KR19980018093A - 저순도 산소와 고순도 산소를 제조하기 위한 저온 정류 시스템 - Google Patents

저순도 산소와 고순도 산소를 제조하기 위한 저온 정류 시스템 Download PDF

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프레더릭 빌링햄 존
제임스 로켓트 마이클
패트릭 보나퀴스트 단테
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조안 엠. 젤사
프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 이중 칼럼중의 저압 칼럼의 하부와 평행하게 추가의 정류부를 사용하여 저순도 및 고순도로 산소를 제조하는 저온 정류 시스템에 관한 것이다.

Description

저순도 산소와 고순도 산소를 제조하기 위한 저온 정류 시스템
기술분야
본 발명은 일반적으로 산소를 제조하는 방법, 더욱 상세하게는 공급 공기를 저온 정류하여 산소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래 기술
저순도 산소에 대한 수요는 유리제조, 제강 및 에너지 생성과 같은 분야에서 점점 증가해가고 있다. 저순도 산소는 일반적으로 고압 칼럼의 압력에서 공급 공기를 이용하여 저압 칼럼의 액체 바닥을 재비등시킨 후에 고압 칼럼내로 통과시키는 이중 칼럼에서 공급 공기의 저온 정류에 의해 대량으로 제조된다.
저순도 산소를 요하는 몇가지 사용기, 예를 들어 집적 강철밀은 저순도 산소 이외에 약간의 고순도 산소를 종종 필요로 한다. 상기의 이중 순도의 산소 공급은 통상적인 저순도 산소 프랜트로는 효과적으로 달성될 수 없다.
본 발명의 목적은 저순도와 고순도 산소를 효과적으로 및 효율적으로 제조할 수 있는 저온 정류 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 두가지 순도의 생성물, 예를 들어 저순도 산소와 고순도 산소를 제조할 수 있는 정류 칼럼을 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 구체예의 단순 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또다른 바람직한 구체예의 단순 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 제 1 재비등기 20,33: 고압 칼럼
21,34: 저압 칼럼 또는 제 2 칼럼 23: 제 1 생성 부분
24: 제 2 생성 부분 25: 액체 스트림
26: 질소-함유 스트림 100: 제 1 부분
102: 응축된 공급 공기 103: 산소-부화(富化) 액체
150, 170: 공급 공기 160: 제 2 부분
본 명세서를 읽을 때 당업자에게 자명한 하기의 목적 및 그 이외의 목적은 본 발명에 의해 달성되고, 본 발명의 한가지 관점으로 본 발명은
(A) 공급 공기를 응축시키고 응축 공급 공기를 고압 칼럼으로 통과시키는 단계;
(B) 고압 칼럼내의 공급 공기를 저온 정류에 의해 산소-부화(富化) 액체와 질소-부화(富化) 증기로 분리하는 단계;
(C) 산소-부화(富化) 액체를 고압 칼럼으로부터 세로 방향의 칸막이로 분리된 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분을 갖는 저압 칼럼으로 통과시키는 단계;
(D) 저압 칼럼의 각각의 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분에서 산소-부화(富化) 액체를 저온 정류 처리하여 제 1 생성 부분에서 고순도 산소를 제조하고 제 2 생성 부분에서 저순도 산소를 제조하는 단계;
(E) 상기 응축 공급 공기에 의해 제 1 생성 부분을 재비등시키고 고압 칼럼으로부터의 질소-부화(富化) 증기를 응축시킴으로써 제 2 생성 부분을 재비등시키는 단계; 및
(F) 제 1 생성 부분으로부터 고순도 산소를 회수하고 제 2 생성 부분으로부터 저순도 산소를 회수하는 단계를 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 관점으로 본발명은
(A) 제 1 칼럼;
(B) 세로 방향의 칸막이에 의해 분리된 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분을 갖는 칼럼부를 갖는 제 2 칼럼;
(C) 제 1 생성 부분내에 정위된 제 1 재비등기, 및 제 2 생성 부분에 정위된 제 2 재비등기;
(D) 공급 공기를 제 1 재비등기내로 통과시키고 제 1 재비등기로부터 제 1 칼럼으로 통과시키기 위한 수단;
(E) 유체를 제 1 칼럼의 하부로부터 제 2 칼럼으로 통과시키기 위한 수단 및 유체를 제 1 칼럼의 상부로부터 제 2 재비등기내로 통과시키기 위한 수단; 및
(F) 제 1 생성 부분으로부터 고순도 산소를 회수하기 위한 수단 및 제 2 생성 부분으로부터 저순도 산소를 회수하기 위한 수단을 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 관점으로, 본 발명은
(A) 칼럼부를 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분으로 분할하며 칼럼부내에 세로 방향 칸막이를 지닌 칼럼부;
(B) 제 1 생성 부분에 정위된 제 1 재비등기;
(C) 제 2 생성 부분에 정위된 제 2 재비등기;
(D) 공급물을 적어도 몇 개의 칼럼부위의 칼럼으로 통과시키기 위한 수단;
(E) 제 1 재비등기에 인접한 칼럼부로부터 제 1 생성물을 회수하기 위한 수단;
(F) 제 2 재비등기에 인접한 칼럼부로부터 제 2 생성물을 회수하기 위한 수단을 포함하는 제 1 생성물과 제 2 생성물을 제조하기 위한 정류 칼럼에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 관점으로 본 발명은
(A) 공급 공기를 응축시키고 응축된 공급 공기를 고압 칼럼내로 통과시키는 단계;
(B) 공급 공기를 고압 칼럼내에서 저온 정류하여 산소-부화(富化) 액체와 질소-부화(富化) 증기로 분리하는 단계;
(C) 산소-부화(富化) 액체를 고압 칼럼으로부터 저압 칼럼으로 통과시켜서 저압 칼럼내에서 저온 정류하여 저순도 산소를 제조하는 단계;
(D) 저압 칼럼으로부터 산소-함유 유체를 회수하여 산소-함유 유체를 보조 칼럼내로 통과시켜서, 보조 칼럼내에서 저온 정류에 의해 고순도 산소를 제조하는 단계;
(E) 상기 응축된 공급 공기에 의해 보조 칼럼을 재비등시키고 고압 칼럼으로부터 질소-부화(富化) 증기를 응축시킴으로써 저압 칼럼을 재비등시키는 단계; 및
(F) 보조 칼럼의 하부로부터 고순도 산소를 회수하고 저압 칼럼의 하부로부터 저순도 산소를 회수하는 단계를 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본원에 사용되는 용어 공급 공기는 주위 공기와 같은 주로 산소와 질소를 포함하는 혼합물을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 저순도 산소는 50 내지 99 몰%의 산소 농도를 갖는 유체를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 고순도 산소는 99 몰%이상의 산소 농도를 갖는 유체를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 칼럼은 예를 들어, 칼럼내에 수직으로 공간을 차지하는 일련의 트레이 또는 플레이트상에서 및/또는 구조화되거나 임의적인 패킹과 같은 패킹 원소상에서 증기 및 액체상을 접촉시키는 바와 같이, 액체와 증기상이 역류로 접촉케 하여 유체 혼합물을 분리하는 증류 또는 분별 칼럼 또는 영역, 즉 접촉 칼럼 또는 영역을 의미한다. 증류 칼럼에 대한 더욱 상세한 설명은 문헌[Chemical Engineer's Handbook, fifth edition, edited by R. H. Perry and C. H. Chilton, McGraw-Hill Book Company, New York, Section 13, The Continuous Distillation Process]에 기술되어 있다. 상기 용어, 이중 칼럼은 저압 칼럼의 하단과의 열교환 관계에 있는 상단을 갖는 고압 칼럼을 의미한다. 이중 칼럼에 대한 더욱 상세한 설명은 문헌[Ruheman The Separation of Gases, Oxford University Press, 1949, Chapter VII, Commercial Air Separation]에 기술되어 있다.
증기와 액체 접촉 분리 방법은 성분에 대한 증기압의 차에 의존한다. 높은 증기압(또는 더 휘발성이거나 낮은 비등) 성분은 증기상으로 농축되는 경향이 있을 것이고, 반면에 낮은 증기압 (또는 낮은 휘발성 또는 높은 비등) 성분은 액체상으로 농축되는 경향이 있을 것이다. 부분 응축은 증기 혼합물을 냉각시켜 휘발성 성분을 증기상에 및 휘발성이 낮은 성분을 액체상에 농축시킬 수 있는 분리 방법이다. 정류, 또는 연속 증류는 증기와 액체상의 역류 처리에 의해 수득되는 바와 같은 연속적인 부분 증기화와 응축을 조합하는 분리 방법이다. 증기상과 액체상을 역류 접촉시키는 것은 일반적으로 단열되고 상기 상 사이에서의 적분(효과적인) 또는 시차(연속) 접촉을 포함할 수 있다. 혼합물을 분리하기 위한 정류 원리를 사용하는 분리 장치는 정류 칼럼, 증류 칼럼 또는 분별 칼럼으로 교호적으로 종종 명명된다. 저온 정류는 150K 이하의 온도에서 적어도 부분적으로 수행되는 정류 공정이다.
본원에 사용되는 용어 간접 열교환은 두 유체 흐름을 어떠한 물리적인 접촉 또는 유체 상호간의 상호 혼합 없이 열교환 관계를 야기시키는 것을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 재비등기는 칼럼 액체로부터 칼럼 상향 흐름 증기를 발생케하는 열교환 장치를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 재비등은 냉각 및/또는 응축 유체와의 간접 열교환에 의해 칼럼 액체를 증발시키는 것을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 터어보팽창 및 터어보팽창기는 터어빈을 통해 흐르는 고압 기체의 압력 및 온도를 감소시켜 냉각시키는 방법 및 장치를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 칼럼 또는 칼럼부의 상부 및 하부는 각각 칼럼 또는 칼럼부의 중간 지점의 위 및 아래의 칼럼 또는 칼럼부의 상부 및 하부 부분을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 구조화된 패킹은 개별적인 구성원이 서로 및 칼럼 축에 대하여 특정 방향성을 갖는 패킹을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 평형 스테이지는 스테이지를 이탈하는 증기 및 액체가 질량 전이 평형 상태에 있는 증기-액체 접촉 스테이지, 예를 들어 100% 효율 또는 하나의 이론단(HETP)과 동등한 패킹 부재 높이를 갖는 트레이를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 세로 방향은 칼럼의 주축 방향을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 액체 대 증기의 비율 및 L/V는 액체의 하향 흐름의 양 대 칼럼에서 상승하는 증기의 양의 비율을 의미한다.
일반적으로, 본 발명은 이중 칼럼 저순도 산소 플랜트의 저압 칼럼의 하부 또는 스트리핑부와 나란한 추가 스트리핑부를 포함한다. 추가 스트리핑부는 산소-함유 액체를 처리하고 고압 공급 공기에 의해 재비등된다. 추가 스트리핑부는 높은 액체 대 증기의 비율 및/또는 저압 칼럼의 스트리핑부 보다 훨씬 더 많은 평형 스테이지로 조작되어 산소-함유 액체의 저온 정류에 의해 고순도 산소를 제조한다. 특히 바람직한 구체예에 있어서, 추가 스트리핑부는 저압 칼럼내에 정위되고, 저순도 산소 스트리핑부로부터 분할된다.
본 발명은 도면을 참조로 하여 더욱 상세하게 기술될 것이다. 도 1에 대해 언급하자면, 수증기 및 이산화탄소와 같은 고비등 불순물을 일소시키고, 일반적으로 평방 인치 당 60 내지 150 파운드(psia)의 상승 압력으로 존재하는 공급 공기(150)는 제 1 부분(100)과 제 2 부분(160)으로 분할된다. 제 1 부분 (100)은 하기에서 더욱 충분하게 기술될 바와 같이, 바닥 액체와의 간접 열교환에 의해 적어도 부분적으로 응축되는 제 1 재비등기 (10)내로 통과된다. 생성된 응축 공급 공기 (102)는 제 2 또는 저압 칼럼 (21)을 또한 포함하는 이중 칼럼 시스템의 일부인 제 1 또는 고압 칼럼내로 통과된다. 제 2 공급 공기 부분 (160)은 고압 칼럼 (20)내로 직접 통과된다.
고압 칼럼 (20)은 일반적으로 60 내지 150 psia의 압력으로 조작된다. 고압 칼럼내에서, 공급 공기는 저온 정류에 의해서 산소-부화(富化) 액체 및 질소-부화(富化) 증기로 분리된다. 일반적으로 30 내지 55 몰%의 산소 농도를 갖는 산소-부화(富化) 액체는 고압 칼럼 (20)의 하부로부터 스트림 (103)을 지나 저압 칼럼 (21)으로 흘러든다.
저압 칼럼 (21)은 고압 칼럼 (20)의 압력 이하의 압력, 일반적으로는 15 내지 35 psia의 압력에서 조작된다. 저압 칼럼 (21)은 제 1 생성 부분 (23) 및 제 2 생성 부분 (24)를 포함하는 칼럼부를 한정하는 세로 방향의 칸막이를 갖는다. 제 1 재비등기 (10)은 제 1 생성 부분 (23)의 하부에 정위된다. 제 2 재비등기 (12)는 제 2 생성 부분 (24)의 하부에 정위된다. 산소-부화(富化) 액체 (103)은 적어도 몇 개의 분할된 칼럼부 상에서 저압 칼럼 (21)내로 흘러든다. 바람직하게는, 도 1에 설명된 바와 같이, 산소-부화(富化) 액체 (103)은 모든 분할된 칼럼부 상에서, 즉 칸막이가 된 칼럼부의 상부 또는 그 위에서 저압 칼럼 (21)내로 흘러든다.
산소-부화(富化) 액체는 상향으로 흐르는 증기에 대항하여 각 제 1 생성 부분(23) 및 제 2 생성 부분(24)을 통하여 평행하게 하방향으로 통과되고 상기 방법에서 저온 정류에 의해 분리되어 고순도 산소와 저순도 산소를 각각 형성한다. 제 1 생성 부분은 보다 높은 액체 대 증기 비율에서 조작되고/거나 고순도 생성물의 생성을 가능하게 하는 제 2 생성 부분 보다 더 많은 평형 스테이지를 갖는다. 바람직하게는 제 1 생성 부분(23) 및 제 2 생성 부분(24)내의 칼럼 함유물, 즉 질량 전이 원소는 구조화된 패킹을 포함한다.
고순도 산소 액체는 제 1 생성 부분(23)의 바닥에 고이고 공급 공기(100)를 적어도 부분적으로 응축시킴으로써 재비등시켜서 제 1 생성 부분(23)내에서 상방향 증기를 생성시킨다. 생성물 고순도 산소는 제 1 재비등기(10)에 인접한 제 1 생성 부분(23)으로부터 액체 및/또는 기체로서 회수된다. 도 1에 도시된 구체예에 있어서, 고순도 산소는 제 1 생성 부분(23)으로부터 액체 스트림(112)으로 유도되어 수거된다.
저순도 산소 액체는 제 2 생성 부분(24)의 바닥에 고이고 고압 칼럼(20)의 상부로부터 취해진 질소-부화(富化) 증기(109)를 응축시킴으로써 재비등시켜서 제 2 생성 부분(24)내에서 상향 흐름 증기를 생성시킨다. 생성물 저순도 산소는 제 1 재비등기(12)에 인접한 제 2 생성 부분(24)로부터 액체 및/또는 기체로서 수거된다. 도 1에 도시된 구체예에 있어서, 저순도 산소는 액체 스트림(113)으로 제 2 생성 부분(24)으로부터 회수된다. 응축된 질소-부화(富化) 유체는 액체 스트림(25)으로서 제 2 재비등기로부터 회수된다. 스트림(25)의 제 1 부분(110)은 환류로서 고압 칼럼(20)내로 통과되고 스트림(25)의 제 2 부분(111)은 환류로서 제 2 칼럼(21)내로 통과된다. 질소-함유 스트림(26)은 제 2 칼럼(21)의 상부로부터 유도되고 생성물 질소로서 수거될 수도 있다.
도 2는 고순도 산소를 제조하기 위한 추가의 평행 스트리핑부가 각 보조 칼럼에 정위되는 본 발명의 또다른 구체예를 도시하고 있다. 도 2에 대해 언급하자면, 수증기 및 이산화탄소와 같은 고비등 불순물을 일소한, 일반적으로 60 내지 150 psia의 증가 압력으로 존재하는 공급 공기(170)는 제 1 부분(30) 및 제 2 부분(180)으로 나뉜다. 제 1 부분(30)은 하기에서 보다 더 완전하게 기술될 바와 같이 바닥 액체와의 간접 열교환에 의해 적어도 부분적으로 응축된 보조 칼럼 재비등기(31)내로 통과된다. 생성된 응축 공급 공기(32)는 제 2 또는 저압 칼럼(34)을 또한 포함하는 이중 칼럼 시스템의 일부인 제 1 또는 고압 칼럼(33)내로 통과된다. 제 2 공급 공기 부분(180)은 고압 칼럼(33)내로 직접 통과된다.
고압 칼럼(33)은 일반적으로 60 내지 150 psia의 압력에서 조작된다. 고압 칼럼(33)내에서 공급 공기는 저온 정류에 의해 산소-부화(富化) 액체 및 질소-부화(富化) 증기로 분리된다. 일반적으로 30 내지 55몰%의 산소 농도를 갖는 산소-부화(富化) 액체는 스트림(35)의 고압 칼럼(33)의 하부로부터 고압 칼럼(34)의 압력 이하의 압력, 일반적으로는 15 내지 35psia의 압력에서 조작되는 저압 칼럼(34)내로 통과된다. 질소-부화(富化) 증기는 스트림(36)의 고압 칼럼(33)의 상부로부터 저압 칼럼 바닥 액체와의 간접 열교환에 의해 응축된 저압 칼럼 재비등기(37)내로 통과된다. 생성된 질소-부화(富化) 액체(38)는 환류로서 고압 칼럼(33)으로 통과되는 제 1 부분(39)으로, 및 환류로서 저압 칼럼(34)내로 통과되는 제 2 부분(40)으로 나뉜다. 또한, 터어보팽창되어 냉각시킨 추가의 공급 공기 스트림(120)이 칼럼(34)내로 통과된다.
저압 칼럼(34)내에서 상기 공급물은 저온 정류에 의해 저순도 산소와 질소-부화(富化) 증기로 나뉜다. 저순도 산소는 저압 칼럼(34)의 바닥에서 액체로서 모이고 질소-부화(富化) 증기(36)를 응축시킴으로써 재비등된다. 생성물 저순도 산소는 저압 칼럼(34)의 하부로부터 액체 및/또는 증기로서 회수된다. 도 2에 도시된 구체예에 있어서, 저순도 산소는 스트림(41)의 액체로서 칼럼(34)으로부터 회수된다. 질소-부화(富化) 증기는 칼럼(34)의 상부로부터 스트림(42)으로서 회수되고 생성물 질소로서 회수될 수 있다. 나머지 스트림은 생성물 순도를 조절하기 위해 칼럼의 상부 아래의 칼럼(34)으로부터 또한 회수된다.
일반적으로 50 내지 95몰%의 산소 농도를 갖는 산소-함유 액체 스트림(121)은 저압 칼럼(34)으로부터 회수되어 제 3 또는 보조 칼럼(44)의 상부로 통과되어 저온 정류에 의해 고순도 산소와 나머지 증기로 칼럼(44)내에서 분리된다. 보조 칼럼(44)은 일반적으로 17 내지 35 psia의 압력에서 작동한다. 보조 칼럼(44)은 보다 높은 액체 대 증기 비율에서 조작되고/거나 스트림의 회수 지점(121) 아래의 저압 칼럼(34)의 단면 보다도 더 많은 수의 평형 스테이지를 갖는다. 고순도 산소 액체는 보조 칼럼(44)의 바닥에 모이고 공급 공기(30)를 적어도 부분적으로 응축시킴으로써 재비등된다. 생성물 고순도 산소는 보조 칼럼(44)로부터 액체 및/또는 기체로서 회수된다. 도 2에 도시된 구체예에 있어서, 고순도 산소는 보조 칼럼(44)로부터 스트림(45)의 액체로서 회수된다. 나머지 증기는 보조 칼럼(44)의 상부로부터 회수되어 스트림(112)에서 저압 칼럼(34)내로 통과된다.
본 발명의 사용에 의해 당업자는 저온 공기 분리 플랜트로부터 고순도 산소와 저순도 산소를 효율적으로 제조할 수 있다. 본 발명이 2개의 바람직한 구체예를 참조하여 상세하게 기술되었음에도 불구하고, 당업자는 청구의 범위의 정신 및 범위내에 본 발명의 다른 구체예가 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 분할된 칼럼은 하나 이상으로 분할될 수도 있고 분할된 단면이 각 재비등기에 두 개 이상의 생성물 부분을 함유할 수도 있다. 이러한 방식으로 세 개 이상의 산소 생성물이 다른 순도 수준으로 제조될 수도 있다.
기존의 저순도 산소는 일반적으로 고압 칼럼의 압력에서 공급 공기를 이용하여 저압 칼럼의 액체 바닥을 재비등시킨 후에 고압 칼럼내로 통과시키는 이중 칼럼에서 공급 공기의 저온 정류에 의해 대량으로 제조되지만 이중 순도의 산소 공급은 통상적인 저순도 산소 플랜트로서는 효과적으로 달성될 수가 없다. 그러나, 본 발명의 저온 정류 시스템을 사용하면 고순도 산소와 저순도 산소를 효율적으로 제조할 수가 있게 된다.

Claims (10)

  1. (A) 공급 공기(150,170)를 응축시키고 응축된 공급 공기를 고압 칼럼(20)으로 통과시키는 단계;
    (B) 공급 공기(150,170)를 고압 칼럼(20)내에서 저온 정류에 의해 산소-부화(富化) 액체(103)와 질소-부화(富化) 증기로 분리하는 단계;
    (C) 산소-부화(富化) 액체(103)를 고압 칼럼으로부터 세로 방향 칸막이로 분리된 제 1 생성 부분과 제 2 생성 부분을 갖는 저압 칼럼으로 통과시키는 단계;
    (D) 저압 칼럼의 각각의 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분에서 산소-부화(富化) 액체를 저온 정류 처리하여, 제 1 생성 부분에서 고순도 산소를 제조하고 제 2 생성 부분에서 저순도 산소를 제조하는 단계;
    (E) 상기 응축 공급 공기에 의해 제 1 생성 부분을 재비등시키고 고압 칼럼으로부터의 질소-부화(富化) 증기를 응축시킴으로써 제 2 생성 부분을 재비등시키는 단계; 및
    (F) 제 1 생성 부분으로부터 고순도 산소를 회수하고 제 2 생성 부분으로부터 저순도 산소를 회수하는 단계를 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 생성 부분에서 액체 대 증기의 비율이 제 2 생성 부분에서 액체 대 증기 비율 보다 높음을 특징으로 하는 방법.
  3. (A) 제 1 칼럼;
    (B) 세로 방향 칸막이로 분리된 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분을 포함하는 칼럼부를 갖는 제 2 칼럼;
    (C) 제 1 생성 부분내에 정위된 제 1 재비등기, 및 제 2 생성 부분에 정위된 제 2 재비등기;
    (D) 공급 공기를 제 1 재비등기내로 통과시키고 제 1 재비등기로부터 제 1 칼럼내로 통과시키기 위한 수단;
    (E) 유체를 제 1 칼럼의 하부로부터 제 2 칼럼내로 통과시키기 위한 수단 및 유체를 제 1 칼럼의 상부로부터 제 2 재비등기내로 통과시키기 위한 수단; 및
    (F) 제 1 생성 부분으로부터 고순도 산소를 회수하기 위한 수단과 제 2 생성 부분으로부터 저순도 산소를 회수하기 위한 수단을 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하기 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 제 1 생성 부분이 제 2 생성 부분 보다 더 많은 평형 스테이지를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. (A) 칼럼부를 제 1 생성 부분 및 제 2 생성 부분으로 분할하며 칼럼부내에 세로 방향 칸막이를 갖는 칼럼부;
    (B) 제 1 생성 부분내에 정위된 제 1 재비등기;
    (C) 제 2 생성 부분내에 정위된 제 2 재비등기;
    (D) 공급물을 몇 개의 칼럼부위의 칼럼으로 통과시키기 위한 수단;
    (E) 제 1 재비등기에 인접한 칼럼부로부터 제 1 생성물을 회수하기 위한 수단;
    (F) 제 2 재비등기에 인접한 칼럼부로부터 제 2 생성물을 회수하기 위한 수단을 포함하는 제 1 생성물과 제 2 생성물을 제조하기 위한 정류 칼럼.
  6. 제 5항에 있어서, 제 1 생성 부분이 제 2 생성 부분 보다 더 많은 평형 스테이지를 갖는 것을 특징으로 하는 정류 칼럼.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 칼럼부가 구조화된 패킹을 포함하는 물질 전달 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 정류 칼럼.
  8. 제 5항에 있어서, 하나의 재비등기를 구비한 하나 이상의 추가 생성물 부분을 한정하도록 칼럼부내에서 하나 이상의 세로 방향의 하나 이상의 추가 칸막이, 및 각각의 상기 추가 생성물 부분으로부터 생성물을 회수하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정류 칼럼.
  9. (A) 공급 공기(150,170)를 응축시키고 응축된 공급 공기를 고압 칼럼(20)으로 통과시키는 단계;
    (B) 공급 공기(150,170)를 고압 칼럼(20)내에서 저온 정류하여 산소-부화(富化) 액체(103)와 질소-부화(富化) 증기로 분리하는 단계;
    (C) 산소-부화(富化) 액체(103)를 고압 칼럼으로부터 저압 칼럼(21,34)으로 통과시켜서 저압 칼럼(21,34)내에서 저온 정류에 의해 저순도 산소를 제조하는 단계;
    (D) 저압 칼럼(21,34)으로부터 산소-함유 유체를 회수하여 산소-함유 유체를 보조 칼럼내로 통과시켜서, 보조 칼럼내에서 저온 정류에 의해 고순도 산소를 제조하는 단계;
    (E) 상기 응축 공급 공기에 의해 보조 칼럼을 재비등시키고 고압 칼럼으로부터의 질소-부화(富化) 증기를 응축시킴으로써 저압 칼럼을 재비등시키는 단계; 및
    (F) 보조 칼럼의 하부로부터 고순도 산소를 회수하고 저압 칼럼의 하부로부터 저순도 산소를 회수하는 단계를 포함하는 고순도 산소와 저순도 산소를 제조하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 보조 칼럼내의 액체 대 증기의 비율이 산소-함유 액체가 저압 칼럼으로부터 회수되는 지점 아래의 저압 칼럼내의 액체 대 증기의 비율보다 높음을 특징으로 하는 방법.
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