JPS62142986A - 空気分離装置の制御方法 - Google Patents
空気分離装置の制御方法Info
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- JPS62142986A JPS62142986A JP28290385A JP28290385A JPS62142986A JP S62142986 A JPS62142986 A JP S62142986A JP 28290385 A JP28290385 A JP 28290385A JP 28290385 A JP28290385 A JP 28290385A JP S62142986 A JPS62142986 A JP S62142986A
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- Japan
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- column
- supplied
- argon
- operation signal
- crude argon
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04793—Rectification, e.g. columns; Reboiler-condenser
- F25J3/048—Argon recovery
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
- F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
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- F25J3/04642—Recovering noble gases from air
- F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
- F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
- F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
- F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
- F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、深冷法によって空気から有用ガスを分離採取
する空気分離１１ｉＲに係り、特にアルゴンを採取する
空気分離！！！の制御方法に関する。
する空気分離１１ｉＲに係り、特にアルゴンを採取する
空気分離！！！の制御方法に関する。
空気中の有用ガス（窒素、酸素、水素、アルゴン、その
他希ガス）を精留塔を用いて分離し採取する空気分離装
置は、よく知られている。このうち、精留塔の下塔に原
料空気を供給して、下塔で１１精留し、粗精留後のガス
（気体および液体ガス）を精留塔の上塔に供給して窒素
、酸素を分離すると共に、上塔の富アルゴン部位のガス
を粗アルゴン塔に供給し、この粗アルゴン塔によってア
ルゴンを分離し採取する空気分離装置がある。この種装
置は、例えば、特開昭５５−４６３６２号、特開昭５５
−９９５７１号、特開昭５５−１０２８７６号に明らか
である。
他希ガス）を精留塔を用いて分離し採取する空気分離装
置は、よく知られている。このうち、精留塔の下塔に原
料空気を供給して、下塔で１１精留し、粗精留後のガス
（気体および液体ガス）を精留塔の上塔に供給して窒素
、酸素を分離すると共に、上塔の富アルゴン部位のガス
を粗アルゴン塔に供給し、この粗アルゴン塔によってア
ルゴンを分離し採取する空気分離装置がある。この種装
置は、例えば、特開昭５５−４６３６２号、特開昭５５
−９９５７１号、特開昭５５−１０２８７６号に明らか
である。
このような粗アルゴン塔を用いてアルゴンを分離採取す
るプラントにおいては、粗アルゴン塔を安定的に運転す
ることが、プラント全体の安定運転のために必要である
。粗アルゴン塔の運転を安定させるためには、粗アルゴ
ン塔に供給する富アルゴン（精留塔上塔の富アルゴン部
位から抜出されるガス）のガス組成が一定になるように
することが必要であるが、このことのみでは、この種空
気分離装置の安定運転のためには不十分である。
るプラントにおいては、粗アルゴン塔を安定的に運転す
ることが、プラント全体の安定運転のために必要である
。粗アルゴン塔の運転を安定させるためには、粗アルゴ
ン塔に供給する富アルゴン（精留塔上塔の富アルゴン部
位から抜出されるガス）のガス組成が一定になるように
することが必要であるが、このことのみでは、この種空
気分離装置の安定運転のためには不十分である。
本発明の目的は、粗アルゴン塔によってアルゴンを分摩
採取する空気分離装置を安定して運転することのできる
空気分離装置の制御方法を提供することである。
採取する空気分離装置を安定して運転することのできる
空気分離装置の制御方法を提供することである。
本発明は、相アルゴン塔の下塔と上塔との圧力差を検出
し、この圧力差を予定した設定値になるように調節する
ための第１の操作信号を求めると共に、精留塔下塔から
抜出された液体窒素を粗アルゴン塔のコンデンサに供給
後上塔に供給する供給ラインにおける液体空気の流量を
検出し、この検出値と流を制限値との偏差をなくすよう
に調節するための第２の操作信号を求め、前記した第１
の操作信号と第２の操作信号のうち低値となる操作信号
を選択し、この選択された操作信号によって、前記供給
ラインの途中に設けられた調節弁を調節することを特徴
としている。
し、この圧力差を予定した設定値になるように調節する
ための第１の操作信号を求めると共に、精留塔下塔から
抜出された液体窒素を粗アルゴン塔のコンデンサに供給
後上塔に供給する供給ラインにおける液体空気の流量を
検出し、この検出値と流を制限値との偏差をなくすよう
に調節するための第２の操作信号を求め、前記した第１
の操作信号と第２の操作信号のうち低値となる操作信号
を選択し、この選択された操作信号によって、前記供給
ラインの途中に設けられた調節弁を調節することを特徴
としている。
以下、本発明を具体的な実施例に基づき詳細に読切する
。
。
第１図は、本発明の一実施例を示すシステム・フロー・
シートである。この実施例は、空気を原料として、窒素
（Ｎ、）、酸素（０ρおよびアルゴン（Ａｒ）を分離し
、採取するプラントである。空気を圧縮し、空気中に含
まれる二酸化炭素（ＣＯ２）水分（Ｎ２０）等の不純物
の除去された原料空気は、熱交換器々に供給され、ここ
で適度の１ｆｆｌｌｔ（−１７０℃）まで冷却される。
シートである。この実施例は、空気を原料として、窒素
（Ｎ、）、酸素（０ρおよびアルゴン（Ａｒ）を分離し
、採取するプラントである。空気を圧縮し、空気中に含
まれる二酸化炭素（ＣＯ２）水分（Ｎ２０）等の不純物
の除去された原料空気は、熱交換器々に供給され、ここ
で適度の１ｆｆｌｌｔ（−１７０℃）まで冷却される。
なお、一部の原料空気は、熱交換難題の途中から抜出さ
れ、寒冷発生用の膨張タービン５で断熱膨張した後、精
留塔１の上塔１ｂに供給される。熱交換器囚で適度の温
度まで冷却された原料空気は、精留塔１の下塔１ａに供
給される。下塔１ａでは、供給された原料空気を精留し
、下塔の上塔に窒素を、下塔の下塔に酸素純度３０〜４
０％の液体空気を分離する。下塔１ａ上塔の窒素は、上
塔１ｂの上塔に供給される。下塔１ａ下塔から抜出され
た液体空気は、吸着器２によって、アセチレン、炭化水
素等の不純物が除去される。そして、熱交換器３によっ
て上塔１ｂからの戻りガスとの熱交換が行なわれて過冷
却される。過冷却された液体空気は、上塔１ｂの中部に
供給されると共に、一部は粗アルゴン塔４の頂部に設け
られたコンデンサに供給される。
れ、寒冷発生用の膨張タービン５で断熱膨張した後、精
留塔１の上塔１ｂに供給される。熱交換器囚で適度の温
度まで冷却された原料空気は、精留塔１の下塔１ａに供
給される。下塔１ａでは、供給された原料空気を精留し
、下塔の上塔に窒素を、下塔の下塔に酸素純度３０〜４
０％の液体空気を分離する。下塔１ａ上塔の窒素は、上
塔１ｂの上塔に供給される。下塔１ａ下塔から抜出され
た液体空気は、吸着器２によって、アセチレン、炭化水
素等の不純物が除去される。そして、熱交換器３によっ
て上塔１ｂからの戻りガスとの熱交換が行なわれて過冷
却される。過冷却された液体空気は、上塔１ｂの中部に
供給されると共に、一部は粗アルゴン塔４の頂部に設け
られたコンデンサに供給される。
粗アルゴン塔４のコンデンサに供給された液体空気は、
塔内を上昇する上昇ガスを凝縮するために使用されたイ
ソ、上塔１ｂの中部に供給される。上塔１ｂに供給され
た液体空気、窒素は、上塔１ｂ内で精留分離され、上塔
の頂部に窒素（Ｎ２）が、また上塔の下塔に酸素（０２
）が分離さｎる。上塔１ｂで分離されたＮｚ 、 ０２
は夫々抜出され、熱交換難題で湿度回復されて、需要先
に供給される。上［１ｂの富アルゴン部位°からアルゴ
ン採取用のガス（富アルゴンガス）が抜出さｉ、粗アル
ゴン塔４に供給される。粗アルゴン塔４では、コンデン
サに供給される液体空気との熱交換によって上昇ガスを
液化し、気液接触による精留分離が行なわれる。これに
よって、粗アルゴン塔４の上塔には純度９０％以上のア
ルゴン（Ａｒ）が分離され、この部分からガスを抜出す
ることによってＡｒが採取される。
塔内を上昇する上昇ガスを凝縮するために使用されたイ
ソ、上塔１ｂの中部に供給される。上塔１ｂに供給され
た液体空気、窒素は、上塔１ｂ内で精留分離され、上塔
の頂部に窒素（Ｎ２）が、また上塔の下塔に酸素（０２
）が分離さｎる。上塔１ｂで分離されたＮｚ 、 ０２
は夫々抜出され、熱交換難題で湿度回復されて、需要先
に供給される。上［１ｂの富アルゴン部位°からアルゴ
ン採取用のガス（富アルゴンガス）が抜出さｉ、粗アル
ゴン塔４に供給される。粗アルゴン塔４では、コンデン
サに供給される液体空気との熱交換によって上昇ガスを
液化し、気液接触による精留分離が行なわれる。これに
よって、粗アルゴン塔４の上塔には純度９０％以上のア
ルゴン（Ａｒ）が分離され、この部分からガスを抜出す
ることによってＡｒが採取される。
アルゴンを採取する空気分！ＩＩ！Ｉ装置では、粗アル
ゴン塔４をいかに安定に運転するかが問題である。
ゴン塔４をいかに安定に運転するかが問題である。
粗アルゴン塔４の安定運転を実現するには、まず精留塔
１の整定が必要である。これは、上塔】ｂから粗アルゴ
ン塔４へ供給する富アルゴンガスの組成が精留塔１の運
転状態の影響を強く受けるためである。粗アルゴン塔４
へ供給されるガスの組成が変動すると、粗アルゴン塔４
での精留塔に影影響を与え、一定純度のＡ「の採取を困
難にする。
１の整定が必要である。これは、上塔】ｂから粗アルゴ
ン塔４へ供給する富アルゴンガスの組成が精留塔１の運
転状態の影響を強く受けるためである。粗アルゴン塔４
へ供給されるガスの組成が変動すると、粗アルゴン塔４
での精留塔に影影響を与え、一定純度のＡ「の採取を困
難にする。
一方、粗アルゴン塔４内の差圧が不安定（予定された差
圧になっていない状態）であると、精留塔上場１ｂから
供給される富アルゴンガスの供給量が不安定となり、粗
アルゴン塔４内でのバランスを４ずし、アルゴン回収率
の低下、アルゴン純度の低下等の不安定運転を招く。粗
アルゴン塔４の差圧を決定する大きな要因は、コンデン
サに供給さｎる液体空気の量であり、この液体空気の量
を適切にすることが安定運転のためには必要である。
圧になっていない状態）であると、精留塔上場１ｂから
供給される富アルゴンガスの供給量が不安定となり、粗
アルゴン塔４内でのバランスを４ずし、アルゴン回収率
の低下、アルゴン純度の低下等の不安定運転を招く。粗
アルゴン塔４の差圧を決定する大きな要因は、コンデン
サに供給さｎる液体空気の量であり、この液体空気の量
を適切にすることが安定運転のためには必要である。
ｉ１図に示す実施例では、液体空気の量を適切に制御す
るため、次のような改良がなされている。
るため、次のような改良がなされている。
まず、粗アルゴン塔４の下塔と上塔との圧力差（すなわ
ち差圧）を検出し、この圧力差を予め設定した値（設定
値）にするために液体空気の流量を調節するための操作
信号ｃ以下、第１の操作信号という。）を演算し、出力
する調節計６を設けている。また、粗アルゴン塔４に供
給する液体空気の量を検出する流量計７と、この流量計
７が検出した流量が予め設定された流量制限値（増減量
値や定格値）となるように、それらの偏差に基づき液体
空気量を調節するための操作信号（以下、第２の操作信
号という。）を演算し、出力するプログラム演算器８と
を設けている。また、精留塔下塔１ａから抜出された液
体空気を粗アルゴン塔４のコンデンサに供給後、上塔１
ｂに供給する供給ラインの途中に調節弁９を設け、前述
した操作信号によって、粗アルゴン塔４のコンデンサに
供給する液体空気の量を自動制御できるようにしている
。そして、低値優先回路（Ｌ、８．）１０を設け、調節
計６の出力した第１の操作信号とプログラム演算器８の
出力した第２の操作信号を入力し、このうちの低値を選
択し、低値の操作信号によって、調節弁９を実際に調節
する構成となっている。なお、上述した構成のうち検出
部と調節部を除（部分は、計Ｘ機を用いても同様に実現
できる。
ち差圧）を検出し、この圧力差を予め設定した値（設定
値）にするために液体空気の流量を調節するための操作
信号ｃ以下、第１の操作信号という。）を演算し、出力
する調節計６を設けている。また、粗アルゴン塔４に供
給する液体空気の量を検出する流量計７と、この流量計
７が検出した流量が予め設定された流量制限値（増減量
値や定格値）となるように、それらの偏差に基づき液体
空気量を調節するための操作信号（以下、第２の操作信
号という。）を演算し、出力するプログラム演算器８と
を設けている。また、精留塔下塔１ａから抜出された液
体空気を粗アルゴン塔４のコンデンサに供給後、上塔１
ｂに供給する供給ラインの途中に調節弁９を設け、前述
した操作信号によって、粗アルゴン塔４のコンデンサに
供給する液体空気の量を自動制御できるようにしている
。そして、低値優先回路（Ｌ、８．）１０を設け、調節
計６の出力した第１の操作信号とプログラム演算器８の
出力した第２の操作信号を入力し、このうちの低値を選
択し、低値の操作信号によって、調節弁９を実際に調節
する構成となっている。なお、上述した構成のうち検出
部と調節部を除（部分は、計Ｘ機を用いても同様に実現
できる。
このような構成によって、プログラム演算器８に予め人
力された流量特性に基づきながら粗アルゴン塔４の差圧
調整が可能となり、精留塔１の流量バランスや寒冷バラ
ンスを（ずさない範囲で粗アルゴン塔４の差圧調整が実
現できる。これによって、粗アルゴン塔４の安定運転お
よび自動化が実現できる。
力された流量特性に基づきながら粗アルゴン塔４の差圧
調整が可能となり、精留塔１の流量バランスや寒冷バラ
ンスを（ずさない範囲で粗アルゴン塔４の差圧調整が実
現できる。これによって、粗アルゴン塔４の安定運転お
よび自動化が実現できる。
〔発明の効果］
本発明によれば、従来運転操作が困難で熟練を要してい
た粗アルゴン塔を有する空気分離装置の運転を安定して
行うことができる。この結果、採取さｎるアルゴン純度
、アルゴンの回収率の向上が期待できる。
た粗アルゴン塔を有する空気分離装置の運転を安定して
行うことができる。この結果、採取さｎるアルゴン純度
、アルゴンの回収率の向上が期待できる。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。
ｌ・・・・・・精留塔、２・・・・・・吸着器、３・・
由・熱交換器、４・・・・・・粗アルゴン塔、５・・曲
膨張タービン、６・・・・・・調節計、７・・・・・・
流量計、８・川・・プログラム演算器、９・・・・・・
調節弁、１０・・・・・・低値優先回路、Ｉ・・・・・
・熱交換器
由・熱交換器、４・・・・・・粗アルゴン塔、５・・曲
膨張タービン、６・・・・・・調節計、７・・・・・・
流量計、８・川・・プログラム演算器、９・・・・・・
調節弁、１０・・・・・・低値優先回路、Ｉ・・・・・
・熱交換器
Claims (1)
- １、精留塔の下塔に原料空気を供給し、該下塔で粗精留
した後のガスを精留塔の上塔に供給して窒素、酸素を分
離すると共に、該上塔の富アルゴン部位のガスを粗アル
ゴン塔に供給し、該粗アルゴン塔によってアルゴンを分
離採取する空気分離装置の制御方法において、前記粗ア
ルゴン塔の下塔と上塔との圧力差を検出し、該圧力差を
設定値にする第１の操作信号を求めると共に、前記精留
塔下塔から抜出された液体空気を前記粗アルゴン塔のコ
ンデンサに供給後、前記上塔に供給する供給ラインの該
液体空気の流量を検出し、該検出値と設定された流量制
限値との偏差をなくす如き第２の操作信号を求め、前記
第１の操作信号と該第２の操作信号のうちの低値の操作
信号を選択し、該選択された操作信号によって、前記供
給ラインの途中に設けられた調節弁を調節することを特
徴とする空気分離装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28290385A JPS62142986A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 空気分離装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28290385A JPS62142986A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 空気分離装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142986A true JPS62142986A (ja) | 1987-06-26 |
Family
ID=17658600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28290385A Pending JPS62142986A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 空気分離装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62142986A (ja) |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP28290385A patent/JPS62142986A/ja active Pending
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