JPH06117753A - 空気の高圧低温蒸留方法 - Google Patents

空気の高圧低温蒸留方法

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JPH06117753A
JPH06117753A JP5025349A JP2534993A JPH06117753A JP H06117753 A JPH06117753 A JP H06117753A JP 5025349 A JP5025349 A JP 5025349A JP 2534993 A JP2534993 A JP 2534993A JP H06117753 A JPH06117753 A JP H06117753A
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クス ジアングオ
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Air Products and Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧で通常の二段式や三段式リボイラーの多
塔式空気分離サイクルを運転するのを可能にする空気の
低温蒸留方法を提供する。 【構成】 本発明の方法は、（ａ）低圧塔１１６の液体
酸素塔底液の一部分を高圧もしくは低圧の塔から抜出し
た又は気体の窒素生成物から得た窒素蒸気流と熱交換さ
せ、その熱交換の前に、これらの熱交換流体のうちの少
なく一つのものの圧力を液体酸素塔底液の当該一部分が
少なくとも部分的に蒸発し、且つ窒素蒸気がすっかり凝
縮するように調節し、（ｂ）凝縮窒素を蒸留塔１１０，
１１６のうちの少なくとも一つの還流として利用し、
（ｃ）蒸発酸素から寒冷を回収することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低圧の方の塔で多段式
（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）リボイラー／コンデンサーを用い
て高圧で空気を低温蒸留するための方法と、それらの方
法をガスタービンと組み合わせることに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】酸素が
吹き込まれるガス化ガスタービン発電プロセス（例え
ば、石炭と酸素とから得られる燃料ガスが湿り空気ター
ビンサイクルあるいはガスタービンとスチームタービン
を組み合わせたサイクルに供給される）におけるよう
に、又は外部へ送り出されるガスが発電のために用いら
れる鉄鉱石の直接還元により鋼を製造するプロセス
（例、ＣＯＲＥＸ（商標）法）におけるように、一定の
状況においては、酸素と加圧窒素の両方の生成物が必要
とされる。この、加圧生成物が必要なことは、窒素及び
酸素を製造する空気分離装置を高圧で運転するのを有利
にする。空気分離装置の高い運転圧力では、熱交換器、
配管の大きさ、及び蒸気フラクションの体積流量は低下
し、そしてこのことは同時に空気分離装置の資本費を有
意に低減する。この高い運転圧力はまた、熱交換器、配
管及び蒸留塔での圧力降下による動力損失を少なくし、
蒸留塔内の運転条件を平衡により近づけるため、空気分
離装置は動力的により効率的になる。ガス化ガスタービ
ンプロセス及び直接製鋼プロセスは酸素を大量に消費す
るものであり、また窒素を大量に消費するものであるか
ら、基本プロセスに空気分離装置が組み合わされる場合
には高圧操作に適したより良好なプロセスサイクルが必
要とされる。この要求に対する解決策として当該技術分
野において知られている多数の方法が提案されており、
これらのうちには次に掲げるものがある。
【０００３】米国特許第３２１０９５１号明細書は、低
圧塔の塔底液のためのリボイラー用に原料空気の一部を
凝縮させる二段式リボイラー（ｄｕａｌ ｒｅｂｏｉｌ
ｅｒ）プロセスサイクルを開示している。凝縮された原
料空気は低圧塔及び／又は高圧塔のための純粋でない還
流として用いられる。高圧塔の塔頂コンデンサーのため
の寒冷は、低圧塔の中間液体流の蒸発でもってまかなわ
れる。
【０００４】米国特許第４７０２７５７号明細書は、低
圧塔の塔底液のためのリボイラー用に原料空気のうちの
かなりの部分を部分凝縮させる二段式リボイラープロセ
スを開示している。部分凝縮された空気は高圧塔へ直接
供給される。高圧塔の塔頂コンデンサーのための寒冷
は、やはり低圧塔の中間液体流の蒸発でもってまかなわ
れる。
【０００５】米国特許第４７９６４３１号明細書は、低
圧塔に三つのリボイラーがあるプロセスを開示してい
る。米国特許第４７９６４３１号明細書はまた、高圧塔
の塔頂から取出した窒素の一部分を膨張させて中圧に
し、そして次に、下にある塔からの塔底液（粗液体酸
素）の一部分の蒸発するものとの熱交換で凝縮させるこ
とを提案している。この熱交換は、このほかに上にある
塔での不可逆性を軽減しよう。
【０００６】米国特許第４９３６０９９号明細書も三段
式リボイラー（ｔｒｉｐｌｅ ｒｅｂｏｉｌｅｒ）プロ
セスを開示している。この空気分離法では、高圧塔の塔
底からの粗液体酸素塔底液を高圧塔の塔頂からの凝縮す
る窒素との熱交換で中圧で蒸発させ、そして結果として
得られた、酸素に富む中圧空気をその後エキスパンダー
により膨張させて低圧塔へ送る。
【０００７】あいにく、上述のサイクルは低い塔運転圧
力での操作に適しているに過ぎない。塔の圧力が上昇す
るにつれて、酸素と窒素との相対揮発度はより小さくな
って、窒素生成物の適度の回収率と実質的な純度とを達
成するためには液体窒素の還流をより多くすることが必
要になる。上述のサイクルの低圧塔の運転効率は、運転
圧力が約２５psia（１７０kPa ）を超えて上昇すると低
下し始める。
【０００８】米国特許第４２２４０４５号明細書は、通
常の複式塔（ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｌｕｍｎ）サイクルの
空気分離装置をガスタービンと組み合わせることを開示
している。周知のＬｉｎｄｅの複式塔装置を単に採用し
そしてその運転圧力を上昇させることによったのでは、
この米国特許は高圧での酸素と窒素の両方についての生
産要求量により与えられる機会を十分に活かすことがで
きない。
【０００９】欧州特許出願公開第０４１８１３９号明細
書は、上部塔の塔底部と下部塔の塔頂部とが直接熱的に
連結するのを避けるために伝熱媒体として空気を用いる
ことを開示しており、そしてこのことは、それをガスタ
ービンと組み合わせることについて米国特許第４２２４
０４５号明細書の特許請求の範囲に記載されている。と
は言うものの、空気を凝縮させることと蒸発させること
は、リボイラー／コンデンサーの伝熱面積や管理費を増
大させるばかりでなく、余分な伝熱工程のために余分な
不効率を持ち込むことにもなって、Ｌｉｎｄｅの二塔式
サイクルよりも性能を一層悪化させる。
【００１０】米国特許第５１６５２４５号明細書は、昇
圧された窒素（又は廃棄物）の流れが持つ圧力エネルギ
ーをどのようにしたら液体窒素及び／又は液体酸素を製
造するために効率的に利用することができるかを開示し
ている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
空気を低温蒸留（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｄｉｓｔｉｌｌ
ａｔｉｏｎ）してその構成成分のうちの少なくとも一つ
を分離及び製造する方法の改良である。この方法におい
ては、異なる圧力で運転する少なくとも二つの蒸留塔が
ある蒸留塔装置で低温蒸留を実施する。供給原料空気流
は７０〜３００psia（５００〜２０００kPa ）の範囲内
の圧力まで圧縮されて、低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｔｅ
ｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ）で凍結する不純物が本質的にな
いものにされる。圧縮された、本質的に不純物のない原
料空気の少なくとも一部分を冷却して、二つの蒸留塔の
うちの第一のものに供給して精留し、それにより高圧窒
素の塔頂生成物（ｏｖｅｒｈｅａｄ）と粗液体酸素の塔
底液とを製造する。粗液体酸素塔底液は圧力を低下させ
て、蒸留のために二つの蒸留塔のうちの第二のものに供
給して、それにより低圧窒素の塔頂生成物と液体酸素塔
底液とを製造する。冷却された、本質的に不純物のない
原料圧縮空気分のうちの一部は、第一のリボイラー／コ
ンデンサーで液体酸素塔底液との熱交換によって少なく
とも部分凝縮される。この第一のリボイラー／コンデン
サーは第二の蒸留塔の塔底にあることができる。この少
なくとも部分凝縮された部分は、二つの蒸留塔のうちの
少なくとも一方に純粋でない還流として供給される。二
つの蒸留塔のうちの第一のものに供給される、冷却され
た、本質的に不純物のない原料圧縮空気分と、冷却され
た、本質的に不純物のない原料圧縮空気分のうちの、第
二の蒸留塔の塔底にある第一のリボイラー／コンデンサ
ーで液体酸素塔底液との熱交換によって少なくとも部分
凝縮される分は、同じ流れである。高圧窒素塔頂生成物
のうちの少なくとも一部分は、第二の蒸留塔の塔底と粗
液体酸素塔底液の供給箇所との間にある低圧塔内の第二
のリボイラー／コンデンサーで第二の蒸留塔を降下して
くる液との熱交換によって凝縮される。凝縮した高圧窒
素は二つの蒸留塔のうちの少なくとも一方へ還流として
供給される。
【００１２】高圧での当該方法の有効な運転を可能にす
る本発明の改良は、（ａ）第二の塔の液体酸素塔底液の
一部分を高圧のもしくは低圧の塔から抜出した又は気体
の窒素生成物から得た窒素蒸気流と熱交換させ、その際
に、そのような熱交換の前に、液体酸素塔底液の当該一
部分もしくは窒素蒸気流の圧力又は液体酸素塔底液の当
該一部分と窒素蒸気流の両方の圧力を、当該液体酸素塔
底液と窒素蒸気流との温度差が適切であってそのため熱
交換により窒素蒸気がすっかり凝縮し、そして液体酸素
塔底液の当該一部分が少なくとも部分的に蒸発するよう
に有効なだけ調節する工程、（ｂ）その凝縮窒素を二つ
の蒸留塔のうちの少なくとも一つの還流として利用する
工程、そして（ｃ）蒸発した酸素を加温して寒冷を回収
する工程を含む。本発明の改良は更に、工程（ｃ）の蒸
発酸素を仕事膨張させる（ｗｏｒｋ ｅｘｐａｎｄｉｎ
ｇ）操作を含むことができる。工程（ａ）の具体的な態
様は、（ｉ）液体酸素塔底液の一部分の圧力のみを低下
させること、（ii）窒素蒸気流の圧力のみを上昇させる
こと、及び（iii ）窒素蒸気流の圧力と液体酸素塔底液
の一部分の圧力を上昇させることを含むであろう。
【００１３】圧縮された、本質的に不純物のない原料空
気のうちの別の一部分を更に圧縮し、冷却し、第二の蒸
留塔の運転圧力まで仕事膨張させて、この膨張された分
を第二の蒸留塔の中間の位置へ供給するという改良も、
上記の方法に適用することが可能である。この更に圧縮
され、冷却された分を仕事膨張させて発生する仕事は、
他の分を圧縮するために使用することができる。
【００１４】上記の改良においては、工程（ａ）で凝縮
される窒素蒸気は、低圧窒素塔頂生成物のうちの一部分
でよく、工程（ｂ）の凝縮窒素は第二の蒸留塔で還流と
して利用され、あるいはこの窒素蒸気は、高圧窒素塔頂
生成物のうちの一部分でよい。
【００１５】適用可能な方法は更に、圧縮された窒素生
成物のうちの一部を第二の蒸留塔の塔底にあるリボイラ
ー／コンデンサーへ再循環させることを含むことができ
る。同様に、それは更に、圧縮された窒素生成物のうち
の別の一部を更に圧縮し、冷却し、仕事膨張させ、この
膨張させた第二の分を、第二の蒸留塔で、減圧された粗
液体酸素塔底液の供給箇所と第二のリボイラー／コンデ
ンサーとの間にある第三のリボイラー／コンデンサーで
もって第二の塔を降下してくる液との熱交換により凝縮
させ、そして凝縮した窒素を第二の蒸留塔のための還流
として使用することを含むこともできる。
【００１６】本発明の改良された方法は、ガスタービン
との組み合わせに特に適用可能である。組み合わせを行
う場合には、低温蒸留プロセスへの原料圧縮空気はガス
タービンに機械的に連結した圧縮機でもって圧縮される
空気流のうちの一部分でよい。組み合わされたプロセス
は更に、気体窒素生成物のうちの少なくとも一部分を圧
縮し、この圧縮された気体窒素生成物、原料空気ではな
い圧縮空気流のうちの少なくとも一部分及び燃料を燃焼
器に供給して燃焼ガスを作り、この燃焼ガスをガスター
ビンで仕事膨張させ、そして発生された仕事のうちの少
なくとも一部分を使ってそのガスタービンに機械的に連
結した圧縮機を駆動することを含むことができる。
【００１７】本発明の改良はまた、高圧窒素塔頂生成物
のうちの一部分を仕事膨張させ、この膨張した窒素を第
二の蒸留塔で、減圧された粗液体酸素塔底液の供給箇所
と第二のリボイラー／コンデンサーとの間にある第三の
リボイラー／コンデンサーでもって第二の蒸留塔を降下
してくる液との熱交換により凝縮させ、そして縮縮した
窒素を第二の蒸留塔のための還流として用いることを更
に含み、そしてなお更に、上記の膨張させた分を第二の
蒸留塔へ導入する前に第三のリボイラー／コンデンサー
で凝縮させることを含む方法にも適用可能である。
【００１８】最後に、適用可能な方法は更に、窒素の膨
張させた分を、第二の蒸留塔への導入前にボイラー／コ
ンデンサーで沸騰する粗液体酸素塔底液との熱交換で凝
縮させることを含むことができる。
【００１９】次に、本発明を詳しく説明する。多段式リ
ボイラー、多塔式サイクルは、低純度酸素（８０〜９９
％純度）の生産にとって一般的により動力効率的であ
る。とは言え、通常の多塔二段式及び三段式リボイラー
空気分離プロセスサイクルを高圧で操作して十分な酸素
回収率と窒素製品純度を得るためには、有効量の液体窒
素を還流する手段を見いださなくてはならない。本発明
は、通常の二段式及び三段式リボイラー空気分離サイク
ルの高圧での運転を可能にすることができる液体窒素還
流手段の改良である。この改良は、（ａ）第二の塔の液
体酸素塔底液の一部分を高圧のもしくは低圧の塔から抜
出した又は気体の窒素生成物から得た窒素蒸気流と熱交
換させ、その際に、そのような熱交換の前に、液体酸素
塔底液の当該一部分もしくは窒素蒸気流の圧力又は液体
酸素塔底液の当該一部分と窒素蒸気流の両方の圧力を、
当該液体酸素塔底液と窒素蒸気流との温度差が適切であ
ってそのため熱交換により窒素蒸気がすっかり凝縮し、
そして液体酸素塔底液の当該一部分が少なくとも部分的
に蒸発するように有効なだけ調節する工程、（ｂ）その
凝縮窒素を二つの蒸留塔のうちの少なくとも一つの還流
として利用する工程、そして（ｃ）蒸発した酸素を加温
して寒冷を回収する工程を含む。
【００２０】本発明は、大抵の通常の多塔二段式リボイ
ラー空気分離プロセスサイクルに適用可能である。本発
明は、互いに熱を伝え合いそして異なる圧力で運転する
少なくとも二つの蒸留塔があり、且つ、低圧塔の塔底に
あって、原料空気のうちの少なくとも一部分が沸騰する
液体酸素との熱交換でもって凝縮されるリボイラー／コ
ンデンサーと、この低圧塔の、上記の塔底リボイラー／
コンデンサーと低圧塔への供給箇所との中間の位置にあ
って、高圧塔からの窒素蒸気の少なくとも一部分が低圧
塔を降下してくる沸騰液との熱交換でもって凝縮される
もう一つのリボイラー／コンデンサーとがある、二段式
リボイラープロセスに特に適用可能である。
【００２１】図１〜６と図１１は、二段式リボイラー／
コンデンサープロセスの態様への本発明の改良の適用可
能性を例示しており、これらにおいてはその改良でもっ
て、高圧又は低圧の塔のいずれかより窒素蒸気が取出さ
れ、そして液体酸素の圧力は熱交換の前に下げられる。
図１２と図１３は、やはり二段式リボイラー／コンデン
サープロセスの態様への本発明の改良の適用可能性を例
示しており、これらにおいてはその改良でもって、高圧
塔から窒素蒸気が取出され、そしてこの窒素蒸気の圧力
は熱交換の前に上昇させられる。図１４も、二段式リボ
イラー／コンデンサーの態様への本発明の改良の適用可
能性を例示していて、ここではその改良でもって、窒素
蒸気は圧縮された気体窒素製品から得られ、そして液体
酸素の圧力が熱交換の前に上昇させられる。
【００２２】本発明はまた、大抵の多塔三段式リボイラ
ープロセスサイクルにも適用可能である。本発明は、互
いに熱を伝え合いそして異なる圧力で運転する少なくと
も二つの蒸留塔があり、且つ、低圧塔の塔底にあって、
原料空気の少なくとも一部分が沸騰する液体酸素との熱
交換でもって凝縮されるリボイラー／コンデンサーと、
この低圧塔の、上記の塔底リボイラー／コンデンサーと
第三のリボイラー／コンデンサーとの中間の位置にあっ
て、高圧塔からの窒素蒸気のうちの少なくとも一部分が
低圧塔を降下してくる沸騰液との熱交換でもって凝縮さ
れるもう一つのリボイラー／コンデンサーとがある、三
段式リボイラープロセスに特に適用可能である。
【００２３】図７〜１０は三段式リボイラー／コンデン
サーの態様を例示しており、これらにおいては本発明の
改良でもって、液体酸素の圧力を熱交換前に低下させ
る。
【００２４】
【実施例】本発明をよりよく理解するために、上で言及
した図面に対応する態様を詳しく説明することにする。
【００２５】図１を参照すれば、圧縮された清浄な原料
空気が管路１００を経てプロセスに導入され、そして管
路１０２と１２６とにより二つの部分に分割される。
【００２６】原料空気の管路１０２の主分割分は主熱交
換器１０４で冷却される。この冷却された、管路１０６
の空気は、次いで管路１０８と１１２とにより更に二つ
の部分に分割される。第一の分は、精留のために高圧の
方の塔１１０の底部へ管路１０８を経て供給される。管
路１１２の第二の分は、低圧の方の塔１１６の塔底に位
置するリボイラー／コンデンサー１１４で凝縮される。
この凝縮された、管路１１８の第二の分は、管路１２０
と１２２とにより二つの二次分割流（ｓｕｂｓｔｒｅａ
ｍ）に分割される。管路１２０の第一の二次分割流は、
高圧塔１１０の中間の位置へ純粋でない還流として供給
される。管路１２２の第二の二次分割流は、熱交換器１
２４で過冷却（ｓｕｂｃｏｏｌ）され、圧力を下げられ
て、高圧塔１１０の塔底からの粗液体酸素の供給箇所よ
り上の位置で純粋でない還流として低圧塔１１６に供給
される。
【００２７】原料空気のうちの、管路１２６の副分割分
は、ブースター圧縮機１２８で圧縮され、後段冷却（ａ
ｆｔｅｒｃｏｏｌ）され、主熱交換器１０４で更に冷却
され、エキスパンダー１３０で仕事膨張させられて、管
路１３２を経て低圧塔１１６に供給される。任意的に、
エキスパンダー１３０で発生された仕事の全部又は一部
をブースター圧縮機１２８を駆動するのに使用してもよ
い。
【００２８】高圧塔１１０へ供給された原料空気は精留
されて、管路１３４の塔頂窒素流と、管路１４２の粗液
体酸素塔底液とになる。管路１４２の粗液体酸素塔底液
は熱交換器１４４で過冷却され、圧力を下げられて、蒸
留のために低圧塔１１６の中間の位置に供給される。管
路１３４の塔頂窒素は高圧塔１１０から抜出され、そし
てリボイラー／コンデンサー１３６において、低圧塔１
１６を降下してくる蒸発する液との熱交換で凝縮され
る。リボイラー／コンデンサー１３６は、低圧塔１１６
内の、リボイラー／コンデンサー１１４と高圧塔１１０
の塔底からやってくる管路１４２の粗液体酸素の供給箇
所との間の位置にある。リボイラー／コンデンサー１３
６からの凝縮窒素は、管路１３８と１４０とにより二つ
の二次分割流に分割される。管路１３８の第一の二次分
割流は、高圧塔１１０の塔頂へ還流として供給される。
管路１４０の第二の部分は、熱交換器１２４で過冷却さ
れ、圧力を下げられて、低圧塔１１６の塔頂へ還流とし
て供給される。
【００２９】低圧塔１１６へ導入される、管路１４２
の、高圧塔１１０の塔底からの粗液体酸素と、原料空気
のうちの管路１３２の膨張させられた第二の分割分と
は、蒸留されて、低圧窒素塔頂生成物と液体酸素塔底液
とになる。低圧窒素塔頂生成物は二つの部分となって管
路１４６と１５０とにより抜出される。管路１４６の第
一の部分は、ボイラー／コンデンサー１４８でもって蒸
発する過冷却液体酸素との熱交換で凝縮されて、低圧塔
１１６の塔頂へ追加の還流として戻される。管路１５０
の第二の部分は、熱交換器１２４，１４４，１０４でも
って寒冷を回収するために加温され、そして管路１５２
を経て低圧窒素生成物として回収される。液体酸素塔底
液の一部はリボイラー／コンデンサー１１４で蒸発させ
られ、こうして低圧塔１１６用に沸騰する。もう一つの
部分は低圧塔１１６から管路１６０を経て抜出され、熱
交換器１２４で過冷却され、圧力を下げられて、浸漬式
（ｓｕｍｐ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ）ボイラー／コン
デンサー１４８に供給されて蒸発する。蒸発した酸素は
管路１６４を経由して抜出され、熱交換器１２４，１４
４，１０４で寒冷を回収するために加温され、そして管
路１６６により気体酸素生成物の一部として抜出され
る。最後に、低圧塔１１６の沸騰酸素の一部分は管路１
６８を経て抜出され、熱交換器１４４，１０４で寒冷を
回収するため加温され、そして管路１７０を経て気体酸
素生成物の別の一部分として回収される。気体酸素生成
物のこれらの二つの分の相対的な量は、低圧塔１１６の
運転圧力に依存する。低圧塔１１６の運転圧力が上昇す
るにつれて、気体酸素生成物のうちの第二の分（管路１
７０のもの）の相対量は減少する。
【００３０】図２に示したプロセスの態様は図１に示し
たプロセスの態様と同様である。この明細書の開示を通
して、全ての機能的に同一の又は同等の機器と流れは、
同じ番号で表される。図１の態様と図２の態様との相違
は、図２では低圧塔１１６からの管路１６０の液体酸素
塔底液分を、圧力を下げて、ボイラー／コンデンサー２
３６で高圧塔１１０の塔頂からの管路２３４の凝縮する
窒素塔頂生成物との熱交換で蒸発させる、ということで
ある。管路２３８の凝縮窒素は管路１４０の凝縮窒素と
混合されて、管路２４０の低圧還流用の流れを形成す
る。あるいはまた、管路２３８の凝縮窒素の一部を高圧
塔１１０への還流のために使用してもよい。低圧還流用
の流れは熱交換器１２４で過冷却され、圧力を下げられ
て、低圧塔１１６の塔頂へ導入される。任意的に、上記
の窒素塔頂生成物の一部は管路２４４により抜出して、
寒冷を回収するために加温され、高圧の気体窒素生成物
として回収され、また、液体酸素生成物を管路２６４に
より取出すことができる。
【００３１】図３のプロセスの態様は、図２のプロセス
の態様をもとにしている。主要な相違点は、高圧窒素塔
頂生成物を製品として抜出さないこと、管路１５２の低
圧気体窒素生成物を圧縮機３５２で昇圧して高圧気体窒
素生成物として管路３５４により取出すこと、そしてこ
の昇圧窒素生成物の一部を管路３００を経由してプロセ
スへ再循環させることである。詳しく言えば、管路３０
０の再循環窒素は主熱交換器１０４でもってその露点近
くの温度まで冷却され、そして管路１３４の窒素塔頂生
成物と混合されてリボイラー／コンデンサー１３６に供
給される。
【００３２】図４に示したプロセスの態様は、液体空気
を高圧塔１１０へも低圧塔１１６へも還流させないこと
を除いて、図３に示したプロセスの態様と本質的に同じ
である。図４のプロセスの態様では、管路１０６の、冷
却された第一の分割分は全てリボイラー／コンデンサー
１１４に供給されて、そこで部分凝縮される。この部分
凝縮した原料空気分の全部が次いで管路４１８を経て高
圧塔１１０の底部に供給される。
【００３３】図５は、ガスタービンと組み合わされた、
図２に示したプロセスの態様を示す。図２についての空
気分離プロセスの態様は既に説明したので、ここではタ
ービンとの組み合わせのみを説明する。図５は、空気分
離プロセスへの原料空気の全部がガスタービンに機械的
に連結された圧縮機によって供給され、そして空気分離
プロセスの気体窒素生成物の全部がガスタービン燃焼器
へ供給される、いわゆる「完全集成（ｆｕｌｌｙ ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ）」オプションに相当する。これに代
えて、「部分集成」オプションを使用することもできよ
う。これらの「部分集成」オプションでは、空気分離プ
ロセスへの供給空気はガスタービンに機械的に連結され
た圧縮機から一部のものがやって来るかあるいは少しも
やって来ず、また気体窒素生成物はガスタービン燃焼器
へ一部のものが供給されるかあるいは少しも供給されな
い（すなわち昇圧された窒素生成物にまさる代りのもの
がある場合）。図５に示された「完全集成」の態様は一
例であるに過ぎない。
【００３４】図５を参照すれば、原料空気は管路５００
によりプロセスへ供給され、圧縮機５０２で圧縮され、
そして管路５０４の空気分離装置用の分と管路５１０の
燃焼空気用の分に分割される。空気分離装置用の分は熱
交換器５０６で冷却され、低温では凍結するであろう不
純物をモルシーブ装置５０８で取除き、そして空気分離
装置に管路１００を経由して供給される。この空気分離
装置からの、管路１５２の気体窒素生成物は、圧縮機５
５２で圧縮され、熱交換器５０６で加温され、そして管
路５１０の燃焼空気用の分と一緒にされる。管路５１２
の一緒にされた燃焼用供給空気流は熱交換器５１４で加
温され、管路５１８の燃料と混合される。窒素は多数の
別の場所から導入することができるということ、例え
ば、燃料ガスと直接混合し又は燃焼器へ直接供給するこ
とができるということに注目すべきである。燃料／燃焼
供給空気流は燃焼器５２０で燃焼して、燃焼ガス生成物
は管路５２２を経てエキスパンダー５２４に供給されて
そこで仕事膨張する。図５は、エキスパンダー５２４で
作り出される仕事の一部分を原料空気を圧縮機５０２で
圧縮するために使用するものとして示している。しかし
ながら、発生される全部又は残りの仕事を発電するとい
ったような他の目的のために利用することができる。管
路５２６のエキスパンダー排気ガスは熱交換器５１４で
冷やされて、管路５２８を経て排出される。管路５２８
の冷却された排気ガスは次いで、結合されたサイクルで
スチームを発生させるといったような他の目的のために
用いられる。ここで、窒素と空気の両方（燃料ガスも）
は燃焼器へ注入する前に低レベルの熱を回収するため水
と熱交換させることができることに言及すべきである。
そのようなサイクルはここで詳細には検討しない。
【００３５】図６は、窒素だけが所望の生成物であるか
又は窒素と酸素の両方が必要とされるが酸素生成物を昇
圧してはならない状況の場合に図２に示した二段式リボ
イラーサイクルをどのように利用することができるかを
示す。このプロセスの態様と図２に示したものとの差異
は次の通りである。第一に、この態様は空気コンパンダ
ーを使用しない。従って管路１００の供給空気の全体が
１０４で冷却される。管路１０６の冷却された原料空気
は次に、図２におけるように二つの部分に分割される。
第二に、管路２６２の酸素流は熱交換器１４４で、そし
て部分的に熱交換器１０４で加温され、エキスパンダー
６００で仕事膨張させられる。その結果得られた管路６
６５の膨張酸素流は、寒冷を回収するため熱交換器１０
４で加温され、そして周囲圧力の酸素生成物として回収
されるかあるいは排気される。最後に、少量の液体窒素
を低圧塔１１６から管路６５０を経て抜出すことができ
る。
【００３６】図７のプロセスの態様は、三段式リボイラ
ーを用い、中圧窒素と空気の両方の凝縮を行うものであ
る。中圧とは、圧力が高圧塔と低圧塔の運転圧力の間に
あることを意味する。このサイクルと図２のそれとの違
いは次の通りである。第一に、更に圧縮された第二の分
をエキスパンダー１３０で低圧塔１１６の圧力まで膨張
させそしてこのエキスパンダー空気を管路１３２により
低圧塔１１６へ直接供給する代わりに、更に圧縮された
第二の分を中圧まで膨張させる。管路７３２のこの中圧
流は、低圧塔１１６への供給位置の直ぐ下の低圧塔１１
６内にあるリボイラー／コンデンサー７４０で凝縮され
る。凝縮した空気は管路７３３を経て低圧塔１１６へ純
粋でない還流として供給される。第二に、管路２３４の
窒素ガスの一部分は管路７３４を経由して取出され、熱
交換器１４４で加温され、中圧まで膨張させられ、そし
て管路７３８を経てリボイラー／コンデンサー７４０に
供給される。リボイラー／コンデンサー７４０で、膨張
中圧窒素流は凝縮される。管路７４２の凝縮窒素は熱交
換器１２４で過冷却され、圧力を低下させられて、低圧
塔１１６の塔頂に追加の還流として供給される。最後
に、窒素エキスパンダー７３６のために余分の寒冷が作
り出されるので、この態様からはより多くの液体生成物
を生産することができる。
【００３７】図８に示した態様は、本質的には二段式リ
ボイラーサイクルであって、低圧塔の供給位置の直ぐ下
のリボイラー／コンデンサーで中圧窒素の凝縮を行うだ
けである。この態様は、米国特許第４７９６４３１号明
細書に教示された方法の改良である。図８のサイクルと
図７のそれとの唯一の違いは、図７のプロセスの態様で
は供給空気の一部をコンパンドし（更に圧縮し膨張させ
る）、次いで中圧窒素を凝縮させる同じリボイラー／コ
ンデンサーで凝縮させ、その後低圧塔へ供給するが、図
８のプロセスの態様はそのような工程を行わない、とい
うことである。
【００３８】あるいはまた、図７及び図８に例示した態
様では、窒素ガスの管路７３４の分を熱交換器１４４で
加温してから熱交換器１０４で更に部分的に加温して、
それからエキスパンダー７３６で仕事膨張させることが
できる。
【００３９】図９に示した態様は、再循環窒素流のある
三段式リボイラーのものである。このサイクルでは、圧
縮された清浄な原料空気を主熱交換器１０４で冷却し
て、それぞれ管路１０８と１１２の二つの部分に分割す
る。管路１０８の第一の分は、精留のため高圧塔１１０
の底部に供給して、管路１３４の窒素の塔頂生成物と管
路１４２の粗液体酸素の塔底液とにする。管路１１２の
第二の分は、ボイラー／コンデンサー９１４で管路１６
０の沸騰液体酸素との熱交換で凝縮されて、それぞれ管
路９２０と９３０の二つの部分に分割される。管路９２
０の第一の部分は中間の純粋でない還流として高圧塔１
１０に供給される。管路９３０の第二の部分は熱交換器
１２４で過冷却され、圧力を下げられて、低圧塔１１６
の上方の中間位置へ純粋でない還流として供給される。
【００４０】管路１５２の窒素生成物のうちの一部は管
路９５２により抜出され、圧縮機９５４で圧縮され、後
段冷却され、そしてそれぞれ管路９５６と９６２の二つ
の二次分割流に分割される。管路９５６の第一の二次分
割流は主熱交換器１０４で冷却され、低圧塔１１６の塔
底に位置するリボイラー／コンデンサー９５８で凝縮さ
れて、管路９６０を経て高圧塔の塔頂に供給される。管
路９６２の第二の二次分割流はコンパンドされる（圧縮
機９６４で圧縮され、主熱交換器１０４で冷却され、そ
してエキスパンダー９６６で仕事膨張させられる）。コ
ンパンドされた第二の窒素二次分割流は、低圧塔１１６
の上方の中間位置にあるリボイラー／コンデンサー９７
０で凝縮され、過冷却され、圧力を下げられて、低圧塔
１１６の塔頂に還流として供給される。
【００４１】図９のプロセスの態様の残りは図８のプロ
セスの態様と同じである。
【００４２】図１０に示したプロセスの態様はもう一つ
の三段式リボイラーサイクルである。このサイクルで
は、流れ１３２の膨張空気はボイラー／コンデンサー１
０４４へ供給されて、管路１０４２を経由して抜出さ
れ、圧力を下げられて浸漬式ボイラー／コンデンサー１
０４４に供給される粗液体酸素の一部である沸騰粗液体
酸素との熱交換で凝縮される。管路１０３２の凝縮空気
は圧力を下げられ、そして流れ１２２と一緒に低圧塔１
１６に供給される。部分的に蒸発した粗酸素は低圧塔１
１６の供給箇所へ供給される。このサイクルの残りは図
２のそれと同じである。
【００４３】最後に、このようなプラントは気体の酸素
と窒素の製造に限定されないということに言及すべきで
ある。昇圧された窒素流（又は廃棄流）は、等エントロ
ピー膨張させて、液体酸素及び／又は窒素の製造に必要
とされる寒冷を作り出すことができる。その上、酸素は
コールドボックスから種々の圧力で取出すことができ
る。廃棄流も、高圧塔又は低圧塔の中間部から取出すこ
とができる。図１１は、そのような特徴を備えた二段式
リボイラー／コンデンサーサイクルを示している。図１
１の態様は図２のそれと同様であるが、違いは次の通り
である。第一に、この態様では、気体の酸素生成物をリ
ボイラー／コンデンサー１１４より上の高圧塔１１６の
塔底から管路１１６８により取出して、寒冷を回収する
ため熱交換器１０４で加温し、そして管路１１７０を経
て副次気体酸素生成物として回収する。第二に、管路２
４０の凝縮窒素を熱交換器１２４で過冷却し、相分離器
１１４２でフラッシュさせて液相と気相とに分ける。気
相は、低圧塔１１６からの管路１５０の窒素生成物と一
緒にされる。管路１１４６の液相のうちの少なくとも一
部分は、管路１１４８を経由して低圧塔１１６に還流と
して供給される。管路１１４６の液相の残りは、管路１
１５０を経由して液体窒素生成物として取出される。最
後に、廃棄流は低圧塔１１６より管路１１７０を経て取
出され、熱交換器１２４と１４４で加温され、エキスパ
ンダー１１７２で仕事膨張させられ、寒冷を回収するた
め熱交換器１２４，１４４及び１０４で更に加温され
て、それから管路１１７６を経て排気される。
【００４４】加圧下の窒素生成物が要求されない場合に
は、低圧塔の塔頂からの窒素又は高圧塔からの窒素もし
くは廃棄流を、たとえ廃棄流を低圧塔から取出そうと取
出すまいと、低圧塔からの廃棄流と同じようにして膨張
させることができる、ということも述べておくべきであ
る。二つのエキスパンダーの組み合わせを用いて空気コ
ンパンダーをなくすことができる。
【００４５】先に検討した態様の全部においては、低圧
塔から取出される液体酸素の圧力は窒素蒸気との熱交換
の前に下げられる。先に述べたように、液体酸素塔底液
分の圧力を下げる代わりに、窒素蒸気の圧力を上昇させ
ることができる。図１２と図１３は、これらでは液体酸
素流１６０の圧力をボイラー／コンデンサー２３６に供
給する前に低下させずそして窒素蒸気流２３４の圧力を
ボイラー／コンデンサー２３６に供給する前に圧縮して
上昇させることを除いて、それぞれ図２と図３に示した
態様を説明する。窒素蒸気の圧縮は低温（ｃｏｌｄ）圧
縮又は高温（ｗａｒｍ）圧縮を使って行うことができ
る。
【００４６】先に検討した態様の全部は、改良のために
高圧塔かあるいは低圧塔のどちらかから窒素蒸気を引き
出す。図１４は、窒素蒸気を再循環される圧縮された窒
素生成物から引き出す態様を説明する。図１４の態様は
図３の態様と同様である。図１４を参照すれば、管路３
０２の圧縮された再循環窒素が、管路２３４の高圧窒素
塔頂生成物の一部分の代わりに熱交換器２３６に供給さ
れよう。更に、図１４では、ボイラー／コンデンサー２
３６で沸騰する液体酸素の圧力を管路１６０の液体酸素
をポンプで送ることで上昇させることができる。
【００４７】最後に、比較のために、従来の二塔式サイ
クルを図１５に示す。この従来の二塔式サイクルは当該
技術分野において周知であり、それゆえに詳しくは説明
しない。
【００４８】本発明の効力を説明するために、いくつか
の比較例をシミュレーションした。従来の二段式リボイ
ラーサイクルは要求される種類の酸素の回収率と窒素の
純度とを提供しないので、本発明のサイクルと従来の二
段式リボイラーサイクルとの比較は問題にならない。そ
こで、従来の二塔式サイクル（図１５）と図２に示した
好ましい態様との間で比較を行った。シミュレーション
は、コールドボックスへの空気の圧力＝１４７psia（１
０１０kPa ）、Ｏ2 純度＝９５％という条件で行った。
これらのシミュレーションの結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】図１５に示された従来の二塔式サイクルと
図３に示された好ましい態様との比較も行った。シミュ
レーションは、コールドボックスへの空気の圧力＝２０
７psia（１４３０kPa ）、Ｏ2 純度＝９０％という条件
で行った。これらのシミュレーションの結果を表２に示
す。
【００５１】
【表２】
【００５２】動力比は、高圧下で運転する従来の二塔式
サイクルと生成物窒素を１３９．５psia（９６２kPa ）
の圧力に圧縮することとを基礎にして計算されるという
ことに注目されたい。従来の低圧サイクルの動力を比較
の基準として使用すると、表１の動力の節約は約８％に
なる。
【００５３】本発明で三段式リボイラーを用いることの
利点を、図７及び図８に示した三段式リボイラーサイク
ルと本発明の二段式リボイラーサイクルすなわち図２に
示したものとの比較によって示す。シミュレーションの
ための条件は、コールドボックスへの空気の圧力＝１４
７psia（１０１０kPa ）、Ｏ2 純度＝９５％というもの
である。これらのシミュレーションの結果を表３に示
す。
【００５４】
【表３】
【００５５】低圧塔の供給位置の直ぐ下のリボイラー／
コンデンサーで中圧の窒素のみの凝縮を行う三段式リボ
イラーサイクルの動力効率（図８）は本発明の二段式リ
ボイラーサイクルよりもわずかに良好なだけであるとは
言え、中圧空気と窒素の両方の凝縮（図７）の場合にあ
ってはかなり良好であることが分る。
【００５６】最後に、図２（ＬＯＸなし及びＬＯＸあ
り）と図７のサイクルのシミュレーションから得られた
主要な流れのパラメーターをそれぞれ表４〜６にまとめ
て掲載する。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
【００６０】いくつかの具体的な態様を参照して本発明
を説明してきた。これらの態様は本発明を限定するもの
と見るべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲か
ら確認されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図２】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図３】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図４】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図５】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図６】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図７】低圧塔に三つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図８】低圧塔に三つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図９】低圧塔に三つのリボイラー／コンデンサーのあ
る本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１０】低圧塔に三つのリボイラー／コンデンサーの
ある本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１１】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーの
ある本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１２】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーの
ある本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１３】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーの
ある本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１４】低圧塔に二つのリボイラー／コンデンサーの
ある本発明の方法のフローダイヤグラムである。
【図１５】従来の二塔式空気分離サイクルのフローダイ
ヤグラムである。
【符号の説明】
１０４…主熱交換器 １１０…高圧塔 １１４…リボイラー／コンデンサー １１６…低圧塔 １２４…熱交換器 １２８…圧縮機 １３０…エキスパンダー １３６…リボイラー／コンデンサー １４４…熱交換器 １４８…ボイラー／コンデンサー ２３６…ボイラー／コンデンサー ５０２…圧縮機 ５０６…熱交換器 ５１４…熱交換器 ５２０…燃焼器 ５２４…エキスパンダー ５５２…圧縮機 ６００…エキスパンダー ７３６…エキスパンダー ７４０…リボイラー／コンデンサー ９１４…ボイラー／コンデンサー ９５４…圧縮機 ９５８…リボイラー／コンデンサー ９６４…圧縮機 ９６６…エキスパンダー ９７０…リボイラー／コンデンサー １０４４…ボイラー／コンデンサー １１４２…相分離器 １１７２…エキスパンダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジアングオ クス アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18051, フォゲルスビル，ホワイト バーチ サー クル 8121 (72)発明者 ラケッシュ アグラウォル アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18049, イモース，コモンウェルス ドライブ 4312

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気を低温蒸留してその構成成分のうち
    の少なくとも一つを分離及び製造するための方法であっ
    て、低温蒸留を異なる圧力で運転する少なくとも二つの
    蒸留塔がある蒸留塔装置で実施し、原料空気流を７０〜
    ３００psia（５００〜２０００kPa ）の範囲内の圧力ま
    で圧縮して低温で凍結する不純物を本質的になくし、こ
    の本質的に不純物のない圧縮原料空気のうちの少なくと
    も一部分を冷却し、上記二つの蒸留塔のうちの第一のも
    のに供給して精留し、それにより高圧の窒素の塔頂生成
    物と粗液体酸素塔底液とを製造し、この粗酸素塔底液を
    その圧力を下げて蒸留のために上記二つの蒸留塔のうち
    の第二のものに供給して、低圧の窒素の塔頂生成物と液
    体酸素塔底液とを製造し、上記の冷却された、本質的に
    不純物のない圧縮原料空気分のうちの少なくとも一部分
    を第一のリボイラー／コンデンサーで液体酸素塔底液と
    の熱交換により少なくとも部分的に凝縮させて上記二つ
    の蒸留塔のうちの少なくとも一つに供給し、上記の高圧
    窒素塔頂生成物のうちの少なくとも一部分を上記第二の
    蒸留塔の塔底と上記粗液体酸素塔底液の供給箇所との間
    の当該低圧塔内に位置する第二のリボイラー／コンデン
    サーで当該第二の蒸留塔を降下してくる液との熱交換に
    よって凝縮させ、この凝縮させた高圧窒素を当該二つの
    蒸留塔のうちの少なくとも一つに還流として供給し、そ
    して気体の窒素生成物を製造する方法において、次の工
    程（ａ）〜（ｃ）を含む、高圧で当該方法の有効な運転
    を可能にする改良空気低温蒸留方法。 （ａ）第二の塔の液体酸素塔底液の一部分を窒素蒸気流
    と熱交換させ、その際に、そのような熱交換の前に、互
    いに熱交換される二つの流れのうちの少なくとも一方の
    圧力を、液体酸素塔底液と窒素蒸気流との温度差をその
    熱交換により窒素蒸気がすっかり凝縮し、そして液体酸
    素塔底液の当該一部分が少なくとも部分的に蒸発するよ
    うにする操作で変化させる工程 （ｂ）その凝縮窒素を二つの蒸留塔のうちの少なくとも
    一つの還流として利用する工程 （ｃ）蒸発した酸素を加温して寒冷を回収する工程
  2. 【請求項２】 前記本質的に不純物のない圧縮原料空気
    のうちのもう一つの部分を更に圧縮し、冷却し、そして
    前記第二の蒸留塔の運転圧力まで仕事膨張させて、この
    膨張させた分を当該第二の蒸発塔の中間位置に供給す
    る、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記更に圧縮し、冷却した分を仕事膨張
    させて発生させた仕事を他の分を圧縮するために使用す
    る、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 工程（ａ）で凝縮させる窒素蒸気が前記
    低圧窒素塔頂生成物の一部分であり、そして当該凝縮窒
    素を前記第二の蒸留塔の還流として利用する、請求項１
    又は２記載の方法。
  5. 【請求項５】 工程（ａ）で凝縮させる窒素蒸気が前記
    高圧窒素塔頂生成物の一部分であり、そして当該凝縮窒
    素を前記第二の蒸留塔の還流として利用する、請求項１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 工程（ａ）で凝縮させる窒素蒸気が前記
    高圧窒素塔頂生成物の一部分であり、そして当該凝縮窒
    素を前記第二の蒸留塔の還流として利用する、請求項２
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 窒素生成物のうちの少なくとも一部分を
    圧縮し、少なくともその一部を第二のリボイラー／コン
    デンサーへ再循環させることを更に含む、請求項５記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 圧縮窒素生成物のうちの第二の部分を更
    に圧縮し、冷却し、そして仕事膨張させ、この膨張させ
    た第二の部分を、減圧された粗液体酸素塔底液の供給箇
    所と前記第二のリボイラー／コンデンサーとの間の前記
    第二の蒸留塔内にある第三のリボイラー／コンデンサー
    で当該第二の塔を降下してくる液と熱交換させて凝縮さ
    せ、そしてこの凝縮させた窒素を当該第二の蒸留塔のた
    めの還流として使用することを更に含む、請求項６記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 空気の流れがガスタービンに機械的に連
    結した圧縮機でもって圧縮され、且つ、空気の低温蒸留
    のための当該方法から生成された気体窒素のうちの少な
    くとも一部分を圧縮し、この圧縮した気体窒素と上記の
    圧縮された空気流のうちの少なくとも一部分と燃料とを
    燃焼器で燃焼させて燃焼ガスを生成させ、この燃焼ガス
    を上記ガスタービンで仕事膨張させ、そして発生した仕
    事のうちの少なくとも一部分を上記ガスタービンに機械
    的に連結した圧縮機を駆動するために使用することを更
    に含む、請求項１又は２記載の方法。
  10. 【請求項１０】 工程（ｃ）の蒸発酸素を仕事膨張させ
    ることを更に含む、請求項１又は２記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記高圧窒素塔頂生成物のうちの一部
    分を仕事膨張させ、この膨張窒素を、減圧された粗液体
    酸素塔底液の供給箇所と前記第二のリボイラー／コンデ
    ンサーとの間の前記第二の蒸留塔内にある第三のリボイ
    ラー／コンデンサーで当該第二の塔を降下してくる液と
    熱交換させて凝縮させ、そしてこの凝縮させた窒素を当
    該第二の蒸留塔のための還流として使用することを更に
    含む、請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記高圧窒素塔頂生成物のうちの一部
    分を仕事膨張させ、この膨張窒素を、減圧された粗液体
    酸素塔底液の供給箇所と前記第二のリボイラー／コンデ
    ンサーとの間の前記第二の蒸留塔内にある第三のリボイ
    ラー／コンデンサーで当該第二の塔を降下してくる液と
    熱交換させて凝縮させ、そしてこの凝縮させた窒素を当
    該第二の蒸留塔のための還流として使用することを更に
    含む、請求項２記載の方法。
  13. 【請求項１３】 膨張させた一部分（空気の）を前記第
    二の蒸留塔へ導入する前に前記第三のリボイラー／コン
    デンサーで凝縮させることを更に含む、請求項１１記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 前記膨張させた分を前記第二の蒸留塔
    へ導入する前に沸騰する粗液体酸素塔底液とのボイラー
    ／コンデンサーでの熱交換により凝縮させることを更に
    含む、請求項２記載の方法。
  15. 【請求項１５】 圧縮原料空気のうちの少なくとも一部
    分を前記ガスタービンに機械的に連結した圧縮機で圧縮
    された空気の流れから得る、請求項９記載の方法。
  16. 【請求項１６】 圧縮原料空気のうちの少なくとも一部
    分をガスタービンに機械的に連結した圧縮機で圧縮され
    た空気の流れから得る、請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 工程（ａ）の操作において前記液体酸
    素塔底液の当該一部分の圧力を前記熱交換の前に低下さ
    せる、請求項１記載の方法。
  18. 【請求項１８】 工程（ａ）の操作において前記窒素蒸
    気の流れの圧力を前記熱交換の前に上昇させる、請求項
    １記載の方法。
  19. 【請求項１９】 工程（ａ）の操作において前記熱交換
    の前に前記窒素蒸気の流れの圧力を上昇させ且つ前記液
    体酸素塔底液の当該一部分の圧力を上昇させる、請求項
    １記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記二つの蒸留塔のうちの第一のもの
    へ供給される、冷却された、本質的に不純物のない圧縮
    原料空気の部分と、前記第二の蒸留塔の塔底に位置する
    第一のリボイラー／コンデンサーで液体酸素塔底液との
    熱交換により少なくとも部分的に凝縮される、冷却され
    た、本質的に不純物のない圧縮原料空気の部分とが同じ
    流れである、請求項１記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第一のリボイラー／コンデンサー
    が第二の蒸留塔の塔底にある、請求項１記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記第一のリボイラー／コンデンサー
    が第二の蒸留塔の外部にある、請求項１記載の方法。
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