積比で10ppbよりも十
分に低い、上述の揮発性の低い不純物を含んでいる。実
際に、副精留塔の頂部にある蒸気の不純物の全体積は、
容積比で10ppbよりも少ないのが好ましい。上記蒸
気の流れは、凝縮器/リボイラ30に入り、そこで凝縮
される。そのような凝縮物の一部は、超高純度の液体酸
素産物として、出口54を介して取り出される。一般的
に、副精留塔48の入口50に入るアルゴンを含まない
気体酸素の流量は、出口54を通る超高純度の液体酸素
産物の流量の1.5倍程度である。メタンを含む揮発性
の低い不純物の濃度が高くなった液体酸素の流れは、導
管56を通って、副精留塔48の底部から低圧精留塔1
4のサンプへ返送される。出口46を通して低圧精留塔
14から抜き出されるパージ流は、プロセスから揮発性
の低い不純物を追い出す効果を有している。必要であれ
ば、上記パージ流を上述のメインの酸素産物の流れと混
合することができる。また、副精留塔48から低圧精留
塔14へ返送される液体酸素から、上記パージ流を取る
ことも可能である。
に対して、種々の変更を加えることができる。低圧精留
塔14から出口44を通して抜き出される酸素産物から
アルゴンを除去することだけが必要である場合には、副
精留塔48を省略することができる。この場合には、高
圧精留塔2の底部からの酸素富化された液体空気の流れ
全体が、低圧精留塔14に液体の状態で入る(アルゴン
産物が発生せず、上記流れの一部を用いてアルゴン産物
を凝縮させる場合)。また、好ましいことではないが、
精留塔48を用いずに、発生した二酸化炭素の吸収の後
に触媒酸化を行うことによって、アルゴンを含まない酸
素の流れからメタン不純物を除去することも可能であ
る。別の変更例は、低圧精留塔14から副精留塔48ま
で伸長している導管に絞り弁(図示せず)を設けること
である。更に別の変更例は、酸素富化された液体空気以
外の液体を用いて、凝縮器/リボイラ30を冷却するこ
とである。
含まない酸素を低圧精留塔14から液体の状態で抜き出
すことである。この方法を採用した場合には、副精留塔
48は、低圧精留塔14の圧力と同じ圧力、あるいは、
より高い圧力又はより低い圧力で運転することができ
る。より高い運転圧力が必要な場合には、ポンプ又は液
頭を用いて液体を搬送することができる。より低い運転
圧力が必要な場合には、上記液体を副精留塔48に入る
上流側で絞ることができる。副精留塔48が液体の原料
を受ける場合には、その底部領域にリボイラ(図示せ
ず)を設けて、当該精留塔に必要な蒸気の流れを生成す
ることができる。また、副精留塔48に液体の原料を用
いる場合には、低圧精留塔14のサンプからではなく、
精留塔48の底部から直接パージ流を取るのが便利であ
る。副精留塔の底部のリボイラ(図示せず)を、凝縮器
30を冷却するために使用する流体と同じ流体又はそれ
とは別の流体を用いて、加熱することができる。
留塔14を通常の態様で用いて、アルゴン富化された原
料を1又はそれ以上の精留塔(図示せず)に供給し、該
精留塔が、アルゴン産物を生成するか、及び/又は、高
圧精留塔2から供給される酸素富化された液体空気に加
えて、高圧精留塔2の入口8に供給するのと同じ供給源
から一般的に取られる液体空気の流れ、あるいは、酸素
及び窒素を含む液体の流れを分離するようにすることが
できる。酸素及び窒素を含む上記液体の酸素濃度は、高
圧精留塔2の中間の高さから取られる酸素富化された液
体空気の酸素濃度よりも低い。
又は他の気液接触装置の別の区域を、凝縮器/リボイラ
10の頂部とアルゴンを含まない酸素が精留塔14から
取り出される高さとの間で、低圧精留塔14の中に設け
ることができる。一般的に、そのような別の区域は、単
に1又は2の理論段をもたらすように設計されるが、そ
れでも、上記アルゴンを含まない酸素の中のメタン及び
他の揮発性の低い(「重たい」不純物の濃度を減少させ
る効果を有している。そのような変更例は、副精留塔を
用いることが望ましくない場合には、特に有用である。
当たりの圧力降下が比較的低い(ふるい板に比較して)
どのような種類の充填物とすることもできる。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 容積比で3.5%未満のアルゴン不純物
を含む第1の酸素産物と、容積比で100ppm未満の
アルゴン不純物を含む比較的純粋な第2の酸素産物と
を、空気から分離する方法であって、高圧精留塔の中で
空気流を分留して、酸素富化された液体の底部留分と、
気体窒素の頂部留分とを形成する工程と、前記底部の留
分の流れを低圧精留塔の中に導入してその中で分離する
ための工程と、前記気体状の窒素留分の流れを、前記低
圧精留塔の中で分離された液体酸素の留分で間接的に熱
交換することにより、凝縮させ、これにより、前記液体
酸素の留分の少なくとも一部を沸騰させると共に、前記
低圧精留塔を通って上方に流れる気体の流れを生成する
工程と、上述のように形成された凝縮物の少なくとも一
部を環流として前記高圧精留塔の中で用いる工程と、前
記高圧精留塔から前記低圧精留塔へ液体の流れを環流と
して供給する工程とを含み、前記第1の酸素産物は、前
記低圧精留塔の中間領域から抜き出され、前記中間領域
からの液体を受け取る充填された充填区域が前記低圧精
留塔に設けられており、前記充填区域においては、前記
受け取られた液体からアルゴン不純物が除去され、前記
第2の酸素産物は、前記充填区域の底部から抜き出さ
れ、前記凝縮物を形成するための総ての冷却操作は、前
記液体酸素の留分によって行われることを特徴とする空
気分離方法。 - 【請求項2】 請求項1の空気分離方法において、前記
第2の酸素産物の流れを副精留塔の中に入れ、酸素より
も揮発性の低い不純物を、前記第2の酸素産物から分離
し、容積比で1ppm未満の全不純物を含む高純度酸素
産物を、前記副精留塔から抜き出すことを特徴とする空
気分離方法。 - 【請求項3】 請求項2の空気分離方法において、前記
第2の産物の流れが、前記低圧精留塔から液体の状態で
抜き出されることを特徴とする空気分離方法。 - 【請求項4】 請求項2又は3の空気分離方法におい
て、酸素よりも揮発性の低い不純物を含む液体の流れ除
去するをが、前記副精留塔から除去することを特徴とす
る空気分離方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかの空気分離方
法において、酸素よりも低い揮発性を有する不純物を含
む液体の流れを、前記低圧精留塔から除去することを特
徴とする空気分離方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかの空気分離方
法において、前記第2の産物の流れが抜き出される前記
低圧精留塔の位置よりも下方には、液体/気体質量交換
装置が設けられていないことを特徴とする空気分離方
法。 - 【請求項7】 容積比で3.5%未満のアルゴン不純物
を含む第1の酸素産物と、容積比で100ppm未満の
アルゴン不純物を含む比較的純粋な第2の酸素産物と
を、空気から分離する装置であって、空気流を分留し
て、気体窒素の頂部留分と、酸素富化された液体の底部
留分とを形成するための高圧精留塔と、前記底部留分の
流れを分離するための低圧精留塔と、前記気体窒素の留
分の流れを、前記低圧精留塔の中で分離された液体酸素
の留分で間接的に熱交換することにより、凝縮させるた
めの凝縮器/リボイラとを含み、該凝縮器/リボイラ
は、使用された場合に、前記低圧精留塔を通る蒸気の上
昇流を形成すると共に、前記高圧精留塔に対して環流を
もたらすように構成されており、当該分離装置は、ま
た、前記低圧精留塔に直線的に又は間接的に連通してい
て、環流を前記高圧精留塔に入れるための入口と、前記
低圧精留塔の中間領域から前記第1の酸素産物を出すた
めの第1の入口と、前記中間領域から液体を受け取って
該液体からアルゴン不純物を除去することができるよう
に、前記低圧精留塔の中に設けられた充填区域と、該充
填区域の底部に連通している前記第2の酸素産物のため
の第2の出口とを含んでおり、前記凝縮器/リボイラ
は、凝縮通路を有しており、これら凝縮通路のそれぞれ
の入口端は、単一の加熱流体源に連通しており、該単一
の加熱流体源が、前記低圧精留塔の底部領域であること
を特徴とする酸素分離装置。 - 【請求項8】 請求項8の酸素分離装置において、前記
第2の出口は、前記第2の酸素産物から酸素よりも揮発
性の低い不純物を分離するための副精留塔に連通してい
ることを特徴とする酸素分離装置。 - 【請求項9】 請求項8の酸素分離装置において、前記
副精留塔は、凝縮器と、これに関連して設けられるリボ
イラとを備えていることを特徴とする酸素分離装置。 - 【請求項10】 請求項8又は9の酸素分離装置におい
て、前記副精留塔又は前記低圧精留塔は、酸素よりも揮
発性の低い不純物を含む液体の流れを当該酸素分離装置
から除去するための出口を有していることを特徴とする
酸素分離装置。 - 【請求項11】 請求項8乃至10のいずれかの酸素分
離装置において、前記低圧精留塔は、酸素よりも揮発性
の低い不純物を含む液体の流れを当該酸素分離装置から
除去するための出口を有していることを特徴とする酸素
分離装置。
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