JPH0926262A - アルゴンの製造 - Google Patents

アルゴンの製造

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JPH0926262A
JPH0926262A JP8177752A JP17775296A JPH0926262A JP H0926262 A JPH0926262 A JP H0926262A JP 8177752 A JP8177752 A JP 8177752A JP 17775296 A JP17775296 A JP 17775296A JP H0926262 A JPH0926262 A JP H0926262A
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rectification column
stream
oxygen
liquid
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JP8177752A
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Paul Higginbotham
ポール・ヒジンボサム
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BOC Group Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 アルゴン富化酸素の第一流は第一精留塔
４で分離されて更にアルゴン富化酸素蒸気を形成し、ア
ルゴン富化酸素の第二流は、第一精留塔４に比べて低圧
で動作する第二精留塔６の中に導入される。第二精留塔
６の中を上方へと流れる蒸気流は、その中で、分離され
た再沸騰器・凝縮器４４で再沸騰させることによって作
られる。更に富化された酸素蒸気は、前記分離液体と間
接的に熱交換することによって、再沸騰器・凝縮器４４
で凝縮される。前記の凝縮され更に富化された酸素蒸気
の一つの流れは、第一精留塔４で還流として用いられ
る。第三のアルゴン富化酸素流は、第二精留塔６の中間
質量交換領域中に液体状態で導入される。アルゴン生成
物は、第二精留塔で分離される。前記第三流のアルゴン
濃度は、前記第二流のアルゴン濃度を超えているが、ア
ルゴン生成物の濃度未満であり、第三流は、凝縮され更
に富化された酸素蒸気から、又は第一精留塔４において
他の液体から取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、アルゴンを製造するための方法
及び装置に関するものである。
【０００２】アルゴンは、典型的には、空気の精留によ
って工業的に製造されている。典型的な空気精留法で
は、空気の流れを圧縮する予備工程、空気流から水蒸気
及び二酸化炭素を除去することによって生じた圧縮空気
流を精製する工程、及び戻ってくる生成物流を用いて間
接的に熱交換することによって、精留するのに適当な温
度まで圧縮空気流を予備冷却する工程を行う。精留は、
典型的には、互いに異なる圧力で動作する高圧精留塔と
低圧精留塔とを含むいわゆる「複式精留塔（double rec
tification column）」で行われる。入り空気のほとん
どは、高圧塔の中に導入され、富化酸素液体空気と窒素
蒸気とに分離される。窒素蒸気は凝縮される。凝縮液の
一部は、高圧塔において、液体還流として用いられる。
富化酸素液体は、高圧塔の塔底から取り出され、低圧塔
への供給流を作るために用いられる。富化酸素液体空気
は、低圧精留塔において、実質的に純粋な酸素と窒素と
に分離される。気体の酸素及び窒素の生成物は、低圧精
留塔から取り出され、入り空気が熱交換される戻り流を
形成する。低圧精留塔への液体還流は、上記の液体窒素
凝縮液の一部を取り出し、それを低圧精留塔の上部に導
入することによって提供される。低圧精留塔の底部から
の蒸気の上昇流は、低圧精留塔において分離される液体
酸素を再沸騰させることによって生じる。再沸騰は、高
圧下で分離された窒素蒸気を用いて液体酸素を間接的に
熱交換することによって行われる。その場合、液体窒素
凝縮液が生成される。
【０００３】アルゴンの局所的最大濃度は、富化酸素液
体空気が導入されるレベルよりも下にある低圧精留塔の
中間レベルにおいて生じる。
【０００４】アルゴン生成物を製造するために、アルゴ
ン富化酸素蒸気流は、アルゴン濃度が典型的には５ −
１５容量％である低圧精留塔の領域から取り出され、ア
ルゴン生成物が分離される更なる精留塔の底部領域中に
導入される。アルゴン塔用の還流は、塔の頭部にある凝
縮器によって提供される。この凝縮器は、低圧精留塔の
中に富化酸素液体空気が導入される地点の上流にある富
化酸素液体空気の少なくとも一部分によって冷却され
る。
【０００５】アルゴンを製造するための上記の方法は、
ＥＰ−Ａ−０ ３７７ １１７において開示されている。
アルゴン及び酸素は、互いに同様な揮発性を有している
ので、アルゴン精留塔は、多数の理論段を用いて設計さ
れる。例えば、ＥＰ−Ａ−０３７７ １１７，１８０で
開示されているように、理論トレーを充填アルゴン精留
塔で用いて、アルゴン精留塔から直接に無酸素アルゴン
生成物を製造することができる。所望の場合は、装置の
高さを低くするために、アルゴン塔を２つの部分に分割
することができる。前記のような配置はＥＰ−Ａ−０
６２８ ７７７に開示されている。
【０００６】この精留塔の任意のサイズ又は容量にとっ
て、還流比は、アルゴンが任意の純度及び回収率で製造
される速度を決定する。実際に、アルゴン精留塔で用い
て、純度に悪影響を与えずに回収率を最小にすることが
できる還流比の最適範囲が存在する。
【０００７】既に言及した従来の特許明細書で開示され
ているアルゴン精留塔において従来最適であったものに
比べて、アルゴン精留塔における更に低い還流比を有効
に利用することを可能にすることによって酸素・アルゴ
ン分離を向上させることができる、アルゴンを製造する
ための方法及び装置を提供することは本発明の目的であ
る。
【０００８】本発明に従って、第一精留塔においてアル
ゴン富化酸素の第一流から更にアルゴンが富化されてい
る酸素蒸気を分離する工程；第一精留塔に比べてより低
圧で動作する第二精留塔の中にアルゴンが富化されてい
る酸素の第二流を導入する工程；第二精留塔で分離され
た液体を再沸騰させることによって第二精留塔の中で上
方へと流れる蒸気流を生じさせる工程；前記の分離され
た液体を用いて間接的に熱交換し、それによって前記再
沸騰を生起せしめることによって、更に富化酸素蒸気を
凝縮させる工程；第一精留塔における還流として、凝縮
された更に富化された酸素蒸気の一つの流れを用いる工
程；第二精留塔の中間質量交換領域（intermediate mas
s exchange region）の中に、液体状態の第三のアルゴ
ン富化酸素流を導入する工程、及び第二精留塔において
アルゴン生成物を分離する工程、その場合、前記第三流
のアルゴン濃度は第二流のアルゴン濃度に比べて高い
が、アルゴン生成物のアルゴン濃度に比べて低い、且つ
第三流は、凝縮され更に富化された酸素蒸気から取り出
されるか、又は第一精留塔にある他の液体から取り出さ
れる、を含むアルゴンを製造する方法が提供される。
【０００９】又、本発明は、アルゴン富化酸素の第一流
のための入口を有し、前記アルゴン富化酸素の第一流か
ら更にアルゴンに富む酸素蒸気を分離するための第一高
圧精留塔；アルゴン富化酸素の第二流のための入口を有
し、前記アルゴン富化酸素の第二流からアルゴン生成物
を分離するための第二低圧精留塔；更に豊富に蒸気を凝
縮するための通路、第二精留塔で分離された再沸騰液体
のための通路、生成される第二精留塔中の蒸気を上昇流
にすることができるように第二精留塔と連絡している出
口を有する再沸騰通路、及び第一精留塔に対して還流を
供給することができるように第一精留塔と連絡している
出口を有する凝縮通路と熱交換の関係にある再沸騰凝縮
器；前記凝縮通路の出口と又は第一精留塔からの液体の
ための出口と連絡している第二精留塔の中間質量熱交換
領域への入口；及び第二精留塔からの生成物アルゴンの
ための出口を含むアルゴンを製造するための装置も提供
する。
【００１０】本明細書で用いている「精留塔」という用
語は、蒸留又は分別の塔又はゾーン（単数又は複数のゾ
ーン）、すなわち液相及び蒸気相が向流となって接触し
て、例えば、充填要素（packing elements）上で、又は
塔ゾーン（単数又は複数）の中に取り付けられている一
連の垂直に間隔を開けて配置されたトレー又はプレート
上で、蒸気相と液相とを接触させることによって、混合
物を分離せしめる接触塔ゾーン（単数又は複数）を意味
している。
【００１１】本明細書で用いている「アルゴン富化酸
素」という用語は、アルゴンの濃度が空気中のアルゴン
濃度を超えて高い、すなわち０．９３容量％を超えてい
るアルゴンと酸素とを含む混合物を意味している。
【００１２】McCabe-Thiele 分析に関して、本発明に従
う方法及び装置は、第三のアルゴン富化酸素流が、上記
の種類の従来のアルゴン製造方法を運転するときに最適
であるものに比べてより小さい明らかな傾斜を有する運
手ラインに沿って第二精留塔の上部へと導入されるレベ
ルから広がっている領域において第二精留塔を最適に動
作させることができる。第二精留塔へのアルゴン富化酸
素の第三流の導入によって、従来の方法に比べてより高
濃度のアルゴン濃度のピンチポイント（pinchpoint）が
生じ、又、そこより上の操作ラインの傾斜が低下するの
は、このピンチポイントの結果である。多くの必然的に
得られる一つ以上の利点が得られるかもしれない。特
に、比アルゴン回収率（specific argon recovery）、
すなわち消費されるユニット電力当たりのアルゴン収率
を増加させることができる。従って、アルゴン回収率
は、総電力消費量を変えずに比較可能な従来の方法と比
較して増大させることができるか、又はアルゴン回収率
は増大しないかもしれないが、総電力消費量を低下させ
ることができる。
【００１３】第三のアルゴン富化酸素蒸気流が導入され
るレベルよりも上にある第二精留塔の領域における操作
ラインの最適傾斜を最小に保つために、前記第三流は、
凝縮され更に酸素に富む蒸気と同じ組成であるか又は同
じ組成を有することが好ましいので、第一精留塔の中間
質量交換領域から第三流を取り出さないことが好まし
い。好ましくは、第一精留塔は、その上部において、
１．３ − １．５バールの圧力を有する。前記の範囲を
超える圧力が用いられる場合、第一精留塔におけるアル
ゴン・酸素分離の程度が低下し、アルゴン富化酸素の第
一流が取り出される主蒸留塔の運転に関して典型的に悪
影響がある。第一精留塔の上部における圧力が上記状態
の範囲未満の場合で、本発明の利点を得なければならな
いときには、典型的には、上部において１バール未満の
圧力で第二精留塔を運転する必要がある。しかしなが
ら、第二精留塔の前記低圧運転は避けなければならな
い。
【００１４】好ましくは、アルゴン富化酸素の第三流
は、アルゴンを１５ − ３０容量％含む。前記アルゴン
濃度は、第一精留塔の上部の圧力が上記範囲内に維持さ
れる場合、容易に達成することができる。
【００１５】アルゴン富化酸素の第二流は、好ましく
は、液体状態で第二精留塔の中に導入され、分離された
液体のアルゴン濃度は好ましくは第二流の前記アルゴン
濃度に比べて低い。
【００１６】上記の分離された液体は、好ましくは、９
９容量％を超える酸素濃度、及び１容量％未満のアルゴ
ン濃度を有する。
【００１７】アルゴン富化酸素の第一流は、好ましく
は、蒸気状態で第一精留塔中に導入される。前記第一流
が液体状態で導入される場合、第一精留塔に再沸騰器を
取り付けて、第一精留塔中に蒸気の上昇流を生起せしめ
る。
【００１８】本発明に従う方法のいくつかの例では、ア
ルゴン富化酸素の第二流は、第一精留塔の底部領域から
液体として取り出される。他の例では、第二流は、第一
精留塔の中間質量交換領域から液体として取り出され
る。後者の例では、酸素に比べて揮発性が低い不純物が
アルゴン富化酸素の第一流から吸収される第一精留塔の
中間質量交換領域よりも下の最低のところにある液・蒸
気接触セクションを第一精留塔中に含むことができる。
故に、第二精留塔からメタン（及び酸素に比べて揮発性
の低い他の不純物）が実質的に無い少なくとも一種類の
酸素生成物を取り出すことができる。前記の高純度酸素
生成物を製造する能力は、本発明に従う方法及び装置の
更なる利点である。
【００１９】アルゴン富化酸素の第一流は、好ましく
は、空気が分離される主精留塔から蒸気状態で取り出さ
れる。主精留塔は、好ましくは、複式塔（double colum
n）であるが、所望の場合、ＧＢ−Ａ−１ ２５８ ５６
８に示されている様式において単一塔（single colum
n）を用いることができる。
【００２０】アルゴン蒸気は、好ましくは、第二精留塔
の上部質量交換領域から取り出され、凝縮され、且つ凝
縮されたアルゴン蒸気の一つの流れは、アルゴン生成物
として取り出され、別の凝縮アルゴン蒸気は、第二精留
塔において還流として用いられる。主精留塔が複式塔で
ある場合、前記のアルゴン蒸気は、好ましくは、主精留
塔から取り出される富化酸素液体空気流と間接的に熱交
換することによって凝縮され、生成する気化された富化
酸素液体空気は主精留塔へと戻される。一つの別の配置
では、複式塔からの富化酸素液体空気流は、部分的に再
沸騰され、それによって更に酸素が富化されることにな
る。この更に富化された酸素の液体流は、熱交換させる
ことによって前記アルゴン蒸気を凝縮させるために用い
られる。部分的再沸騰は、好ましくは、主精留塔で分離
された窒素と間接的に熱交換させることによって行われ
る。前記の配置の利点は、その配置によって、加速され
た速度で、主精留塔で用いるために液体窒素還流を発生
させることができることにある。前記の追加の還流を用
いて、主精留塔の運転を向上させ、又アルゴン回収率も
向上させることができる。
【００２１】富化酸素液体空気の再沸騰からの蒸気は、
好ましくは、複式塔の一部を形成する高圧精留塔の上部
における作業圧力の中間の圧力、及び更に又、前記複式
塔の一部分を形成する低圧精留塔の上部における作業圧
力の中間の圧力で動作する更なる精留塔で分離される。
【００２２】アルゴン富化酸素の第二流が第一精留塔の
底部から取り出される場合、前記の塔は、好ましくは、
５ − １０個の理論トレーを含む。第一精留塔が最低部
メタン吸収セクションを更に含み、又アルゴン富化酸素
の第二流が最低部セクションの上から取り出される場
合、追加の５個以下の理論トレーが、第一精留塔におい
て好ましく用いられる。
【００２３】無酸素アルゴン生成物を製造することが望
まれる場合には、第二精留塔は、好ましくは少なくとも
２２０個の理論トレーを含む。所望の場合は、第二精留
塔は、分離容器中に収容された２つの分離ゾーンを含む
ことができる。前記の配置では、比較的純粋なアルゴン
が第二ゾーンで製造され、アルゴン富化酸素の第一流は
第一ゾーンへと供給される。第二ゾーンの底部からの液
体は、ポンプによって第一ゾーンの上部へと汲み上げら
れ、蒸気は、第一ゾーンの上部から第二ゾーンの底部へ
と送られる。前記分割第二精留塔の配置は、ＥＰ−Ａ−
０ ６２８ ７７７に添付されている図面に示されている
２つのアルゴン塔の配置と類似している。
【００２４】添付の図面を参照しながら、本発明に従う
方法及び装置を例として説明する：図１は、精留塔の配
置に関する系統図であり；図２は、図１に示した精留塔
の一つの運転を説明しているMcCabe-Thieleに関する該
略図であり；図３は、図１に示した塔の配置に関する改
良を説明しており；図４は、精留塔のもう一つ別の配置
を用いている空気分離プラントに関する系統図である。
【００２５】図面は実寸ではない。図１及び図３におけ
る同じ部材は同じ参照番号で示してある。
【００２６】図１参照。主精留塔２から取り出された蒸
気のアルゴン富化酸素流を分離するための第一精留塔
４、及び第二アルゴン富化酸素流を分離するための第二
精留塔６を含む精留塔の配置が示してある。主精留塔２
は、高圧精留塔８と、低圧精留塔１０とを含む複式精留
塔の形態を取る。高圧精留塔８の上部は、従来の様式
で、凝縮器・再沸騰器１２によって低圧精留塔１０の底
部に対して熱的に結合されている。精留塔４，６，８，
及び１０のそれぞれにおいて、質量交換が、上昇蒸気相
と下降液相との間で起こる。質量交換の結果として、蒸
気相は、上昇方向において更に揮発性の成分に徐々に富
むようになり、一方、液相は、下降方向において更に低
揮発性の成分に徐々に富んで来る。液相と蒸気相との接
触は、シーブトレー、ランダム充填物（random packin
g）又は構造化充填物（structured packing）、又は前
記装置の組み合わせを含むことができる。液・蒸気接触
装置１４によって提供される液・蒸気接触表面上で起こ
る。ランダム充填物又は構造化充填物は、好ましくは、
塔４，６及び１０で用いられる。それぞれの塔の中を流
れる液体の下降流は、液体還流の流れを前記の塔の上部
の中に導入し、塔の中を下方に流すことによって作られ
る。再沸騰器は、分離のために液体状態の流れと共にの
み供給される、任意の精留塔の中を流れる上昇蒸気流を
提供するために用いられる。
【００２７】乾燥していて二酸化炭素の無い蒸気空気流
は、任意の高圧及びその露点、又は露点をほんの少し超
える温度で、入口１６を通して高圧精留塔８の中に導入
される。更に、乾燥していて二酸化炭素の無い液体空気
流は、入口１６のレベルを超えるレベルで高圧精留塔８
に対して入口１８を通して導入される。前記の空気は、
高圧精留塔８において、その上部で窒素蒸気画分と、そ
の底部で富化酸素液体空気画分とに分離される。窒素蒸
気は、沸騰酸素との間接的熱交換によって、凝縮器・再
沸騰器１２において凝縮される。液体窒素凝縮液の一部
分は、還流として高圧精留塔８の上部に戻される。別の
一部は、出口２０から取り出され、低圧精留塔１０にお
いて液体窒素還流として用いられる。富化酸素液体空気
流は、出口２２を通して高圧精留塔８の底部から取り出
される。所望の場合は、富化酸素液体空気流は、（図示
されていない手段によって）過冷却することができ、パ
イプライン２４への供給材料を作ることができる。パイ
プライン２４は、その中に減圧弁２６を有し、それによ
って富化酸素液体空気流の圧力は、低圧精留塔１０の作
業圧力を少し超えるまで減圧される。減圧された富化酸
素液体空気は、第二精留塔６の上部と関連している凝縮
器２８の中を流れ、凝縮アルゴンと間接的に熱交換する
ことによって部分的に気化される。部分的に気化された
富化酸素液体空気は、入口３０を通して低圧精留塔１０
の中に導入される。出口２０から取り出され、所望の場
合には、（図示されていない手段によって）過冷却され
る液体窒素還流は、減圧弁３２を通されて、入口３４か
ら低圧精留塔１０の上部に導入される。所望の場合、露
点又は露点を少し超える温度の更に乾燥させた二酸化炭
素の無い空気流が、タービン３６から低圧精留塔１０の
中に導入される。更なる空気流は、入口３０のレベルに
配置されているか又はレベルの上に配置されているが、
入口３４のレベルの下に配置されている入口３８を介し
て低圧精留塔１０に入る。低圧精留塔１０において、空
気流は、低圧精留塔１０の上部で窒素蒸気画分と、前記
塔１０の底部で液体酸素画分とに分離される。液体酸素
画分は、再沸騰器・凝縮器１２において窒素を凝縮させ
るために用いられる液体源を提供する。結果として、酸
素は気化し、その蒸気は、低圧精留塔１０の中を上方へ
と流れる。
【００２８】低圧精留塔１０では、入口３０より下であ
るが、前記塔１０の底部よりも上に領域が形成され、そ
こでは、アルゴン濃度は、入り空気のそれの少なくとも
数倍である。アルゴンを８ − １２容量％（残りは極微
量の不純物を除けば酸素である）を典型的に含む第一ア
ルゴン富化酸素蒸気流が、出口４０から取り出され、第
一精留塔４の中に配置されている液・蒸気接触装置１４
のレベルよりも下にある第一精留塔４の底部中に導入さ
れる。従って、第一精留塔４の底部は、低圧精留塔１０
からの出口４０における圧力と同じ圧力で動作する。ア
ルゴン富化酸素蒸気は、第一精留塔４において、その上
部で、アルゴンに更に富む酸素画分と、その底部で、粗
アルゴン含有液体酸素画分とに分離される。典型的に
は、更に富化された酸素画分は、アルゴンを１５ − ２
５容量％含む。更に富化された酸素画分の流れが、第一
精留塔４から取り出され、沸騰酸素と間接的に熱交換す
ることによって凝縮される。生成した凝縮液の一部は第
一精留塔４の上部へと戻され、前記塔に対して還流を提
供する。第一精留塔４で還流として用いられない更にア
ルゴンに富む凝縮された酸素画分の一部は、減圧弁４６
の中に通され、入口５６のレベルよりも上の中間レベル
にある入口４８を通って、第三アルゴン富化酸素流とし
て低圧精留塔６の中に導入される。
【００２９】液体状態のアルゴン富化酸素流の第二流
は、出口５０を通して第一精留塔４から取り出され、減
圧弁５４中に通され、第二精留塔６の底部よりも上の中
間レベルにおいて、入口５６から第二精留塔６の中に導
入される。いくつかの液・蒸気接触装置１４が、塔６と
入口５６のレベルとの間に配置されている。アルゴンに
富む液体酸素の別の流れは、出口５０を通して第一精留
塔４の底部から取り出され、入口５２を経て、出口４０
が配置されている低圧精留塔１０とほぼ同じレベルに対
して戻される。
【００３０】入口４８及び５６から第二精留塔６の中に
導入されるアルゴン富化酸素流は、その上部で、アルゴ
ン蒸気画分と、その底部で液体酸素画分とにその中で分
離される。アルゴン画分の流れは、凝縮器２８の中を流
れ、そこで富化酸素液体流の部分的再沸騰を生起せしめ
る。結果として、アルゴン画分は凝縮される。凝縮液の
一部は、第二精留塔６へと戻され、そこで還流を提供す
る。凝縮されたアルゴンの残りは、出口５８から生成物
として取り出される。液体酸素画分の一部は、凝縮し更
に富化された酸素と間接的に熱交換することによって、
精留塔６の底部で再沸騰する。液体酸素画分の残りは、
出口６０を介して生成物として取り出される。更に、酸
素生成物は、ポンプ６４によって出口６２を通して低圧
精留塔１０の底部から取り出される。更に、窒素生成物
は、低圧精留塔１０の上部から出口６６を通して、蒸気
状態で取り出される。
【００３１】第二精留塔６は、第一精留塔４に比べて低
い圧力で運転される。第二精留塔６の上部の圧力は、典
型的には、１バールを少し超える、例えば １．１バー
ルである。出口６０を介して取り出される酸素生成物
は、好ましくは、不純物を０．１容量％未満含む。第二
精留塔が設計される時の理論トレーの数、及びその中で
用いられる充填物の実際の高さは、実質的に無酸素のア
ルゴン生成物を与えるように選択することができる。第
二精留塔６の底部の圧力は、第二精留塔６の上部の圧力
と、前記塔中の総圧力低下との合計に等しい。第二精留
塔６の底部の圧力は、酸素画分が沸騰する温度を決定す
る。次に、それは、更に富化された酸素が凝縮器・再沸
騰器４４で凝縮する温度を決定する。従って、更に富化
された酸素の組成物が、必要な凝縮温度を与える組成物
であるように準備される。一つの典型的な例では、第二
精留塔６の上部の圧力は１．１バールであり、第一精留
塔４の底部の圧力は１．４バールである。前記の圧力に
よって、更に富化された酸素画分は、典型的に、アルゴ
ンを約２０容量％含む。典型的に、第一精留塔４は、５
− １０個の理論トレーを提供するのに十分な充填物を
用いて設計される。その上部で無酸素アルゴン画分を製
造するために、第二精留塔６は、約２４０個の理論トレ
ーを用いて設計することができる。精留塔４及び６で用
いられる液・蒸気接触装置１４は、理論トレー１個当た
り低い圧力低下を有することが望ましい。従って、その
中では、好ましくは、圧力低下の小さな構造化充填物又
はランダム充填物が用いられる。
【００３２】更にアルゴンに富む液体酸素流の導入は、
その運転に関して大きな影響を与える。この影響は、図
２に示してある。図２は、第二精留塔６の運転を示して
いるMcCabe-Thiele図表である。図２は、塔６の平衡ラ
インＡＢ及び運転ラインＣＤＥを示している。点Ｄは、
第三アルゴン富化酸素流が入口４８から導入されるレベ
ルにおいて分離される混合物の組成を示している。ライ
ンＣＤＥのＣＤ部分の傾斜は、入口４８から第二精留塔
６中に導入される液体が無いと考えられる場合に比べて
小さい。結果として、入口４８のレベルよりも上にある
塔６のセクションは、前記液体が導入されない時に比べ
てより低い還流比で運転することができる。結果とし
て、第二精留塔６の上部と関連している凝縮器２８中を
流れる富酸素液体空気の流れは、同様により少ないかも
しれない。従って、高圧精留塔１０から取り出される富
酸素液体空気は、より小さい割合で、凝縮器２８におい
て気化され、その結果として、入口３０と入口４０との
間にある精留塔１０のセクションにおける還流比は増大
する。その結果、出口４０から取り出されるアルゴン富
化酸素蒸気中におけるアルゴン濃度は高められ、全体と
しては、酸素生成物におけるプロセスから放出されるア
ルゴンは少なくなり、アルゴン回収率は増加する。別法
として、より大きな割合で入り空気を、膨張タービン３
６から主蒸留塔２中に導入することができる。有用な仕
事は、例えば入り空気の圧力は、上昇させるのに用いら
れるブースター圧縮機（図示されていない）を運転する
ことによってタービン３６から回収することができる、
という仮定に基づくと、その結果として、プロセスにお
いて消費される正味電力の一単位当たりに製造されるア
ルゴンの量が減少、すなわち電力が節約される。所望の
場合には、改良されたアルゴン回収率と電力消費量の減
少という利点の組み合わせを達成することができる。
【００３３】図１に示した方法から生じる別の利点は、
入口４８のレベルよりも上のレベルにおける還流比が低
下することによって、そこから上の蒸気通行量が減少す
るので、余分な理論段階にもかかわらず、充填物はより
少なくて済むということである。なるほど、精留塔４及
び６で用いられる充填物の総量は、典型的には、同じ純
度のアルゴン生成物を与える従来の単一アルゴン塔の充
填物よりも少ない。
【００３４】図面の図３参照。特に高純度の酸素生成物
を第二精留塔６から取り出すことができる改良された塔
の配置が示してある。図３に示した配置では、第二アル
ゴン富化酸素流は、塔４の中間レベルにある出口７０を
通して第一精留塔４から取り出される。典型的には、第
一精留塔４には、第二アルゴン富化酸素流、及びそれ故
に、第二精留塔６が、酸素に比べてより揮発性の低い不
純物を１０ppb（１ビリオンは１，０００，０００，０
００に等しい）未満含み、前記不純物は典型的には主
に、クリプトン、キセノン、メタン、及びメタンに比べ
てより高級の炭化水素を含むことを確実にするのに十分
な量の充填物１４が出口７０のレベルよりも下にある。
典型的には、精留塔４の中間レベルから第二アルゴン富
化酸素流を取り出すことによって、出口７０のレベルよ
りも下にある塔４のセクションにおける還流比は、アル
ゴン・酸素分離に必要である最少還流よりも少ない量ま
で減少する。従って、更に揮発性の不純物、特にメタ
ン、クリプトン、及びキセノンの分離は、出口７０のレ
ベルよりも下にある精留塔４のセクションで起こる。こ
の分離は、これらの不純物のそれぞれの揮発性と、酸素
の揮発性との差が、アルゴンと酸素との間の差に比べて
実質的に大きいので、比較的容易に起こる。故に、出口
７０のレベルより下で用いられる充填物の高さ（すなわ
ち、垂直の長さ）は、上で用いられているものよりも典
型的には低い。
【００３５】出口６０を通して第二精留塔６から極めて
高純度の液体酸素生成物を取り出すことに加えて、第二
精留塔６のレベルから、すなわち前記塔６の上にある
が、入口５６の下にある数個の理論トレーから高純度酸
素生成物流を取り出すことが好ましい。結果として、出
口７２のレベルよりも下の液体／蒸気比は１に近く、結
果として、出口７２のレベルよりも下にある第二精留塔
６のセクションにおいて必要とされる理論トレーはより
少なくて済む。
【００３６】図面の図４参照。アルゴン・酸素混合物を
分離するための第一精留塔１０２；アルゴン・酸素混合
物を分離するための第二精留塔１０４；高圧精留塔１０
８と低圧精留塔１１０とを含む（第一及び第二精留塔１
０２及び１０４において分離させるためのアルゴン・酸
素混合物を製造する）空気を分離するための主精留塔１
０６；及び高圧精留塔１０８の上部の圧力未満の圧力
で、且つ低圧精留塔１１０の底部の圧力を超える圧力で
動作するもう一つの更なる精留塔１１２を含む精留塔の
配置を有する空気分離プラントが示してある。前記の更
なる精留塔１１２は、中間圧力精留塔として以下で言及
している。
【００３７】空気流は、一連の圧縮段階１１４，１１
６，１１８，１２０及び１２２を動作させることによっ
て図４に示したプラントの中に取り込まれる。圧縮段階
１１８と１２０との中間で、圧縮空気は、入り空気から
の、例えば水蒸気及び二酸化炭素のような比較的不揮発
性の不純物を吸着させて分離させることによって除去す
る精製ユニット１２４の中に流れる。前記精製ユニット
の運転は当業において公知である。
【００３８】精製され圧縮された空気の第一流は、精製
ユニット１２４と圧縮段階１２０への入口との中間から
取り出され、更に、その温端１２８からその冷端１３０
へと主熱交換器１２６の中に通される。それによって、
精製された空気の第一流は、精留によって分離されるよ
うに、その露点を少し超える温度まで冷却される。冷却
された第一空気流は、高圧精留塔１０８の底部にある入
口１３２を通って高圧精留塔１０８中に導入される。圧
縮された空気の第二精製流は、圧縮段階１２０で更に圧
縮される。更に圧縮された精製空気流は、２つの副流へ
と分割される。前記副流の一つは、圧縮段階１２２で更
に再び圧縮されて、その温端１２８からその冷端１３０
へと主熱交換器１２６の中に流される。第一副空気流
は、液体状態で、又は超臨界流体状態で、主熱交換器１
２６の冷端１３０を出る。このように冷却された副空気
流は、ジュール・トムソン弁１３４を通り、実質的に液
体状態で、入口１３６を通って高圧精留塔１０８中に導
入される。
【００３９】高圧精留塔１０８中に導入される空気は、
その底部で富酸素液体画分と、その上部で窒素蒸気画分
とに分離される。窒素蒸気画分の第一流は、低圧精留塔
１１０の底部と熱的に連絡している高圧精留塔１０８の
上部に配置している第一凝縮器・再沸騰器１３８で凝縮
される。生成した液体窒素凝縮液の一部は、還流として
高圧精留塔１０８の上部へと戻される。窒素蒸気画分の
第二流は、中間圧力精留塔１１２の底部に配置された第
二凝縮器・再沸騰器１４０で凝縮される。窒素蒸気画分
の第二流が第二凝縮器・再沸騰器１４０で凝縮される。
生成した凝縮液は、高圧精留塔１０８の上部まで戻され
ない第一凝縮器・再沸騰器１３８からの凝縮液の一部と
混合される。生じた混合物は、熱交換器１４２の中に流
れ、そこで過冷却される。過冷却された液体窒素は、ジ
ュール・トムソン弁１４４の中に流れ、入口１４６を通
って低圧精留塔１１０の上部に導入される。
【００４０】富酸素液体空気の流れは、出口１４８を通
して高圧精留塔１０８の底部から取り出され、ジュール
・トムソン弁１５０の中を通され、更なる精留塔１１２
の底部中に導入され、そこで、第二凝縮器・再沸騰器１
４０において窒素蒸気を凝縮させることによって間接的
に熱交換することによって部分的に再沸騰される。酸素
を約２１容量％含む液体空気の更なる流れは、出口１５
４を通して高圧精留塔１０８から取り出され、ジュール
・トムソン弁１５６の中を通され、次に、中間圧力精留
塔１１２の中間レベルにおいて入口１５８を通って前記
中間圧力精留塔１１２中に導入される。
【００４１】窒素蒸気は、中間圧力精留塔１１２におい
て空気から分離される。窒素蒸気流は、塔１１２の上部
から取り出され、凝縮器１６０で凝縮される。凝縮液の
一部は、還流として、中間圧力精留塔１１２の上部へと
戻される。中間圧力精留塔１１２のための再沸騰は、第
二凝縮器・再沸騰器１４０を運転することによって提供
される。中間圧力精留塔１１２へと戻されない、凝縮器
１６０からの液体窒素凝縮液の一部は、凝縮器・再沸騰
器１３８及び１４０から低圧精留塔１１０の上部へと流
れている液体酸素凝縮液と混合される。中間圧力精留塔
１１２は、液体窒素還流が低圧精留塔１１０に供給され
る速度を高めることができ、それによって、アルゴン回
収率の増加及び／又はプラントの電力消費を減少させる
ことができる。
【００４２】更に酸素に富む液体空気流は、出口１６４
を通して中間圧力精留塔１１２の底部から取り出され、
熱交換器１４２の中を通過することによって過冷却され
る。得られた過冷却液体空気流は、ジュール・トムソン
弁１６６の中を流れ、それによって、低圧精留塔１１０
が動作する圧力を少し超える圧力まで減圧される。更に
酸素に富む減圧液体空気流は、部分的に再沸騰される第
二精留塔１０４及び再沸騰が完了される凝縮器１６０と
関連している凝縮器１６８中に連続して流れる。生成し
気化され更に富化された空気流は、入口１７０から低圧
精留塔１１０中に導入される。
【００４３】他の空気流は、入口１７０から入って来る
空気流に加えて、低圧精留塔１１０中に導入される。特
に、上記の空気第二副流は、圧縮段階１２０と１２２と
の間から取り出され、熱交換器１２６の温端１２８か
ら、その中間領域まで前記熱交換器の中を流すことによ
って温度が低下する。このようにして冷却された第二副
空気流は、主熱交換器１２６の中間領域から取り出さ
れ、膨張タービン１７２による仕事によって膨張され
る。ほぼその露点にある生成した膨張空気は、入口１７
０のレベルにおいて、又は前記入口のレベルよりも上に
おいて、入口１７４を通って低圧精留塔１１０に入る。
低圧精留塔１１０中に導入される更なる空気流は、入口
１５８と同じレベルにある出口１７６を通って中間圧力
精留塔１１２から液体空気流を取り出すことによって作
られる。出口１７６から取り出された液体空気流は、熱
交換器１４２を通過させることによって過冷却され、ジ
ュール・トムソン弁１７８を通過させることによって減
圧される。生成した液体空気流は、入口１７４があるレ
ベルよりも上にある入口１８０から低圧精留塔中に導入
される。
【００４４】低圧精留塔１１０中に導入された空気流
は、その中において、その上部で窒素蒸気画分と、その
底部で液体酸素画分とに分離される。液体酸素の一部
は、第一凝縮器・再沸騰器１３８において再沸騰され、
それによって、窒素上記を凝縮させるための必要な冷却
を提供する。酸素生成物流は、ポンプ１８４を動作させ
ることによって、液体状態で、出口１８２を通して、低
圧精留塔１１０の底部から取り出される。従って、前記
液体酸素は加圧されている。加圧された液体酸素は、そ
の冷端１３０からその温端１２８へと主熱交換器１２６
の中に通されることによって気化される。それによっ
て、加圧された気体酸素生成物が形成される。窒素生成
物流は、出口１８６を通して低圧精留塔１１０の上部か
ら取り出され、熱交換器１４２及び１２６中に連続して
通すことによって温められる。窒素生成物は、大気に排
出することができるか、又は例えば実質的に無酸素条件
を必要とする方法でシール用ガスとして用いることがで
きる。
【００４５】アルゴンを約１０容量％を含む第一富アル
ゴン蒸気流は、出口１８８を通して低圧精留塔の中間レ
ベルから取り出される。第一アルゴン富化酸素蒸気流
は、入口１９０を通して第一精留塔１０２の底部中に導
入される。アルゴンを約２０容量％含む酸素蒸気画分
は、第一精留塔１０２で分離される。この酸素画分流は
第三凝縮器・再沸騰器１９２で凝縮される。生成した凝
縮液の一部は、還流として第一精留塔１０２へと戻され
る。第二アルゴン富化酸素流は、出口１９４を通して第
一精留塔１０２の底部から液体状態で取り出され、ジュ
ール・トムソン弁１９６を通過させることによって減圧
される。減圧された第二アルゴン富化酸素流は、第二精
留塔１０４の第一中間レベルにある入口１９８を通って
第二精留塔１０４中に導入される。凝縮器・再沸騰器１
９２からの凝縮液の別の一部は、別のジュール・トムソ
ン弁２００の中を通され、第三アルゴン富化酸素流とし
て、入口１９８より上にある第二精留塔１０４の第二中
間レベルにある入口２０２を通って第二精留塔１０４中
に導入される。前記の流れは、第二精留塔１０４中に導
入され、そこで、その底部で液体酸素画分と、その上部
で蒸気アルゴン画分とに分離される。アルゴン蒸気流
は、凝縮器１６８で凝縮される。生成した凝縮液の一部
は、還流として第二精留塔１０４へと戻され供給され
る。凝縮されたアルゴンの別の一部は、出口２０４から
液体アルゴン生成物として取り出される。液体酸素生成
物流は、出口２０６を通して精留塔１０４の底部から取
り出され、低圧精留塔１１０からの液体酸素生成物と組
み合わされる。
【００４６】典型的には、高圧精留塔１０８は、その上
部の圧力が約５．７バールで動作し、低圧精留塔１１０
は、その上部の圧力が約１．３バールで動作し、中間圧
力精留塔１１２はその上部の圧力が約３バールで動作
し、第一精留塔１０２は、その底部の圧力が約１．４バ
ールで動作し、及び第二精留塔１０４は、その上部の圧
力が約１．１バールで動作する。
【００４７】従来のアルゴン塔と比較して、第一及び第
二の精留塔１０２及び１０４の配置によって、凝縮器１
６８における凝縮に対する需要が減少する。結果とし
て、低圧精留塔１１０で利用することができる液体窒素
還流を強めるように、中間圧力精留塔１１２及びその凝
縮器１６０を動作させることができる。したがって、低
圧精留塔１１０における酸素からのアルゴンの分離が強
化され、その結果として、本方法の総合的な酸素回収率
及びアルゴン回収率の双方を、比較可能な従来のプラン
トのそれらに比べて、増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】精留塔の配置に関する系統図である。
【図２】図１に示した精留塔の１つの運転を説明してい
るMcCabe-Thieleに関する該略図である。
【図３】図１に示した塔の配置に関する改良に関する説
明図である。
【図４】精留塔のもう１つ別の配置を用いている空気分
離プラントに関する系統図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一精留塔においてアルゴン富化酸素の
    第一流から更にアルゴンが富化されている酸素蒸気を分
    離する工程；第一精留塔に比べてより低圧で動作する第
    二精留塔の中にアルゴンが富化されている酸素の第二流
    を導入する工程；第二精留塔で分離された液体を再沸騰
    させることによって第二精留塔の中で上方へと流れる蒸
    気流を生じさせる工程；前記の分離された液体を用いて
    間接的に熱交換し、それによって前記再沸騰を生起せし
    めることによって、更に富化酸素蒸気を凝縮させる工
    程；第一精留塔における還流として、凝縮され更に富化
    された酸素蒸気の一つの流れを用いる工程；第二精留塔
    の中間質量交換領域の中に、液体状態の第三のアルゴン
    富化酸素流を導入する工程、及び第二精留塔においてア
    ルゴン生成物を分離する工程、その場合、前記第三流の
    アルゴン濃度は第二流のアルゴン濃度に比べて高いが、
    アルゴン生成物のアルゴン濃度に比べて低い、且つ第三
    流は、凝縮され更に富化された酸素蒸気から取り出され
    るか、又は第一精留塔にある他の液体から取り出され
    る、を含むアルゴンを製造する方法。
  2. 【請求項２】 アルゴン富化酸素の第二流が、液体状態
    で、第二精留塔中に導入され、前記の分離された液体の
    アルゴン濃度が、第二流のアルゴン濃度より低い請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】 アルゴン富化酸素の第一流が、蒸気状態
    で、第一精留塔中に導入される請求項１又は２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 アルゴン富化酸素の第二流が、第一精留
    塔の底部領域から液体として取り出される請求項１ −
    ３のいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 アルゴン富化酸素の第二流が、第一精留
    塔の中間質量交換領域から液体として取り出される請求
    項１ − ３のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 酸素に比べて低揮発性である不純物がア
    ルゴン富化酸素の第一流から吸収される液・蒸気接触セ
    クションを、第一精留塔が最低部に有する請求項５記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 アルゴン富化酸素の第一流が、空気が分
    離される主精留塔から蒸気状態で取り出される請求項１
    − ６のいずれか一つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 アルゴン蒸気が、第二精留塔の上部質量
    交換領域から取り出され、凝縮され、前記凝縮アルゴン
    蒸気の一つ流れはアルゴン生成物として取り出され、又
    前記凝縮アルゴン蒸気の別の流れは第二精留塔において
    還流として用いられる請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 アルゴン富化酸素の第一流のための入口
    を有し、前記アルゴン富化酸素の第一流から更にアルゴ
    ン富化酸素蒸気を分離するための第一高圧精留塔；アル
    ゴン富化酸素の第二流のための入口を有し、前記アルゴ
    ン富化酸素の第二流からアルゴン生成物を分離するため
    の第二低圧精留塔；更に富化された蒸気を凝縮するため
    の通路、第二精留塔で分離された再沸騰液体のための通
    路、生成される第二精留塔中の蒸気を上昇流にすること
    ができるように第二精留塔と連絡している出口を有する
    再沸騰通路、及び第一精留塔に対して還流を供給するこ
    とができるように第一精留塔と連絡している出口を有す
    る凝縮通路と熱交換の関係にある再沸騰凝縮器；前記凝
    縮通路の出口と又は第一精留塔からの液体のための出口
    と連絡している第二精留塔の中間質量熱交換領域への入
    口；及び第二精留塔からの生成物アルゴンのための出口
    を含む、アルゴンを製造するための装置。
  10. 【請求項１０】 第二精留塔への前記入口が、第一精留
    塔の底部領域と連絡している請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 第二精留塔への前記入口が、第一精留
    塔の中間質量交換領域と連絡している請求項９又は１０
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】 第一精留塔への前記入口が、空気を分
    離するための主精留塔と連絡している請求項９ − １１
    のいずれか一つに記載の装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016515188A (ja) * 2013-03-06 2016-05-26 リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 空気分離装置、アルゴンを含有する生成物を獲得する方法、及び、空気分離装置を建造する方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9619687D0 (en) * 1996-09-20 1996-11-06 Boc Group Plc Air separation
US5682765A (en) * 1996-12-12 1997-11-04 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing argon and lower purity oxygen
US5934104A (en) * 1998-06-02 1999-08-10 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple column nitrogen generators with oxygen coproduction
US5970743A (en) * 1998-06-10 1999-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Production of argon from a cryogenic air separation process
US6173586B1 (en) * 1999-08-31 2001-01-16 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing very high purity oxygen
DE10011591B4 (de) 2000-03-09 2004-10-07 Howaldtswerke - Deutsche Werft Ag Drehmotor
GB0023380D0 (en) 2000-09-23 2000-11-08 Sutcliffe Speakman Carbons Ltd An improved composition and apparatus for transferring heat to or from fluids
DE10061487C1 (de) * 2000-12-09 2002-03-21 Howaldtswerke Deutsche Werft Verfahren zum signaturfreien Ausbringen von Abgas aus Unterwasserfahrzeugen
DE10061908A1 (de) * 2000-12-12 2002-06-27 Messer Ags Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10152356A1 (de) * 2001-10-24 2002-12-12 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon und hoch reinem Sauerstoff durch Tieftemperatur-Zerlegung
FR2863348B1 (fr) * 2003-12-05 2006-12-22 Air Liquide Compresseur de gaz, appareil de separation d'un melange gazeux incorporant un tel compresseur et procede de separation d'un melange gazeux incorporant un tel compresseur
WO2020187449A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-24 Linde Gmbh Verfahren und anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP3980705A1 (de) * 2019-06-04 2022-04-13 Linde GmbH Verfahren und anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840506A1 (de) * 1988-12-01 1990-06-07 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur luftzerlegung
US4983194A (en) * 1990-02-02 1991-01-08 Air Products And Chemicals, Inc. Production of high purity argon
US5161380A (en) * 1991-08-12 1992-11-10 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic rectification system for enhanced argon production
US5207066A (en) * 1991-10-22 1993-05-04 Bova Vitaly I Method of air separation
DE4317916A1 (de) * 1993-05-28 1994-12-01 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon
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.
GB9412182D0 (en) * 1994-06-17 1994-08-10 Boc Group Plc Air separation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016515188A (ja) * 2013-03-06 2016-05-26 リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 空気分離装置、アルゴンを含有する生成物を獲得する方法、及び、空気分離装置を建造する方法

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