JPS6138383A - 空気液化分離装置における保安液化ガスの寒冷回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気液化分離装置における炭化水素が濃縮し
て含まれている保安液化ガスの寒冷回収方法゛に関する
。

（従来の技術） 空気を液化精留して酸素、窒素等を製造する場合に、原
料空気中の炭化水素は精留塔内に導入される前に、可逆
式熱交換器や吸着器により水分とともに除去されるが微
量の炭化水素が精留塔に入ることは避けられず、酸素ガ
スを採取する場合には液化酸素中に、また窒素ガスを採
取する場合には液化空気中に炭化水素が濃縮される。

このように精留塔内の液化酸素や液化空気中に炭化水素
が濃縮され蓄積すると爆発の危険があることから、その
液化ガスの一部を装置から抜き出して放出している。

この炭化水素の濃縮の危険を避けるために抜ぎ出づ液化
酸素または液化空気を保安液化ガスと言っている。

抜き出される液化ガスが酸素の場合保安液酸と称してい
るが、保安液酸の量は原料空気の０．１〜０．２％程度
であるにもかかわらず、極低温の液体であることから、
単に放出することによる寒冷の損失は、装置全体に必要
な寒冷の約５〜１０％に相当する。

この保安液酸の放出に際しては、寒冷を回収せずに、大
気または蒸気加温により気化放出するのが一般的である
が、寒冷を回収する方法としては、低温でも比較的高い
高度で他のガスとの混合なしにそのまま原料空気と熱交
換する方法が知られている。

この方法を第４図に示す系統図により説明すると、圧縮
機（図示せず）で圧縮された原料空気Ａは、管１より主
熱交換器２にて後記する酸素ガスＢ及び廃ガスＣと熱交
換して冷却され、管３を経て複式精留塔４の下部塔４ａ
に導入される。

゛下部塔４ａで分離された液化空気と液化窒素は各々管
５，６にて抜き出されて過冷器７を経て上部塔４ｂに入
る。

上部塔４ｂ下部の主凝縮器４Ｃには精留により酸□素が
溜り、酸素ガスＢは管８より抜き出され主熱交換器２で
原料ガスＡと熱交換して濃度回復され、管９より使用先
へ送られる。一方廃ガスＣは上部塔４ｂより管１０にて
抜き出され、過冷器７゜管１１を経て、主熱交換器２で
原料空気Ａと熱交換されて温度回復された後管′１２よ
り大気へ放出される。

原料空気中に含まれる微量の炭化水素は沸点の違いから
上部塔４ｂ下部に設けられた主凝縮器４Ｃの液化酸素中
にほとんど濃縮される。この炭化水素の濃縮は、痒発の
危険がある為、高圧ガス取締方Ｖ：にａ３いても、一定
濃度以上の濃縮は認められていない。このため、液化酸
素を管１３により抜き出し、弁１４を介して側熱交換器
１５に導入し、ここで管１より分岐した管１６．弁１７
を介して導入された原料空気−Ｎの一部と熱交換して気
化し、管１８より保冷外槽１９の外へ放出される。

側熱交換器１５で冷却された原料空気Ａは管２０を介し
て管３に導入され、主熱交換器２で冷却された原料空気
Ａと合流する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記のように原ｉ空気の熱交換する方法は、保
安液酸用熱交換器１５内部の蒸発面において濃縮の危険
があり、時々濃縮液を直接放出する必要がある。即ち管
１３より分岐された管２１゜弁２２を経て炭化水素の濃
縮された液化酸素を時々放出する必要がある。

また保安液酸の気化の為に液量に対して２〜５倍の原料
空気を必要とし、その分生熱交換器に導入される原料空
気量が減少し熱交換器が大きくなる等の欠点がある。

そこで、本発明は、寒冷が有効に利用でき、かつ安全な
保安液化ガスの寒冷回収方法を提供する。

〔問題点を解決しようとする具体的手段〕本発明方法は
、以上の点に鑑みなされたもので、原料空気を液化精留
して酸素、窒素等を製造する方法において、炭化、水素
が濃縮して含まれている保安液化ガスを複式精留塔主凝
縮器または単式精留塔凝縮器より導出した後これを廃ガ
スまたは酸素ガスに混合して気化し、この混合ガスを後
流の熱交換盟主として主熱交換器に通して向流する原料
空気と熱交換さυたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

廃ガスまたは酸素ガスは、一般に保安液化ガスの１００
〜１ｏｏｏ倍の流量であり、保安液化ガスが混合される
と炭化水素は１／１００〜１／　１０００に希釈される
。一方混合後のガス温度は、液化ガスの混合により低下
するが、混合後の温度・圧力の条件における各炭化水素
の飽和濃度より混合後の濃度が低ければ、炭化水素はガ
ス状であるので前記ガスに同伴されて熱交換器を経て装
置外に排出される。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第３図に示す実施例について説明する
。

第１図は、空気液化精留により酸素を製造する方法にお
いて、保安液酸を廃ガスに混合する方法を説明するだめ
の系統図である。尚、図中第４図に示す従来例と同一部
分には同一符号を付してその説明を簡略にする。

上部塔４ｂ下部の凝縮器４０に接続した管３０を弁３１
を介して過冷器７を経た廃ガスＣを主熱交換器２に導入
する管１１に接続し、保安液酸を廃ガスＣに混合気化さ
せ、混合により低下したガス温度（寒冷）を主熱交換器
２で原料空気Ａと交換して回収し、廃ガスＣとともに放
出する。

原料空気量８７，５０ＯＮｎｉ／ｎ　、廃ガス５２，５
００間／ｎ。

保安液酸１７５Ｎｎｔ／ｎの装置を例とすると、管１１
を流れる廃ガスは、−１８０℃、　　０．２ｋａ／ｃｗ
ｆＧであり、保安液酸混合後温度は一１８４℃に低下す
る。

−１８４℃、　　０．２ｋａ／ｃｎｆＧに含み得る炭化
水素と、それより逆紳した保安液酸中の炭化水素濃度は
次表となり、実測例の保安液ａｍ度よりかなり大きな伯
であることから、炭化水素は気化され廃ガスに同伴され
ることになる。

□ 第２図は同じく酸素を製造する方法において、保安液酸
を酸素ガス中に混合気化する方法を説明するための系統
図である。尚図中第４図に示す従来例と同一部分には同
一符号を付してその説明を簡略にする。

上部塔４ｂ下部の主凝縮器４Ｇに接続した管４０を弁４
１を介し主熱交換器２と側熱交換器２′との間の酸素ガ
ス取出用の管８に接続し、濃縮された保安液酸を酸素カ
スＢに混合気化し、酸素ガスＢとともに主熱交換器２を
経て管９より取出される。

第３図は、空気液化精留で窒素を製造する方法において
、炭化水素が濃縮された液化空気を廃ガスに混合気化り
る方法を説明するための系統図である。

圧縮機（図示せず）にて圧縮された原料空気Ａは、管１
より主熱交換器２にて向流する保安液化空気の混合した
廃ガスＣ及び窒素ガスＤと熱交換して冷却され、管３を
経て単式精留塔４′の下部に導入される。

単式精留塔４′で液化窒素を分離した液化空気は管５０
．弁５１を介して原基４′の上部の凝縮器４′Ｃに貯え
られ、該塔頂部凝縮器４’ｃより管５２にて抜き出され
た廃ガスＣは、主熱交換器２の一部を経て管５３にて導
出し、膨張タービン５４−にて膨張して寒冷を発生し、
管５５より主熱交換器２に再麿導入し、原料空気Ａと熱
交換して放出される。

単式精留塔４′で分離された窒素は管５６に導出し、主
熱交換器２にて原料空気Ａと熱交換し、管５７より製品
窒素ガスＤとして抜き出される。

単式精留塔４′上部の凝縮器４’ｃに貯えられた液化空
気は炭化水素が濃縮される。そこで該塔上部凝縮器４′
Ｃと廃ガスＣ取出用の管５５とを管５８゜弁５９を介し
で接続し、保安液化空気を廃ガスＣに混合気化し、この
廃ガスＣとともに熱交換器２を経て廃ガスＣとともに放
出する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、液化精留方法において、炭化水
素の濃縮された液化酸素あるいは液化空気を、廃ガスあ
るいは酸素ガスに混合気化して、抜き出すようにしたか
ら、これらの保安液化ガスの寒冷を低い温度で回収する
ことができ、寒冷を有効に利用でき、製品収率の増加、
運転圧力、動力量の低減ができ、これらの気化に別個の
熱交換器を必要としない。また、廃ガス中に保安液酸を
混合気化する場合は、一般に酸素濃度が低く安全である
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明方法の夫々の実施例を説明す
るためのもので、第１図は保安液酸を廃ガスに混合気化
せしめる実施例の系統図、第２図は保安液酸を酸素ガス
に混合気化せしめる実施例の系統図、第３図は保安液化
空気を廃ガスに混合気化せしめる系統図、第４図は従来
の保安液酸の放出方法を説明するための系統図である。 Ａ・・・原料空気　　Ｂ・・・酸素ガス　　Ｃ・・・廃
ガスＤ・・・窒素ガス　　２・・・主熱交換器　　４・
・・複式精留塔　　４′・・・単式精留塔　　３０．’
４０．５８・・・管　　　　３１．　４１．　５９・・
・弁第１図 筋２圓 カ３Ｈ 給４因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原料空気を液化精留して酸素あるいは窒素を製造す
   る方法において、凝縮器より導出した炭化水素が濃縮し
   ている保安液化ガスを廃ガスまたは酸素ガスに混合して
   気化し、この混合ガスを後流の熱交換器に通して原料空
   気と熱交換させたことを特徴とする空気液化分離装置に
   おける保安液化ガスの寒冷回収方法。