KR20090086581A - 분리 방법 및 분리 장치 - Google Patents

분리 방법 및 분리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090086581A
KR20090086581A KR1020097011607A KR20097011607A KR20090086581A KR 20090086581 A KR20090086581 A KR 20090086581A KR 1020097011607 A KR1020097011607 A KR 1020097011607A KR 20097011607 A KR20097011607 A KR 20097011607A KR 20090086581 A KR20090086581 A KR 20090086581A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stream
liquid
valve
flow rate
low
Prior art date
Application number
KR1020097011607A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101492279B1 (ko
Inventor
헨리 에드워드 하워드
리차드 존 집
Original Assignee
프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 filed Critical 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
Publication of KR20090086581A publication Critical patent/KR20090086581A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101492279B1 publication Critical patent/KR101492279B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F25J3/04787—Heat exchange, e.g. main heat exchange line; Subcooler, external reboiler-condenser
    • 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
    • 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
    • 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
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04024—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of purified feed air, so-called boosted air
    • 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
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • 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
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/0423—Subcooling of liquid process streams
    • 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary 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
    • 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or 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
    • 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low 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
    • 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04339—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of air
    • F25J3/04345—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of air and comprising a gas work expansion loop
    • 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
    • F25J3/04406—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
    • 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
    • F25J3/04781—Pressure changing devices, e.g. for compression, expansion, liquid pumping
    • 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
    • F25J3/04812—Different modes, i.e. "runs" of operation
    • 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
    • F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
    • F25J2240/42—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval the fluid being air
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/40—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being air
    • 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
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/901—Single column
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/903—Heat exchange structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

극저온 정류 플랜트(1)에서, 압축 스트림(42)이 플랜트의 주 열교환기(18)로부터 고온과 저온에서 추출되는 보조 스트림(126, 128)으로 분리되는 기체 혼합물, 예컨대 공기를 분리하기 위한 분리 방법과 장치가 개시된다. 두 스트림은 혼합되어 플랜트를 위한 냉동을 생성하기 위한 터보 팽창기(36)에서 팽창된다. 두 스트림의 유량은 터보 팽창기 제공 플랜트 냉동의 입구 온도를 제어하고 터보 팽창기 배출물이 포화 증기 상태로부터 이탈될 잠재성을 최소화하도록 조절된다. 팽창비의 제어는 정류 플랜트에서 가변적 액체 생산을 허용하도록 유리하게 적용될 수 있다.
Figure P1020097011607
분리 방법 및 장치, 터보 팽창기, 포화 증기 상태, 압축 스트림, 주 열교환기

Description

분리 방법 및 분리 장치 {SEPARATION METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 극저온 정류 플랜트에서 플랜트 주 열교환기로부터 배출된 압축 스트림 중 두 스트림을 제거하여 두 스트림의 유량을 제어하고 터보 팽창기로 유입되기에 앞서 두 스트림을 혼합함으로써 터보 팽창기로 공급되어 플랜트에 냉동을 제공하기 위해 사용되는 기체 혼합물의 압축 스트림의 온도를 제어하는 기체 혼합물을 분리하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
오랫동안 알려진 바와 같이, 다양한 기체 혼합물, 예컨대 전처리된 공기와 천연가스는 극저온 정류에 의해 분리된다. 이런 공정에서, 분리될 기체 혼합물은 가압되고 정제된 후 정류에 적절한 온도로 냉각된다. 기체 혼합물의 정류는 하나 이상의 증류 칼럼에서 이루어진다. 각각의 칼럼은 기체 혼합물의 액상과 기상을 서로 접촉시켜서 기상과 액상 간의 물질전달을 실현하는 패킹이나 트레이, 예컨대 구조화 패킹과 같은 물질전달 요소를 갖는다.
이로써, 유입되는 공급물은 증류 칼럼 또는 칼럼들 내에서 증류되어 기체 혼합물의 성분들이 농축된 성분 스트림들을 형성한다. 성분 스트림은 액체 및 기체 생성물로서 얻어질 수 있으며 증류 칼럼 또는 칼럼들 내에서 기체 혼합물의 분리에 적절한 온도로 압축 및 정제된 후의 기체 혼합물을 냉각시키는데 사용된다. 냉각 은 플랜트 주 열교환기에서 수행되는 간접 열교환을 거쳐 이루러진다.
주 열교환기에서의 웜-단부 손실을 최소화하고 액체 생성물을 생성하기 위해, 기체 혼합물로 이루어진 압축 스트림을 팽창시키고 플랜트의 칼럼들 중 적어도 하나로 압축 스트림을 유입함으로써 냉동이 생성될 수 있다.
액체 생성물을 기계식으로 펌핑하는 것도 알려져 있는데, 예컨대 공기 분리시, 산소 풍부 액체 칼럼 저부 스트림은 이런 용도로 마련된 액화 압축 공기 스트림에 의해 동일한 주 열교환기 내에서 기화될 수 있다.
공급물 압축에 소모되는 전력을 위한 에너지 공급 비용이 시간에 따라 변할 수 있다면, 플랜트 제품 슬레이트, 특히 액체 생산 속도를 조작할 수 있게 하는 동기는 증가한다. 예컨대, 고순소의 산소 플랜트는 주로 최대 대략 10%의 공기를 액화 생성물로서 생산하도록 설계된다. 예컨대 10% 미만의 공기가 액체 생성물로서 취출되는 플랜트 작업에서는 때때로 플랜트가 최대 성능보다 작게 이용되도록 생성물의 유량을 조작할 필요가 있다. 액체 생성율을 변화시키기 위해 종래의 실무는 냉동 발생에 이용되는 터빈 유량을 조절하는 것이다.
그 일예를 미국 특허 제5,412,953호에서 확인할 수 있다. 이 특허에는 액체 생성물 제조가 터보 팽창기로 유입되는 유량을 조절함으로써 조절되는 펌프식 액체 산소 플랜트가 설명되어 있다. 이러한 유량 조절은 고압 칼럼의 저부에서 공기를 터보 팽창기로 압축시키는 데 사용되는 압축기로 공기를 재순환시킴으로써 실현된다. 이런 작업은 가압된 칼럼 액체를 기화시키는 것과 같은 용도를 위해 요구되는 공기 압축 요건에 큰 폭의 변동을 가져온다.
액체 생성물 제어 시의 다른 가능성은 터보 팽창기 내로 유입되는 압축 혼합물의 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 터빈 팽창기의 팽창비를 변경시키는 것이다. 그 결과, 압력이 증가됨에 따라 팽창 대상 혼합물이 터빈의 배기부에서 액화될 수 있다는 제어 문제가 발생할 수 있다. 극단적인 경우, 약 10%와 15% 사이의 압축 공정 공급물이 액화될 것이다. 이런 상황에서, 터빈은 효율이 열악해질 수 있으며 잠재적 손상을 일으킬 수 있다. 다른 극단적인 경우, 압력이 감소됨에 따라, 팽창된 스트림의 온도는 터빈 입구 온도가 주 열교환기 설계에 의해 상대적으로 고정될 때 증가한다. 이런 증가가 칼럼으로 유입되는 팽창된 공급물의 포화 온도보다 높을 때, 칼럼 내부의 액체는 기화되어 높은 국부적 증기 유동과 분리 성능 저하와 잠재적 칼럼 유출을 일으킬 수 있다.
종래 기술에서, 터보 팽창기 배출물의 액화를 방지하기 위해 공기 분리 플랜트의 터보 팽창기 입구 온도를 제어하는 것이 알려져 있다. 예컨대, 미국 특허 제3,355,901호에서는 공기 분리 플랜트로 냉동을 제공할 때 사용되는 터보 팽창기의 배출구가 대략 포화 온도를 갖거나 약간 과열되는 것을 보장하기 위해 캐스케이드 제어 시스템을 이용한다. 이 특허에서, 온열 증기는 두 개의 스트림으로 분리된다. 하나의 스트림은 공기 분리 공정에서 생성되는 극저온 가스에 의해 열교환기 내부에서 냉각되고 다른 스트림은 열교환기를 우회한다. 그 후, 스트림들은 혼합되어 터보 팽창기의 입구로 유입된다. 터빈 배출물 온도가 감지되고 이런 온도를 참조할 수 있는 신호가 캐스케이드 제어 시스템으로 입력값으로서 공급되어 밸브를 제어하고, 밸브는 다시 열교환기에서 냉각되는 스트림의 유량을 제어한다. 그러 나, 이런 장치는 팽창비를 조작하지 않는 플랜트에서 사용되어야 하고, 이처럼 터빈 배출구 온도의 변화는 제한된다는 것을 주지해야 한다. 이런 장치는 팽창 압력과 비율이 크게 변하는 플랜트에서는 사용될 수 없다.
후술하는 바와 같이, 본 발명은 터빈 팽창비와 입구 온도를 동시에 조작함으로써 냉동, 및 이에 따라 액체 생산이 변경되는 기체 혼합물 분리 방법 및 장치를 제공한다. 터보 팽창기 입구 온도의 동시 조작은 기존에 터빈 팽창비만을 조작함으로써 얻어지는 것보다 액체 생산의 가변성을 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명은 압축 기체 혼합물을 정제하고 정제된 압축 기체 혼합물을 혼합물 성분 스트림과의 간접 열교환에 의해 냉각시킨 후 분리 유닛 내에서 기체 혼합물을 정류함으로써 압축 기체 혼합물을 극저온 정류 플랜트에서 분리하는 분리 방법을 제공한다. 분리 유닛은 혼합 성분 스트림을 생성하기 위한 적어도 하나의 증류 칼럼을 갖는다.
기체 혼합물의 하나의 혼합 성분이 농축된 적어도 하나의 생성물 액체 스트림이 분리 유닛으로부터 배출된다. 기체 혼합물의 적어도 일부는 간접 열교환 동안 부분 냉각된 후 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림으로 분리된다. 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림은 각각 고온과 저온에서 간접 열교환으로부터 회수된다. 간접 열교환으로부터 회수된 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림은 혼합되어 혼합 스트림을 생성한다. 혼합 스트림의 적어도 일부는 극저온 플랜트로 냉동을 제공하기 위한 터보 팽창기 내에서 일의 성능을 이용하여 팽창된다. 터보 팽창기의 배출물 스트림의 적어도 일부는 분리 유닛으로 유입된다. 혼합 스트림의 온도는 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량을 제어함으로써 배출물 스트림이 대략 포화 온도를 갖도록 제어된다. 이때, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 용어인 "유량의 제어"가 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량이 반드시 독립적으로 제어된다는 것을 의미하지 않음을 주지하는 것은 중요하다. 모든 혼합 스트림이 터보 팽창기로 향하는 플랜트 설계에서, 이런 스트림들 중 하나의 유량을 능동 제어하면 다른 스트림을 제어할 것이다. 혼합 스트림 중 일부 스트림이 터보 팽창기로 진행되는 플랜트 설계에서, 이런 스트림의 유량은 독립적으로 제어될 수 있었다.
혼합 스트림의 온도 제어는 소정 유형의 극저온 분리 플랜트와 가압 액체 생성물이 기화되는 플랜트에서 유리하다. 본 발명은 가장 기본적인 태양에서, 이런 극저온 분리 플랜트가 예측하지 못한 작업적이고 환경적인 충격으로 인해 때때로 미세한 조정을 필요로 한다는 점에서 보다 넓은 적용성를 갖는다. 예컨대, 터보 팽창기로의 유동 온도가 예상보다 높을 경우, 배출물 온도는 증류 칼럼 내에서 의외의 과도한 액체의 기화를 일으키도록 예상 온도보다 높을 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력이 변화됨으로써 터보 팽창기에 의해 제공되는 냉동과 액체 스트림의 생산 속도를 변화시키는 특별한 적용성을 갖는다. 이런 경우, 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력을 증가시킴으로써 터보 팽창기 입구 압력을 증가시키면 액체 생성물이 증가한다. 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력을 감소시키면 액체 생성물이 감소한다. 고 액체 생산 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 제1 보조 스트림의 유량이 제2 보조 스트림의 유량보다 크도록 제어된다. 저 액체 생산 모드동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 제1 보조 스트림의 유량이 제2 보조 스트림의 유량보다 작도록 제어된다.
본 발명은 공기 분리에 특별한 적용성을 갖는다. 본 내용에서, 압축 기체 혼합물은 공기로 구성될 수 있다. 이런 용도에서, 혼합물 성분 스트림은 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림이며, 분리 유닛은 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림을 생성하기 위해 열전달 관계로 서로에 대해 작동식으로 결합되는 고압 및 저압 증류 칼럼을 구비한 공기 분리 유닛일 수 있다. 결과적으로, 액체 스트림은 산소와 질소 중 하나로 농축된다.
액체 스트림은 산소로 농축될 수 있으며 액체 스트림의 일부는 펌핑되어 가압 액체 스트림을 생성한다. 산소 풍부 스트림은 가압 액체 스트림에 의해 형성되며 가압 액체 스트림은 간접 열교환의 결과로서 기화되어 가압 산소 농축 생성물을 생성한다. 이런 경우, 압축 기체 혼합물은 간접 열교환에 앞서 제1 압축 공기 스트림과 제2 압축 공기 스트림으로 분리된다. 기체 혼합물의 적어도 일부는 제1 압축 공기 스트림이다. 제2 압축 공기 스트림은 간접 열교환 동안 가압 액체 스트림과의 간접 열교환에 의해 응축됨으로써 액체 공기 스트림을 형성한다. 제1 압축 공기 스트림과 제2 공기 스트림에 함유된 공기는 공기 분리 유닛 내에서 정류된다.
제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 제1 및 제2 밸브쌍에 의해 제어된다. 각각의 밸브쌍은 고유량 제어 밸브, 즉 고유량을 계측할 수 있는 밸브와, 저유량 제어 밸브, 즉 저유량을 계측할 수 있는 밸브를 구비한다. 고 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브에 의해 제어된다. 이는 제1 보조 스트림의 유량이 제2 보조 스트림의 유량보다 크기 때문이다. 그 결과, 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정된다. 반대로, 저 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브에 의해 제어된다. 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정된다.
배출물 스트림은 고압 칼럼의 저부 영역으로 유입될 수 있다. 액체 공기 스트림은 제1 및 제2 부분으로 분리되어 각각 고압 칼럼과 저압 칼럼으로 밸브 팽창될 수 있다.
고압 칼럼의 질소 풍부 칼럼 오버헤드 스트림은 저압 칼럼의 산소 풍부 칼럼 저부를 기화시키는 것에 의해 액화될 수 있다. 이는 고압 및 저압 칼럼을 환류시키기 위한 제1 및 제2 질소 환류 스트림을 생성한다. 제2 질소 환류 스트림은 저압 칼럼에서 회수되는 폐질소 증기 스트림과 생성물 질소 증기 스트림과의 열교환에 의해 저압 칼럼으로 유입되기에 앞서 과냉각될 수 있다. 폐질소와 생성물 질소는 상술한 간접 열교환에 참여하는 질소 풍부 스트림이다.
고압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부로부터 형성된 조 액체 산소 스트림은 밸브 팽창되기에 앞서 조 액체 산소 스트림을 더 냉각하기 위해 간접 열교환을 거치지 않고 밸브 팽창되어 정류를 위한 저압 칼럼으로 유입될 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 분리 장치를 제공한다. 본 태양에 따르면, 기체 혼합물을 압축함으로써 압축 스트림을 생성하기 위해 적어도 하나의 압축기가 제공된다. 압축 스트림을 정제하기 위해 정제 유닛이 제공된다. 주 열교환기는 정제 유닛에 연결되고 주 열교환기에는 압축 스트림을 혼합 성분 스트림과 간접 열교환시키기 위한 유로가 마련된다. 기체 혼합물을 정류하기 위해 적어도 하나의 증류 칼럼으로 이루어진 분리 유닛이 제공된다. 분리 유닛은 혼합 성분으로 이루어진 생성물 분류를 생성한다. 분리 유닛은 적어도 하나의 액체 생성물 출구와 적어도 하나의 기체 생성물 출구를 갖는다.
주 열교환기는 혼합 성분 스트림이 콜드 단부에서 웜 단부로 유동하도록 분리 유닛에 연결된다. 주 열교환기는 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 각각 배출하도록 구성되며, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림은 기체 혼합물로 구성된다. 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림은 주 열교환기로부터 각각 고온과 저온에서 배출된다.
터보 팽창기는 일의 성능을 이용하여 혼합 스트림의 적어도 일부를 팽창시킴으로써 냉동을 제공한다. 혼합 스트림은 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 혼합물로부터 형성되며 터보 팽창기는 터보 팽창기의 배출물 스트림의 적어도 일부가 적어도 하나의 증류 칼럼으로 유입되도록 분리 유닛에 연결된다.
유량 제어 네트워크는 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 혼합함으로써 혼합 스트림을 형성하도록 구성된다. 유량 제어 네트워크는 터보 팽창기의 배출물이 적어도 포화 온도와 대략 동일한 출구 온도를 갖는 것을 보장하기 위해 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량, 및 이에 따라 혼합 스트림의 온도를 제어하는 밸브를 갖는다.
상술한 바와 같이, 기체 혼합물은 공기일 수 있으며, 따라서 압축 스트림은 압축 공기 스트림일 수 있다. 본 발명의 이런 용도에서 혼합 성분 스트림은 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림이며, 분리 유닛은 열전달 관계로 서로 작동식으로 연결됨으로써 산소 풍부 스트림 및 질소 풍부 스트림을 생성하는 고압 및 저압 증류 칼럼을 갖는 공기 분리 유닛일 수 있다. 터보 팽창기는 터보 팽창기에서 나온 배출물의 적어도 일부가 고압 또는 저압 증류 칼럼으로 유입되도록 공기 분리 유닛에 연결된다.
액체 스트림의 일부를 가압하여 가압 액체 스트림을 생성하기 위한 펌프가 제공될 수 있다. 펌프는 가압 액체 스트림이 간접 열교환의 결과로서 기화되어 가압 기체 생성물을 생성하도록 분리 유닛 및 주 열교환기와 유체 연통한다. 압축 공기 스트림은 제1 압축 공기 스트림이며 적어도 하나의 압축기는 압축 시스템의 일부이다.
압축 시스템에는 기저 부하 압축기가 마련된다. 또한, 터빈 부하식 부스터 압축기가 기저 부하 압축기와 유체 연통되게 마련되고 터보 팽창기의 일에 의해 적어도 부분적으로 구동되도록 터보 팽창기에 작동식으로 연결된다. 제1 압축기가 터빈 부하식 부스터 압축기에 연결됨으로써 제1 압축 공기 스트림은 터빈 부하식 부스터 압축기와 제1 압축기에 의해 생성된다. 또한, 제2 압축기가 기저 부하 압축기와 유체 연통되게 마련되어 제2 압축 공기 스트림을 생성한다. 제2 압축기는 주 열교환기와도 유체 연통하되, 주 열교환기는 가압 액체 스트림을 기화시키고 제2 압축 공기 스트림을 액화시키는 간접 열교환을 받게 됨으로써 액체 공기 스트림을 형성하여 액체 공기 스트림이 공기 분리 유닛으로 유입되도록 공기 분리 유닛과 유체 연통한다.
제1 압축기에 입구 안내 날개부가 마련될 수 있거나 압축 시스템에 차단 밸브를 구비한 바이패스 라인이 마련되어 차단 밸브가 개방 위치로 설정될 때 제1 압축부를 우회할 수 있다. 이는 제2 공기 스트림의 압력을 변경하여 터보 팽창기에 의해 제공되는 냉동, 및 이에 따라 액체 스트림의 생성을 변경할 수 있도록 한다.
유량 제어 네트워크의 밸브는 주 열교환기에 연결되는 제1 및 제2 밸브쌍들을 포함할 수 있으며, 각각의 밸브쌍은 고유량 제어 밸브와 저유량 제어 밸브를 구비한다. 고 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브에 의해 제어된다. 이 시간 동안, 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정된다. 저 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브에 의해 제어된다. 이때, 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정된다. 또한, 유량 제어 네트워크에는 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 혼합하기 위해 제1 및 제2 밸브쌍과 터보 팽창기 사이에 개재되는 고정식 혼합기 또는 유사한 장치가 마련된다.
또한, 액체 공기 스트림의 제1 및 제2 부분이 고압 및 저압 칼럼 안으로 유입되도록 터보 팽창기는 고압 칼럼의 저부에 연결되고 주 열교환기는 공기 분리 유닛에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 부분이 고압 및 저압 칼럼의 고압 및 저압으로 밸브 팽창되도록 주 열교환기와 고압 및 저압 칼럼 사이에 팽창 밸브가 배치된다.
또한, 분리 방법과 관련하여 상술한 바와 같이, 고압 및 저압 칼럼을 환류시키기 위한 제1 및 제2 질소 환류 스트림을 생성하기 위해 고압 칼럼의 질소 풍부 칼럼 오버헤드 스트림이 저압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부를 기화시킴으로써 액화될 수 있도록 응축기-리보일러(reboiler)가 고압 및 저압 칼럼에 작동식으로 연결될 수 있다. 저압 칼럼으로 유입되기 전에 제2 질소 환류 스트림을 과냉각시키는 과냉각기가 제공될 수 있다. 과냉각기는 저압 칼럼에서 회수된 제2 질소 환류 스트림과 생성물 질소 증기 스트림을 과냉각시키도록 구성된다. 과냉각기는 폐질소 스트림과 생성물 질소 스트림이 주 열교환기 내에서의 간접 열교환에 참여하는 질소 농축 스트림이 되도록 주 열교환기에 연결된다.
고압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부에서 형성된 조 액체 산소 스트림을 정류를 위한 저압 칼럼 안으로 유입하기 위해 도관이 저압 칼럼의 중간 위치에 고압 칼럼의 저부 영역을 연결할 수 있다. 도관에는 그 유입 지점에서 저압 칼럼의 양립 가능한 압력까지 조 액체 산소 스트림을 팽창시키기 위한 추가 팽창 밸브가 배치된다.
본 명세서는 출원인이 발명으로 간주하고 있는 요지를 명백하게 기재한 특허청구범위로서 완결되지만, 본 발명은 다음의 첨부도면을 참조함으로써 보다 잘 이 해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 공기 분리 플랜트의 개략도이다.
도 2는 도 1에 예시된 공기 분리 플랜트에 이용되는 주 열교환기의 입면도이다.
도 3은 도 3의 다른 실시예이다.
도 4는 도 3의 다른 실시예이다.
도 5는 도 3의 다른 실시예이다.
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 5의 선 7-7을 따라 취한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 공기 분리 플랜트(1)가 예시되어 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 그 최광의 태양에 있어, 예컨대 천연가스가 연관된 다른 분리 공정에 동등하게 적용될 수 있다.
공기 분리 플랜트(1)는 고압 칼럼(14)과 저압 칼럼(16)을 갖는 공기 분리 유닛(12) 내에서 정류에 적절한 압력으로 공기를 압축하기 위한 압축 시스템(10)을 포함한다. 공기의 정류는 압축 공기로부터 산소 풍부 스트림 및 질소 풍부 스트림으로 간접적으로 열교환하여 공기 정류에 적절한 온도로 압축 공기를 냉각하기 위해 공기의 성분들을 주 열교환기(18)로 유입되는 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림으로서 추출되는 산소 풍부 분율과 질소 풍부 분율로 분리한다. 당업자라면 알고 있는 바와 같이, 다른 분리 공정에서 천연 가스와 같은 공급물은 가압 상태로 얻어질 수 있기에 플랜트 자체 내에서 압축할 필요가 없다.
지금까지 공기 분리 플랜트(1)를 간단히 설명했으며, 이하 압축 시스템(10)에 대해 보다 상세히 설명한다. 압축 시스템(10)은 약 5 내지 약 15 bar 절대값("bara") 사이의 범위에 있을 수 있는 압력으로 유입 공기 스트림(22)을 압축하기 위한 기저 부하 압축기(20)를 포함한다. 압축기(20)는 응축물 제거를 하는 인터-쿨러 일체형 기어 압축기이다.
그 후, 최종 압축 공기 스트림(24)은 여러 개의 단위 작업을 포함할 수 있는 사전 정제 유닛(26)으로 향하는데, 단위 작업은 모두 당업계에 공지된 것으로서 직접 수냉, 냉동 기반 냉각, 냉각수와의 직접 접촉, 통상 알루미나 흡수제를 함유하는 상 외부에서 작동하는 흡수제 층상 내에서의 상 분리 및/또는 흡착을 포함한다. 사전 정제 유닛(26)은 주 열교환기(18) 내에서 결빙될 수 있는 물과 이산화탄소, 공기 분리 유닛(12) 내에서 응집되어 안전 위험을 제공할 수 있는 탄화수소와 같은 매운 낮은 함량의 고온 비등 오염물을 갖는 정제 압축 스트림(28)을 생성한다.
정제된 압축 공기 스트림(28)은 스트림(30, 32)으로 분리된다. 스트림(30)은 부스터 압축기(34)의 작동 시 팽창 일의 일부를 복구하기 위해 터보 팽창기(36)와 작동식으로 연결된 터빈 부하식 부스터 압축기(34) 내에서 추가적인 압축을 받는다. 스트림(38)은 통상적으로 약 15 내지 약 20 bara 사이일 수 있는 압력을 가질 수 있는 압축에 의해 생성된다. 그 후, 스트림(38)은 압축기(40)에 의해 추가로 압축되어 약 20 내지 약 60 bara 사이의 압력을 갖는 제1 압축 공기 스트림(42) 을 생성한다.
스트림(32)은 약 25% 내지 약 35%의 정제된 압축 공기 스트림(28) 사이에서 구성될 수 있으며, 압축기(44) 내에서 추가로 압축되어 약 25 내지 약 70 bara 사이의 압력을 갖는 제2 압축 공기 스트림(46)을 생성한다.
후술하는 바와 같이, 제1 압축 공기 스트림(42)은 본 발명에 따라 냉각되어 온도 제어된 후 터보 팽창기(36) 내로 유입된다. 터보 팽창기(36)의 배출물인 배출 스트림(48)이 고압 칼럼(14)의 저부 영역(50)으로 유입된다. 후술하는 바와 같이, 제2 압축 공기 스트림(46)은 가압 생성물의 기화에 의해 주 열교환기(18) 내에서 응축됨으로써 감압 액체 스트림(56)을 생성하기 위해 고압 칼럼(14)으로 진입하기에 적절한 압력으로 팽창 밸브(54) 내에서 밸브 팽창되는 액체 공기 스트림(52)을 생성한다. 이와 관련하여, 고압 칼럼(14)은 약 5 내지 약 6 bara 사이의 압력에서 작동할 수 있다. 감압 액체 스트림(56)의 제1 부분(58)은 고압 칼럼(14) 내로 유입되고 감압 액체 스트림(52)의 제2 부분(60)은 팽창 밸브(62)에서 저압 칼럼(16)으로의 유입에 적절한 압력으로 팽창된 후 스트림(63)으로서 저압 칼럼(16)으로 유입된다. 이와 관련하여, 저압 칼럼(16)은 약 1.1 내지 약 1.4 bara 사이의 압력에서 작동할 수 있다.
고압 칼럼(14)에는 구조화된 패킹일 수 있는 개략적으로 도시된 물질전달 요소(64, 68)가 마련된다. 배출물 스트림(48)을 거쳐 유입된 증기는 물질전달 요소(64, 68) 내에서 하강하는 하강 액상과 접촉하는 상승 기상을 일으킨다. 또한, 감압 액체 스트림(56)의 제1 부분(58)은 패킹 요소(64) 내에서 하강하고 방출된 증 기는 패킹 요소(68)를 통해 상승하게 된다. 증기는 고압 칼럼(14) 내에서 상승하기 때문에 증기에는 항상 공기의 경량 성분, 즉 질소가 풍부하게 되고, 액체는 고압 증류 칼럼(14) 내에서 하강하기 때문에 액체에는 항상 공기의 중량 성분, 즉 산소가 풍부하게 되어, 증류 칼럼(14)의 저부 영역(50) 내에 모이는 조 액체 산소 칼럼 저부(82)를 생성한다.
질소 풍부 칼럼 오버헤드 스트림(70)은 저압 칼럼(16)의 저부 내에 위치된 응축기 리보일러(72) 내로 유입되는데, 여기에서 응축기 리보일러는 이런 칼럼 내에서 발생하는 증류에 의해 저압 증류 칼럼(16) 내에 수집되는 산소 농축 액체 칼럼 저부(74)의 일부를 기화시킨다. 이로써 액체 질소 스트림(76)이 생성되고, 액체 질소 스트림은 각각 고압 및 저압 칼럼(14, 16)을 환류시키기 위한 제1 및 제2 질소 환류 스트림(78, 80)으로 분리된다. 제1 질소 환류 스트림(78)으로 인해 고압 칼럼(14)에서 제공되는 환류는 하강 액상을 형성한다. 고압 칼럼(14) 내에서 조 액체 산소 칼럼 저부로 이루어진 조 액체 산소 스트림(82)은 팽창 밸브(84) 내에서 저압 칼럼(16)의 압력으로 밸브 팽창되어 저압 칼럼(16) 내로 스트림(85)으로서 유입된다. 제2 질소 환류 스트림(80)은 과냉각 유닛(86) 내에서 과냉각되어 저압 칼럼(16)을 환류시키기 위한 스트림(88)을 형성한다. 스트림(88)의 전부 또는 일부는 밸브(87)를 통과한 후 저압 칼럼(16) 안으로 스트림(89)으로서 유입될 수 있다. 스트림(88)의 일부는 액체 생성물(102)로서 취출되어 적절한 저장소(미도시)로 진행된다.
저압 칼럼(16)에는 제2 질소 환류 스트림(80)을 과냉각시키기 위한 과냉각 유닛(86)으로 통과되는 산소 풍부 액체 칼럼 저부(74), 질소 생성물 증기 스트림(98) 및 폐질소 증기 스트림(100)을 생성하기 위해 저압 칼럼(16) 내의 액상 및 기상과 접촉하는 물질전달 접촉요소(90, 92, 94, 96)가 마련된다.
산소 풍부 액체 칼럼 저부(74)로 구성된 산소 풍부 액체 스트림(104)은 펌프(106)에 의해 가압되어 가압 액체 산소 스트림(108)을 생성할 수 있다. 가압 액체 산소 스트림(108)의 일부는 주 열교환기(18) 내에서 기화된다. 상술한 바와 같이, 가압 액체 산소 생성물 스트림(109)이 생성물로서 얻어질 수 있다. 이런 경우, 잔류물인 스트림(110)은 주 열교환기(18) 내에서 기화되어 고압 산소 생성물로서 얻어질 수 있는 가압 산소 생성물 스트림(111)을 생성할 수 있다. 또한, 폐질소 증기 스트림(100)도 주 열교환기(18)에서 온열로 가열되어 폐스트림(112)을 형성할 수 있고 생성물 질소 증기 스트림(98)은 주 열교환기(18)에서 온열로 가열되어 질소 농축 생성물 스트림(113)을 형성할 수 있다. 위에서 개략 설명된 이와 같은 목적으로 위해 주 열교환기(18) 내에는 열교환 통로(114', 115', 116', 117')가 제공되고 제1 압축 공기 스트림(42)을 냉각하기 위한 통로(118)에 대하여는 이하에 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따르면, 공기 분리 플랜트(1)의 액체 생성, 즉 가압 액체 산소 생성물 스트림(109)과 액체 산소 생성물 스트림(102)은 제1 압축 공기 스트림(42)에서의 압력을 변경함으로써 변경된다. 이러한 압력 변경은 밸브(124)를 구비한 우회 라인(122)에 의해 실현될 수 있는데, 밸브(124)는 우회 라인(122) 내에서의 유동을 허용하거나 우회 라인(122)으로의 유동을 차단함으로써 우회를 제어하기 위한 개폐 위치로 설정될 수 있다. 대안으로서, 우회 라인(122)은 압축기(40)의 재순환을 위한 구성일 수 있다. 또한, 우회 라인(122) 대신, 압축기(40)에는 제1 압축 공기 스트림(42)의 압력을 변경하기 위해 가변 입구 날개부가 마련될 수 있다.
고 액체 생산 모드 동안, 제1 압축 공기 스트림(42)의 압력이 증가되면, 냉동이 보다 많이 생성되어 더 많은 액체가 생성된다. 반대로, 제1 압축 공기 스트림(42)의 압력이 감소되면, 터보 팽창기(36)에 의해 냉동이 보다 적게 생성되어 액체 생성은 감소한다.
그러나, 고 액체 생산 모드에서, 제1 압축 공기 스트림(42)은 스트림의 높은 압력으로 인해 부분적으로 액화될 수 있고 주 열교환기(18)에서 냉각된다. 터보 팽창기(36)로 유입되는 입구 스트림의 온도 제어는 주 열교환기가 제1 보조 스트림(126)과 제2 보조 스트림(128)을 고온 및 저온에서 배출함으로써 터보 팽창기(36)의 입구로 공급되는 스트림의 온도를 제어하도록 구성함으로써 달성된다. 터보 팽창기(36)의 입구에서의 온도를 제어하기 위해, 제어 밸브쌍(130, 134)들이 제공된다. 제1 제어 밸브쌍(130)은 고유량 제어 밸브(136) 및 저유량 제어 밸브(138)를 갖는다. 마찬가지로, 제2 유량 제어 밸브쌍은 고유량 제어 밸브(140) 및 저유량 제어 밸브(142)를 갖는다. 이들 밸브는 비교를 위해 "고유량" 및 "저유량"으로 명명된다. 예컨대, "고유량" 밸브는 "저유량" 밸브에 비해 부피가 약 10 내지 약 100배 사이에 있는 유량을 갖는 밸브이다. 그러나, 저유량 제어 밸브에 대한 고유량 제어 밸브의 크기는 본 발명의 특정 용도에 따를 수 있다. 따라서, 물리적으로, 저유량 밸브는 고유량 제어 밸브보다 훨씬 작은 장치일 수 있다.
고 액체 생산 모드 동안, 고유량 제어 밸브(136)는 제1 보조 스트림(126)에 함유된 유량의 상당 부분의 유량을 제어한다. 저유량 제어 밸브(138)은 폐쇄 위치에 있을 것이다. 또한, 농축상이나 액상에 있는 제2 보조 스트림(128)의 유량을 제어하기 위해 고유량 제어 밸브(140)는 폐쇄되고 저유량 제어 밸브(142)는 개방된다. 저 액체 생산 모드에서, 현재의 대부분의 유량은 제2 보조 스트림(128)과 함께 진행된다. 따라서, 고유량 제어 밸브(136)는 폐쇄 위치로 설정되고 저유량 제어 밸브(138)는 개방 위치로 설정된다. 마찬가지로, 이제 고유량 제어 밸브(140)는 제2 보조 스트림(128)의 유량을 제어하고 저유량 제어 밸브(142)는 폐쇄 위치로 설정된다.
그 후, 제1 보조 스트림(126)과 제2 보조 스트림(128)의 유량은 고정식 혼합기(144) 내에서 혼합되어 제어된 온도로 터보 팽창기(36)의 입구로 유입될 수 있는 혼합 스트림(146)을 생성한다.
상술한 바와 같이, 혼합 스트림(146)의 온도 제어는 터빈 배출 스트림(48)이 사실상 액화되지 않도록, 즉 약 5% 이하의 액체 성분을 갖도록 보장하는 방식으로 제공된다. 보다 바람직하게는, 배출물 스트림은 포화증기 온도로 또는 포화증기 온도에 가깝게 유지될 것이다. 칼럼 작동의 관점에서, 포화 온도보다 높은 편차는 이제 약 20℃보다 낮게 효과적으로 제한될 수 있다. 따라서, 포화증기 온도와 관련하여 본 명세서와 특허청구범위에서 사용되는 용어인 "약"은 터보 팽창기 배출물에 약 5%보다 많은 용액이 있는 온도보다 낮지 않고 배출물의 과냉각이 약 20℃를 넘어 일어나게 하는 온도보다 높지 않은 온도를 의미한다. 이를 달성하기 위해, 고유량 및 저유량 제어 밸브(136, 138, 140, 142)의 제어는 제어된 온도의 혼합 스트림(146)을 얻기 위해 사전 특정된 위치로 설정될 수 있었다. 보다 바람직하게는, 폐쇄 루프 제어가 이용된다. 이런 방식에서, 스트림(146)의 온도는 혼합 스트림(146)의 온도를 감지하고 그 값을 소정 값/세트포인트와 비교하여 밸브(136, 138, 140, 142)의 위치를 그에 따라 조절함으로써 유지된다. 이런 제어를 공정 엔지니어링 분야에 공지된 바와 같이 PID 제어(proportional, integral and derivative control, 비례 적분 미분 제어)라고도 한다. 대안으로서, 배출 스트림(48)과 스트림(82) 사이의 온도차가 감시될 수 있다. 그 후, 대상 밸브가 터빈의 출구 온도를 응답 제어하도록 조작될 수 있었다. 이렇게 함에 있어, 터빈 과냉기는 포화 온도에 근접한 소정 온도에서 유지된다.
아래의 표는 고 액체 생산 모드와 저 액체 생산 모드 모두의 기간 동안 공기 분리 플랜트의 핵심 작업 특징을 설명하는 정상상태 공정 시뮬레이션에 의해 생성되는 계산예를 나타낸다. 이 예에서, 기상 산소 스트림(111)이 30 bara의 압력에서 공정에 의해 생성된다. 고압 칼럼(14)은 5.2 bara에서 작동한다. 또한, 본 예에서, 스트림(30)의 팽창 유량 모두는 팽창기(36)를 통해 칼럼(14)으로 들어간다. 제1 및 제2 보조 스트림(126, 128)은 도 2에 도시된 것과 같은 고정 납땜된 알루미늄 열교환기 설계를 위한 엄밀한 해석에 의해 얻어졌는데, 이하 보다 상세히 설명한다. 고 액체 생산 모드를 개시할 때, 기존의 제2 보조 스트림(128)은 사실상 액화 상태에 있다.
표
스트림 및 작동 조건 저 액체 생산 고 액체 생산
혼합 스트림(146)과 터빈 배출 스트림(48)의 팽창 압력비 3.0 8.6
정제 공기 스트림(28)에 대한 스트림(30)의 팽창 유동 분율 0.656 0.669
액체 생성물 유동 분율(전체 유입 공기 스트림(22)의 유량에 의해 분리된 액체 생성물 스트림(102, 109)의 총유량) 0.034 0.106
스트림(30)에 대한 제2 보조 스트림(128)의 제2 보조 유량 분율 0.989 0.004
제1 보조 스트림(126)의 온도 -100.6 -93.4
제2 보조 스트림(128)의 온도 -133.4 -136.8
터빈 배출물 스트림(48) 과열(섭씨 온도) 9.5 1.3
(저 액체 생산 모드를 위해 그리고 터보 팽창기 입구에 대한 온도 제어 없이) 열교환기가 종래 방식으로 설계된 공기 분리 플랜트(1)와 같은 플랜트에서 본 공정의 시뮬레이션에 의하면 터빈 배출물(스트림(48))이 대략 30%의 액체 분율을 나타낸다. 열역학적 관점에서 볼 때, 종래 방식의 유량비에 대한 터빈 일은 본 발명의 적용을 통해 달성 가능한 것보다 45% 낮을 수 있다. 즉, 동일한 팽창비로부터의 냉동 포텐셜은 본 발명을 통해 크게 향상된다.
혼합 스트림(146) 모두가 팽창기(36)로 진행할 필요는 없다는 것은 이해된다. 원할 경우, 혼합 스트림(146)의 일부는 추가 냉각과 액화를 위해 다시 주 열교환기(18)로 진행되어 공기 분리 유닛(12)으로 공급될 수 있다. 마찬가지로, 배출물 스트림(48) 모두가 공기 분리 유닛(12)으로 진행될 필요는 없다. 예컨대, 터빈 배출물(48)의 일부는 압축기(20)나 예비 정제 유닛(26)으로 재순환될 수 있었 다. 또한, 배출물 스트림(48)은 저압 증류 칼럼(16)으로 유입될 수 있었다. 이 경우, 스트림의 일부는 폐스트림으로 향하거나 또는 온열 가열 후 배출될 수 있었다. 비록 도시되지는 않았지만, 본 발명은 도 1에 도시된 것과 다른 구성을 이용하는 공기 분리 플랜트에도 동등하게 적용 가능하다. 예컨대, 본 발명은 생성물 스트림의 액체 펌프 작업이 없거나 모든 산소 농축 생성물이 생성물로서 얻어져서 아무것도 기화되지 않는 공기 분리 플랜트에도 적용된다. 액체 펌프 작업을 이용하지 않는 플랜트의 경우, 제2 압축 공기 스트림(46)과 같은 압축 공기 스트림과 이런 스트림의 생산 및 냉각에 관련된 장치는 없을 것이다. 주 열교환기에서 생성물 스트림이 기화되는 경우에도, 스트림(30, 32)과 같이 기저 부하 압축에서 발생하는 스트림들은 대략 동일한 공칭 압력으로 압축될 수 있으며, 이때 터보 팽창기로 유입되는 스트림들 중 하나의 스트림의 압력은 주어진 바와 같은 온도 제어와 함께 액체 생산을 변경시키기 위해 변경된다. 또한, 상술한 바와 같이, 본 발명은 공기 분리를 수반하지 않는 그 밖의 극저온 분리 플랜트에도 적용된다.
도 2를 참조하면, 열교환기(18)가 보다 상세히 도시되어 있다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 열교환기(18)는 수직 위치로 배향되며, 열교환 통로(114, 115, 116, 117)를 한정함으로써 당업계에서 공지된 방식으로 열교환을 실현하도록 핀형 유로를 형성하는 복수의 플레이트 층을 갖는 플레이트-핀형 열교환기일 수 있다. 이와 관련하여, 제2 압축 공기 스트림(46)은 입구 헤더(150)로 유입되고 액체 공기 스트림(52)은 출구 헤더(152)로부터 배출된다. 이런 스트림은 열교환기(18)의 전체 길이에 걸쳐 플레이트 사이에 위치된 핀형 유로 사이에서 유동한다. 마찬 가지로, 폐질소 스트림(100)도 열교환기(18)의 전체 길이를 따라 유동하고 입구 헤더(154)로 유입되어 출구 헤더(156)로부터 폐스트림(112)으로서 배출된다. 질소 증기 생성물 스트림(98)은 입구 헤더(158)로 유입되어 출구 헤더(160)로부터 질소 농축 생성물 스트림(113)으로서 배출된다. 펌프된 액체 산소 풍부 스트림(110)은 입구 헤더(159)로 유입되어 출구 헤더(161)로부터 가압 산소 생성물 스트림(111)으로서 배출된다.
제1 압축 공기 스트림(42)은 입구 헤더(162)를 통해 열교환기(18)로 유입되어 분배 핀(163)에 의해 방향 전환됨으로써 열교환기(18)의 길이방향으로 핀형 유로(164)를 통해 유동한다. 유동은 열교환기(18)의 길이를 부분적으로 가로지른 후 분배 핀(165)에 의해 방향 전환되어 출구 헤더(166)로부터 스트림(167)으로서 배출된다. 이 스트림(167)의 일부는 출구 헤더(166)로부터 스트림(168)으로서 배출되어 입구 헤더(169)를 통해 열교환기(18)로 재유입되고 스트림(167)의 나머지 부분은 제1 보조 스트림(126)을 형성한다. 그 후, 스트림(168)은 분배 핀(170)에 의해 방향 전환되어 핀형 유로(171)를 통해 열교환기(18)의 길이방향으로 유동한다. 핀형 유로(171)를 통해 열교환기(18)를 부분 횡단함으로써 더 냉각된 후, 스트림(168)은 분배 핀(172)에 의해 다시 방향 전환되고 출구 헤더(173)를 통해 스트림(128)으로서 배출된다. 특히, 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 핀형 유로(164, 171)의 층들은 제1 보조 스트림(126)과 제2 보조 스트림(128)을 형성할 때 사용되는 제1 압축 공기 스트림(42)을 위해 도 1에서 참조부호 118로 지시된 열교환 통로를 형성한다.
도 3을 참조하면, 주 열교환기(18)의 다른 실시예에서, 주 열교환기(18')에는 서로 대향하여 배치될 수 있는 출구 헤더(166)와 입구 헤더(169)가 마련된다. 이런 경우, 분배 핀(165, 170)은 유동을 분리하기 위해 사선 분할에 의해 분리되는 분배 핀(165', 170')의 배열로 대체된다.
도 4를 참조하면, 주 열교환기(18)의 다른 실시예에서, 주 열교환기(18")에는 하드웨이식(hard way) 핀부(165')가 마련된다. 하드웨이식 핀부는 유동 방향에 수직한 유동저항 보다 큰 유동 방향에 평행한 주 유동저항을 생성하도록 배열되는 핀의 부분이다. 밸브(136)가 개방되면, 이 부분은 제1 보조 스트림(126)이 높은 유량으로 출구 헤더(167')에서 배출되고 스트림의 나머지 부분이 핀형 유로(164) 내에서 유동하도록 유동을 분리하는 역할을 한다. 그 후, 나머지 부분은 핀형 유로(171)를 통과하고 분배 핀(172)에 의해 출구 헤더(173)로 제2 보조 스트림(128)으로서 방향 전환되어 열교환기(18")를 계속하여 횡단함으로써 더욱 냉각된다.
도 5를 참조하면, 열교환기(18)의 다른 실시예로서 열교환기(18"')가 제공된다. 도 7과 도8을 추가로 참조하면, 핀형 유로(164)에서 나온 유동을 출구 헤더(166)로 방향 전환하기 위해 분배 핀의 층(165")이 제공된다. 스트림(168)은 입구 헤더(169)로 진입해서 분배 핀(170')을 통과하고 핀형 유로(171)로 진행되어 배출 헤더(173)로부터 제2 보조 스트림(128)으로서 배출된다. 핀(165", 170')은 주 유로의 높이의 대략 반인 높이를 갖는다. 이들 핀은 사이에 구동판을 두고 서로의 상부에 배치된다. 이로써, (유동 영역을 반만큼 줄인 결과로서) 초래되는 압력 강하가 더 높게 되지만 입구 및 출구 분배는 더 작은 부피로 달성될 수 있다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 명시한 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않고도 다수의 변경과 첨가를 이룰 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 혼합물 성분 스트림을 생성하기 위해 적어도 하나의 칼럼을 갖는 분리 유닛 내에서 압축 기체 혼합물을 정제하고 정제 정류된 후 혼합물 성분 스트림과의 간접 열교환에 의해 압축 기체 혼합물을 냉각함으로써 극저온 정류 플랜트 내에서 압축 기체 혼합물을 분리하는 단계와,
    기체 혼합물의 하나의 혼합물 성분이 농축된 적어도 하나의 액체 스트림을 분리 유닛으로부터 배출하는 단계와,
    간접 열교환 동안 압축 기체 혼합물의 일부를 부분 냉각한 후 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림으로 분리하고 간접 열교환으로부터 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 각각 고온과 저온에서 회수하는 단계와,
    간접 열교환으로부터 회수된 후 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 혼합하여 혼합 스트림을 생성하는 단계와,
    터보 팽창기 내에서 일을 행하여 혼합 스트림의 적어도 일부를 팽창시켜 극저온 냉동 플랜트로 냉동을 제공하고 터보 팽창기의 배출물의 적어도 일부를 분리 유닛으로 유입시키는 단계와,
    제1 및 제2 보조 스트림의 유량을 제어함으로써 배출물 스트림이 적어도 대략 그 포화온도를 갖도록 혼합 스트림의 온도를 제어하는 단계를 포함하는 분리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    고 액체 생산 모드에서 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력을 증가시키면 액체 스트림의 생산이 증가되고 저 액체 생산 모드에서 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력을 감소시키면 액체 스트림의 생산이 감소하도록 압축 기체 혼합물의 적어도 일부의 압력이 변경됨으로써 터보 팽창기에 의해 제공되는 냉동과 액체 스트림의 생산율을 변경시키며,
    고 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 제1 보조 스트림의 유량이 제2 보조 스트림의 유량보다 크도록 제어되며,
    저 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 제1 보조 스트림의 유량이 제2 보조 스트림의 유량보다 작도록 제어되는 분리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    압축 기체 혼합물은 공기로 이루어지며,
    혼합물 성분 스트림은 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림이며,
    분리 유닛은 산소 풍부 스트림 및 질소 풍부 스트림을 생성하기 위해 열교환 관계로 서로 작동식으로 연결된 고압 및 저압 증류 칼럼을 갖는 공기 분리 유닛이며,
    액체 스트림은 산소와 질소 중 하나로 농축되는 분리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    액체 스트림은 산소로 농축되고 액체 스트림의 일부는 가압 액체 스트림을 생성하도록 펌핑되며,
    산소 농축 스트림은 가압 액체 스트림에 의해 형성되고 상기 가압 액체 스트림은 간접 열교환에 의해 기화되어 가압 산소 농축 생성물을 생성하며,
    압축 기체 혼합물은 간접 열교환에 앞서 제1 압축 공기 스트림과 제2 압축 공기 스트림으로 분리되되 기체 혼합물의 적어도 일부는 제1 압축 공기 스트림에 의해 형성되며,
    제2 압축 공기 스트림은 간접 열교환 동안 가압 액체 스트림을 기화시키고 제2 압축 공기 스트림을 액화시킴으로써 액체 공기 스트림을 형성하며,
    제1 압축 공기 스트림과 제2 압축 공기 스트림에 포함된 공기는 공기 분리 유닛 내에서 정류되는 분리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 고유량 제어 밸브와 저유량 제어 밸브를 구비한 제1 및 제2 밸브쌍에 의해 제어되며,
    고 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브에 의해 제어되되, 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정되며,
    저 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브에 의해 제어되되, 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정되는 분리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    배출물 스트림은 고압 칼럼의 저부 영역으로 유입되며,
    액체 공기 스트림은 제1 및 제2 부분으로 분리되어 각각 고압 및 저압 칼럼의 고압과 저압으로 밸브 팽창되며,
    제1 및 제2 부분은 각각 고압 칼럼과 저압 칼럼으로 유입되는 분리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    고압 칼럼의 질소 풍부 칼럼 오버헤드 스트림은 저압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부를 기화시키는 것에 의해 액화됨으로써 고압 및 저압 칼럼을 환류시키기 위한 제1 및 제2 질소 환류 스트림을 생성하며,
    제2 질소 환류 스트림은 저압 칼럼에서 회수되는 폐액체 질소 증기 스트림과 생성물 질소 증기 스트림과의 열교환에 의해 저압 칼럼으로 유입되기에 앞서 과냉각되며,
    폐액체 질소 스트림과 생성물 질소 증기 스트림은 간접 열교환에 참여하는 질소 농축 스트림이며,
    고압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부로부터 형성된 조 액체 산소 스트림은 밸브 팽창되기에 앞서 조 액체 산소 스트림을 더 냉각하기 위해 간접 열교환을 거치지 않고 밸브 팽창되어 정류를 위한 저압 칼럼으로 유입되는 분리 방법.
  8. 기체 혼합물을 압축함으로써 압축 스트림을 생성하는 적어도 하나의 압축기 및 압축 스트림을 정제하는 정제 유닛과,
    압축 스트림을 혼합 성분 스트림과 간접 열교환시키기 위한 유로를 갖는 정제 유닛에 연결되되, 기체 혼합물로 이루어진 제1 및 제2 보조 스트림을 각각 고온과 저온에서 배출하도록 구성되는 주 열교환기와,
    압축 스트림에 함유된 기체 혼합물을 정류함으로써 혼합물 성분 스트림을 생성하기 위해 적어도 하나의 증류 칼럼을 갖되, 기체 혼합물의 하나의 혼합 성분에 농축된 액체 스트림을 배출하기 위한 액체 출구를 구비하고, 혼합 성분 스트림이 콜드 단부에서 웜 단부로 유동하도록 주 열교환기가 연결되는 분리 유닛과,
    일의 성능을 이용하여 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 혼합물로부터 형성되는 혼합 스트림의 적어도 일부를 팽창시킴으로써 냉동을 제공하고, 배출물 스트림의 적어도 일부가 적어도 하나의 증류 칼럼으로 유입되도록 분리 유닛에 연결되는 터보 팽창기와,
    제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 혼합하여 혼합 스트림을 형성하도록 구성되되, 터보 팽창기로부터의 배출물 스트림이 적어도 포화 온도와 대략 동일한 출구 온도를 갖는 것을 보장하기 위해 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량, 및 이에 따라 혼합 스트림의 온도를 제어하는 밸브를 갖는 유량 제어 네트워크를 포함하는 분리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    기체 혼합물은 공기이고,
    압축 스트림은 압축 공기 스트림이고,
    혼합 성분 스트림은 산소 풍부 스트림과 질소 풍부 스트림이고,
    분리 유닛은 열전달 관계로 서로 작동식으로 연결됨으로써 산소 풍부 스트림 및 질소 풍부 스트림을 생성하는 고압 및 저압 증류 칼럼을 갖는 공기 분리 유닛이고,
    터보 팽창기는 터보 팽창기에서 나온 배출물 스트림의 적어도 일부가 고압 또는 저압 증류 칼럼으로 유입되도록 공기 분리 유닛에 연결되는 분리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    액체 스트림의 일부를 가압하여 가압 액체 스트림을 생성하되, 가압 액체 스트림이 간접 열교환의 결과로서 기화되어 가압 기체 생성물을 생성하도록 분리 유닛 및 주 열교환기와 유체 연통되는 펌프를 추가로 포함하며,
    압축 공기 스트림은 제1 압축 공기 스트림이고,
    적어도 하나의 압축기는 압축 시스템의 일부이며,
    압축 시스템은,
    기저 부하 압축기와,
    기저 부하 압축기와도 유체 연통되고 터보 팽창기의 일에 의해 적어도 부분적으로 구동되도록 터보 팽창기에 작동식으로 연결되는 터빈 부하식 부스터 압축기와,
    터빈 부하식 부스터 압축기에 연결되는 제1 압축기와,
    기저 부하 압축기와 유체 연통되어 제2 압축 공기 스트림을 생성하는 제2 압축기를 포함하되,
    제1 압축 공기 스트림은 터빈 부하식 부스터 압축기와 제1 압축기에 의해 생성되고,
    제2 압축 공기 스트림이 가압 액체 스트림을 기화시키고 제2 압축 공기 스트림을 액화시키는 간접 열교환을 받게 됨으로써 액체 공기 스트림을 형성하고 액체 공기 스트림은 공기 분리 유닛으로 유입되도록, 제2 압축기는 주 열교환기와 유체 연통하고 주 열교환기도 공기 분리 유닛과 유체 연통하는 분리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 공기 스트림의 압력이 변경되어 터보 팽창기에 의해 제공되는 냉동과 액체 스트림의 생성을 변경할 수 있도록 하기 위해 제1 압축기는 입구 안내 날개부를 구비하거나 또는 압축 시스템에는 차단 밸브가 개방 위치로 설정될 때 제1 압축부를 우회하기 위한 차단 밸브를 구비한 바이패스 라인이 마련됨으로써,
    고 액체 생산 모드에서 제1 압축 기체 스트림의 압력을 증가시키면 액체 생성물의 생산이 증가되고 저 액체 생산 모드에서 제2 공기 스트림의 적어도 일부의 압력을 감소시키면 액체 생성물의 생산이 감소하게 되며,
    유량 제어 네트워크의 밸브들은 주 열교환기에 연결되는 제1 및 제2 밸브쌍들을 포함하되, 각각의 밸브쌍은 고유량 제어 밸브와 저유량 제어 밸브를 구비하며,
    고 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브에 의해 제어되되 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정되며,
    저 액체 생산 모드 동안, 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림의 유량은 각각 제1 밸브쌍의 저유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 고유량 제어 밸브에 의해 제어되되 제1 밸브쌍의 고유량 제어 밸브와 제2 밸브쌍의 저유량 제어 밸브는 폐쇄 위치로 설정되며,
    유량 제어 네트워크는 제1 보조 스트림과 제2 보조 스트림을 혼합하기 위해 제1 및 제2 밸브쌍과 터보 팽창기 사이에 개재되는 고정식 혼합기를 갖는 분리 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보 팽창기는 배출물 스트림이 고압 칼럼의 저부로 유입되도록 고압 칼럼의 저부에 연결되며,
    주 열교환기는 액체 공기 스트림의 제1 및 제2 부분이 고압 및 저압 칼럼으 로 유입되도록 공기 분리 유닛에 연결되고, 제1 및 제2 부분이 각각 고압 및 저압 칼럼의 고압 및 저압으로 밸브 팽창되도록 팽창 밸브들이 주 열교환기와 고압 및 저압 칼럼 사이에 배치되는 분리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    고압 칼럼의 질소 풍부 칼럼 오버헤드 스트림이 저압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부를 기화시키는 것에 대해 액화됨으로써 고압 및 저압 칼럼을 환류시키기 위한 제1 및 제2 질소 환류 스트림을 생성하도록 응축기-리보일러가 고압 및 저압 칼럼에 작동식으로 연결되며,
    과냉각기는 저압 칼럼에서 배출된 폐질소 스트림과 생성물 질소 스트림과의 열교환을 통해 질소 환류 스트림을 저압 칼럼으로 유입시키기 전에 과냉각시키도록 구성되며,
    과냉각기는 폐질소 스트림과 생성물 질소 스트림이 주 열교환기 내에서의 간접 열교환에 참여하는 질소 농축 스트림이 되도록 주 열교환기에 연결되며,
    도관은 고압 칼럼의 산소 함유 칼럼 저부에서 형성된 조 액체 산소 스트림을 정류를 위한 저압 칼럼으로 유입시키기 위해 저압 칼럼의 중간 위치에 고압 칼럼의 저부 영역을 연결하며, 도관에는 그 유입 지점에서 저압 칼럼의 양립 가능한 압력까지 조 액체 산소 스트림을 팽창시키기 위한 추가 팽창 밸브가 배치되는 분리 방법.
KR20097011607A 2006-12-06 2007-12-06 분리 방법 및 분리 장치 KR101492279B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/634,623 2006-12-06
US11/634,623 US8020408B2 (en) 2006-12-06 2006-12-06 Separation method and apparatus
PCT/US2007/086580 WO2008070757A1 (en) 2006-12-06 2007-12-06 Separation method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090086581A true KR20090086581A (ko) 2009-08-13
KR101492279B1 KR101492279B1 (ko) 2015-02-11

Family

ID=39321812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20097011607A KR101492279B1 (ko) 2006-12-06 2007-12-06 분리 방법 및 분리 장치

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8020408B2 (ko)
EP (1) EP2100083B1 (ko)
KR (1) KR101492279B1 (ko)
CN (1) CN101553702B (ko)
BR (1) BRPI0719397B1 (ko)
CA (1) CA2671789C (ko)
ES (1) ES2572883T3 (ko)
WO (1) WO2008070757A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101284587B1 (ko) * 2012-05-17 2013-07-11 한국과학기술연구원 Ｐ-형 투명 산화물 반도체, 이를 포함하는 트랜지스터 및 그 제조방법

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100018248A1 (en) * 2007-01-19 2010-01-28 Eleanor R Fieler Controlled Freeze Zone Tower
EP2185879A1 (en) * 2007-08-10 2010-05-19 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Process and apparatus for the separation of air by cryogenic distillation
US8429933B2 (en) * 2007-11-14 2013-04-30 Praxair Technology, Inc. Method for varying liquid production in an air separation plant with use of a variable speed turboexpander
US20090241595A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Praxair Technology, Inc. Distillation method and apparatus
MX2011010404A (es) 2009-04-20 2011-10-24 Exxonmobil Upstream Res Co Sistema criogenico para remocion de gases acidos de una corriente de gas de hidrocarburo y metodo para remover gases acidos.
US8397535B2 (en) * 2009-06-16 2013-03-19 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for pressurized product production
MY161120A (en) 2009-09-09 2017-04-14 Exxonmobil Upstream Res Co Cryogenic system for removing acid gases from a hydrocarbon gas stream
EP2525892A4 (en) 2010-01-22 2014-01-22 Exxonmobil Upstream Res Co REMOVAL OF ACIDIC GAS FROM A GASEOUS FLOW WITH CO2 CAPTURE AND SEQUESTRATION
FR2973487B1 (fr) * 2011-03-31 2018-01-26 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et appareil de production d'un gaz de l'air sous pression par distillation cryogenique
WO2013015907A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-31 Exxonmobil Upstream Research Company Helium recovery from natural gas streams
CA2867287C (en) 2012-03-21 2019-06-11 Exxonmobil Upstream Research Company Separating carbon dioxide and ethane from a mixed stream
US9518778B2 (en) 2012-12-26 2016-12-13 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus
EP2824407A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Luftprodukts, Luftzerlegungsanlage, Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie
WO2015049585A2 (en) * 2013-10-04 2015-04-09 Natural Extraction Services, Llc Method and apparatus for extracting botanical oils
MY176633A (en) 2013-12-06 2020-08-19 Exxonmobil Upstream Res Co Method and system of modifiying a liquid level during start-up operations
WO2015084495A2 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system of maintaining a liquid level in a distillation tower
MY183946A (en) 2013-12-06 2021-03-17 Exxonmobil Upstream Res Co Method and system of dehydrating a feed stream processed in a distillation tower
MY176166A (en) 2013-12-06 2020-07-24 Exxonmobil Upstream Res Co Method and device for separating hydrocarbons and contaminants with a spray assembly
US9874395B2 (en) 2013-12-06 2018-01-23 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for preventing accumulation of solids in a distillation tower
MX363766B (es) 2013-12-06 2019-04-02 Exxonmobil Upstream Res Co Metodo y dispositivo para separar hidrocarburos y contaminantes con un mecanismo de calentamiento para desestabilizar y/o prevenir la adhesion de solidos.
AU2014357667B2 (en) 2013-12-06 2017-10-05 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for separating a feed stream with a feed stream distribution mechanism
US9829247B2 (en) 2013-12-06 2017-11-28 Exxonmobil Upstream Reseach Company Method and device for separating a feed stream using radiation detectors
US9562719B2 (en) 2013-12-06 2017-02-07 Exxonmobil Upstream Research Company Method of removing solids by modifying a liquid level in a distillation tower
EP3149419B1 (en) * 2014-06-02 2019-10-30 Praxair Technology, Inc. Air separation system and method
CN104034124B (zh) * 2014-06-27 2016-05-18 莱芜钢铁集团有限公司 一种空气分离装置与带压排液方法
EP2963367A1 (de) * 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
MY184436A (en) 2015-02-27 2021-04-01 Exxonmobil Upstream Res Co Reducing refrigeration and dehydration load for a feed stream entering a cryogenic distillation process
CA2994812C (en) 2015-09-18 2020-03-10 Exxonmobil Upstream Research Company Heating component to reduce solidification in a cryogenic distillation system
CA2998466C (en) 2015-09-24 2021-06-29 Exxonmobil Upstream Research Company Treatment plant for hydrocarbon gas having variable contaminant levels
CN105276925A (zh) * 2015-11-27 2016-01-27 中煤科工集团重庆研究院有限公司 含氧煤层气低温净化方法及其装置
US20170211881A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Zhengrong Xu Method and system for providing auxiliary refrigeration to an air separation plant
US10323495B2 (en) 2016-03-30 2019-06-18 Exxonmobil Upstream Research Company Self-sourced reservoir fluid for enhanced oil recovery
EP3452195A4 (en) 2016-05-02 2020-01-22 Natural Extraction Systems, LLC IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR EXTRACTING BOTANIC OILS
SG11202000720TA (en) * 2017-08-24 2020-03-30 Exxonmobil Upstream Res Co Method and system for lng production using standardized multi-shaft gas turbines, compressors and refrigerant systems
WO2020005552A1 (en) 2018-06-29 2020-01-02 Exxonmobil Upstream Research Company Hybrid tray for introducing a low co2 feed stream into a distillation tower
US11378332B2 (en) 2018-06-29 2022-07-05 Exxonmobil Upstream Research Company Mixing and heat integration of melt tray liquids in a cryogenic distillation tower
US10669248B2 (en) 2018-08-10 2020-06-02 Natural Extraction Systems, LLC Methods to chemically modify cannabinoids
US10822320B2 (en) 2018-08-10 2020-11-03 Natural Extraction Systems, LLC Methods to purify cannabinoids
US20200080773A1 (en) 2018-09-07 2020-03-12 Zhengrong Xu Cryogenic air separation unit with flexible liquid product make

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3355901A (en) * 1964-08-10 1967-12-05 Air Reduction Control of degree of superheat in expansion engine exhaust
US4375367A (en) * 1981-04-20 1983-03-01 Air Products And Chemicals, Inc. Lower power, freon refrigeration assisted air separation
US4439220A (en) * 1982-12-02 1984-03-27 Union Carbide Corporation Dual column high pressure nitrogen process
JPS6060463A (ja) * 1983-09-14 1985-04-08 株式会社日立製作所 液化ガス発生装置
US4594085A (en) * 1984-11-15 1986-06-10 Union Carbide Corporation Hybrid nitrogen generator with auxiliary reboiler drive
US4704148A (en) * 1986-08-20 1987-11-03 Air Products And Chemicals, Inc. Cycle to produce low purity oxygen
GB9008752D0 (en) * 1990-04-18 1990-06-13 Boc Group Plc Air separation
FR2703140B1 (fr) * 1993-03-23 1995-05-19 Air Liquide Procédé et installation de production d'oxygène gazeux et/ou d'azote gazeux sous pression par distillation de l'air.
US5337570A (en) * 1993-07-22 1994-08-16 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing lower purity oxygen
US5564290A (en) * 1995-09-29 1996-10-15 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with dual phase turboexpansion
US5802873A (en) * 1997-05-08 1998-09-08 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with dual feed air turboexpansion
US5758515A (en) * 1997-05-08 1998-06-02 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation with warm turbine recycle
US5983666A (en) * 1997-10-27 1999-11-16 The Boc Group, Inc. Air separation plant and method of fabrication
FR2800859B1 (fr) * 1999-11-05 2001-12-28 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
US6295836B1 (en) * 2000-04-14 2001-10-02 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation system with integrated mass and heat transfer
FR2854682B1 (fr) * 2003-05-05 2005-06-17 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101284587B1 (ko) * 2012-05-17 2013-07-11 한국과학기술연구원 Ｐ-형 투명 산화물 반도체, 이를 포함하는 트랜지스터 및 그 제조방법
US9236493B2 (en) 2012-05-17 2016-01-12 Korea Institute Of Science And Technology P-type transparent oxide semiconductor, transistor having the same, and manufacture method of the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN101553702A (zh) 2009-10-07
CN101553702B (zh) 2012-06-27
BRPI0719397A2 (pt) 2014-02-18
US9038413B2 (en) 2015-05-26
BRPI0719397B1 (pt) 2019-02-05
US8020408B2 (en) 2011-09-20
CA2671789A1 (en) 2008-06-12
ES2572883T3 (es) 2016-06-02
US20110289964A1 (en) 2011-12-01
WO2008070757A1 (en) 2008-06-12
EP2100083A1 (en) 2009-09-16
CA2671789C (en) 2012-04-17
US20080134718A1 (en) 2008-06-12
KR101492279B1 (ko) 2015-02-11
EP2100083B1 (en) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101492279B1 (ko) 분리 방법 및 분리 장치
KR101275364B1 (ko) 초저온 공기 분리 시스템
KR100192874B1 (ko) 공기 분리
CN108351165B (zh) 用于向空气分离设备提供补充制冷的方法和系统
JPH07260343A (ja) ハイブリット生成物ボイラーを使用する極低温精留系
JPH05231765A (ja) 空気分離
US4834785A (en) Cryogenic nitrogen generator with nitrogen expander
US6584803B2 (en) Nitrogen rejection method and apparatus
US6098425A (en) Thermodynamic separation
US20160153711A1 (en) Method and system for air separation using a supplemental refrigeration cycle
CN1117260C (zh) 空气的分离方法和装置
JPH0682157A (ja) 空気の分離
US20200080773A1 (en) Cryogenic air separation unit with flexible liquid product make
JP2001165566A (ja) 空気分離
KR20230154441A (ko) Co2 부화 스트림 액화 방법
EP3405726B1 (en) Method and system for providing auxiliary refrigeration to an air separation plant
CN114174747B (zh) 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备
KR20230154423A (ko) Co2가 풍부한 가스의 액화 방법 및 장치
CN114174747A (zh) 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180125

Year of fee payment: 4