JP6440232B1 - 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 - Google Patents
製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6440232B1 JP6440232B1 JP2018051859A JP2018051859A JP6440232B1 JP 6440232 B1 JP6440232 B1 JP 6440232B1 JP 2018051859 A JP2018051859 A JP 2018051859A JP 2018051859 A JP2018051859 A JP 2018051859A JP 6440232 B1 JP6440232 B1 JP 6440232B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- oxygen
- condenser
- product
- argon
- 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.)
- Active
Links
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 292
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 177
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 146
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 115
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 283
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 212
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 184
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 184
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 183
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 28
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- GWVKDXOHXJEUCP-UHFFFAOYSA-N [N].[O].[Ar] Chemical compound [N].[O].[Ar] GWVKDXOHXJEUCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
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
- F25J3/04642—Recovering noble gases from air
- F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
- F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
- F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
- F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
- F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
-
- 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
-
- 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
- F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
- F25J3/0257—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 characterised by the separated product stream separation of nitrogen
-
- 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
- F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
- F25J3/028—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 characterised by the separated product stream separation of noble gases
-
- 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
- F25J3/0228—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 characterised by the separated product stream
- F25J3/028—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 characterised by the separated product stream separation of noble gases
- F25J3/0285—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 characterised by the separated product stream separation of noble gases of argon
-
- 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
- F25J3/04309—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 nitrogen
-
- 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
- F25J3/04309—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 nitrogen
- F25J3/04315—Lowest pressure or impure nitrogen, so-called waste nitrogen expansion
-
- 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
- F25J3/04321—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 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
- F25J3/04248—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
- F25J3/04327—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 argon or argon enriched 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
- F25J3/04406—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
- F25J3/04642—Recovering noble gases from air
- F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
-
- 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
- F25J3/04793—Rectification, e.g. columns; Reboiler-condenser
- F25J3/048—Argon recovery
-
- 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
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
-
- 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
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
- F25J3/04878—Side by side arrangement of multiple vessels in a main column system, wherein the vessels are normally mounted one upon the other or forming different sections of the same 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
-
- 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/30—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column in a single pressure column system
-
- 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
- F25J2200/32—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column fed by a stream from the 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
- F25J2200/92—Details relating to the feed point
-
- 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
- F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
- F25J2200/94—Details relating to the withdrawal point
-
- 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
- F25J2210/40—Air or oxygen enriched air, i.e. generally less than 30mol% of O2
-
- 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
- F25J2210/50—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
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/58—Argon
-
- 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
- F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
- F25J2215/42—Nitrogen or special cases, e.g. multiple or low purity N2
-
- 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
- F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
- F25J2215/58—Argon
-
- 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
- F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
- F25J2235/52—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being oxygen enriched compared to air ("crude 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
- F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
- F25J2235/58—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being argon or crude argon
-
- 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
- F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
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
Description
深冷分離法を用いた空気分離装置により、窒素、アルゴンおよび酸素を製造する方法が知られている。酸素とアルゴンは、その沸点が近似しているため、アルゴンを製造しようとする場合には酸素とアルゴンを分離するための精留を行う必要があり、この工程において高純度の酸素も製造されることが一般的である(例えば特許文献2)。
しかし、近年では窒素だけでなくアルゴンも取出したいという要望が高まっている。
本発明に係る製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造方法は、
所定の不純物が除去された原料空気が冷却される冷却工程と、
前記冷却工程で冷却された前記原料空気が第一精留塔に導入される原料空気導入工程と、
前記第一精留塔の塔底部から導出された酸素富化液が第二精留塔に導入される第一酸素富化液導入工程と、
前記第一精留塔の塔底部から導出された酸素富化液の少なくとも一部が第三精留塔に配置された第二凝縮器に導入される第二酸素富化液導入工程と、
第一凝縮器において凝縮された窒素含有液を前記第二精留塔上部に還流液として導入する窒素含有液導入工程と、
前記第二精留塔の中間部から導出された中間部ガスと、前記第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと前記第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される第一凝縮器から導出された凝縮器ガスとの混合ガスの少なくとも一部が、主熱交換器において原料空気との熱交換を行うことにより寒冷を放出させた後に膨張されて寒冷を発生させ、前記主熱交換器に再度導入されることによりさらに寒冷を放出させる、膨張工程と、
前記第二精留塔の下部から導出されたアルゴン含有ガスが前記第三精留塔に導入されるアルゴン含有ガス導入工程と、
前記第二精留塔の塔頂部から製品窒素ガスが導出される製品窒素ガス導出工程と、
前記第三精留塔の中間部から製品アルゴンが導出される製品アルゴン導出工程と、を含む。
第一精留塔の下部に貯留された酸素富化液の少なくとも一部は第二精留塔に供給される前に、第二酸素富化液導入工程において、第三精留塔に配置された第二凝縮器に供給される。導入された酸素富化液は、第二凝縮器においてアルゴンを凝縮するための冷媒として利用される。
第二凝縮器において気化した酸素富化液は、第三精留塔から導出された後に、第二精留塔の所定の位置に冷媒として供給される。
第一精留塔の下部に貯留された酸素富化液は、分流されて、一部が第二精留塔に供給され、第二精留塔に供給されない部分が第二凝縮器に供給されることもできるが、酸素富化液のすべてを第二凝縮器に供給した後に、第二精留塔に供給してもよい。酸素富化液が分流されて、一部が第二凝縮器を経由せずに第二精留塔に供給された場合であっても、第二凝縮器を経由した後の酸素富化液も第二精留塔に供給されることから、最終的には酸素富化液の全量が第二精留塔に供給されることとなる。
第一精留塔の凝縮器は、第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される。該凝縮器からは凝縮器ガスが導出される。凝縮器において凝縮されたガスは還流液として第一精留塔に供給され、凝縮器において気化された液は凝縮器ガスとして第二精留塔に供給される。第二精留塔の下部からアルゴン含有ガスが導出されるため、凝縮器ガスの主成分は酸素となる。深冷分離によってアルゴンを製造するためには、ほとんどすべての酸素を高純度に濃縮して回収する必要があるためである。さもなければ、アルゴンは酸素と沸点が非常に近いため、酸素流にアルゴンが容易に混入して流出し、アルゴンの回収ができなくなる。したがって、第二精留塔の低部から導出される凝縮器ガスは、ほぼ100%の純酸素ガスとなる。
本発明においては、第二精留塔の中間部から窒素を含有する中間部ガスを導出させることにより、第二精留塔内部を上昇するアルゴンおよび酸素の量を低減させることができる。その結果、製品窒素ガス中に含有されるアルゴンおよび酸素の量が低減され、多数の蒸留段を設置することなく製品窒素ガスの純度を高めることが可能となる。
本発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置(100;101;102;103)は、
所定の不純物が除去された原料空気を冷却する主熱交換器(1)と、
冷却された前記原料空気が導入される第一精留塔(2)と、
製品窒素ガスが導出される第二精留塔(5)と、
製品アルゴンが導出される第三精留塔(6)と、
前記第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと前記第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される第一凝縮器(3)と、
前記第一凝縮器(3)において凝縮された窒素含有液の少なくとも一部を還流液として、前記第二精留塔に導入させる窒素含有液導入配管(11)と、
前記第二精留塔の下部から、アルゴン含有ガスを前記第三精留塔に導入させるアルゴン含有ガス導入配管(17)と、
前記第三精留塔の塔底部から、アルゴン含有液体を前記第二精留塔に導入させるアルゴン含有液体導出配管(19)と、
前記第一凝縮器(3)の気相部から凝縮器ガスを導出させる、凝縮器ガス導出配管(14)と、
前記第二精留塔の中間部から中間部ガスを導出させる、中間部ガス導出配管(15)と、
前記凝縮器ガスと、前記中間部ガスとの混合ガスを、前記主熱交換器(1)を経由させた後に、膨張冷却させる膨張タービン(8)と、
前記膨張タービン(8)において膨張冷却されたガスを前記主熱交換器(1)に導入する配管と、
前記第二精留塔から前記製品窒素ガスを導出させる製品窒素ガス導出配管(16)と、
前記第三精留塔の中間部から前記製品アルゴンを導出させる、製品アルゴン導出配管(18)と、を備える。
なお、本明細書にカッコ書きで記載された符号は一実施形態を示すものであって、これに限られるものではない。
本発明では、中間部ガス導出配管(15)を設け、高濃度の酸素を含有する凝縮器ガスに、窒素を含有する中間部ガスを合流させることにより、酸素濃度を低減させている(例えば70%以上97%以下である)。そのため、膨張タービン(8)には酸素ガスに使用しうる特殊素材(例えばジュラルミン)を使用する必要がない。したがって配管や膨張タービンの入手が容易であり、価格も安価である利点がある。
凝縮器ガスと中間部ガスとの混合ガスは、膨張タービン(8)に導入され、膨張冷却される。これにより発生された寒冷は、主熱交換器(1)に導入され、原料空気との熱交換に利用される。
膨張タービン(8)に導入される前に、凝縮器ガスと中間部ガスとの混合ガスが主熱交換器(1)に導入されてもよい。この場合、凝縮器ガスと中間部ガスとの混合ガスが主熱交換器(1)において原料空気との熱交換を行うことにより、その寒冷を放出する。さらに寒冷を放出した後に膨張タービン(8)に導入され、膨張冷却される。膨張冷却されたガスは再度主熱交換器(1)に導入されて、その寒冷は原料空気との熱交換に利用される。
以上のように酸素を含有するガスの寒冷を利用することから、特に製品ガスとしての酸素が不要である用途において、高いエネルギー効率で製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスを製造することが可能となる。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、
前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液を、前記第一精留塔の塔底部から導出させる、酸素富化液導出配管(21)と、
前記酸素富化液導出配管(21)から導出された酸素富化液を、前記第三精留塔に配置された第二凝縮器(7)に導入する、第二酸素富化液導入配管(13)と、
前記第二凝縮器から導出される酸素富化液を前記第二精留塔に導入する第三酸素富化液導入配管(22)と、をさらに備えてもよい。
発明3において、前記第三酸素富化液導入配管(22)は、前記第二凝縮器(7)の気相部から気体状態の酸素富化液を前記第二精留塔(5)に導入してもよい。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置は、
前記第二凝縮器の上部に配置される第四精留塔(9)と、
前記第四精留塔の塔頂部から取出した第四精留塔塔頂部ガスを、前記第二精留塔に導入する第四精留塔塔頂部ガス導入配管(23)と、をさらに有してもよい。
前記第三酸素富化液導入配管は、前記第二凝縮器の液相部から液体状態の酸素富化液を前記第二精留塔に導入する。
前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液は、前記第四精留塔の気相部を経由して、前記第二凝縮器に導入される。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、
前記第二凝縮器の上部に配置される第四精留塔(9)と、前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液の少なくとも一部を、前記第二精留塔に導入する、第一酸素富化液導入配管(12)をさらに備えることもできる。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、凝縮器ガスと中間部ガスの混合ガスが圧縮タービン(8)に導入される。この混合ガスは、前記第一凝縮器(3)の気相部から直接取出された前記凝縮器ガスと、前記第二精留塔(5)の中間部から直接取出された前記中間部ガスとの混合ガスであってもよい。
また、該混合ガスは前記第一凝縮器の気相部から直接取出された前記凝縮器ガスと、前記第二精留塔の中間部から直接取出された前記中間部ガスとを混合した後に、前記主熱交換器を経由させた混合ガスであってもよい。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、前記窒素含有液配管(11)および前記酸素富化液導出配管(21)の少なくともいずれか一方と、前記製品窒素ガス導出配管とが、サブクーラ(4)を経由するように構成してもよい。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、中間部ガス導出配管は、前記サブクーラに導入された後に、前記凝縮器ガス導出配管と第一合流点(25)において接続されてもよい。第一合流点(25)は、前記サブクーラの後段かつ前記膨張タービンの前段である。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、前記第二精留塔の中間部は、前記窒素含有液導入配管(11)の前記第二精留塔(5)側の取り付け位置よりも下方であり、かつ、前記第一酸素富化液導入配管(12)の前記第二精留塔(5)側の取り付け位置よりも上方であってもよい。
上記の発明にかかる製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置において、
凝縮器ガス導出配管(14)から導出される凝縮器ガスの導出流量に対する、中間部ガス導出配管(15)から導出される中間部ガスの導出流量の比は0.03以上2以下であってもよい。凝縮器ガスの導出流量に対する、中間部ガスの導出流量の比は、好ましくは0.25以上0.5以下であってもよい。
冷却工程は、原料空気を熱交換器において冷却する工程である。主熱交換器に導入される原料空気は、外部より取り入れた原料空気を1つまたは複数の圧縮機により圧縮する圧縮工程と、圧縮された原料空気から所定の不純物を除去する除去工程とを経た原料空気であってもよい。除去工程における不純物の除去方法は特に限定されず、吸着、冷却等の既知の方法により行われても良い。除去される不純物は特に限定されず、熱交換器などを閉塞する原因となる炭酸ガス、水分などであってもよい。
圧縮工程は、圧縮された原料空気を冷却する冷却工程を含んでも良い。複数の圧縮機により原料空気を圧縮する場合には、それぞれの圧縮機で圧縮された原料空気を冷却する複数の冷却工程を含んでも良い。
図1に示す製品窒素ガスおよび製品アルゴンガスの製造装置100においては、主熱交換器1で冷却工程を実施する。
原料空気導入工程は冷却工程で冷却された原料空気が第一精留塔に導入される工程である。第一精留塔導入前に原料空気が膨張冷却されても良い。原料空気の膨張冷却は膨張弁により実施されても良い。第一精留塔へ導入される原料空気の温度は例えば−170℃から−155℃の範囲であり、圧力は例えば7.0barAから15barAの範囲である。
原料空気導入工程において第一精留塔に導入された原料空気は、酸素富化液と窒素ガスに分離される。酸素富化液は第一精留塔の塔底部に貯留され、窒素ガスは第一精留塔の上部に配置された凝縮器で凝縮されて液体窒素となる。
第一酸素富化液導入工程は、第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液を第二精留塔に導入する工程である。酸素富化液は、第二精留塔に導入される前に、その一部または全部が第三精留塔の第二凝縮器に導入されてもよい。第二精留塔に導入された酸素富化液の温度は例えば−175℃以上−160℃以下であり、第二精留塔の内部を下降しながら、第二精留塔を上昇するガスと接触し、第一精留塔と第二精留塔との間に配置される凝縮部に貯留される。
第一精留塔の塔底部から導出された酸素富化液は、第二精留塔に導入される前にサブクーラを経由することにより冷却されてもよいが、サブクーラを経由しなくてもよい。
第二酸素富化液導入工程は、第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液の一部または全部(例えば、塔底部に貯留された酸素富化液の10%以上100%以下である)を第三精留塔に導入する工程である。第三精留塔に導入された酸素富化液は、第三精留塔の上部に配置された凝縮部においてアルゴンガスと熱交換を行う。第三精留塔の上部に配置された凝縮部の上部から導出された、気化した酸素富化液は、第二精留塔に返送される。
ここで、気化した酸素富化液は、第二精留塔上部から下降する液と接触し、精留される。
窒素含有液導入工程は、第一凝縮器において凝縮されることにより得られた液体窒素を第二精留塔上部に還流液として導入する工程である。第一凝縮器は第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと前記第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される。第二精留塔に導入される窒素含有液の温度は例えば−192℃以上−175℃以下である。
第一凝縮器から導出された窒素含有液は、第二精留塔に導入される前にサブクーラを経由することにより冷却されてもよいが、サブクーラを経由しなくてもよい。
アルゴン含有ガス導入工程は、第二精留塔の下部から導出されたアルゴン含有ガスが、第三精留塔に導入される工程である。第三精留塔に導入されたアルゴン含有ガスは、精留により酸素富化アルゴン含有液体と製品アルゴンに分離される。
製品アルゴンガス導出工程は、第三精留塔で得られた製品アルゴンガスを第三精留塔から導出する工程である。製品アルゴンガスの純度は例えば99.9%以上である。
製品窒素ガス導出工程は、第二精留塔の塔頂部から製品窒素ガスを導出する工程である。製品窒素ガスの純度は例えば99.9999%以上である。第二精留塔の塔頂部から導出された製品窒素ガスの温度は例えば−192℃以上−175℃以下であってもよく、製品窒素ガスはサブクーラにおいて酸素富化液、および/または液体窒素を冷却してもよいが、サブクーラは設けられなくともよい。製品窒素ガスはさらに主熱交換器に冷端側から導入され、原料空気との熱交換を行った後に温端側から導出される。主熱交換器から導出される製品窒素ガスの温度は例えば0℃以上であってもよい。
膨張工程は、凝縮器ガスと中間部ガスとの混合ガスが、主熱交換器において寒冷を放出した後に膨張冷却され、膨張冷却されたガスが再度主熱交換器において寒冷を放出する工程である。凝縮器ガスと中間部ガスとの混合ガスは、例えば−185℃以上−165℃以下の温度で主熱交換器の冷端側に導入される。そこで原料空気との熱交換を行うことにより寒冷が放出され、該混合ガスの温度は例えば−120℃以上−80℃以下になる。該混合ガスは膨張タービンで膨張冷却されて、その温度は例えば−140℃以上−100℃以下になり、主熱交換器の冷端側に再度導入される。ここで該混合ガスは、原料空気との熱交換を行い、寒冷を放出した後に主熱交換器の温端側から放出される。
凝縮器ガスの酸素濃度は例えば99%以上であるが、中間部ガスと混合させることにより酸素濃度は例えば70%以上97%以下にまで低減される。
実施形態1の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置について、図1を参照し説明する。
実施形態1に係る製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置100は、主熱交換器1と、第一精留塔2と、第二精留塔5と、第三精留塔6と、窒素含有液導入配管11と、第一酸素富化液導入配管12と、第二酸素富化液導入配管13と、凝縮器ガス導出配管14と、中間部ガス導出配管15と、膨張タービン8と、製品窒素ガス導出配管16と、アルゴン含有ガス導入配管17と、製品アルゴン導出配管18と、を備える。
主熱交換器1内部では、原料空気と、後述する製品窒素ガス、凝縮器ガス、および中間部ガスの少なくとも1つとが熱交換を行う。これにより、原料空気はその液化点近くまで冷却される。原料空気の温度は例えば、主熱交換器1導入時には20℃であり、例えば―170℃からー155℃にまで主熱交換器1で冷却される。
第一凝縮器3において凝縮して得られた液体窒素の少なくとも一部(例えば、第一凝縮器3で凝縮した液体窒素の10%以上97%)は窒素含有液導入配管11を経由して第二精留塔5の上部へ還流液として導入される。第二精留塔5の上部とは、第二精留塔5の内部の精留部の最上段よりも上であり、例えば第二精留塔5の理論段数が80段である場合には、80段目よりも上方である。
なお、第二精留塔2は第一凝縮器3の上方に配置されても良いが、横方向に配置されることも出来る。
窒素含有液導入配管11の、第二精留塔5側の取り付け位置は、たとえば第二精留塔内の精留充填剤が充填された位置よりも上である。第一酸素富化液導入配管12の第二精留塔5側の取り付け位置は、たとえば第二精留塔の高さの2/4よりも上であり、3/4よりも下であってもよい。
理論段数で算出する場合においては、第一酸素富化液導入配管12の、第二精留塔5側の取り付け位置は、例えば前段数に0.5以上0.7以下を乗じた段数に相当する位置である。具体的には、第二精留塔5理論段数が80段である場合には、40段目(80×0.5=40)よりも上方であり、かつ、56段目(80×0.7=56)よりも下方である。
第二酸素富化液導入配管13は、第三精留塔6の上方に配置される第二凝縮器に酸素富化液が導入されるように配置される。第二酸素富化液導入配管13を経由した酸素富化液は、第三精留塔6内部を上昇するアルゴンガスを凝縮させるために、第二凝縮器7において冷媒として利用される。第二凝縮器7において気化した酸素富化液は第二凝縮器7から排出された後に、第一酸素富化液導入配管12に合流し、第二精留塔5に導入されてもよい。
凝縮器ガス導出配管14と、中間部ガス導出配管15とは、主熱交換器1の前段で合流し、そこで中間部がスト凝縮器ガスは混合される。混合されたガス中の酸素濃度は例えば70%以上97%以下である。
凝縮器ガスの導出流量に対する、中間部ガスの導出流量の比は0.1以上2以下であってもよく、好ましくは0.2以上0.5以下であってもよい。
窒素含有液および酸素富化液が冷却されることにより、窒素含有液および酸素富化液が第二精留塔5内部で多量に気化して第二精留塔5の精留効率を低下させる現象を抑制させることができるが、サブクーラは設置しなくても良い。
実施形態2の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置101について、図2を参照し説明する。実施形態1の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置と同じ符号の要素は同じ機能を有するので、その説明を省略する。
実施形態2において、中間部ガスは、中間部ガス導出配管152を経由してサブクーラ4に導入される。サブクーラ4において中間部ガスはー170℃程度まで温度が上昇された後に、凝縮器ガスと混合する。
これにより、酸素富化液および/または窒素含有液をさらに冷却することが可能となり、第二および第三精留塔における精留効率を向上させることができる。
第一合流点25において、中間部ガスと凝縮器ガスが混合されて混合ガスが生成される。該混合ガス中の酸素濃度は例えば70%以上97%以下であることから、高濃度酸素に対応しうる特殊な膨張タービンを使用する必要はない。
実施形態3の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置102について、図3を参照し説明する。実施形態1または実施形態2の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置と同じ符号の要素は同じ機能を有するので、その説明を省略する。
第三精留塔6に配置された第二凝縮器の上部に、第二凝縮器において蒸発した酸素富化液を精留する第四精留塔9を配置しても良い。第二凝縮器において気化した酸素富化液は第四精留塔9で、さらに酸素富化された液と、窒素富化されたガスに分離される。ここで窒素富化されたガスは、第四精留塔9の塔頂部すなわち第三精留塔6の塔上部から取出され、ガス相側の第一酸素富化液導入配管121を経由して第二精留塔へ導入される。一方、第四精留塔9においてさらに酸素富化された液は、第二凝縮器7に貯留され、液相側の第一酸素富化液導入配管122を経由して第二精留塔へ導入される。このように第四精留塔9でガス相と液相とに分離された酸素富化液を、それぞれ第二精留塔5に導入することにより、第二精留塔の精留効率を向上させることが可能となる。
酸素富化液導出配管を経由する酸素富化液は、サブクーラ4へ導入されてもよいが、導入されなくてもよい。
別実施形態として、実施形態3における中間部ガス導出配管15が、サブクーラ4を経由する構成とすることも可能である。
実施形態4の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置103について、図4を参照し説明する。実施形態1〜32の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置と同じ符号の要素は同じ機能を有するので、その説明を省略する。
実施形態1ないし実施形態3では、第一精留塔2の上に第一凝縮器3が配置され、さらに第一凝縮器3の上に第二精留塔5が配置されている。しかしこのように上方向へと積み上げると精留塔全体の高さが非常に高くなり、建設、設置が困難になることがある。そこで実施形態4では第二精留塔の上部に該当する部分(541で図示する)を第一精留塔2および第一凝縮器3の横に配置することとした。
中間部ガス導出配管154は第二精留塔の上部541の中間部から中間部ガスを導出させ、凝縮器ガス導出配管14と合流する。
実施形態1にかかる窒素製造装置100(図2に示す)を用いて、原料として窒素75.6重量%を有し、温度20℃、圧力9.0barAを有する空気を1295kg/hr使用した場合の、各部における圧力(barA)、温度(℃)、流量(kg/h)等をシミュレーションにより実証した。
原料空気圧縮機(不図示)により、外部より取り入れた原料空気圧力は1.013barAから9.0barAへと昇圧される。
その後、除去部において炭酸ガス、水分を除去された原料空気は主熱交換器1へ導入される。主熱交換器1の導入時の原料空気の温度は20℃である。
主熱交換器1から導出された原料空気の温度は−160℃である。原料空気は第一精留塔2へ導入され、精留される。第一精留塔2の運転圧は8.8barAである。第一精留塔2の理論段数は50段である。
第一精留塔2の塔底部に貯留された酸素富化液のうち10重量%は、第一酸素富化液導入配管12を経由して、温度−180℃で第二精留塔5の、理論段50の位置に導入される。第一精留塔2の塔底部に貯留された酸素富化液のうち第二精留塔5に導入されなかった部分は、第二酸素富化液導入配管13を経由して、温度−180℃で第三精留塔6の第二凝縮器へと導入される。
第一精留塔の上部に分離された窒素ガスは、第一凝縮器3で凝縮され、液体窒素を生成する。得られた窒素のうち40重量%は窒素含有液導入配管11を経由して、温度−190℃で第二精留塔5の上部へと導入される。導入位置は理論段数80の位置よりも上方である。第一精留塔2と第二精留塔5の中間に配置された第一凝縮器の上部からは、酸素ガスを99重量%含有する凝縮器ガスが、凝縮器ガス導出配管14から排出される。
第二精留塔5の中間部からは、中間部ガス導出配管15を経由して中間部ガスが排出される。中間部ガスの組成は窒素85重量%、酸素13重量%、アルゴン2重量%である。中間部ガス導出配管15の取り付け位置は、理論段数55段の位置である。
中間部ガスと、凝縮器ガスとは混合され、混合ガスとなって、温度−170℃で主熱交換器1へ導入され、寒冷を放出する。混合ガスの酸素濃度は84%である。その後、主熱交換器1から導出された混合ガスはー110℃で膨張タービン8に導入され、膨張冷却されて、温度−130℃で再度主熱交換器1に導入される。その後、主熱交換器1の内部で原料空気との熱交換を行い、寒冷を放出して、主熱交換器1から排出される。
第二精留塔5の塔頂部からは、製品窒素ガス導出配管16を経由して温度−185℃の製品窒素ガス(純度は99.99重量%である)が導出される。製品窒素ガスはサブクーラ4で熱交換によりー170℃まで温度が上昇され、その後さらに主熱交換器1において寒冷を放出して、15℃の製品窒素ガスとなる。製品窒素ガスの純度は99.99重量%であり、アルゴン含有量は10ppm、酸素含有量は100ppbであった。
第二精留塔5の下部からはアルゴン含有ガス(アルゴン濃度は10重量%である)が、アルゴン含有ガス導入配管17を経由して第三精留塔6に導入され、精留される。第三精留塔6の運転圧力は2.5barAであり、理論段数は200段である。製品アルゴン導出配管18が第二凝縮器の下部に配置され、純度99.9重量%の製品アルゴンが導出される。
第三精留塔6の塔底部に貯留された酸素富化アルゴン含有液体は、アルゴン含有液体導出配管19を経由して第二精留塔5へ返送される。アルゴン含有液体は、酸素92重量%とアルゴン8重量%を含有する。
第三精留塔6の上部に配置された第二凝縮器7の上部からは、気化した酸素富化液が排出され、第一酸素富化液導入配管12に合流して第二精留塔5へと導入される。
2. 第一精留塔
3. 第一凝縮器
4. サブクーラ
5. 第二精留塔
6. 第三精留塔
7. 第二凝縮器
8. 膨張タービン
9. 第四精留塔
11. 窒素含有液導入配管
12. 第一酸素富化液導入配管
13. 第二酸素富化液導入配管
14. 凝縮器ガス導出配管
15. 中間部ガス導出配管
16. 製品窒素ガス導出配管
17. アルゴン含有ガス導入配管
18. 製品アルゴン導出配管
19. アルゴン含有液体導出配管
21. 酸素富化液導出配管
22. 第三酸素富化液導入配管
23. 第四精留塔塔頂部ガス導入配管
25. 第一合流点
100. 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置
Claims (12)
- 所定の不純物が除去された原料空気が冷却される冷却工程と、
前記冷却工程で冷却された前記原料空気が第一精留塔に導入される原料空気導入工程と、
前記第一精留塔の塔底部から導出された酸素富化液が第二精留塔に導入される第一酸素富化液導入工程と、
前記第一精留塔の塔底部から導出された酸素富化液の少なくとも一部が第三精留塔に配置された第二凝縮器に導入される第二酸素富化液導入工程と、
第一凝縮器において凝縮された窒素含有液を前記第二精留塔上部に還流液として導入する窒素含有液導入工程と、
前記第二精留塔の中間部から導出された中間部ガスと、前記第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと前記第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される第一凝縮器から導出された凝縮器ガスとの混合ガスの少なくとも一部が、主熱交換器において原料空気との熱交換を行うことにより寒冷を放出させた後に膨張されて寒冷を発生させ、前記主熱交換器に再度導入されることによりさらに寒冷を放出させる、膨張工程と、
前記第二精留塔の下部から導出されたアルゴン含有ガスが前記第三精留塔に導入されるアルゴン含有ガス導入工程と、
前記第二精留塔の塔頂部から製品窒素ガスが導出される製品窒素ガス導出工程と、
前記第三精留塔の中間部から製品アルゴンが導出される製品アルゴン導出工程と、を含む、製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法。
- 所定の不純物が除去された原料空気を冷却する主熱交換器と、
冷却された前記原料空気が導入される第一精留塔と、
製品窒素ガスが導出される第二精留塔と、
製品アルゴンが導出される第三精留塔と、
前記第一精留塔の塔頂部に貯留されたガスと前記第二精留塔の塔底部に貯留された液とを熱交換するように構成される第一凝縮器と、
前記第一凝縮器において凝縮された窒素含有液の少なくとも一部を還流液として、前記第二精留塔に導入させる窒素含有液導入配管と、
前記第二精留塔の下部から、アルゴン含有ガスを前記第三精留塔に導入させるアルゴン含有ガス導入配管と、
前記第三精留塔の塔底部から、アルゴン含有液体を前記第二精留塔に導入させるアルゴン含有液体導出配管と、
前記第一凝縮器の気相部から凝縮器ガスを導出させる、凝縮器ガス導出配管と、
前記第二精留塔の中間部から中間部ガスを導出させる、中間部ガス導出配管と、
前記凝縮器ガスと、前記中間部ガスとの混合ガスを、前記主熱交換器を経由させた後に、膨張冷却させる膨張タービンと、
前記膨張タービンにおいて膨張冷却されたガスを前記主熱交換器に導入する配管と、
前記第二精留塔から前記製品窒素ガスを導出させる製品窒素ガス導出配管と、
前記第三精留塔の中間部から前記製品アルゴンを導出させる、製品アルゴン導出配管と、
を備える製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液を、前記第一精留塔の塔底部から導出させる、酸素富化液導出配管と、
前記酸素富化液導出配管から導出された酸素富化液を、前記第三精留塔に配置された第二凝縮器に導入する、第二酸素富化液導入配管と、
前記第二凝縮器から導出される酸素富化液を前記第二精留塔に導入する第三酸素富化液導入配管と、
を備える、請求項2に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。 - 前記第三酸素富化液導入配管は、前記第二凝縮器の気相部から気体状態の酸素富化液を前記第二精留塔に導入する、請求項3に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記第二凝縮器の上部に配置される第四精留塔と、
前記第四精留塔の塔頂部から取出した第四精留塔塔頂部ガスを、前記第二精留塔に導入する第四精留塔塔頂部ガス導入配管と、をさらに有し、
前記第三酸素富化液導入配管は、前記第二凝縮器の液相部から液体状態の酸素富化液を前記第二精留塔に導入し、
前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液は、前記第四精留塔の気相部を経由して、前記第二凝縮器に導入される、請求項2または請求項3に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。 - 前記第一精留塔の塔底部に貯留された酸素富化液の少なくとも一部を、前記第二精留塔に導入する、第一酸素富化液導入配管をさらに備える、請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記混合ガスは、前記第一凝縮器の気相部から直接取出された前記凝縮器ガスと、前記第二精留塔の中間部から直接取出された前記中間部ガスとの混合ガスである、請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記混合ガスは、前記第一凝縮器の気相部から直接取出された前記凝縮器ガスと、前記第二精留塔の中間部から直接取出された前記中間部ガスとを混合した後に、前記主熱交換器を経由させた混合ガスである、請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記窒素含有液配管および前記酸素富化液導出配管の少なくともいずれか一方と、前記製品窒素ガス導出配管とが、サブクーラを経由する、請求項2ないし請求項8のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記中間部ガス導出配管は、前記サブクーラに導入された後に、前記凝縮器ガス導出配管と第一合流点において接続され、前記第一合流点は、前記サブクーラの後段かつ前記膨張タービンの前段である、請求項9に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記第二精留塔の中間部は、前記窒素含有液導入配管の前記第二精留塔側の取り付け位置よりも下方であり、かつ、前記第一酸素富化液導入配管の前記第二精留塔側の取り付け位置よりも上方である、請求項2ないし請求項10のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
- 前記凝縮器ガス導出配管から導出される前記凝縮器ガスの導出流量に対する、前記中間部ガス導出配管から導出される前記中間部ガスの導出流量の比は0.03以上2以下である、請求項2ないし請求項11のいずれか1項に記載の製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018051859A JP6440232B1 (ja) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 |
SG10201900806P SG10201900806PA (en) | 2018-03-20 | 2019-01-29 | Method and apparatus for producing product nitrogen gas and product argon |
KR1020190016562A KR102041071B1 (ko) | 2018-03-20 | 2019-02-13 | 제품 질소 가스 및 제품 아르곤의 제조 방법 및 그 제조 장치 |
CN201910123269.1A CN110307695B (zh) | 2018-03-20 | 2019-02-18 | 产品氮气和产品氩的制造方法及其制造装置 |
TW108105261A TWI685468B (zh) | 2018-03-20 | 2019-02-18 | 製品氮氣及製品氬之製造方法及其製造裝置 |
IE20190043A IE87303B1 (en) | 2018-03-20 | 2019-03-19 | N2 generator with argon co-production |
US16/359,172 US20190293347A1 (en) | 2018-03-20 | 2019-03-20 | Method and apparatus for producing product nitrogen gas and product argon |
US17/850,649 US20220325952A1 (en) | 2018-03-20 | 2022-06-27 | Method and apparatus for producing product nitrogen gas and product argon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018051859A JP6440232B1 (ja) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6440232B1 true JP6440232B1 (ja) | 2018-12-19 |
JP2019163897A JP2019163897A (ja) | 2019-09-26 |
Family
ID=64668481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018051859A Active JP6440232B1 (ja) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20190293347A1 (ja) |
JP (1) | JP6440232B1 (ja) |
KR (1) | KR102041071B1 (ja) |
CN (1) | CN110307695B (ja) |
IE (1) | IE87303B1 (ja) |
SG (1) | SG10201900806PA (ja) |
TW (1) | TWI685468B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114046629A (zh) * | 2020-09-18 | 2022-02-15 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种生产高纯氮和低纯氧的空气分离方法和装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7378695B2 (ja) * | 2020-01-06 | 2023-11-14 | 日本エア・リキード合同会社 | 空気分離システム |
KR20230008858A (ko) * | 2020-05-15 | 2023-01-16 | 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 | 중압 질소 및 아르곤 생성 극저온 공기 분리 유닛 향상 |
EP4214456B1 (en) * | 2020-09-17 | 2024-05-08 | Linde GmbH | Process and apparatus for cryogenic separation of air with mixed gas turbine |
CN113606865A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-05 | 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 | 一种空气分离制取液氮的装置和方法 |
US11933541B2 (en) * | 2021-08-11 | 2024-03-19 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation unit with argon condenser vapor recycle |
JP7133735B1 (ja) | 2022-03-07 | 2022-09-08 | 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 | 空気分離装置 |
WO2024105022A1 (fr) * | 2022-11-15 | 2024-05-23 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61289284A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-12-19 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | 空気分離方法並びに装置 |
JPH01296078A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-11-29 | Boc Group Plc:The | 空気分離方法及び装置 |
JPH04227462A (ja) * | 1990-08-06 | 1992-08-17 | Air Prod And Chem Inc | 空気の極低温分離法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1576910A (en) | 1978-05-12 | 1980-10-15 | Air Prod & Chem | Process and apparatus for producing gaseous nitrogen |
US4705548A (en) * | 1986-04-25 | 1987-11-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Liquid products using an air and a nitrogen recycle liquefier |
US4737177A (en) * | 1986-08-01 | 1988-04-12 | Erickson Donald C | Air distillation improvements for high purity oxygen |
EP0286314B1 (en) * | 1987-04-07 | 1992-05-20 | The BOC Group plc | Air separation |
US4832719A (en) * | 1987-06-02 | 1989-05-23 | Erickson Donald C | Enhanced argon recovery from intermediate linboil |
US4842625A (en) * | 1988-04-29 | 1989-06-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Control method to maximize argon recovery from cryogenic air separation units |
GB9008752D0 (en) * | 1990-04-18 | 1990-06-13 | Boc Group Plc | Air separation |
US5341646A (en) * | 1993-07-15 | 1994-08-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Triple column distillation system for oxygen and pressurized nitrogen production |
FR2716816B1 (fr) | 1994-03-02 | 1996-05-03 | Air Liquide | Procédé de redémarrage d'une colonne auxiliaire de séparation argon/oxygène par distillation, et installation correspondante. |
JP3020816B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2000-03-15 | 川崎製鉄株式会社 | 空気分離装置におけるアルゴンの製造方法およびそれに用いる空気分離装置 |
DE4443190A1 (de) * | 1994-12-05 | 1996-06-13 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft |
US5784899A (en) * | 1995-06-20 | 1998-07-28 | Nippon Sanso Corporation | Argon separation method and apparatus therefor |
JP3181546B2 (ja) * | 1997-12-15 | 2001-07-03 | 大陽東洋酸素株式会社 | 空気からの窒素およびアルゴンの製造方法および装置 |
DE10103968A1 (de) * | 2001-01-30 | 2002-08-01 | Linde Ag | Drei-Säulen-System zur Tieftemperaturzerlegung von Luft |
DE10217091A1 (de) * | 2002-04-17 | 2003-11-06 | Linde Ag | Drei-Säulen-System zur Tieftemperatur-Luftzerlegung mit Argongewinnung |
US7284395B2 (en) * | 2004-09-02 | 2007-10-23 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation plant with reduced liquid drain loss |
CN100357684C (zh) * | 2004-10-28 | 2007-12-26 | 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 | 一种空气分离的方法和装置 |
CN204115392U (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-21 | 中国空分设备有限公司 | 带补气压缩机的全液体空分设备 |
CN104406365B (zh) * | 2014-11-27 | 2017-04-05 | 苏州制氧机股份有限公司 | 一种双膨胀机中压液体设备 |
-
2018
- 2018-03-20 JP JP2018051859A patent/JP6440232B1/ja active Active
-
2019
- 2019-01-29 SG SG10201900806P patent/SG10201900806PA/en unknown
- 2019-02-13 KR KR1020190016562A patent/KR102041071B1/ko active IP Right Grant
- 2019-02-18 TW TW108105261A patent/TWI685468B/zh active
- 2019-02-18 CN CN201910123269.1A patent/CN110307695B/zh active Active
- 2019-03-19 IE IE20190043A patent/IE87303B1/en unknown
- 2019-03-20 US US16/359,172 patent/US20190293347A1/en not_active Abandoned
-
2022
- 2022-06-27 US US17/850,649 patent/US20220325952A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61289284A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-12-19 | ザ・ビ−オ−シ−・グル−プ・ピ−エルシ− | 空気分離方法並びに装置 |
JPH01296078A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-11-29 | Boc Group Plc:The | 空気分離方法及び装置 |
JPH04227462A (ja) * | 1990-08-06 | 1992-08-17 | Air Prod And Chem Inc | 空気の極低温分離法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114046629A (zh) * | 2020-09-18 | 2022-02-15 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种生产高纯氮和低纯氧的空气分离方法和装置 |
CN114046629B (zh) * | 2020-09-18 | 2023-12-22 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种生产高纯氮和低纯氧的空气分离方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220325952A1 (en) | 2022-10-13 |
IE87303B1 (en) | 2022-06-08 |
CN110307695B (zh) | 2020-10-30 |
TW201940415A (zh) | 2019-10-16 |
IE20190043A1 (en) | 2021-05-26 |
US20190293347A1 (en) | 2019-09-26 |
KR102041071B1 (ko) | 2019-11-05 |
KR20190110430A (ko) | 2019-09-30 |
JP2019163897A (ja) | 2019-09-26 |
SG10201900806PA (en) | 2019-10-30 |
CN110307695A (zh) | 2019-10-08 |
TWI685468B (zh) | 2020-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6440232B1 (ja) | 製品窒素ガスおよび製品アルゴンの製造方法およびその製造装置 | |
US5438835A (en) | Air separation | |
JPH0789017B2 (ja) | 高圧窒素の製造方法及び装置 | |
JP5032407B2 (ja) | 窒素製造方法及び装置 | |
JPH11325717A (ja) | 空気の分離 | |
JP4206083B2 (ja) | 深冷空気分離装置によるアルゴン製造方法 | |
JP4401999B2 (ja) | 空気分離方法および空気分離装置 | |
US10359231B2 (en) | Method for controlling production of high pressure gaseous oxygen in an air separation unit | |
JP4841591B2 (ja) | 窒素製造方法及び装置 | |
JP6086272B1 (ja) | 窒素及び酸素製造方法、並びに窒素及び酸素製造装置 | |
WO2021242307A1 (en) | Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit | |
JP4782077B2 (ja) | 空気分離方法および装置 | |
JP4515225B2 (ja) | 窒素製造方法及び装置 | |
JP2020076514A (ja) | 窒素ガス製造装置 | |
JP3082092B2 (ja) | 酸素の精製方法及び装置 | |
JP2001336876A (ja) | 窒素製造方法及び装置 | |
JP2003156284A (ja) | 窒素製造方法及び装置 | |
US20240125550A1 (en) | Process and Apparatus for Improved Recovery of Argon | |
JP5647853B2 (ja) | 空気液化分離方法及び装置 | |
JPH11325716A (ja) | 空気の分離 | |
JP6431828B2 (ja) | 空気液化分離方法及び装置 | |
TW202417795A (zh) | 用於氬之改良回收之製程及設備 | |
JP2015114083A (ja) | 空気分離方法及び装置 | |
JPS6354992B2 (ja) | ||
JP2005273959A (ja) | 深冷空気分離装置およびその運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180601 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20180601 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20180608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6440232 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |