KR20010049392A - 극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 방법 및 장치 - Google Patents

극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 공기는 고압 증류탑(101)과, 중간 압력의 증류탑(102), 그리고 저압 증류탑(103)을 포함하는 3중 증류탑에서 분리되며, 상기 중간 압력의 증류탑에는 고압 증류탑으로부터 산소가 농후한 액체가 공급된다. 저압 증류탑은 아르곤 증류탑(104)에 아르곤이 농후한 액체를 공급하며, 아르곤 증류탑보다 높은 압력에서 작동한다. 기체를 저부의 리보일러(23)에 이송함으로써 아르곤 증류탑의 저부에 열이 공급된다. 상기 기체는 질소가 농후한 기체인 것이 바람직하며, 저압 증류탑의 탑정으로부터 추출될 수도 있다.

Description

극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 방법 및 장치{CRYOGENIC DISTILLATION SYSTEM FOR AIR SEPARATION}
본 발명은 특히 극저온 증류에 의한 공기 분리에 관한 것이다. 동력 소비 및 설비 비용이 대부분을 차지하는 산소 생성 비용을 낮추도록 산소 생성 기술을 개선하기 위해 오랜 동안에 걸쳐 수많은 노력이 기울여져 왔다.
고압 증류 시스템이 그러한 비용 감소에 유리하며, 또한 가압 질소를 사용할 수 있는 경우 그러한 고압 증류 시스템의 동력 소비가 상당히 경쟁력이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 고압 증류 시스템의 경우 저압 증류탑의 압력이 2 bar 이상이라는 사실에 주목하는 것이 유용하다. 종래의 또는 저압 공정은 대기압 약간 이상의 압력에서 작동하는 저압 증류탑을 구비한다.
저압 증류탑의 압력이 높아질수록, 고압 증류탑에 공급되는 공기의 압력이 높아지며, 플랜트의 상온 부분과 저온 부분 모두의 경우에 장비가 보다 콤팩트해져 상당한 비용 감소가 초래된다. 그러나, 압력이 높아질수록 증류 공정은 보다 어려워지는데, 그 이유는 공기 중에 존재하는 성분(산소, 아르곤, 질소 등)의 휘발성이 서로 유사해져, 증류에 의한 분리의 수행이 보다 동력 집약적으로 되기 때문이다. 따라서, 고압 공정은 분리가 상당히 어려운 산소-아르곤 주성분 대신에 분리가 보다 용이한 산소-질소 주성분 사이에서 분리가 수행되는 저순도 산소(순도가 98％ 미만인)의 생성에 아주 적합하다. 산소와 아르곤의 휘발성이 아주 유사하므로, 산소와 아르곤을 분리하기 위해서는 대기압에서조차 상당수의 증류 스테이지와, 빠른 재비등 및 환류 속도를 필요로 한다. 당업계의 공정 사이클의 현 수준의 구성의 고압 공정은 고순도 산소(순도가 98％보다 높은)의 생성에 적당하지도 경제적이지도 않다. 산소 중의 주요 불순물은 아르곤이므로, 저순도의 산소가 생성된다는 것은 아르곤이 전혀 생성되지 않은 것을 함축하는 것으로, 공급 공기에 함유되어 있는 아르곤의 50％ 이상이 산소와 질소 생성물에 남겨져 있다.
따라서, 고순도의 산소를 생성할 수 있으며 또한 소정의 경우에 아르곤을 생성할 수 있는 고압 공정을 제안하는 것이 유리하다.
후술되는 신규한 본 발명은 저순도의 산소 생성을 위해 개발된 기본적인 3중 증류탑 공정을 활용하며, 저순도 산소를 고순도의 산소와 부산물로서의 아르곤으로 보다 더 분리시키는 아르곤 증류탑을 추가시키고 있다. 이와 같이 아르곤 증류탑을 추가시킴으로써 다수의 산업용 기체 용례에 필요한 고순도의 산소(통상 순도가 99.5 vol％)를 생성할 수 있으며 동시에 공기 분리 플랜트의 유용한 생성물인 아르곤을 생성할 수 있다.
고압 이중탑 공정은 미국 특허 제5,224,045호에 개시되어 있다.
3중탑 공정은 미국 특허 제5,231,837호에 개시되어 있으며, 또한 미국 특허 제5,257,504호, 제5,438,835호, 제5,341,646호, 유럽 제636845 A1호, 제684438 A1호, 미국 특허 제5,513,497호, 제5,692,395호, 제5,682,764호, 제5,678,426호, 제5,666,823호, 제5,675,977호, 제5,868,007호, 유럽 제833118호에 개시되어 있다.
미국 특허 제5,245,832호에는 고압의 이중 증류탑이 제3 증류탑과 결합하여 사용되어, 산소, 질소, 그리고 아르곤을 생성하는 공정이 개시되어 있다. 고압에서 증류를 수행하기 위하여, 질소 가열 펌프 사이클이 사용되어 시스템에 필요한 재비등 및 환류를 제공한다. 제3 증류탑에서의 아르곤과 산소의 분리에 필요한 동력 외에, 가열 펌프 사이클은 또한 제2 증류탑에도 충분한 환류 및 재비등을 제공하여야 하므로, 결과의 순환 유동 및 동력 소비가 높아진다.
미국 특허 제5,331,818호에는 저압 증류탑이 캐스캐이드(cascade) 내에 배치되어 그 탑정에서 액체 질소 환류를 수용하는 고압의 3중 증류탑 공정이 개시되어 있다. 제2 증류탑은 그 저부에서 고압 증류탑의 탑정과 열교환한다. 제3 증류탑은 그 저부에서 제2 증류탑의 탑정과 열교환한다. 이 공정은 생성되는 저압 질소 대 고압 질소의 비율과 관련하여 사이클 효율을 최적화한다.
전술한 공정 중 어느 것도 고순도 산소 또는 아르곤의 생성에 경제적으로 및 효과적으로 사용될 수 없다.
미국 특허 제4,433,989호에는 고압 증류탑과, 중간 압력의 증류탑, 그리고 저압 증류탑을 사용하며, 저압 증류탑과 중간 압력의 증류탑의 저부 리보일러가 고압 증류탑으로부터의 기체에 의해 가열되는 공기 분리 유닛이 개시되어 있다. 저압 증류탑으로부터의 기체는 아르곤 증류탑으로 공급되며, 이 아르곤 증류탑의 탑정 응축기는 중간 압력의 증류탑의 저부로부터의 액체를 사용하여 냉각된다. 이 경우에 중간 압력의 증류탑은 탑정에 응축기를 구비하고 있지 않으며, 이 증류탑으로부터의 모든 질소는 팽창되어 냉각된다.
미국 특허 제5,868,007호에는 저압 증류탑과 대략 동일한 압력에서 작동하는 아르곤 증류탑을 사용하는 3중 증류탑 시스템이 개시되어 있다. 아르곤 증류탑의 저부로부터의 기체는 중간 압력의 증류탑을 재비등시키는 데에 사용된다.
본 발명에 따르면, 극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 공정이 제공되며, 이 공정은,
압축, 냉각 및 정제된 공기를 고압 증류탑에 공급하여, 이곳에서 탑정의 질소가 농후한 제1 흐름과 저부의 산소가 농후한 제1 흐름으로 분리하는 단계와;
상기 산소가 농후한 제1 흐름의 적어도 일부를 중간 압력의 증류탑에 공급하여 그 탑정의 질소가 농후한 제2 흐름과 저부의 산소가 농후한 제2 흐름을 생성하고, 그 질소가 농후한 제2 흐름 중 적어도 일부를 저압 증류탑 또는 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 이송하는 단계와;
저압 증류탑에서 저부의 산소가 농후한 제3 흐름과 탑정의 질소가 농후한 제3 흐름으로 분리하며, 상기 산소가 농후한 제2 흐름 중 적어도 일부를 저압 증류탑으로 이송하는 단계와;
저압 증류탑의 저부 리보일러에 가열 기체를 이송하는 단계와;
상기 산소가 농후한 제3 흐름의 적어도 일부를 인출 지점에서 인출하는 단계와;
저압 증류탑으로부터 아르곤을 3 내지 12 mol％ 함유하는 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하는 단계와;
탑정 응축기 및 기체 흐름에 의해 가열되는 저부 리보일러를 구비하는 아르곤 증류탑에 상기 아르곤이 농후한 제1 흐름을 이송하고, 아르곤 증류탑의 탑정에서 상기 아르곤이 농후한 제1 흐름보다 아르곤이 풍부한 아르곤이 농후한 제2 흐름을 회수하고 아르곤 증류탑의 저부에서 산소가 농후한 제4 흐름을 인출하는 단계
로 이루어진다.
흐름을 증류탑으로의 공급물로서 규정할 때에 그 공급 지점의 위치는, 지정되어 있지 않은 경우, 그 증류탑의 질량 전달 및 열 전달 영역의 어느 한 위치일 수 있으며, 이러한 위치에서는 그러한 공급물과 증류탑의 내부 유체 흐름이 직접 접촉한다는 점에 주목하는 것이 유용하다. 따라서, 저부 리보일러 또는 탑정 응축기는 증류탑의 일부로서 간주된다. 일예로서, 증류탑의 저부 리보일러에 공급되는 액체는 그 증류탑에 대한 공급물로서 간주된다.
본 발명의 다른 임의의 태양에 따르면,
- 저부 리보일러를 가열하는 기체 흐름은 질소를 90％ 이상 함유하고,
- 아르곤 증류탑의 저부 리보일러를 가열하는 기체 흐름은 질소가 농후한 제1 흐름과, 질소가 농후한 제2 흐름, 그리고 질소가 농후한 제3 흐름 중 하나의 적어도 일부이며,
- 질소가 농후한 기체 흐름 중 적어도 일부를 압축하여, 이것을 가열 기체로서 아르곤 증류탑의 저부 리보일러로 이송하는 단계를 포함하고,
- 저압 증류탑에 산소가 농후한 제4 흐름을 이송하는 단계를 포함하며,
- 아르곤이 농후한 액체를 액체 형태로 저압 증류탑으로부터 인출하여, 그 최대 기체 함량이 2％인 상태로 아르곤 증류탑으로 이송하고,
- 저압 증류탑 내의 아르곤 농도가 최대인 지점 아래의 20개 이상의 이론상 트레이에서 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하는 단계를 포함하며,
- 저압 증류탑 내의 아르곤 농도가 최대인 지점 아래의 최대 30개의 이론상 트레이에서 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하는 단계를 포함하고,
- 저압 증류탑의 저부에서 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하는 단계를 포함하며,
- 생성물로서의 아르곤이 농후한 제2 흐름과 산소가 농후한 제3 흐름을 인출하는 단계를 포함하고,
- 상기 산소가 농후한 제3 흐름은 산소를 95％ 이상 함유하며, 아르곤이 농후한 제2 흐름은 아르곤을 95％ 이상 함유하고,
- 저압 증류탑의 저부 위의 최대 5개의 이론상 트레이에서 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하고, 생성물로서의 산소가 농후한 제4 흐름을 인출하는 단계를 포함하며,
- 상기 산소가 농후한 제4 흐름은 산소를 95％ 이상 함유하고,
- 저압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 액체를 이송하는 단계를 포함하며,
- 저압 증류탑의 저부 리보일러용 가열 기체는 고압 증류탑으로부터의 질소가 농후한 기체 또는 공기이고,
- 상이한 순도의 산소가 농후한 흐름이 저압 증류탑으로부터 인출되며,
- 저압 증류탑은 2 bar 이상, 바람직하게는 3 bar 이상, 가장 바람직하게는 4 bar 이상에서 작동하고,
- 상이한 순도의 산소가 농후한 흐름이 저압 증류탑으로부터 인출되며,
- 아르곤 증류탑은 저압 증류탑의 압력보다 낮은 0.5 bar 이상의 압력에서 작동하고,
- 중간 압력의 증류탑은 저부 리보일러를 구비하며,
- 고압 증류탑으로부터 저부 리보일러로 질소가 농후한 기체를 이송하는 단계를 포함하고,
- 질소가 농후한 제2 유체를 저압 증류탑으로 이송하기 전에 그 중 적어도 일부를 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 단계를 포함하며,
- 산소가 농후한 제2 유체를 저압 증류탑으로 이송하기 전에 그 중 적어도 일부를 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 단계를 포함하고,
- 중간 압력의 증류탑은 탑정 응축기를 구비하며, 산소가 농후한 제2 유체 중 적어도 일부를 상기 탑정 응축기에 이송하는 단계를 포함하고,
- 공기가 중간 압력의 증류탑으로 이송된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 장치가 제공되며, 이 장치는 고압 증류탑과, 중간 압력의 증류탑과, 저부 리보일러를 구비하는 저압 증류탑, 그리고 탑정 응축기와 저부 리보일러를 구비하는 아르곤 증류탑을 포함하며, 고압 증류탑에 공기를 이송하는 관과, 고압 증류탑으로부터 중간 압력의 증류탑으로 산소가 농후한 제1 액체 중 적어도 일부를 이송하는 관과, 중간 압력의 증류탑의 저부로부터 저압 증류탑으로 산소가 농후한 제2 유체를 이송하는 관과, 중간 압력의 증류탑의 탑정으로부터 저압 증류탑 또는 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 제2 유체를 이송하는 관과, 가열 기체를 저압 증류탑의 저부 리보일러로 이송하는 관과, 저압 증류탑으로부터 산소가 농후한 제3 유체를 인출하는 관과, 고압 증류탑으로부터 저압 증류탑으로 질소가 농후한 액체를 이송하는 관과, 저압 증류탑으로부터 아르곤 증류탑으로 아르곤이 농후한 제1 흐름을 이송하는 관과, 아르곤 증류탑으로부터 아르곤을 50％ 이상 함유한 아르곤이 농후한 제2 흐름을 추출하는 관, 그리고 아르곤 증류탑으로부터 산소가 농후한 제4 흐름을 추출하는 관을 포함한다.
추가의 선택 사양에 따르면,
- 아르곤 증류탑은 저부 리보일러를 구비하며,
- 저압 증류탑으로부터 아르곤 증류탑의 저부 리보일러로 질소가 농후한 제3 흐름을 이송하는 관이 마련되고,
- 질소가 농후한 제3 흐름을 아르곤 증류탑의 저부 리보일러에 이송하기 전에 압축하는 압축기가 마련되며,
- 저압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 액체를 이송하는 관이 마련되고,
- 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하기 위한 관이 저압 증류탑의 저부에 연결되며,
- 산소가 농후한 제4 흐름을 저압 증류탑의 중간 높이 지점으로 이송하는 관이 마련되고,
- 아르곤 증류탑 또는 저압 증류탑으로부터 추출한 1종 이상의 산소가 농후한 액체를 가압하는 가압 수단이 마련되며,
- 저압 증류탑으로부터 상이한 순도의 산소가 농후한 흐름을 추출하는 관이 마련되고,
- 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하기 위한 관이 저압 증류탑의 중간 높이 지점에 연결되며,
- 질소가 농후한 제2 액체를 저압 증류탑에 이송하기 전에 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 증발 또는 냉각 수단이 마련되고,
- 산소가 농후한 제2 액체를 저압 증류탑에 이송하기 전에 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 증발 또는 냉각 수단이 마련되며,
- 중간 압력의 증류탑이 저부 리보일러를 구비하고,
- 고압 증류탑으로부터 중간 압력의 증류탑의 저부 리보일러에 질소가 농후한 기체를 이송하는 이송 수단이 마련되며,
- 중간 압력의 증류탑이 탑정 응축기를 구비하고,
- 중간 압력의 증류탑의 탑정 응축기에 산소가 농후한 제2 유체의 적어도 일부를 이송하는 이송 수단이 마련되며,
- 중간 압력의 증류탑에 공기를 이송하는 이송 수단이 마련되고,
- 저압 증류탑으로부터 아르곤 증류탑으로 이송된 아르곤이 농후한 제1 흐름을 팽창시키는, 바람직하게는 밸브에 의해 구성되는 팽창 수단이 마련된다.
신규한 본 발명은 비교적 저압에서 작동하는 아르곤 증류탑을 고압 3중 증류탑 공정에 추가하여, 고순도 산소 및/또는 아르곤 생성물의 생성에 필수적인 아르곤과 산소의 효율적인 분리를 수행함으로써 이러한 태양을 달성한다.
일 실시예(도 1)에서, 본 발명의 공정은 다음과 같이 설명될 수 있다.
수분 및 CO2와 같은 불순물이 없는 공기가 고압 증류탑에 공급되어, 이곳에서 탑정의 질소가 농후한 흐름과 저부의 산소가 농후한 흐름으로 분리된다.
산소가 농후한 흐름의 적어도 일부가 측방의 증류탑으로 공급되어 탑정의 질소 농후한 제2 흐름과 저부의 산소가 농후한 제2 흐름을 생성한다. 상기 측방의 증류탑은 고압 증류탑의 탑정에서 또는 그 부근에서 질소가 농후한 기체와 열교환하는 리보일러를 구비하는 것이 바람직하다.
질소가 농후한 제2 흐름 중 일부는 액체 환류로서 회수되어 저압 증류탑으로 공급된다.
산소가 농후한 제2 흐름 중 적어도 일부는 측방의 증류탑의 탑정 응축기에서 적어도 부분적으로 증발되며 이 증발된 부분과 비증발된 부분은 저압 증류탑에 공급된다.
저압 증류탑에서는 공급물을 저부의 산소가 농후한 제3 흐름과 탑정의 질소가 농후한 제3 흐름으로 분리한다. 저압 증류탑의 저부는 고압 증류탑의 탑정과 열교환한다.
산소가 농후한 제3 흐름 중 적어도 일부는 산소 생성물로서 회수된다.
산소-아르곤 흐름은 산소가 농후한 제3 흐름 위에서 추출된다. 이 산소-아르곤 흐름은 아르곤 증류탑으로 공급된다.
아르곤 흐름은 아르곤 증류탑의 탑정에서 회수되며 산소가 농후한 제4 흐름은 아르곤 증류탑의 저부에서 회수된다.
도 1 내지 도 5는 순도가 98％ 이상, 바람직하게는 99％ 이상인 산소를 생성하는 데에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 여러가지 다른 공기 분리 방법을 보여주는 다이아그램.
＜도면의 간단한 설명＞
8, 23 : 리보일러
27 : 탑정 응축기
33, 41 : 아르곤이 농후한 제1 흐름
81 : 압축기
101 : 고압 증류탑
102 : 중간 압력의 증류탑
103 : 저압 증류탑
104 : 아르곤 증류탑
도 1의 실시예에서, 실질적으로 수분과 CO2를 함유하지 않은 공급 공기(1)는 3개의 흐름(3, 17, 50)으로 분기되며, 각 흐름은 메인 열교환기(100)에서 냉각된다. 공기 흐름(3)은 냉각 전에 부스터(booster;5)에서 압축되며, 열교환기(100)를 가로지른 다음 밸브(또는 액체 터빈)에서 팽창되어, 액체 형태로 고압 증류탑(101)에 공급된다. 흐름(17)은 열교환기(100)에서 냉각되어, 기체 형태로 고압 증류탑(101)에 공급된다. 흐름(50)은 부스터(6)에서 압축되고, 열교환기(100)에서 부분적으로 냉각된 다음 터빈(7)에서 팽창되어, 저압 증류탑(103)으로 이송된다. 물론 선택적으로 또는 추가적으로, 상기와 같은 냉각은 고압 증류탑에 공기를 이송하는 클라우드 터빈(Claude turbine)에 의해 또는 하나나 다수의 증류탑(101, 102, 103)으로부터의 기체를 팽창시키는 터빈에 의해 이루어질 수 있다. 고압 증류탑(101)으로부터 추출된 산소가 농후한 제1 흐름(10)은 보조 냉각기(83)에서 부차적으로 냉각되어 팽창된 다음 중간 압력의 증류탑(102)의 중간 높이 지점으로 이송되어, 이곳에서 산소가 농후한 제2 흐름(20)과 탑정에서의 질소가 농후한 제2 흐름으로 분리된다. 질소가 농후한 제2 흐름 중 일부는 액체 환류(25)로서 추출되어, 저압 증류탑의 탑정으로 이송된다. 선택적으로 질소가 농후한 제2 흐름의 전부 또는 일부가 파선(25A)으로 도시된 바와 같이 아르곤 증류탑(104)의 탑정 응축기(27)로 이송될 수도 있다.
고압 증류탑(101)으로부터의 질소가 농후한 제1 기체 흐름(9) 중 일부는 중간 압력의 증류탑(102)의 저부 리보일러(11)로 이송되어 응축된 다음 환류로서 고압 증류탑에 반송된다. 고압 증류탑 아래 보다 낮은 곳으로부터의 기체와 같은 다른 가열 유체가 고려될 수 있다.
고압 증류탑(101)으로부터의 질소가 농후한 제1 기체 흐름 중 일부는 저압 증류탑의 저부 리보일러(8)를 가열하는 데에 사용된다.
산소가 농후한 제2 흐름(20) 중 일부는 팽창된 다음 저압 증류탑으로 이송되고, 나머지 일부는 중간 압력의 증류탑(102)의 탑정 응축기(13)로 이송되어 이곳에서 다시 저압 증류탑(103)으로 이송되는데, 그 위치는 상기 산소가 농후한 제2 흐름 중 일부에서 몇 개의 트레이 아래 지점이다.
질소가 농후한 흐름(15)은 흐름(9) 아래에서 또는 흐름(9)과 동일한 높이에서 인출되어, 팽창된 다음 저압 증류탑으로 이송된다. 이 경우 질소가 농후한 액체는 고압 증류탑으로부터 중간 압력의 증류탑으로는 이송되지 않는다.
저압 증류탑(103)에서 공급물이 산소를 95％ 이상 함유한 저부의 산소가 농후한 제3 흐름(31)과 탑정의 질소가 농후한 제3 흐름으로 분리된다. 액체 흐름(31)은 펌프(19)에서 펌핑되어 열교환기(100)로 이송되고, 이곳에서 증발되어 기체 형태의 산소 생성물을 생성한다.
물론 액체 산소는 공기 또는 질소와만의 열교환에 의해 별개의 생성물 증발기에서 증발될 수도 있다.
증류탑 중 하나로부터 액체 질소를 인출하여, 펌핑한 다음 열교환기(100) 또는 그밖의 장소에서 증발시킴으로써 가압 하에 액체 질소를 생성할 수 있다.
중간 압력의 증류탑은 고압 증류탑의 압력보다는 낮지만 저압 증류탑의 압력보다는 높은 압력에서 작동한다.
아르곤을 3 내지 12 mol％ 함유한 아르곤이 농후한 제1 액체 흐름(33)이 저부의 흐름(31) 위에서 추출된다. 주로 산소와 아르곤으로 이루어진 흐름(33)은 밸브에서 팽창되어, 액체 형태로 아르곤 증류탑(104)의 중간 높이에서 공급되며, 이곳에서 탑정의 아르곤 흐름(80)과 저부의 산소가 농후한 제4 흐름(36)으로 분리된다. 따라서, 아르곤 증류탑에는 기체 함량이 최대 2％인 액체 흐름만 공급된다. 액체 흐름(36)은 흐름(31)의 압력으로 펌핑되어 이 흐름과 혼합된다. 이 실시예에서, 아르곤 증류탑은 저압 증류탑보다 낮은 압력에서 작동하며, 질소를 95 mol％ 이상, 바람직하게는 98 mol％ 이상 함유한 질소가 농후한 흐름(70)에 의해 재비등되는데, 이 흐름(70)은 저압 증류탑의 탑정으로부터 저부 리보일러(23)로 이송된 다음 저압 증류탑(103)의 탑정으로 반송된다.
아르곤의 경우, 필수적인 것은 아니지만, 추가의 트레이가 아르곤 증류탑에 사용되어 고순도(99.9999％)의 아르곤을 생성할 수 있다.
아르곤 증류탑의 탑정 응축기(27)는 저압 증류탑(103)의 탑정으로부터 나온 질소를 95 mol％ 이상, 바람직하게는 98 mol％ 이상 함유한 팽창된 질소가 농후한 액체(81)를 사용하여 냉각된다. 이 액체는 중간 압력의 증류탑(102)으로부터의 질소를 95 mol％ 이상, 바람직하게는 98 mol％ 이상 함유한 흐름(25A)에 의해 보충 또는 대체될 수도 있다.
다른 별법에 의해 질소가 농후한 기체가 저압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 저부 리보일러로 이송되어, 이곳에서 응축되어 질소가 농후한 액체를 형성한다. 이 질소가 농후한 액체의 적어도 일부는 아르곤 증류탑의 응축기로 이송될 수 있으며, 이곳에서 증류탑의 탑정 기체와의 열교환에 의해 증발되어, 필요한 환류 작용을 제공한다.
증발된 액체는 보조 냉각기(83)에서 상온으로 된 다음 열교환기(100)에서 가열되어 저압 질소(85)를 생성한다.
저압 증류탑의 탑정으로부터의 질소가 농후한 기체는 또한 열교환기(83, 100)에서 상온으로 되어, 중간 압력의 질소(72)를 형성한다.
고압 질소(93)가 고압 증류탑으로부터 인출되어 열교환기(100)로 이송된다.
추가적으로 또는 선택적으로, 액체 질소가 증류탑 중 하나로부터 인출되고, 펌핑되고 열교환기(100)에서 증발될 수도 있다. 액체 질소는 아르곤 증류탑(104)으로부터 인출될 수도 있다.
액체가 최종 생성물로서 생성될 수도 있다.
도 1의 공정을 예시하기 위하여, 신규한 본 발명의 중요한 흐름을 보여주는 모의 실험을 수행하였다.
1 31 33 36 72 85 80
유량 1000 85 130 122.4 400 385 7.60
압력(bar abs) 15.1 5.02 5.00 1.30 4.69 2.78 1.24
온도(℃) 45 -164.3 -164.7 -180.5 40.1 40.1 -183.9
몰분율
질소 0.7811 0.0000 0.0000 0.0000 0.9980 0.9919 0.0000
아르곤 0.0093 0.0032 0.0604 0.0033 0.0007 0.0023 0.9810
산소 0.2096 0.9968 0.9396 0.9967 0.0013 0.0058 0.0190
도 2의 실시예는 대기 온도의 압축기(81)에서 흐름(85)의 일부(또는 저압 증류탑으로부터의 질소 기체)를 추가로 압축하고, 이 압축된 흐름을 열교환기(100)에서 냉각시킨 다음 아르곤 증류탑의 저부 리보일러(23)에서 이 재순환 흐름을 응축시킴으로써 아르곤 증류탑(104)의 재비등이 이루어진다는 점에서 도 1의 실시예와 상이하다. 흐름(85)은 질소를 90％ 이상 함유한다. 응축된 액체는 저압 증류탑(103)의 탑정으로 공급된다. 이 실시예는 공급 공기의 압력이 낮아 저압 증류탑의 압력이 보다 낮아져, 저압 증류탑의 탑정에서 나온 질소가 농후한 기체에 의해 아르곤 증류탑을 재비등시킬 수 없는 경우에 적용된다.
도 3의 실시예는, 생성물로서의 산소가 농후한 제4 흐름(36)을 회수하는 대신에, 그 산소가 농후한 제4 흐름을 펌핑하여 저압 증류탑으로 반송하여, 흐름(33)의 추출 지점과 동일한 높이에서 추가로 증류시키는 점이 도 2의 실시예와 상이하다. 아르곤이 농후한 제1 흐름(33)은 아르곤 증류탑(104)의 저부로 이송된다.
도 4의 실시예에서는, 재순환된 질소가 아르곤 증류탑(104)을 재비등시키는 데에 사용된다. 산소가 농후한 제4 흐름(36)이 펌핑되어 다른 흐름과 혼합되지 않고 열교환기에서 증발된다. 저압 증류탑으로부터 고순도 산소 생성물을 생성하는 대신에, 산소 아르곤 흐름(41)이 저압 증류탑의 저부로부터 추출되어, 아르곤 증류탑의 중간 높이로 이송되어, 이곳에서 저부의 고순도 산소 흐름(36)과 탑정의 아르곤 흐름(80)으로 증류된다.
산소를 전부 고순도로 생성하는 대신에, 흐름(31)의 일부만 고순도(즉, 산소가 98％ 이상)로 생성하고, 나머지 일부는 저순도(예를 들어, 산소가 95％ 이하)로 생성하는 안을 고려할 수 있다. 이 경우(도 1 참조)에, 저순도 산소 흐름은 흐름(33)으로부터 바로 또는 흐름(33)이 추출되는 트레이 부근의 저압 증류탑(103)으로부터 추출될 수 있다. 이러한 구성은, 생성되는 순수한 산소의 양과 관련하여 동력 소비를 최적화할 수 있다.
아르곤이 필요하지 않은 경우에는, 아르곤 증류탑에 있어서 흐름(33)의 공급 지점 위의 아르곤 증류탑의 이론상 트레이의 수를 감소시킬 수 있다. 이 경우에, 아르곤 흐름은 여전히 산소를 다량(예를 들어, 아르곤이 50％이고 산소가 50％)으로 함유하고 있으며, 또한 이러한 아르곤 흐름은 폐기되거나, 공급 공기를 냉각시키는 데에 사용되거나, 또는 저압 증류탑으로 이송될 수도 있다.
저압 증류탑의 다수의 트레이는 질소를 3 ppm 미만, 바람직하게는 1 ppm 미만 함유한 산소 아르곤 공급 흐름을 아르곤 증류탑에 제공하도록 배열될 수 있다. 따라서, 아르곤 생성물은 질소(ppm 범위)를 함유하지 않으며, 질소의 인출을 위해 다른 증류탑이 필요하지 않다. 충분한 수의 트레이가 아르곤 증류탑에 설치되어 있는 경우, 아르곤 흐름은 산소 함량이 ppm 레벨이 될때까지 증류되어, 최종 아르곤 생성물이 아르곤 증류탑으로부터 바로 생성될 수 있다. 이 증류탑은 섹션 사이에 액체 이송 펌프를 구비하는 단일 또는 복수 개의 섹션으로 이루어질 수 있다.
도면에서, 고압 증류탑, 저압 증류탑, 그리고 아르곤 증류탑은 측방 증류탑으로서의 중간 압력의 증류탑을 구비하는 단일 구조물을 형성한다. 이들 증류탑이 상이한 배열로, 예를 들어 고압 증류탑과 저압 증류탑이 나란히 배치되거나, 중간 압력의 증류탑이 고압 증류탑 및/또는 저압 증류탑 등과 단일 구조물을 형성하는 배열로 배치될 수 있음을 알 수 있다. 마찬가지로, 아르곤 증류탑은 저압 증류탑의 위에 배치되기 보다는 저압 증류탑과 나란히 배치될 수 있다.
아르곤 증류탑의 저부 리보일러로부터의 액체 질소를 응축하기 위해, 액체 질소는 예를 들어, 펌핑에 의해 저압 증류탑에 또는 펌핑 없이 아르곤 증류탑의 응축기에 반송될 수도 있다.
도시된 실시예는 고압 증류탑으로부터의 질소가 농후한 기체를 사용하여 저압 증류탑을 재비등시키는 것을 보여주고 있다. 물론, 저압 증류탑의 보다 위쪽으로부터의 액체에 대하여 질소가 농후한 기체를 응축시키는 다른 리보일러가 제공되는 경우에는 저압 증류탑을 재비등시키도록 증류탑 중 하나로부터의 공기 또는 다른 기체가 사용될 수 있다.
고압 증류탑은 10 내지 20 bar에서, 중간 압력의 증류탑은 6 내지 13 bar에서, 저압 증류탑은 3 내지 7 bar에서, 그리고 아르곤 증류탑은 1.1 내지 2.5 bar에서 작동할 수도 있다.
아르곤 증류탑의 저부로부터의 산소가 농후한 흐름은 산소를 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상, 가장 바람직하게는 95％ 이상 함유한다.
전술한 설명으로부터, 산소가 농후한 제3 흐름과 산소가 농후한 제4 흐름이 산소 생성물로서 추출될 수 있음을 알 수 있다. LOX 펌핑 사이클의 경우(액체 산소가 고압으로 펌핑된 다음 고압 공기 또는 질소와의 간접적인 열교환에 의해 증발되어, 고압의 기상 산소 생성물을 생성하는 경우), 아르곤 증류탑의 배출통으로 산소가 농후한 제3 액체 흐름을 팽창시켜 산소가 농후한 재료와 혼합함으로써 2개의 생성물 흐름에 대한 2개의 상이한 LOX 펌프 세트를 구비할 필요가 없게 되며, 그 후 합쳐진 액체 산소 흐름은 단일 펌프 세트에 의해 보다 높은 압력으로 펌핑된다. 펌핑된 동력이 약간 높긴 하지만, 이러한 펌프 장치는 보다 간단하며 비용이 덜 든다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 산소가 농후한 제3 흐름은 아르곤 증류탑 저부의 리보일러 영역으로 이송된다. 그 후, 저부의 액체 중 나머지 부분이 추출되고 증발 압력으로 펌핑되어 열교환기에서 증발된다.
그러나, 산소가 농후한 제3 흐름 및 산소가 농후한 제4 흐름의 순도가 상이하거나, 상이한 압력을 필요로 하는 경우, 이들 흐름은 따로따로 인출되거나 증발될 수도 있다.
산소가 농후한 제3 흐름과 산소가 농후한 제4 흐름은 기체 또는 액체 형태로 제거될 수도 있다.
본 발명의 방법은 충분한 냉각이 가능하다면, 액체 형태의 산소, 질소 또는 아르곤을 생성하는 데에 사용될 수도 있다.
모든 또는 일부 증류탑은 EP-A-0845293에 개시된 베르렌/레흐만 유형(Werlen/Lehman type)의 또는 교차 파형의 구조를 갖는 패킹을 포함할 수도 있다.
공기는 가능한 한 추가의 압축 단계 후에, 기체 터빈의 압축기로부터 장치의 고압 증류탑 또는 다른 증류탑에 공급될 수도 있다.
본 발명의 극저온 증류에 의한 공기 분리 방법 및 장치에 의해, 저비용으로 고순도의 산소 및 아르곤을 생성할 수 있다.

Claims (43)

  1. 극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 방법으로서,
    압축, 냉각 및 정제된 공기를 고압 증류탑(101)에 공급하여, 이곳에서 탑정의 질소가 농후한 제1 흐름과 저부의 산소가 농후한 제1 흐름으로 분리하는 단계와;
    상기 산소가 농후한 제1 흐름의 적어도 일부를 중간 압력의 증류탑(102)에 공급하여 그 탑정의 질소가 농후한 제2 흐름과 저부의 산소가 농후한 제2 흐름을 생성하고, 그 질소가 농후한 제2 흐름 중 적어도 일부를 저압 증류탑(103)과 아르곤 증류탑(104)의 탑정 응축기(27) 중 하나 이상으로 이송하고, 산소가 농후한 제2 흐름 중 적어도 일부를 저압 증류탑에 이송하는 단계와;
    저압 증류탑에서 저부의 산소가 농후한 제3 흐름과 탑정의 질소가 농후한 제3 흐름으로 분리하는 단계와;
    저압 증류탑의 저부 리보일러(8)에 가열 기체를 이송하는 단계와;
    상기 산소가 농후한 제3 흐름의 적어도 일부를 인출 지점에서 인출하는 단계와;
    저압 증류탑으로부터 아르곤을 3 내지 12 mol％ 함유하는 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하는 단계와;
    탑정 응축기 및 기체 흐름에 의해 가열되는 저부 리보일러(23)를 구비하는 아르곤 증류탑에 상기 아르곤이 농후한 제1 흐름을 이송하고, 아르곤 증류탑의 탑정에서 상기 아르곤이 농후한 제1 흐름보다 아르곤이 풍부한 아르곤이 농후한 제2 흐름을 회수하고 아르곤 증류탑의 저부에서 산소가 농후한 제4 흐름을 인출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 저부 리보일러를 가열하는 기체 흐름은 질소를 90％ 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 아르곤 증류탑의 저부 리보일러를 가열하는 기체 흐름은 질소가 농후한 제1 흐름과, 질소가 농후한 제2 흐름, 그리고 질소가 농후한 제3 흐름 중 하나의 적어도 일부인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 질소가 농후한 기체 흐름 중 적어도 일부를 압축하여, 이것을 가열 기체로서 아르곤 증류탑의 저부 리보일러로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑에 산소가 농후한 제4 흐름을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 아르곤이 농후한 제1 흐름(33, 41)을 액체 형태로 저압 증류탑으로부터 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저압 증류탑은 3 내지 7 bar에서 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 아르곤이 농후한 제1 흐름(41)을 저압 증류탑의 저부에서 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 생성물로서의 아르곤이 농후한 제2 흐름과 산소가 농후한 제3 흐름과 산소가 농후한 제4 흐름 중 하나 이상을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 산소가 농후한 제3 흐름과 산소가 농후한 제4 흐름 중 하나 이상은 산소를 95％ 이상 함유하며, 및/또는 아르곤이 농후한 제2 흐름은 아르곤을 95％ 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑의 저부 위의 최대 5개의 이론상 트레이에서 아르곤이 농후한 제1 흐름(33, 41)을 인출하고, 생성물로서의 산소가 농후한 제4 흐름을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 산소가 농후한 제4 흐름은 산소를 95％ 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 액체를 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 고압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 액체를 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑의 저부 리보일러용 가열 기체는 고압 증류탑으로부터의 질소가 농후한 기체 또는 공기인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 순도의 산소가 농후한 흐름이 저압 증류탑으로부터 인출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑은 2 bar 이상에서 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 저압 증류탑은 4 bar 이상에서 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 아르곤 증류탑은 저압 증류탑의 압력보다 낮은, 바람직하게는 0.5 bar 이상 낮은 압력에서 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 압력의 증류탑은 저부 리보일러를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 고압 증류탑으로부터 저부 리보일러로 질소가 농후한 기체를 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 질소가 농후한 제2 유체를 저압 증류탑으로 이송하기 전에 그 중 적어도 일부를 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 산소가 농후한 제2 유체를 저압 증류탑으로 이송하기 전에 그 중 적어도 일부를 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 압력의 증류탑은 탑정 응축기를 구비하며, 산소가 농후한 제2 유체 중 적어도 일부를 상기 탑정 응축기에 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 공기를 중간 압력의 증류탑에 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 극저온 증류에 의해 공기를 분리하는 장치로서,
    고압 증류탑(101)과, 중간 압력의 증류탑(102)과, 저부 리보일러(8)를 구비하는 저압 증류탑(103), 그리고 탑정 응축기(27)와 저부 리보일러(23)를 구비하는 아르곤 증류탑(104)을 포함하며, 고압 증류탑에 공기를 이송하는 관과, 고압 증류탑으로부터 중간 압력의 증류탑으로 산소가 농후한 제1 액체 중 적어도 일부를 이송하는 관과, 중간 압력의 증류탑의 저부로부터 저압 증류탑으로 산소가 농후한 제2 유체를 이송하는 관과, 중간 압력의 증류탑의 탑정으로부터 저압 증류탑 또는 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 제2 유체를 이송하는 관과, 가열 기체를 저압 증류탑의 저부 리보일러로 이송하는 관과, 저압 증류탑으로부터 산소가 농후한 제3 유체를 인출하는 관과, 고압 증류탑으로부터 저압 증류탑으로 질소가 농후한 액체를 이송하는 관과, 저압 증류탑으로부터 아르곤 증류탑으로 아르곤이 농후한 제1 흐름을 이송하는 관과, 아르곤 증류탑으로부터 아르곤이 농후한 제2 흐름을 추출하는 관, 그리고 아르곤 증류탑으로부터 산소가 농후한 제4 흐름을 추출하는 관
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제26항에 있어서, 저압 증류탑(103)으로부터 아르곤 증류탑의 저부 리보일러(23)로 질소가 농후한 제3 흐름을 이송하는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 질소가 농후한 제3 흐름을 아르곤 증류탑의 저부 리보일러에 이송하기 전에 압축하는 압축기(81)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제26항에 있어서, 저압 증류탑의 탑정으로부터 아르곤 증류탑의 탑정 응축기로 질소가 농후한 액체를 이송하는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 아르곤이 농후한 제1 흐름을 인출하기 위한 관이 저압 증류탑의 저부에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제26항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 산소가 농후한 제4 흐름을 저압 증류탑의 중간 높이 지점으로 이송하는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제26항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 아르곤 증류탑 또는 저압 증류탑으로부터 추출한 1종 이상의 산소가 농후한 액체를 가압하는 가압 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제26항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑으로부터 상이한 순도의 산소가 농후한 흐름을 추출하는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제26항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 아르곤이 농후한 제1 흐름(41)을 인출하기 위한 관이 저압 증류탑의 중간 높이 지점에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제26항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 질소가 농후한 제2 액체를 저압 증류탑에 이송하기 전에 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 증발 또는 냉각 수단(83)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제26항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 산소가 농후한 제2 액체를 저압 증류탑에 이송하기 전에 적어도 부분적으로 증발시키거나 부차적으로 냉각시키는 증발 또는 냉각 수단(83)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제26항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 압력의 증류탑이 저부 리보일러를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제26항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 고압 증류탑으로부터 중간 압력의 증류탑의 저부 리보일러에 질소가 농후한 기체를 이송하는 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제26항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 압력의 증류탑이 탑정 응축기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 제39항에 있어서, 중간 압력의 증류탑의 탑정 응축기에 산소가 농후한 제2 유체의 적어도 일부를 이송하는 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  41. 제26항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 압력의 증류탑과 저압 증류탑 중 하나 이상에 공기를 이송하는 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 제26항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 저압 증류탑으로부터 아르곤 증류탑으로 이송된 아르곤이 농후한 제1 흐름을 팽창시키는 팽창 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 팽창 수단은 밸브인 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814229B1 (fr) * 2000-09-19 2002-10-25 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique
ES2278703T5 (es) * 2001-12-04 2010-03-17 Air Products And Chemicals, Inc. Proceso y aparato para la separacion criogenica de aire.
MXPA04009982A (es) * 2002-04-11 2006-02-22 Richard A Haase Metodos, procesos, sistemas y aparatos con tecnologia de combustiion de agua, para la combustion de hidrogeno y oxigeno.
US20080245102A1 (en) * 2005-11-17 2008-10-09 Frederic Judas Process and Apparatus for the Separation of Air by Cryogenic Distillation
US7437890B2 (en) * 2006-01-12 2008-10-21 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation system with multi-pressure air liquefaction
US8268269B2 (en) * 2006-01-24 2012-09-18 Clearvalue Technologies, Inc. Manufacture of water chemistries
US9726427B1 (en) * 2010-05-19 2017-08-08 Cosmodyne, LLC Liquid nitrogen production
DE102011114090A1 (de) * 2010-11-09 2012-05-10 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
CA2900122C (en) * 2013-03-06 2023-10-31 Linde Aktiengesellschaft Air separation plant, method for obtaining a product containing argon, and method for creating an air separation plant
JP6092804B2 (ja) * 2014-03-24 2017-03-08 大陽日酸株式会社 空気液化分離方法及び装置
EP3067650B1 (de) * 2015-03-13 2018-04-25 Linde Aktiengesellschaft Anlage und verfahren zur erzeugung von sauerstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
JP7378695B2 (ja) * 2020-01-06 2023-11-14 日本エア・リキード合同会社 空気分離システム

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL30531C (ko) 1930-02-07
US4433989A (en) 1982-09-13 1984-02-28 Erickson Donald C Air separation with medium pressure enrichment
DE3871220D1 (de) * 1987-04-07 1992-06-25 Boc Group Plc Lufttrennung.
DE3840506A1 (de) * 1988-12-01 1990-06-07 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur luftzerlegung
US5049173A (en) * 1990-03-06 1991-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Production of ultra-high purity oxygen from cryogenic air separation plants
US5224045A (en) 1990-11-27 1993-06-29 Navistar International Transportation Corp. Automotive vehicle microprocessor control having grade-holder vehicle speed control
DE4126945A1 (de) * 1991-08-14 1993-02-18 Linde Ag Verfahren zur luftzerlegung durch rektifikation
US5231837A (en) 1991-10-15 1993-08-03 Liquid Air Engineering Corporation Cryogenic distillation process for the production of oxygen and nitrogen
US5257504A (en) 1992-02-18 1993-11-02 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple reboiler, double column, elevated pressure air separation cycles and their integration with gas turbines
US5245832A (en) 1992-04-20 1993-09-21 Praxair Technology, Inc. Triple column cryogenic rectification system
GB9213776D0 (en) 1992-06-29 1992-08-12 Boc Group Plc Air separation
US5282365A (en) * 1992-11-17 1994-02-01 Praxair Technology, Inc. Packed column distillation system
EP0636845B1 (en) 1993-04-30 1999-07-28 The BOC Group plc Air separation
GB9405071D0 (en) 1993-07-05 1994-04-27 Boc Group Plc Air separation
US5341646A (en) 1993-07-15 1994-08-30 Air Products And Chemicals, Inc. Triple column distillation system for oxygen and pressurized nitrogen production
GB9410696D0 (en) 1994-05-27 1994-07-13 Boc Group Plc Air separation
GB9414939D0 (en) 1994-07-25 1994-09-14 Boc Group Plc Air separation
DE4443190A1 (de) 1994-12-05 1996-06-13 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US5513497A (en) 1995-01-20 1996-05-07 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of fluid mixtures in multiple distillation columns
US5692395A (en) 1995-01-20 1997-12-02 Agrawal; Rakesh Separation of fluid mixtures in multiple distillation columns
US5678426A (en) 1995-01-20 1997-10-21 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of fluid mixtures in multiple distillation columns
US5666823A (en) 1996-01-31 1997-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure combustion turbine and air separation system integration
US5582033A (en) * 1996-03-21 1996-12-10 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing nitrogen having a low argon content
GB9619718D0 (en) 1996-09-20 1996-11-06 Boc Group Plc Air separation
US5682764A (en) 1996-10-25 1997-11-04 Air Products And Chemicals, Inc. Three column cryogenic cycle for the production of impure oxygen and pure nitrogen
US5675977A (en) 1996-11-07 1997-10-14 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with kettle liquid column
US5768914A (en) * 1997-07-28 1998-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Process to produce oxygen and argon using divided argon column

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