KR0126614B1 - 변화하는 크림프각을 갖는 구조 패킹을 사용하는 증류컬럼 - Google Patents

변화하는 크림프각을 갖는 구조 패킹을 사용하는 증류컬럼

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래리 알. 카제트
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Abstract

본 발명은 변화하는 크림프각을 갖는 구조 패킹을 증류컬럼의 2개 이상의 구역 또는 단일 구역의 소구역중에 사용하는, 대기 가스 분리용 증류컬럼에 관한 것이다. 다수의 구역중에 구조 패킹을 사용하는 경우에 있어서, 제1구역중에 사용되는 구조 패킹의 크림프각은 제2구역보다 크고 제1 및 제2구역이 그들의 범람 한계의 동일한 디자인 비율에서 작동하도록 선택된다. 제1구역의 증가된 크림프각은 패킹의 HETP를 감소시킴으로써 컬럼의 높이를 낮출 수 있다. 상이한 크림프각을 갖는 구조 패킹은 다양한 기체 속도를 갖는, 컬럼의 단일 구역중에 사용할 수 있다. 여기서, 크림프각은 또한 소구역들이 그들의 범람한계의 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 확대된다. 이러한 작용에 의해서 턴다운(turndown) 기능이 개선된다.

Description

변화하는 크림프각을 갖는 구조 패킹을 사용하는 증류컬럼
제1도는 본 발명에 따른 공기분리장치를 예시한 도면이다.
본 발명은 구조 패킹을 대기 가스의 혼합물의 액상 및 기상을 밀접하게 접촉시킴으로써 이들을 분리시키기 위한 접촉요소로서 사용하는 증류컬럼에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 컬럼의 높이 및 기능을 최적화시키기 위해서 구조 패킹의 크림프각이 변화하는 증류컬럼에 관한 것이다.
대기 가스의 혼합물의 분류에 있어서, 혼합물의 성분은 증류 컬럼중에서 분리된다. 컬럼중에선, 환합물의 기상은 휘발성이 더욱 높은 성분(예를들면, 질소)의 농도가 증가함에 따라 상승하지만, 혼합물의 액상은 휘발성이 더욱 낮은 성분(예를들면, 산소)의 농도가 증가함에 따라 하강한다. 혼합물의 기상 및 액상을 밀접하게 접촉시킴으로써 상들 사이에 물질이동을 이루기 위해서 다양한 패킹을 증류컬럼중에 사용한다.
구조 패킹은 구조의 단순함, 일정한 기능 및 낮은 압력 강화와 같은 이유로 인하여 다수의 증류장치중에 접촉요소로서 유용한 것으로 밝혀졌다. 대부분의 통상적인 증류장치중에 구조 패킹을 사용하는데 있어서 유일한 장애는 비용에 대한 부담이라는 것이 오랜동안 공지되어 왔다. 따라서, 구조 패킹을 증류컬럼에 요구되는 가장 소량으로 사용하면서 가장 효율적으로 사용하는 것이 중요하다.
하기 기술되는 바와 같이, 본 발명은 증류컬럼중에 사용되는 구조 패킹의 높이가 특정한 증류장치에 있어서 최소의 크기를 갖는, 대기 가스를 분리시키기 위한 증류컬럼의 디자인을 제공한다.
본 발명은 대기 가스를 분리시키기 위한 증류컬럼을 제공한다. 본 명세서 및 특허정구 범위에 사용된 대기 가스란 용어는 공기, 또는 주로 조 아르곤 컬럼중에 아르곤 및 산소를 함유하거나 회가스를 분리시킬 경우 회가스를 함유할 수 있는 대기 가스를 의미한다. 본 발명의 증류컬럼은 동일한 직경의 제1구역 및 제2구역을 포함한다. 일정한 밀도의 구조 패킹은 분리되는 혼합물의 액상 및 기상을 밀접하게 접촉시키기 위해서 제1구역 및 제2구역중에 위치한다. 제1 및 제2구역중에 사용되는 구조 패킹은 각각 제1 및 제2 크림프각을 갖는 제1 및 제2 구조 패킹을 포함한다. 제1구조 패킹의 제1크림프각은 제2 크림프각보다 큰 크기를 갖는다. 제1크림프각의 더욱 큰 크기는 제1 및 제2 구조 패킹, 및 이로인한 제1 및 제2 구역이 그들의 범람 한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 예정된다.
본 명세서 및 특허청구 범위중에 기술된, 증류컬럼의 구역이란 컬럼의 공급물 및 회수물사이에 직접 위치한 영역을 의미하거나, 또는 기체 및/또는 액체가 컬럼으로 도입되거나 또는 컬럼으로부터 제거되는 컬럼의 높이에 위치한 증류컬럼의 영역을 의미한다. 구조 패킹이란 수직방향으로 서로 대향하여 배열된 다수의 시이트, 또는 원통형으로 배열된 하나이상의 시이트를 사용하고, 기상 및 액상이 각각 상승하거나 하강할 수 있도록 패킹중에 관을 제공하기 위해서 크림프를 갖거나 크림핑되는 접촉 요소이다. 또한, 구조 패킹 그 자체는 알루미늄, 구리, 스테인레스 강철, 플라스틱, 직조된 메쉬 또는 가제와 같은 시이트 물질로부터 패브릭화될 수 있다. 본 명세서 및 특허청구 범위에 사용된 크림프각이란 패킹이 컬럼중에 성치될 경우 수직으로부터 측정된 크림프의 각을 의미한다. 또한, 구조 패킹에 적용되는 밀도란 패킹의 단위 부피당 패킹의 표면적을 의미한다. 기상 및 액상에 적용되는 밀도란 일반적으로 사용되는 단위 부피당 질량을 의미한다.
본 명세서 및 특허청구 범위에 사용된 범람 한계란 작동되는 임의의 지점 또는 계산된 지점일 수 있다. 이러한 범람 한계는 패킹 또는 컬럼을 적절한 방식으로 작동시키기 위해서, 압력의 급격한 강하 또는 HETP의 급격한 상승로 인하여 이들이 정지하는 임의의 지점일 수 있다. 범람 한계는 기체 범람 변수(Cv) 및 액체 범람 변수(CL)을 기초로하여 계산할 수 있다. 액체 범람 변수의 평방 제곱근 대 기체 범람 변수의 평방 제곱근의 왈리스(Wallis) 도표에서 얻어진 기체 범람 변수의 값은 최대 Cv이거나, 또는 이와 동등하게 기체 속도이고, 이는 범람 한계에서 컬럼에 의해서 실험할 수 있다. 따라서, 범람 한계의 비율은 왈리스 도표에 의해서 측정된 Cv를 초과하는 패킹 구역중의 Cv이거나 또는 최대 작동의 임의의 지점의 비율이라고 할 수 있다. 관련 분야에 잘 알려진 바와 같이,
CL=UL×(ρL/ (ρL-ρV))0.5
CV=UV×(ρV/ (ρL-ρV))0.5
상기 식에서, UL은 액체의 표면속도이고, UV는 기체의 표면속도이고, ρL은 액상밀도이고, ρV는 기상밀도이다.
증류컬럼은 기체속도가 구조 패킹의 임의의 구역에서 범람에 이르지 않고 최대 비율의 범람 한계의 약 75 내지 85%에 이르도록 디자인된다. 이러한 실제 비율은 종종 컬럼을 조절함으로써 고정된다.
구조 패킹의 분리 기능은 종종 이론적인 플레이트와 동등한 높이 또는 HETP로 주어진다. 특정한 분리에 사용되는 특정한 패킹의 HETP가 작을수록 패킹의 효율은 증가하는데, 이는 사용되는 패킹의 높이가 HETP와 함께 감소하기 때문이다. 패킹의 효율은 크림프각과 함께 증가한다는 것이 밝혀졌다. 특정한 이론에 얽매이고 싶지는 않지만, 이는 패킹중에서 액상의 통로 및, 이로인한 잔류시간이 크림프각에 따라 증가하고, 이로 인하여 HETP를 감소시키기 때문이라고 생각된다. 그러나, 증가된 크림프각과 더욱 낮은 HETP사이에는 트레이드오프(tradeoff)가 존재한다. 트레이드오프한 크림프각이 증가할수록 패킹의 범람 한계가 감소함을 의미한다. 하기 논의되는 바와 같이, 이러한 트레이드오프는 컬럼의 다양한 구역 또는 소구역에 사용되는 패킹의 HETP를 최적화함으로써 컬럼의 높이를 최적화시키기 위해서 본 발명자에 의해서 유리하게 사용된다.
상기 본원에서 개략된 바와 같이, 동일한 크림프각을 갖는 구조 패킹을 제1 및 제2구역 모두에 사용할 경우(선행기술과 동일한 구조 패킹의 사용양태), 이러한 구역을 통한 최대 디자인 기체 속도에서 제1구역은 그의 최대 디자인 범람 한계에서 제2구역보다 낮은 비율의 범람 범위에서 작동할 수도 있다. 상기 언급한 바와 같이, 구조 패킹의 크림프각은 그의 분리기능 또는 HETP와 연관되고 또한 그의 압력강하와 연관됨으로써, 그의 범람 한계와 연관된다. 주어진 유압에서, 크림프각이 클수록 특정한 CL에 대해서 더욱 낮은 CV에서 발생하는 범람에 의해서 패킹은 더욱 신속하게 범람한다. 따라서, 더욱 가볍게 충진된 컬럼의 구역에 사용된 구조 패킹의 프림프각을 증가시킬 경우, 제1 및 제2구역 모두는 그들의 범람 한계의 동일한 비율에서 작동하도록 조절될 수 있다. 또한, 제1구역에서 크림프각이 증가하기 대문에, 제1구역의 HETP는 동일한 크림프각을 컬럼의 모든 구역의 패킹에 대해 사용할 경우 얻어질 수 있는 HETP보다 감소할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 컬럼중에는 더욱 적은 수의 구조 패킹을 사용한다. 모든 구역들을 제한하여 그들의 범람 범위의 동일한 비율에서 작동시키기 위해서 구역들사이의 크림프각을 변화시킴으로써 얻을 수 있는 추가의 유리한 점은 컬럼의 턴다운(turndown) 기능이 또한 개선된다는 것이다.
컬럼중에서 더욱 균일한 기능을 얻기 위해서 구조 패킹의 크림프각을 확대함으로써 턴다운 기능을 개선시킨다는 개념은 또한 컬럼의 구역 또는 소구역의 상이한 부분이 위치에 따라 상이한 기체 또는 액체 속도를 갖는 구조 패킹을 사용하는 컬럼의 하나이상의 구역중에 유리하게 사용할 수 있다. 기체 또는 액체 속도의 변화는 밀도 변화와 같은 요소에 영향을 주거나 또는, 물질이동으로 인한 기체 또는 액체의 양을 증가시키고 감소시킨다. 본 발명의 이러한 양태에 따라서, 제1 및 제2소구역을 갖는 하나이상의 구역을 포함하는 중류컬럼이 제공된다. 일정한 밀도를 갖는 구조 패킹은 분리되는 혼합물의 액상 및 기상을 서로 밀접하게 접촉시키기 위해서 제1 및 제2소구역중에 위치한다. 제1 및 제2소구역중에 사용되는 구조 패킹은 제1 및 제2소구역이 그의 범람 한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동되도록 상이한 크림프각을 가짐으로써 서로 구별되는 2가지의 상이한 형태의 구조 패킹을 포함한다.
본 명세서는 본 출원인이 그의 발명이라고 간주하는 사항들을 명백하게 지적하는 특허청구 범위로 결론을 짖지만, 본 발명에 따른 증류컬럼을 사용하는 공기분리장치를 예시하는 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명을 더욱 명백하게 이해할 수 있을 것으로 생각된다.
도면에는 공기분리장치(1)이 예시되어 있다. 공기분리장치(1)에서, 적절하게 여과된 공기 스트림(10)은 주압축기(12)에 의해서 압축된다. 이어서, 압축열은 후냉각기(14)에 의해서 제거되고 공기는 정류기(16)중에서 탄화수소, 이산화탄소 및 물을 제거함으로써 정류된다. 정류기(16)은 바람직하게는 재생을 목적으로 상으로 부터 작동되는 분자체 물질의 다중층이다. 이어서, 공기 스트림(10)은 주 열교환기(18)중에서 정류시키기에 적합한 온도로 완전히 냉각된다. 공기 스트림(10)이 부분적으로 냉각된 다음, 부분 스트림(20)은 공기 스트림(10)으로부터 터보팽창기(22)중으로 전환된다. 터보팽창기(22)의 배기 스트림(24)는 공기분리장치(1)을 냉각시키기 위해서 공기 스트림(10)과 반대 방향으로 주 열교환기(18)중으로 도입된다. 이어서, 공기 스트림(10)은 응축기-리보일러(32)에 의해서 저압 컬럼(30)과 열전달되도록 연결된 고압 컬럼(28)을 포함하는 이중 정류 컬럼(26)중으로 도입된다.
고압 컬럼(28)은 참고 번호(33) 및 (34)로 표시된 구조 패킹의 층을 함유한다. 고압 컬럼(28)에서, 기상이 구조 패킹층(33) 및 (34)를 통해 상승할수록, 기상중에서 더욱 휘발성이 높은 성분인 질소의 농도는 증가한다. 동시에, 액상은 구조 패킹층(33) 및 (34)중에서 하강한다. 이러한 액상은 컬럼중에서 하강함에 따라, 공기중에서 더욱 휘발성이 낮은 성분인 산소의 농도는 계속적으로 증가한다. 최종적으로, 타워 오버헤드 질소기체는 고압 컬럼(28)의 상부에서 수집되고 산소가 풍부한 컬럼 버텀 액체는 고압 컬럼(28)의 기부에서 수집된다. 고압 컬럼(28)의 타워 오버헤트 질소 기체로 구성된 상부 기체 스트림(36)은 응축기-리보일러(32)중으로 도입되고, 여기서, 상부 기체 스트림(36)은 그 자체가 응축되면서 저압 컬럼(30)의 기부중에 수집되는 액상 산소를 기화시킨다. 이러한 응축물로 구성된 빈약한 액상 환류 스트림(38)은 환류물로서 고압 컬럼(28)의 상부로 공급된다. 비냉각기의 제1구역(42)중에서 비냉각되고 주울-톰슨(Joule-Thompson) 밸브(44)에 의해서 저압 컬럼(30)의 압력으로 감압된, 또다른 액상 스트림(40)은 환류물로서 저압 컬럼(30)의 상부로 도입된다.
저압 컬럼(30)은 또한 고압 컬럼(28)의 산소가 풍부한 컬럼 기부 액체로 구성된, 풍부한 액상 스트림(46)중에서 질소로부터 산소를 분리시킴으로써 공기를 정제한다. 상기 기술된 바와 같이, 액상 산소는 저압 컬럼(30)의 기부중에 수집되고 산소는 가스상 산소 스트림(48) 및 액상 산소 스트림(50)으로서 추출된다. 가스상 산소 스트림(48)은 주 열교환기(18)중에서 가온되어 가스상 산소 생성물을 생성시키고 액상 산소 스트림(50)은 액상 생성물로서 제거된다.
하기 논의되는 바와 같이, 조 아르곤은 또한 조 아르곤 컬럼(52)에 의해서 공기분리장치(1)중에서 생성된다. 아르곤 컬럼의 회수 및 저압 컬럼(30)으로의 아르곤 컬럼의 공급은 아르곤 컬럼 스트림(54) 및 아르곤 컬럼 복귀 스트림(56)에 의해서 표시된다. 조 아르곤 컬럼(52)는 그의 타워 오버헤드로부터 조 아르곤 생성물 스트림(57)을 생서시킨다. 비냉각기의 제2구역(58)중에서 비냉각된 풍부한 액상 스트림(46)은 주울-톰슨 밸브(60)을 통과함으로써 팽창된다. 이러한 팽창에 의해서 온도가 떨어진 풍부한 액체는 헤드 응축기(62)중에서 생성된 타워 오버헤드 아르곤을 응축시키는데 사용된다. 이러한 응축으로 인하여 저압 컬럼(30)으로 풍부한 액상 기체 및 풍부한 액상 공급 스트림(64) 및 (66)이 생성된다.
액상을 하강시키고 기상을 상승시킴으로써 저압 컬럼(30)중에 타워 오버헤드 질소를 생성시킨다. 이러한 질소로부터 약간 더 순수하지 못한 물질은 페질소 스트림(68)로서 회수된다. 질소 생성물 스트림(70)은 저압 컬럼(30)의 상부로부터 회수된다. 폐질소 스트림(68) 및 질소 생성물 스트림(70)은 빈약한 액상 스트림(40) 및 풍부한 액상 스트림(46)과 반대 방향으로 비냉각기의 제1구역(42) 및 제2구역(58)을 통과한다. 이어서, 폐질소 스트림(68) 및 순수한 질소 생성물 스트림(70)은 주 열교환기(18)을 통과하고, 여기서, 폐질소 스트림 및 질소 생성물 스트림으로 회수된다.
하기 표는 공기분리장치(1)의 계산된 작동예이다. 액체로서 분류된 임의의 스트림은 약 100%의 액상 분획을 갖고 기체로서 분류되지 않은 임의의 스트림은 약 100%의 기상 분획을 갖는다.
저압 컬럼(30)은 (Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ)로 분류된 4개의 구역을 갖는다. 구역(Ⅰ)은 생성된 질소 스트림(70)이 배출되는 저압 컬럼(30)의 최상부 및 폐질소 스트림(70)이 배출되는 저압 컬럼(30)의 상부사이에 위치한다. 구역(Ⅱ)는 저압 컬럼(30)의 상부 및, 풍부한 액상 기체 및 풍부한 액상 스트림(64) 및 (66)이 도입되는, 저압 컬럼(30)의 중간부사이에 위치한다. 구역(Ⅲ)은 저압 컬럼(30)의 중간부 및, 아르곤 컬럼 공급 스트림(54) 및 복귀 스트림(56)이 배출되고 저압 컬럼(30)으로 도입되는 저압 컬럼(30)의 하부사이에 위치한다. 마지막으로, 구역(Ⅳ)는 저압 컬럼(30)의 하부에 위치한다. 참조번호(72),(74),(76) 및 (80)으로 표시된 구조 패킹의 층들은 상기 4개의 구역중에 접촉 요소로서 제공된다. 관련분야의 숙련인에게 알려진 바와 같이, 이러한 층들은 액체가 컬럼의 단지 하나의 방향으로 분산되지 않도록 서로 90°로 회전하도록 특별하게 디자인된 지지물상에 지지될 수도 있다. 구조 패킹의 층들사이에, 액체를 재분배하기 위해서 액체분배기가 또한 제공될 수도 있다.
하기 표에는 통상적으로 4개의 구역(Ⅰ),(Ⅱ),(Ⅲ) 및 (Ⅳ) 모두에서 30°의 크림프각을 갖는 500X FLEXIPAC Koch 패킹을 사용하는 컬럼의 작동 상태를 기재하였다.
상기 표에서 볼수 있는 바와 같이, 구역(Ⅰ),(Ⅳ),(Ⅲ) 및 (Ⅱ)의 순서로 유압이 높다.
하기 표는 본 발명에 따라 디자인된 저압 컬럼(30)의 작동 상태를 나타낸 것이다. 여기서, 구역(Ⅰ),(Ⅲ) 및 (Ⅳ)는 모두 그들의 범람 한계의 최대 80%까지 이른 것을 주목하여야 한다. 또한, 턴다운 기능은 증가하였고 패킹 높이는 감소하였다는 것을 주목하여야 한다. 이하의 표에서, 구역(Ⅰ)중에 사용된 패킹을 제1구조 패킹, 구역(Ⅱ)중에 사용된 패킹을 제2구조 패킹, 구역(Ⅲ)중에 사용된 패킹을 제3구조 패킹, 구역(Ⅳ)중에 사용된 패킹을 제4 구조 패킹이라고 기재한다.
구역(Ⅱ)의 최소기능은 구역(Ⅰ),(Ⅲ) 및 (Ⅳ)보다 낮다. 그의 기능을 개선시키기 위해서, 구역(Ⅱ)는 소구역(Ⅱa) 및 (Ⅱb)로 분할할 수 있다. 예시되지는 않았지만, 소구역(Ⅱa)는 소구역(Ⅱb)상에 위치하고, 액체 밀도의 변화로 인한 더욱 높은 액체속도 또는 액체 범람 변수 및 기체 밀도의 변화로 인한 더욱 높은 기체속도 또는 기체 범람 변수를 갖는다. 제5구조 패킹은 소구역(Ⅱa)중에 사용된 제2구조 패킹보다 더욱 큰 크림프각(13°)을 갖는 소구역(Ⅱb)중에 사용된다. 하기 표에는 본 발명에 따라 적용된 작동상태를 기재 하였다. 하기 표에서 볼수 있는 바와 같이, 구역(Ⅱ)의 턴다운 기능은 증가하였다.
본 발명은 4개의 구역을 갖는 저압 컬럼을 참조로하여 예시하였지만, 본 발명은 상기 기술된 바와 같이, 이러한 구역내에서 범람 한계의 비율을 동등하게 하기 위해서 이러한 구역중에 2가지 이상의 상이한 구조 패킹을 사용하는 하나의 구역을 갖는 공기분리장치의 임의의 다른 컬럼에 적용할 수도 있다.
본 발명을 바람직한 실시양태를 참조로하여 기술하였지만, 관련분야의 숙련인이라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 동일한 직경의 제1 및 제2구역 ; 및 분리될 혼합물의 액상 및 기상을 밀접하게 접촉시키기 위해서 제1 및 제2구역중에 위치한, 일정한 밀도를 갖는 구조 패킹을 최소한 포함하고, 이때, 상기 제1 및 제2구역 중에 사용되는 구조 패킹이 각각 제1 및 제2 크림프각을 갖는 제1 및 제2구조 패킹을 포함하고, 제1구조 패킹의 제1크림프각이 제2크림프각보다 큰 크기를 가지며 이러한 제1크림프각의 크기가 제1 및 제2구조 패킹이 그들의 범람한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동함으로써 그중에 포함된 제1구역 및 제2구역이 그들의 범람한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 미리선택되는, 대기 가스 분리용 증류컬럼.
  2. 제1 및 제2소구역을 갖는 하나이상의 구역 ; 및 분리될 혼합물의 액상 및 기상을 밀접하게 접촉시키기 위한 제1 및 제2소구역중에 위치한, 일정한 밀도를 갖는 구조 패킹을 포함하며, 이때, 상기 제1 및 제2소구역중에 사용되는 구조 패킹이, 제1 및 제2소구역이 그들의 범람 한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동되도록 미리선택된 상이한 크림프각을 가짐으로써 서로 구별되는 2가지의 상이한 형태의 구조 패킹을 포함하는, 대기 가스 분리용 증류컬럼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2구역이 적어도 제1 및 제2소구역을 갖고 ; 상기 제1소구역중에 사용되는 구조 패킹이 제2구조 패킹을 포함하고 ; 상기 제2소구역중에 사용되는 구조 패킹이, 각각의 제1 및 제2소구역이 그들의 범람한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 선택된 크림프각을 또한 갖는 또다른 구조 패킹을 포함하는 증류컬럼.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1구역이 제2구역밑에 위치하는 증류컬럼.
  5. 제1항에 있어서, 상기 증류컬럼이 공기로부터 아르곤을 분리시키기 위해서 디자인된 공기분리장치의 저압 컬럼을 포함하고 ; 상기 제1구역이 생성된 질소 스트림이 배출되는 저압 컬럼의 최상부와, 생성된 스트림보다 순도가 낮은 폐질소 스트림이 배출되는 저압 컬럼의 상부사이에 위치하고 ; 제2구역이, 컬럼의 상부와, 풍부한 액상 및 기상 스트림이 추가의 정제를 위해 저압 컬럼으로 도입되는 저압 컬럼의 중간부사이에 위치하고 ; 증류컬럼이 또한 제3 및 제4구역을 갖고 ; 제3구역이, 저압 컬럼의 중간부와, 아르곤 및 산소를 분리시키기 위해서 아르곤 및 산소를 함유하는 아르곤 컬럼 스트림이 아르곤 컬럼으로 배출되고 아르곤 컬럼으로부터 액상 산소 스트림이 저압 컬럼으로 도입되는 저압 컬럼의 하부에 위치하고 ; 제4구역이 저압 컬럼의 하부에 위치하고 ; 제3 및 제4구역중에 위치한 구조 패킹이, 제3 및 제4구역이 그들의 범람한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 미리 선택된 제3 및 제4 크림프각을 각각 갖는 제3 및 제4구조 패킹을 포함하는 증류컬럼.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2구역이 2개이상의 제1 및 제2소구역을 갖고 ; 제1소구역중에 사용되는 구조패킹이 제2구조 패킹을 포함하고 ; 제2소구역중에 사용되는 구조 패킹이, 각각의 제1 및 제2소구역이 그들의 범람한계의 실질적으로 동일한 최대 디자인 비율에서 작동하도록 선택된 제5크림프각을 갖는 제5구조 패킹을 포함하는 증류컬럼.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2소구역이 제1소구역밑에 위치하고, 최대 액상 및 기상 속도가 제2소구역에서보다 제1소구역에서 더욱 크도록 증류컬럼이 작동하고, 제5크림프각이 제2크림프각보다 큰 증류컬럼.
  8. 제5하에 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2크림프각이 약 30°이고, 상기 구조 패킹이 컬럼 전체에 걸쳐 500㎟/㎥ 이상의 밀도를 갖는 증류컬럼.
  9. 제1항에 있어서, 상기 구조 패킹이 컬럼 전체에 걸쳐 500㎡/㎥ 이상의 밀도를 갖는 증류컬럼.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2크림프각이 약 30°인 증류컬럼.
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