JP2000271425A - 予備冷却なしに空気を精製し、低温分離するための方法およびプラント - Google Patents
予備冷却なしに空気を精製し、低温分離するための方法およびプラントInfo
- Publication number
- JP2000271425A JP2000271425A JP2000066547A JP2000066547A JP2000271425A JP 2000271425 A JP2000271425 A JP 2000271425A JP 2000066547 A JP2000066547 A JP 2000066547A JP 2000066547 A JP2000066547 A JP 2000066547A JP 2000271425 A JP2000271425 A JP 2000271425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- temperature
- pressure
- adsorbent
- adsorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0462—Temperature swing adsorption
-
- 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
- F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
- F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
-
- 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
- F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
- F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
- F25J3/04175—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities at a pressure of substantially more than the highest 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
- F25J3/04406—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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/104—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/302—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40001—Methods relating to additional, e.g. intermediate, treatment of process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
- B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
-
- 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/20—Processes or apparatus using separation by rectification in an elevated pressure multiple column system wherein the lowest pressure column is at a pressure well above the minimum pressure needed to overcome pressure drop to reject the products to atmosphere
-
- 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
- F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】空気が冷凍ユニットにより予備冷却されること
を必要としない空気の低温分離のためのプロセスを提供
すること。 【解決手段】本発明は不純物を含む空気の精製および低
温分離のためのプラントおよび方法に関し、その方法
は、(a)空気を圧縮する工程、(b)先に空気を予備
冷却することなしに吸着剤の粒子を含む1以上の吸着容
器に工程(a)で圧縮された空気を導入する工程、
(c)室温および少なくとも11.4バール、好ましく
は20.1から40バールの範囲の圧力で吸着剤の粒子
上に空気中に含まれる不純物(二酸化炭素、、水、窒素
酸化物、硫黄酸化物など)を吸着させる工程、(d)極
低温に工程(c)において精製された空気を冷却する工
程、および(e)窒素、酸素、アルゴンまたはそれらの
混合物を製造するために冷却された空気を低温蒸留する
工程により実施される。
を必要としない空気の低温分離のためのプロセスを提供
すること。 【解決手段】本発明は不純物を含む空気の精製および低
温分離のためのプラントおよび方法に関し、その方法
は、(a)空気を圧縮する工程、(b)先に空気を予備
冷却することなしに吸着剤の粒子を含む1以上の吸着容
器に工程(a)で圧縮された空気を導入する工程、
(c)室温および少なくとも11.4バール、好ましく
は20.1から40バールの範囲の圧力で吸着剤の粒子
上に空気中に含まれる不純物(二酸化炭素、、水、窒素
酸化物、硫黄酸化物など)を吸着させる工程、(d)極
低温に工程(c)において精製された空気を冷却する工
程、および(e)窒素、酸素、アルゴンまたはそれらの
混合物を製造するために冷却された空気を低温蒸留する
工程により実施される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸留の前に吸着に
より不純物を除去することにより改善される低温蒸留に
より大気空気を分離するための方法に関する。
より不純物を除去することにより改善される低温蒸留に
より大気空気を分離するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大気空気は、空気のいずれかの低温分離
の前に、すなわち空気分離ユニットのコールドボックス
の熱交換器に空気を導入する前に、除去されねばならな
い化合物または不純物を含むことが知られている。
の前に、すなわち空気分離ユニットのコールドボックス
の熱交換器に空気を導入する前に、除去されねばならな
い化合物または不純物を含むことが知られている。
【0003】特に、二酸化炭素(CO2 )および/また
は水蒸気(H2 O)タイプの化合物、のみならず他の不
純物について言及がなされ得る。
は水蒸気(H2 O)タイプの化合物、のみならず他の不
純物について言及がなされ得る。
【0004】これは、空気のそのような予備処理の無い
ときは、それらの不純物、特にCO 2 および/または水
蒸気は、空気が極低温に冷却される間に不可避に凝縮
し、氷として固形化するであろうし、それは特に熱交換
器、蒸留カラムなどの低温分離装備またはユニットにお
ける遮蔽の問題を引き起こし、それにより装備またはユ
ニットが損傷されることを引き起こすためである。
ときは、それらの不純物、特にCO 2 および/または水
蒸気は、空気が極低温に冷却される間に不可避に凝縮
し、氷として固形化するであろうし、それは特に熱交換
器、蒸留カラムなどの低温分離装備またはユニットにお
ける遮蔽の問題を引き起こし、それにより装備またはユ
ニットが損傷されることを引き起こすためである。
【0005】この問題を避けるために、この低温分離の
前に低温分離されねばならない空気を予備処理すること
は一般的な実施事項である。
前に低温分離されねばならない空気を予備処理すること
は一般的な実施事項である。
【0006】空気のこの予備処理は、低温分離ユニット
の上流で実施されるために、通常「フロントエンド」浄
化または精製と呼ばれる。
の上流で実施されるために、通常「フロントエンド」浄
化または精製と呼ばれる。
【0007】現在、空気は、事例に応じて、TSA(温
度スイング吸着)プロセスまたはPSA(圧力スイング
吸着)プロセスにより予備処理される。
度スイング吸着)プロセスまたはPSA(圧力スイング
吸着)プロセスにより予備処理される。
【0008】従来、TSAプロセスサイクルは以下の工
程を含む、すなわち、 a)超大気雰囲気圧力での不純物の吸着による空気の精
製、 b)大気雰囲気圧力または大気雰囲気圧力未満への吸着
装置の減圧、 c)典型的には空気分離ユニットから到来し、1以上の
熱交換器により加熱される純粋でない窒素である温熱気
体、特に残留気体または廃棄気体を用いての大気雰囲気
圧力での吸着剤の完全な再生、 d)特に空気分離ユニットから到来するが加熱されてい
ない前記残留気体を吸着剤に導入しつづけることによる
吸着剤の冷却、 e)例えば、製造相にある別の吸着装置から到来する精
製空気を用いての吸着装置の再加圧。
程を含む、すなわち、 a)超大気雰囲気圧力での不純物の吸着による空気の精
製、 b)大気雰囲気圧力または大気雰囲気圧力未満への吸着
装置の減圧、 c)典型的には空気分離ユニットから到来し、1以上の
熱交換器により加熱される純粋でない窒素である温熱気
体、特に残留気体または廃棄気体を用いての大気雰囲気
圧力での吸着剤の完全な再生、 d)特に空気分離ユニットから到来するが加熱されてい
ない前記残留気体を吸着剤に導入しつづけることによる
吸着剤の冷却、 e)例えば、製造相にある別の吸着装置から到来する精
製空気を用いての吸着装置の再加圧。
【0009】更に、PSAプロセスサイクルについて
は、これは、実質的に同じ工程a)、b)およびe)を
含むが、しかし、残留気体が再生工程(工程c))のあ
いだに加熱されず、それゆえ工程d)も欠け、一般的に
TSAプロセスにおけるよりも短いサイクル時間により
TSAプロセスから区別される。
は、これは、実質的に同じ工程a)、b)およびe)を
含むが、しかし、残留気体が再生工程(工程c))のあ
いだに加熱されず、それゆえ工程d)も欠け、一般的に
TSAプロセスにおけるよりも短いサイクル時間により
TSAプロセスから区別される。
【0010】好ましくは、空気予備処理装置は、並列に
操業する、すなわち、別に言えば、吸着装置の1つは製
造相にあり、そのあいだに、他方は再生相にある少なく
とも2つの吸着装置を含む。
操業する、すなわち、別に言えば、吸着装置の1つは製
造相にあり、そのあいだに、他方は再生相にある少なく
とも2つの吸着装置を含む。
【0011】そのようなTSAまたはPSA空気精製プ
ロセスは、例えば、文献US−A−3,738,08
4、US−A−5,531,808、US−A−5,5
87,003およびUS−A−4,233,038にお
いて記載されている。
ロセスは、例えば、文献US−A−3,738,08
4、US−A−5,531,808、US−A−5,5
87,003およびUS−A−4,233,038にお
いて記載されている。
【0012】しかしながら、吸着剤の粒子が、低温蒸留
により分離される前に空気を予備精製するために用いら
れるとき、通常少なくとも80℃または更にそれ以上の
温度から室温に圧縮空気の温度を(水冷により)調節
し、次いで続いて、吸着装置に導入される前に空気を予
備冷却することが一般的な実施事項であることが知ら
れ、このことは通常、室温から室温未満の温度に空気を
冷却する冷凍ユニットにより実施される。
により分離される前に空気を予備精製するために用いら
れるとき、通常少なくとも80℃または更にそれ以上の
温度から室温に圧縮空気の温度を(水冷により)調節
し、次いで続いて、吸着装置に導入される前に空気を予
備冷却することが一般的な実施事項であることが知ら
れ、このことは通常、室温から室温未満の温度に空気を
冷却する冷凍ユニットにより実施される。
【0013】更に、このことは、文献「工業的気体およ
び低温学の今日、IOMAブロードキャスター、低温空
気分離ユニットのための空気精製、1984年1月およ
び2月号、第15ページ以降(Industrial
Gases&Cryogenics Today,IO
MA Broadcaster,Air Purifi
cation for cryogenic air
separationunits,Jan.−Feb.
1984,p.15 et seq.)」において、ま
たは文献EP−A−438,282により明らかに説明
される。
び低温学の今日、IOMAブロードキャスター、低温空
気分離ユニットのための空気精製、1984年1月およ
び2月号、第15ページ以降(Industrial
Gases&Cryogenics Today,IO
MA Broadcaster,Air Purifi
cation for cryogenic air
separationunits,Jan.−Feb.
1984,p.15 et seq.)」において、ま
たは文献EP−A−438,282により明らかに説明
される。
【0014】実際、当業者により知られる様に、吸着温
度が低いほど不純物の吸着はより有効であるために空気
を吸着分離工程に供する前に空気を予備冷却することは
特に奨められる。
度が低いほど不純物の吸着はより有効であるために空気
を吸着分離工程に供する前に空気を予備冷却することは
特に奨められる。
【0015】言葉を変えれば、空気の予備精製の効果は
低温、すなわち5℃に近い温度で目覚しく向上し、はる
かにより低い温度でさらにより向上する。
低温、すなわち5℃に近い温度で目覚しく向上し、はる
かにより低い温度でさらにより向上する。
【0016】次いで、精製ゾーンを通る通過の後に、す
なわち吸収装置の中で、特にCO2およびH2 Oタイプ
のその有害な不純物の全部または一部が除去された空気
は次いで、低温蒸留ユニットに送られ、窒素、酸素およ
び/またはアルゴンを回収するためにその中で分離され
る目的の1以上の蒸留カラムに導入される前に、通常極
低温、すなわち一般的にほぼ−120℃未満の温度に冷
却される。
なわち吸収装置の中で、特にCO2およびH2 Oタイプ
のその有害な不純物の全部または一部が除去された空気
は次いで、低温蒸留ユニットに送られ、窒素、酸素およ
び/またはアルゴンを回収するためにその中で分離され
る目的の1以上の蒸留カラムに導入される前に、通常極
低温、すなわち一般的にほぼ−120℃未満の温度に冷
却される。
【0017】しかしながら、空気が吸着装置に導入され
る前に空気予備冷却工程を用いなければならないと言う
事実は、プロセス全体の工業的な利益に対して負の影響
を有する幾つかの欠点を有する。
る前に空気予備冷却工程を用いなければならないと言う
事実は、プロセス全体の工業的な利益に対して負の影響
を有する幾つかの欠点を有する。
【0018】もしそのとき熱交換器など、すなわち冷凍
ユニットのような冷却手段を与えることが必要であるな
らば、空気を予備冷却するこの工程は、信頼性の問題を
おそらく引き起こし、それゆえプラントについて付加的
なコストとなるプロセスを複雑化させる、投資全体をか
なりの程度増加させる効果を有する。
ユニットのような冷却手段を与えることが必要であるな
らば、空気を予備冷却するこの工程は、信頼性の問題を
おそらく引き起こし、それゆえプラントについて付加的
なコストとなるプロセスを複雑化させる、投資全体をか
なりの程度増加させる効果を有する。
【0019】窒素および酸素を製造する目的で低温的に
分離される前に空気を処理するためのさまざまのプロセ
スを記載する文献US−A−4,249,915、EP
−A−733393、EP−A−718576、US−
A−5,463,869およびJP−A−541037
78について言及がなされ得る。
分離される前に空気を処理するためのさまざまのプロセ
スを記載する文献US−A−4,249,915、EP
−A−733393、EP−A−718576、US−
A−5,463,869およびJP−A−541037
78について言及がなされ得る。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、フロントエンド浄化ユニットの吸着装置、すなわち
現在存在するプロセスと比較して単純である低温空気分
離プロセスに導入される前に、空気が冷凍ユニットによ
り予備冷却されることを必要としない空気の低温分離の
ためのプロセスを提供することにより上記問題および欠
点を軽減することである。
は、フロントエンド浄化ユニットの吸着装置、すなわち
現在存在するプロセスと比較して単純である低温空気分
離プロセスに導入される前に、空気が冷凍ユニットによ
り予備冷却されることを必要としない空気の低温分離の
ためのプロセスを提供することにより上記問題および欠
点を軽減することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】それゆえ本発明は、
(a)少なくとも11.4×105 Paの圧力に分離さ
れる空気を圧縮する工程、(b)少なくとも1種の吸着
剤の粒子を含む少なくとも1つの吸着容器の中で+15
℃以上の温度で少なくとも11.4×105 Paの圧力
で空気を導入する工程、(c)少なくとも11.4×1
05 Paの圧力で吸着剤の前記粒子に対して空気中に含
まれる不純物の少なくとも一部を吸着させる工程、
(d)−120℃未満の低温、好ましくは−170℃未
満の温度に工程(c)において精製される空気を冷却す
る工程、(e)工程(d)において冷却される空気を低
温蒸留する工程、により実施される不純物を含む空気の
低温分離のための方法に関する。
(a)少なくとも11.4×105 Paの圧力に分離さ
れる空気を圧縮する工程、(b)少なくとも1種の吸着
剤の粒子を含む少なくとも1つの吸着容器の中で+15
℃以上の温度で少なくとも11.4×105 Paの圧力
で空気を導入する工程、(c)少なくとも11.4×1
05 Paの圧力で吸着剤の前記粒子に対して空気中に含
まれる不純物の少なくとも一部を吸着させる工程、
(d)−120℃未満の低温、好ましくは−170℃未
満の温度に工程(c)において精製される空気を冷却す
る工程、(e)工程(d)において冷却される空気を低
温蒸留する工程、により実施される不純物を含む空気の
低温分離のための方法に関する。
【0022】変形として、本発明は、(a)少なくとも
11.4×105 Paの圧力に空気を圧縮する工程、
(b)少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器に圧縮された空気を導入する工程、
(c)少なくとも11.4×105 Paの圧力および少
なくとも+15℃の温度で吸着剤の前記粒子に対して空
気中に含まれる不純物の少なくとも一部を吸着させる工
程、(d)−120℃未満の低温、好ましくは−170
℃未満の温度に工程(c)で精製される空気を冷却する
工程、(e)工程(d)において冷却された空気を低温
蒸留する工程、により実施される、不純物を含む空気の
低温分離のための方法に関する。
11.4×105 Paの圧力に空気を圧縮する工程、
(b)少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器に圧縮された空気を導入する工程、
(c)少なくとも11.4×105 Paの圧力および少
なくとも+15℃の温度で吸着剤の前記粒子に対して空
気中に含まれる不純物の少なくとも一部を吸着させる工
程、(d)−120℃未満の低温、好ましくは−170
℃未満の温度に工程(c)で精製される空気を冷却する
工程、(e)工程(d)において冷却された空気を低温
蒸留する工程、により実施される、不純物を含む空気の
低温分離のための方法に関する。
【0023】
【発明の実施の形態】場合に応じて、本発明による方法
は、1以上の以下の特徴を含み得る、すなわち、 −低温蒸留の後に、窒素、酸素、アルゴンまたはそれら
の混合物から選ばれる少なくとも1種の化合物が回収さ
れる。このように製造された化合物は可変純度のもので
ありえ、これらの化合物の少なくとも1つは好ましく
は、空気の圧力の増加により与えられるエネルギーを利
用するために液体状で回収される、 −工程(c)において、吸着は、少なくとも12×10
5 Pa、好ましくは少なくとも15×105 Pa、少な
くとも20.1×105 Pa、好ましくは少なくとも2
0.5×105 Paの圧力で、および好ましくは21×
105 Paから40×105 Pa、有利には、22×1
05 Paから38×105 Paの範囲の圧力で実施され
る、 −圧縮された空気は、工程(a)の後および工程(b)
の前には予備冷却されない、 −工程(a)において、圧縮は、少なくとも12×10
5 Pa、好ましくは少なくとも15×105 Pa、少な
くとも20.1×105 Pa、好ましくは少なくとも2
0.5×105 Paの圧力で、および好ましくは21×
105 Paから40×105 Paの範囲の、有利には、
22×105 Paから38×105 Paの範囲の圧力で
実施される、 −工程(b)において、吸着容器に導入された空気が少
なくとも+21℃、好ましくは+25℃から+65℃の
範囲、有利には+30℃から+50℃の吸着温度で存在
する。圧縮工程を離れる空気が例えば+80℃のような
あまりの高い温度で存在するとき、本発明による方法の
温度範囲に、しかし、すべての場合において、少なくと
も+15℃の温度にもたらすために冷却される。言葉を
変えれば、本発明の方法は、工程(a)の後および工程
(b)の前に、しかししたがって冷凍ユニットを用いる
従来の予備冷却工程を構成すること無く、空気の温度を
調節する補足工程を任意に含み得る。有利には、空気の
温度を調節するこの補足工程は、単純に、1以上の熱交
換器、好ましくは、水が循環する交換器による熱交換に
よる空気の温度の減少からなる、 −工程(c)において、吸着された不純物は、二酸化炭
素、水蒸気、窒素酸化物、硫黄酸化物および炭化水素か
らなる群より選ばれる、 −吸着剤はゼオライト、アルミナ、シリカゲルおよびそ
れらの混合物から選ばれる、 −工程(e)の低温蒸留は、105 Paから30×10
5 Pa、好ましくは約1.3×105 Paから20×1
05 Paの範囲の圧力で実施される、 −更にそれは、40℃ないし350℃、好ましくは10
0℃ないし280℃の再生温度で吸着剤を再生させる工
程を含む。それ自体公知の様式で、吸着剤は、所望の再
生温度で気体により、好ましくは窒素または窒素と酸素
の混合物から選ばれる気体により吸着剤粒子をフラッシ
ュすることにより再生温度にそれを加熱することにより
周期的に再生される、 −再生の速度は、吸着の速度の5から70%に等しい、 −吸着の速度は、250Sm3 /hないし106 Sm3
である、 −再生圧力は、1×105 Paないし30×105 Pa
である、 −工程(c)において、空気中に含まれる不純物の吸着
は、TSAタイプのサイクルで実施される、 −吸着剤の粒子は、フォージャサイト、X、LSX、A
またはモルデナイトタイプまたはそれらの混合物のゼオ
ライト粒子から選ばれ、好ましくは、ゼオライト粒子
は、≦1.15、好ましくはほぼ1のSi/Al比を有
するXまたはLSXタイプのものである、 −吸着剤の粒子は、活性化アルミナおよび含浸アルミナ
の粒子から選ばれる、 −少なくとも1つの吸着装置は、ゼオライト粒子の少な
くとも1つの床または少なくとも1つの層およびアルミ
ナ粒子の少なくとも1つの床または少なくとも1つの層
を含み、好ましくは、アルミナ粒子の少なくとも1つの
床または少なくとも1つの層は、空気の流動の方向につ
いてゼオライト粒子の少なくとも1つの床または少なく
とも1つの層の上流に位置する。
は、1以上の以下の特徴を含み得る、すなわち、 −低温蒸留の後に、窒素、酸素、アルゴンまたはそれら
の混合物から選ばれる少なくとも1種の化合物が回収さ
れる。このように製造された化合物は可変純度のもので
ありえ、これらの化合物の少なくとも1つは好ましく
は、空気の圧力の増加により与えられるエネルギーを利
用するために液体状で回収される、 −工程(c)において、吸着は、少なくとも12×10
5 Pa、好ましくは少なくとも15×105 Pa、少な
くとも20.1×105 Pa、好ましくは少なくとも2
0.5×105 Paの圧力で、および好ましくは21×
105 Paから40×105 Pa、有利には、22×1
05 Paから38×105 Paの範囲の圧力で実施され
る、 −圧縮された空気は、工程(a)の後および工程(b)
の前には予備冷却されない、 −工程(a)において、圧縮は、少なくとも12×10
5 Pa、好ましくは少なくとも15×105 Pa、少な
くとも20.1×105 Pa、好ましくは少なくとも2
0.5×105 Paの圧力で、および好ましくは21×
105 Paから40×105 Paの範囲の、有利には、
22×105 Paから38×105 Paの範囲の圧力で
実施される、 −工程(b)において、吸着容器に導入された空気が少
なくとも+21℃、好ましくは+25℃から+65℃の
範囲、有利には+30℃から+50℃の吸着温度で存在
する。圧縮工程を離れる空気が例えば+80℃のような
あまりの高い温度で存在するとき、本発明による方法の
温度範囲に、しかし、すべての場合において、少なくと
も+15℃の温度にもたらすために冷却される。言葉を
変えれば、本発明の方法は、工程(a)の後および工程
(b)の前に、しかししたがって冷凍ユニットを用いる
従来の予備冷却工程を構成すること無く、空気の温度を
調節する補足工程を任意に含み得る。有利には、空気の
温度を調節するこの補足工程は、単純に、1以上の熱交
換器、好ましくは、水が循環する交換器による熱交換に
よる空気の温度の減少からなる、 −工程(c)において、吸着された不純物は、二酸化炭
素、水蒸気、窒素酸化物、硫黄酸化物および炭化水素か
らなる群より選ばれる、 −吸着剤はゼオライト、アルミナ、シリカゲルおよびそ
れらの混合物から選ばれる、 −工程(e)の低温蒸留は、105 Paから30×10
5 Pa、好ましくは約1.3×105 Paから20×1
05 Paの範囲の圧力で実施される、 −更にそれは、40℃ないし350℃、好ましくは10
0℃ないし280℃の再生温度で吸着剤を再生させる工
程を含む。それ自体公知の様式で、吸着剤は、所望の再
生温度で気体により、好ましくは窒素または窒素と酸素
の混合物から選ばれる気体により吸着剤粒子をフラッシ
ュすることにより再生温度にそれを加熱することにより
周期的に再生される、 −再生の速度は、吸着の速度の5から70%に等しい、 −吸着の速度は、250Sm3 /hないし106 Sm3
である、 −再生圧力は、1×105 Paないし30×105 Pa
である、 −工程(c)において、空気中に含まれる不純物の吸着
は、TSAタイプのサイクルで実施される、 −吸着剤の粒子は、フォージャサイト、X、LSX、A
またはモルデナイトタイプまたはそれらの混合物のゼオ
ライト粒子から選ばれ、好ましくは、ゼオライト粒子
は、≦1.15、好ましくはほぼ1のSi/Al比を有
するXまたはLSXタイプのものである、 −吸着剤の粒子は、活性化アルミナおよび含浸アルミナ
の粒子から選ばれる、 −少なくとも1つの吸着装置は、ゼオライト粒子の少な
くとも1つの床または少なくとも1つの層およびアルミ
ナ粒子の少なくとも1つの床または少なくとも1つの層
を含み、好ましくは、アルミナ粒子の少なくとも1つの
床または少なくとも1つの層は、空気の流動の方向につ
いてゼオライト粒子の少なくとも1つの床または少なく
とも1つの層の上流に位置する。
【0024】更に、本発明は、少なくとも1基の熱交換
器と少なくとも1基の吸着装置との間に配置された冷凍
システムを含むプラントの排除のために、並列に配置さ
れた −少なくとも11.4×105 Paの圧力に空気を圧縮
するための少なくとも1つの空気圧縮手段、好ましくは
エアコンプレッサー、 −もし必要であれば、少なくとも+15℃、好ましくは
+30℃ないし+50℃の値に空気の温度を調節するた
めの少なくとも1つの熱交換器、 −少なくとも1種の吸着剤の粒子の少なくとも1つの床
または少なくとも1つの層を含む少なくとも1つの吸着
装置、好ましくは並列に配置された少なくとも2つの吸
着装置、 −ほぼ−120℃未満の低温に少なくとも1つの吸着装
置を離れる精製された空気を冷却するための少なくとも
1つのコールドボックス、および −低温蒸留によりコールドボックスの中で冷却された空
気を分離するための少なくとも1つの低温蒸留カラム、
を含むことを特徴とする本発明による方法を実施するこ
とが可能な空気の低温分離のためのプラントにもまた関
する。
器と少なくとも1基の吸着装置との間に配置された冷凍
システムを含むプラントの排除のために、並列に配置さ
れた −少なくとも11.4×105 Paの圧力に空気を圧縮
するための少なくとも1つの空気圧縮手段、好ましくは
エアコンプレッサー、 −もし必要であれば、少なくとも+15℃、好ましくは
+30℃ないし+50℃の値に空気の温度を調節するた
めの少なくとも1つの熱交換器、 −少なくとも1種の吸着剤の粒子の少なくとも1つの床
または少なくとも1つの層を含む少なくとも1つの吸着
装置、好ましくは並列に配置された少なくとも2つの吸
着装置、 −ほぼ−120℃未満の低温に少なくとも1つの吸着装
置を離れる精製された空気を冷却するための少なくとも
1つのコールドボックス、および −低温蒸留によりコールドボックスの中で冷却された空
気を分離するための少なくとも1つの低温蒸留カラム、
を含むことを特徴とする本発明による方法を実施するこ
とが可能な空気の低温分離のためのプラントにもまた関
する。
【0025】有利には、プラントは更に、コールドボッ
クスの下流、すなわち、コールドボックスと蒸留カラム
との間に配置された少なくとも1基のタービンを含む。
クスの下流、すなわち、コールドボックスと蒸留カラム
との間に配置された少なくとも1基のタービンを含む。
【0026】更に、それぞれの空気圧縮手段は好ましく
は少なくとも1つの熱交換器と結びつく。
は少なくとも1つの熱交換器と結びつく。
【0027】加えて、本発明は、(a)少なくとも1
1.4×105 Pa、好ましくは少なくとも15×10
5Paの圧力に空気を圧縮する工程、(b)圧縮された
空気を少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器に導入する工程、(c)少なくとも1
1.4×105 Paの圧力および少なくとも+15℃、
好ましくは少なくとも+21℃の温度で吸着剤の前記粒
子上に空気中に含まれる不純物の少なくとも一部を吸着
させる工程、(d)工程(c)において精製された空気
を回収する工程により実施される、不純物を含む空気の
精製のための方法にもまた関する。
1.4×105 Pa、好ましくは少なくとも15×10
5Paの圧力に空気を圧縮する工程、(b)圧縮された
空気を少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器に導入する工程、(c)少なくとも1
1.4×105 Paの圧力および少なくとも+15℃、
好ましくは少なくとも+21℃の温度で吸着剤の前記粒
子上に空気中に含まれる不純物の少なくとも一部を吸着
させる工程、(d)工程(c)において精製された空気
を回収する工程により実施される、不純物を含む空気の
精製のための方法にもまた関する。
【0028】好ましくは、方法は上記の様に実施され、
工程(d)において回収される精製された空気は多分続
いて低温蒸留により分離される。
工程(d)において回収される精製された空気は多分続
いて低温蒸留により分離される。
【0029】
【実施例】以下本発明は、例示により与えられ、発明の
限定を含意しない以下の実施例および添付の図面の補助
によりより明確に理解されるであろう。
限定を含意しない以下の実施例および添付の図面の補助
によりより明確に理解されるであろう。
【0030】実施例および比較例 本発明による方法の有効性を示すために、一方で不純物
が吸着により除去される前に予備冷却をするかまたはし
ない先行技術による空気分離プロセス、他方で本発明に
よる空気分離プロセスを用いて比較試験が実施された。
が吸着により除去される前に予備冷却をするかまたはし
ない先行技術による空気分離プロセス、他方で本発明に
よる空気分離プロセスを用いて比較試験が実施された。
【0031】先行技術による方法は、図1において例示
されるものの様な公知のプラントにより実施され、一
方、本発明による方法は、図2において図式的に示され
る本発明によるプラントを用いて実施された。
されるものの様な公知のプラントにより実施され、一
方、本発明による方法は、図2において図式的に示され
る本発明によるプラントを用いて実施された。
【0032】より具体的には、図1は、特にCO2 およ
び/または水蒸気タイプの不純物を含む大気空気が連続
的に −例えば水冷タイプのコンプレッサー1により圧縮さ
れ、 −水流熱交換器7により温度の点でわずかに調節され、 −約+5℃さらにそれ以下の温度に冷凍ユニットまたは
冷凍システム2により予備冷却され、 −吸着剤、例えばゼオライトタイプの吸着剤の1以上の
床上での前記不純物の吸着によりその中で精製するため
に吸着装置3aおよび3bの一方または他方に導入さ
れ、 −1以上の熱交換器を含むコールドボックス4の中で極
低温、例えば−170℃に冷却され、 −次いで、特に液体および/または気体状で窒素および
/または酸素を製造する目的で1以上の低温蒸留カラム
5の中で低温蒸留により分離される、空気の低温分離の
ためのプラントを模式的に示す。
び/または水蒸気タイプの不純物を含む大気空気が連続
的に −例えば水冷タイプのコンプレッサー1により圧縮さ
れ、 −水流熱交換器7により温度の点でわずかに調節され、 −約+5℃さらにそれ以下の温度に冷凍ユニットまたは
冷凍システム2により予備冷却され、 −吸着剤、例えばゼオライトタイプの吸着剤の1以上の
床上での前記不純物の吸着によりその中で精製するため
に吸着装置3aおよび3bの一方または他方に導入さ
れ、 −1以上の熱交換器を含むコールドボックス4の中で極
低温、例えば−170℃に冷却され、 −次いで、特に液体および/または気体状で窒素および
/または酸素を製造する目的で1以上の低温蒸留カラム
5の中で低温蒸留により分離される、空気の低温分離の
ためのプラントを模式的に示す。
【0033】言葉を変えれば、先行技術のこの方法によ
れば、空気は、並列に操業する吸着装置3aまたは3b
の中で吸着により精製される前に冷凍システム2による
予備冷却工程に供される。
れば、空気は、並列に操業する吸着装置3aまたは3b
の中で吸着により精製される前に冷凍システム2による
予備冷却工程に供される。
【0034】他方、図2は、本発明による空気の低温分
離のためのプラントのダイアグラムを示し、それは、こ
の場合は冷凍システム2が省略されていることを除いて
図1におけるものと同様である。
離のためのプラントのダイアグラムを示し、それは、こ
の場合は冷凍システム2が省略されていることを除いて
図1におけるものと同様である。
【0035】言葉を変えれば、図2によれば、圧縮およ
びその温度の少なくとも+15℃、好ましくは+25か
ら+50℃の範囲の温度への(7での)可能な調節の後
の空気は、極低温に冷却され、既出のように低温蒸留に
より分離される前にその中で予備処理されるために吸着
装置3aおよび3bの少なくとも1つに直接送られる。
びその温度の少なくとも+15℃、好ましくは+25か
ら+50℃の範囲の温度への(7での)可能な調節の後
の空気は、極低温に冷却され、既出のように低温蒸留に
より分離される前にその中で予備処理されるために吸着
装置3aおよび3bの少なくとも1つに直接送られる。
【0036】吸着前の(2での)予備冷却の省略(図
2)の1つの帰結は、吸着温度が先行技術(図1)にお
けるよりもはるかに高くなり、それゆえ吸着にとってよ
り良好でなくなると言うことである。
2)の1つの帰結は、吸着温度が先行技術(図1)にお
けるよりもはるかに高くなり、それゆえ吸着にとってよ
り良好でなくなると言うことである。
【0037】本発明による吸着性能のこの減少を補うた
めに、吸着プロセスもまた一方で吸着圧力の増加ととも
に、他方で用いられる吸着剤の量の可能な増加ととも
に、実施される。
めに、吸着プロセスもまた一方で吸着圧力の増加ととも
に、他方で用いられる吸着剤の量の可能な増加ととも
に、実施される。
【0038】このことは、本発明者が、以下の表で示す
様に、吸着の前に冷凍システム2による予備冷却の工程
が欠如する状態で空気中に含まれる不純物の有効な吸着
を達成するために、空気の吸着圧力を有意に増加させ
る、すなわち、少なくとも11.4×105 Pa、好ま
しくは少なくとも15×105 Paおよび可能的には4
0×105 Paまでの圧力で吸着装置3aおよび3bの
中の空気を精製する必要があることを例証したためであ
る。
様に、吸着の前に冷凍システム2による予備冷却の工程
が欠如する状態で空気中に含まれる不純物の有効な吸着
を達成するために、空気の吸着圧力を有意に増加させ
る、すなわち、少なくとも11.4×105 Pa、好ま
しくは少なくとも15×105 Paおよび可能的には4
0×105 Paまでの圧力で吸着装置3aおよび3bの
中の空気を精製する必要があることを例証したためであ
る。
【0039】この圧力の増加は、一方で空気の流れの水
蒸気含有量を減少させ、他方でその分圧を増加させるこ
とにより空気中に含まれる不純物の吸着を良好にするこ
とを可能とする。
蒸気含有量を減少させ、他方でその分圧を増加させるこ
とにより空気中に含まれる不純物の吸着を良好にするこ
とを可能とする。
【0040】実験条件および結果は以下の表において与
えられる。
えられる。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】冷凍システムおよび吸着圧力の増加によ
る予備冷却の欠如に基づく本発明による試行(右側の
欄)は、工業的観点から完全に満足のいく結果、すなわ
ち、(水または別の冷却剤による熱交換による温度の調
節の任意工程の後の)冷凍ユニットによる付加的な予備
冷却工程を用いることにより得られるもの(左側の欄)
に実質的に等しい結果、およびすべての場合に、きわめ
て大きな量の吸着剤の使用を必要とする予備冷却および
吸着圧力の増加のない方法(中欄)を用いることにより
得られるものよりはるかに優れている結果に導くことが
上記表から明確に明らかである。
る予備冷却の欠如に基づく本発明による試行(右側の
欄)は、工業的観点から完全に満足のいく結果、すなわ
ち、(水または別の冷却剤による熱交換による温度の調
節の任意工程の後の)冷凍ユニットによる付加的な予備
冷却工程を用いることにより得られるもの(左側の欄)
に実質的に等しい結果、およびすべての場合に、きわめ
て大きな量の吸着剤の使用を必要とする予備冷却および
吸着圧力の増加のない方法(中欄)を用いることにより
得られるものよりはるかに優れている結果に導くことが
上記表から明確に明らかである。
【図1】空気の低温分離のための公知のプラントを模式
的に示す図である。
的に示す図である。
【図2】本発明による空気の低温分離のためのプラント
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
1…コンプレッサー 2…冷凍システム 3…吸着装置 4…コールドボックス 5…低温蒸留カラム 7…熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリック・ル・ボー フランス国、94300 バンセンヌ、リュ・ ドゥ・ラ・ジャリー、50/52 (72)発明者 アラン・ギラール フランス国、75016 パリ、リュ・ローリ ストン、11 (72)発明者 フィリップ・フライッス フランス国、92260 フォントネイ−オー −ロセ、リュ・デ・リカルデ、15
Claims (14)
- 【請求項1】 (a)分離しようとする空気を少なくと
も11.4×105Paの圧力に圧縮する工程、 (b)少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器の中で+15℃以上の温度および少なく
とも11.4×105 Paの圧力で該空気を導入する工
程、 (c)少なくとも11.4×105 Paの圧力で前記吸
着剤の粒子上に、空気中に含まれる不純物の少なくとも
一部を吸着させる工程、 (d)−120℃未満の極低温に工程(c)で精製され
た空気を冷却する工程、 (e)工程(d)において冷却された空気を低温蒸留す
る工程、 により実施される、不純物を含む空気の低温分離のため
の方法。 - 【請求項2】 (a)少なくとも11.4×105 Pa
の圧力に空気を圧縮する工程、 (b)圧縮された空気を少なくとも1種の吸着剤の粒子
を含む少なくとも1つの吸着容器に導入する工程、 (c)少なくとも11.4×105 Paの圧力および少
なくとも+15℃の温度で前記吸着剤の粒子上に、空気
中に含まれる不純物の少なくとも一部を吸着させる工
程、 (d)−120℃未満の極低温に工程(c)において精
製された空気を冷却する工程、 (e)工程(d)において冷却された空気を低温蒸留す
る工程、 により実施される、不純物を含む空気の低温分離のため
の方法。 - 【請求項3】 工程(c)において、吸着が、少なくと
も20.1×105Pa、好ましくは少なくとも20.
5×105 Pa、および好ましくは21×105 Paか
ら40×105 Paおよびさらにより好ましくは22×
105 Paから38×105 Paの範囲の圧力で実施さ
れることを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 工程(a)において、空気が少なくとも
20.1×105 Pa、好ましくは少なくとも20.5
×105 Paおよび好ましくは21×105Paから4
0×105 Paおよびさらにより好ましくは22×10
5 Paから38×105 Paの範囲の圧力に圧縮される
ことを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項5】 工程(b)において、吸着容器に導入さ
れる空気は、少なくとも+21℃、好ましくは+25℃
から+65℃、より好ましくは+30℃から+50℃の
吸着温度で存在することを特徴とする請求項1ないし4
のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 工程(c)において、吸着される不純物
は、二酸化炭素、水蒸気、窒素酸化物、硫黄酸化物およ
び炭化水素からなる群より選ばれることを特徴とする請
求項1ないし5のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 吸着剤がゼオライト、アルミナ、シリカ
ゲルおよびそれらの混合物から選ばれることを特徴とす
る請求項1ないし6のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項8】 工程(c)において、空気中に含まれる
不純物の吸着がTSAタイプのサイクルで実施されるこ
とを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項記載の
方法。 - 【請求項9】 工程(a)の後及び工程(b)の前に、
少なくとも+15℃、好ましくは+30℃ないし+50
℃の温度に空気の温度を調節する補足工程を含み、好ま
しくは、温度調節が少なくとも1つの水による交換器に
より実施されることを特徴とする請求項1ないし8のい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 圧縮された空気が工程(a)の後およ
び工程(b)の前に予備冷却されないことを特徴とする
請求項1ないし9のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】 少なくとも1つの熱交換器と少なくと
も1つの吸着装置との間に配置される冷凍システムを含
むプラントを排除するために、並列に配置される、 −少なくとも11.4×105 Pa、好ましくは少なく
とも20.1×105Paの圧力に空気を圧縮するため
の少なくとも1つの空気圧縮手段、 −もし必要ならば、少なくとも+15℃、好ましくは+
30℃ないし+50℃の値に空気の温度を調節する少な
くとも1つの熱交換器、 −少なくとも1種の吸着剤の粒子の少なくとも1つの床
または少なくとも1つの層を含む少なくとも1つの吸着
装置、好ましくは並列に配置される少なくとも2つの吸
着装置、 −ほぼ−120℃未満の極低温に少なくとも1つの吸着
装置を離れる精製された空気を冷却するための少なくと
も1つのコールドボックス、および −低温蒸留により、コールドボックスの中で冷却される
空気を分離するための少なくとも1つの低温蒸留カラ
ム、を含むことを特徴とする請求項1ないし10のいず
れか1項記載の方法を実施することが可能な空気の低温
分離のためのプラント。 - 【請求項12】 コールドボックスの下流に配置された
少なくとも1つのタービンを含むことを更に特徴とする
請求項11記載のプラント。 - 【請求項13】 (a)少なくとも11.4×105 P
a、好ましくは少なくとも20.1×105 Paの圧力
に空気を圧縮する工程、 (b)少なくとも1種の吸着剤の粒子を含む少なくとも
1つの吸着容器に圧縮された空気を導入する工程、 (c)少なくとも11.4×105 Pa、好ましくは少
なくとも20.1×105 Paの圧力および少なくとも
+15℃、好ましくは少なくとも+21℃の温度で前記
吸着剤の粒子上に空気中に含まれる不純物の少なくとも
一部を吸着させる工程、 (d)工程(c)において精製された空気を回収する工
程により実施される、不純物を含む空気の精製のための
方法。 - 【請求項14】 請求項3ないし10のいずれか1項の
記載により実施され、および/または工程(d)におい
て回収される精製された空気が続いて低温蒸留により分
離されることを特徴とする請求項13記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9903064 | 1999-03-12 | ||
FR9903064A FR2790823B1 (fr) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Procede et installation de purification et de separation d'air par voie cryogenique sans pre-refroidissement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000271425A true JP2000271425A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=9543110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066547A Pending JP2000271425A (ja) | 1999-03-12 | 2000-03-10 | 予備冷却なしに空気を精製し、低温分離するための方法およびプラント |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6240745B1 (ja) |
EP (1) | EP1035391B1 (ja) |
JP (1) | JP2000271425A (ja) |
AT (1) | ATE262667T1 (ja) |
CA (1) | CA2298125A1 (ja) |
DE (1) | DE60009186T2 (ja) |
ES (1) | ES2216831T3 (ja) |
FR (1) | FR2790823B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533063A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-21 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 吸着精製ユニットを用いるco2を含むガスの精製方法 |
CN102240495A (zh) * | 2010-05-12 | 2011-11-16 | 林德股份公司 | 吸附方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2830463B1 (fr) | 2001-10-09 | 2004-08-06 | Air Liquide | Procede et appareil de traitement d'un gaz par adsorption, notamment d'epuration d'air atmospherique avant separation par distillation |
FR2896861B1 (fr) * | 2006-01-31 | 2008-07-18 | Air Liquide | Procede de regulation d'un ensemble d'appareils de separation d'air par distillation cryogenique et ensemble d'appareils de separation d'air operant selon ledit procede |
EP3449997A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-06 | Casale Sa | A temperature-swing adsorption process |
CN109173620A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-11 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种可以降低能耗的压缩空气干燥器 |
JP6756932B1 (ja) * | 2018-09-25 | 2020-09-16 | 積水化学工業株式会社 | ゼオライト吸着材の再利用方法および再生吸着材 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54103778A (en) * | 1978-02-03 | 1979-08-15 | Hitachi Ltd | Air separator pretreatment and apparatus therefor |
US4249915A (en) * | 1979-05-30 | 1981-02-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of water and carbon dioxide from air |
US4671813A (en) * | 1984-03-29 | 1987-06-09 | Daidousanso Co. Ltd. | Highly pure nitrogen gas producing apparatus |
US5463869A (en) * | 1994-08-12 | 1995-11-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated adsorption/cryogenic distillation process for the separation of an air feed |
FR2728663B1 (fr) * | 1994-12-23 | 1997-01-24 | Air Liquide | Procede de separation d'un melange gazeux par distillation cryogenique |
US5587003A (en) * | 1995-03-21 | 1996-12-24 | The Boc Group, Inc. | Removal of carbon dioxide from gas streams |
JP3416391B2 (ja) * | 1995-05-25 | 2003-06-16 | 日本酸素株式会社 | 空気液化分離装置の前処理方法及び装置 |
US5701763A (en) * | 1997-01-07 | 1997-12-30 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic hybrid system for producing low purity oxygen and high purity nitrogen |
US5802872A (en) * | 1997-07-30 | 1998-09-08 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation with combined prepurifier and regenerators |
-
1999
- 1999-03-12 FR FR9903064A patent/FR2790823B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-31 ES ES00400236T patent/ES2216831T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-31 DE DE60009186T patent/DE60009186T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-31 EP EP00400236A patent/EP1035391B1/fr not_active Revoked
- 2000-01-31 AT AT00400236T patent/ATE262667T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-02-08 CA CA002298125A patent/CA2298125A1/en not_active Abandoned
- 2000-02-14 US US09/503,182 patent/US6240745B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-10 JP JP2000066547A patent/JP2000271425A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533063A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-21 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 吸着精製ユニットを用いるco2を含むガスの精製方法 |
CN102240495A (zh) * | 2010-05-12 | 2011-11-16 | 林德股份公司 | 吸附方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2790823A1 (fr) | 2000-09-15 |
FR2790823B1 (fr) | 2001-06-15 |
EP1035391A1 (fr) | 2000-09-13 |
DE60009186T2 (de) | 2005-02-24 |
CA2298125A1 (en) | 2000-09-12 |
ATE262667T1 (de) | 2004-04-15 |
DE60009186D1 (de) | 2004-04-29 |
EP1035391B1 (fr) | 2004-03-24 |
US6240745B1 (en) | 2001-06-05 |
ES2216831T3 (es) | 2004-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5125934A (en) | Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases | |
US5220797A (en) | Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases | |
JP3140761B2 (ja) | 二酸化炭素含有供給物から実質的に純粋な二酸化炭素を製造するプロセス | |
US6270557B1 (en) | Process for purifying air by adsorption before cryogenic distillation | |
EP0744205B1 (en) | Integrated air separation method | |
US5039500A (en) | Process for producing xenon | |
EP0239235B1 (en) | Argon recovery from hydrogen depleted ammonia plant purge gas | |
US5486227A (en) | Integrated process for purifying and liquefying a feed gas mixture with respect to its less strongly adsorbed component of lower volatility | |
US4689062A (en) | Argon recovery from ammonia plant purge gas utilizing a combination of cryogenic and non-cryogenic separating means | |
EP0266745A2 (en) | Process for separating components of a gas stream | |
JPH05132305A (ja) | 高純度アルゴン製造方法 | |
NZ280470A (en) | Purifying air; method of removing carbon dioxide from gas streams by subjecting the stream to adsorption using type x zeolite; method of separating air by cryogenic distillation | |
EP0284850B1 (en) | Improved adsorptive purification process | |
KR100186954B1 (ko) | 흡착방법 | |
EP3208563A1 (en) | Method for argon production via cold pressure swing adsorption | |
US4380457A (en) | Separation of air | |
JP2000271425A (ja) | 予備冷却なしに空気を精製し、低温分離するための方法およびプラント | |
KR940004626B1 (ko) | 헬륨의 정제 방법 | |
US20020139246A1 (en) | Multi-bed adsorption process for air purification | |
US4834956A (en) | Process for the production of high purity argon | |
US5787730A (en) | Thermal swing helium purifier and process | |
US20020185005A1 (en) | Air separation process | |
JPS6129768B2 (ja) | ||
JP2621975B2 (ja) | 低沸点物質精製方法 | |
US20050252374A1 (en) | Adsorbent bed and process for removal of propane from feed streams |